ШАРИКОВИНТОВОЙ ПРИВОД Российский патент 2004 года по МПК F16H25/22 

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано в конструкциях, где необходима высокая точность преобразования вращательного движения в поступательное.

Известная многозаходная винтовая пара с трением качения (1) имеет шарики, заложенные между витками винта и гайки. Витки на винте и гайке выполнены в виде винтовых канавок с одинаковым числом заходов. Кинематический шаг винтовой пары равен шагу винтовой канавки, умноженному на число заходов винта.

Недостаток винтовой пары заключается в том, что шарики, заложенные между витками винта и гайки, непрерывно перемещаются вдоль оси винта и выходят за пределы гайки. Для обеспечения непрерывного потока шариков в пределах гайки в этих конструкциях требуется устройство для возврата шариков.

Известна винтовая пара (2), которая содержит многозаходный винт с резьбовыми канавками, сечение которого в плоскости, перпендикулярной его оси, имеет звездообразную форму с равномерно расположенными по окружности выступами для удержания шариков, гайку с беговыми дорожками, выполненными на ее внутренней поверхности и взаимодействующими с шариками, помещенными между витками резьбы, при этом беговые дорожки на гайке выполнены в виде замкнутых кольцевых проточек.

Недостаток устройства - возможность проскальзывания шарика как относительно резьбовых канавок винта, так и беговых дорожек гайки.

Известна многозаходная винтовая пара с трением качения (3), которая, по мнению авторов, является наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту и выбрана в качестве прототипа. В винтовой паре гайка выполнена в виде набора колец, жестко установленных в одном корпусе. Кольца снабжены на внутренних поверхностях беговыми дорожками, каждая из которых взаимодействует с шариками. Шарики помещены между витками резьбы винта по одному в каждом заходе и заключены в сепаратор.

Недостаток конструкции - низкая точность и долговечность винтовой пары, а также ограничена ее кинематическая возможность из-за применения сепаратора, что требует увеличения числа заходов резьбы винта.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности привода и расширение его кинематических возможностей.

Задача решается тем, что шариковинтовой привод, содержащий корпус с набором колец, снабженных беговыми дорожками, в которых расположены шарики, взаимодействующие с витками резьбы винта, имеет подвижные относительно корпуса кольца, которые разрезаны по плоскости симметрии беговых дорожек. Кольца соединены между собой с помощью сухарных выступов. Крайние внутренние кольца соединены между собой втулкой с сухарными выступами. Внутри втулки установлена пружина, взаимодействующая с крайними внутренними кольцами. Одно из наружных колец жестко соединено с внутренней конической полумуфтой, взаимодействующей с ответной наружной конической полумуфтой, жестко закрепленной внутри корпуса.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется графическими материалами, где на фиг.1 изображен общий вид шариковинтового привода; на фиг.2 - кольцо в разрезе; на фиг.3 - вид на кольцо с торцевой поверхности; на фиг.4 - втулка в разрезе; на фиг.5 - вид на втулку с торцевой поверхности.

Шариковинтовой привод состоит из винта 1 (фиг.1), установленного внутри колец 2. На кольцах 2 выполнены беговые дорожки "а" (фиг.2), которые контактируют с шариками 7, взаимодействующими с резьбой винта 1 (фиг.1). Кольца 2 установлены внутри корпуса 5 и соединены между собой с помощью сухарных выступов "б" (фиг. 3), которые входят в ответные выемки "в" соседнего кольца. Внутри корпуса 5 (фиг.1) установлена втулка 4, которая своими сухарными выступами "г" (фиг.4) скреплена с крайними внутренними кольцами 2 (фиг.1). Внутри втулки 4 установлена пружина 3, которая упирается в крайние внутренние кольца 2, чем обеспечивается выбор зазоров между кольцами и шариками, а также необходимый крутящий момент, передаваемый конической фрикционной муфтой, которая состоит из внутренней конической полумуфты 8, жестко соединенной с одним из наружных колец 2 и наружной конической полумуфты 9, жестко закрепленной внутри корпуса 5.

Шариковинтовой привод работает следующим образом.

На зубчатое колесо 6, жестко соединенное с корпусом 5, передается вращение от двигателя (на фиг. 1 не показан). Крутящий момент через наружную коническую полумуфту 9 и внутреннюю коническую полумуфту 8 передается на кольца 2. Кольца 2 через шарики 7 обеспечивают поступательное движение винта 1. Так как пружина 3 обеспечивает плотное прилегание шариков 7 к беговым дорожкам колец 2, ход винта 1 с высокой точностью соответствует углу поворота шестерни 6 с корпусом 5.

Таким образом, предложенное техническое решение позволило повысить точность привода и расширить его кинематические возможности.

Источники информации
1. Павлов Б.И. Шариковые механизмы в приборостроении, Ленинград, Машиностроение, 1968г., с.38-56, 86-89-аналог.

2. Турпаев А.И. Винтовые механизмы и передачи, Москва, Машиностроение, 1982, с.118 - аналог.

3. Авт. свид. СССР 121323, класс 47h, 3 - прототип.

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано в конструкциях, где необходима высокая точность преобразования вращательного движения в поступательное. Шариковинтовой привод содержит корпус с набором колец, снабженных беговыми дорожками. В беговых дорожках расположены шарики, взаимодействующие с витками резьбы винта. Кольца привода выполнены подвижными относительно корпуса и разрезаны по плоскости симметрии беговых дорожек. Кольца соединены между собой с помощью сухарных выступов. Крайние внутренние кольца соединены между собой втулкой с сухарными выступами. Внутри втулки установлена пружина, взаимодействующая с крайними внутренними кольцами. Одно из наружных колец жестко соединено с внутренней конической полумуфтой, взаимодействующей с ответной наружной конической полумуфтой, жестко закрепленной внутри корпуса. Технический результат заключается в повышении точности привода и расширении его кинематических возможностей. 5 ил.

Шариковинтовой привод, содержащий корпус с набором колец, снабженных беговыми дорожками, в которых расположены шарики, взаимодействующие с витками резьбы винта, отличающийся тем, что кольца относительно корпуса установлены подвижно, выполнены разрезными по плоскости симметрии беговых дорожек и соединены между собой сухарными выступами, крайние внутренние кольца соединены между собой с помощью втулки с сухарными выступами, внутри втулки установлена пружина, взаимодействующая с крайними внутренними кольцами, а одно из наружных колец жестко соединено с внутренней конической полумуфтой, взаимодействующей с ответной наружной конической полумуфтой, жестко закрепленной внутри корпуса.