Шариковинтовой механизм Советский патент 1989 года по МПК F16H25/22 

(ир.чА.

Q1

М04.

СЭ

|С 00 Ю5

Изобретение относится к машиностроению и прь днааначено для использования в силовых и кинематических механи:: мах преобразования вращательного дшшения в поступательное.

Цель изобретения - повьш1ение несущей способности и долговечности механизма путем обеспечения самоуста навливаемости шарнкоп по нарезке винта.

На фиг.1 изображен шариковинтовой механизм, осевое сечение; на фиг .2 - схема самоустановки шариков; на фиг.З - схема для иллюстрации равно- весия шариков при правом направлении винтовой нарезки; на фиг.4 - то же, при левом направлении винтовой нарезки .

1 1ариковинтовой механизм состоит (фиг,1) из ходового винта 1, сепаратора 2, выполненного в виде втулки с отверстиями 3, имеющими четырехугольные сечения, две параллельные стенки 4 и 5 наклонены по отношению к направлению винтовой нарезки ходового винта под углом больше нуля и меньше угла трения скольжения, наружной обоймы 6, шарикоподшипника 7 и рабочих шариков 8. Рабочие шарики 8 установлены в отверстия 3 сепаратора 2 и прижаты к профилю нарезки ходового винта 1 с помощью наружной обоймы 6. Сепаратор с рабочими шариками выполняет роль гайки и может быть или ведомым элементом шариковинтовой передачи.

Шарнковинтовой механизм работает следутешим образом.

Если враш;ательное движение винта 1 преобразуется в поступательное движение сепаратора 2, то вследствие качения рабочих шариков В вдоль винтовой нарезки ходового винта 1 обойма 6 вращается в направлении, про- тивоположном направлению вращения винта 1. Если вращательное движение сепаратора преобразуется в поступательное движение винта, ;го по той же причине наружная обойма вращаетс относительно винта в направлении вращения сепаратора 2.

Осевому перемещению наружной обомы 6 относительно сепаратора 2 препятствует шарикоподшипник 7. Обойма |установлена|, по рабочим шарикам 8 с натягом и прижимает их к винту 1. При этом благодаря обеспечению самоустановки шарики имеют две точки

5

Q

5

контакта с поверхностью винтовой нарезки винта арочного профиля. Обеспечение самоустановки шариков основано на возможпости их перемещения вдоль параллельных стенок 4 и 5 отверстий 3 сепаратора 2. Стенки 4 и 5 наклонены по отношению к направлению нарезки винта под углом d (первое исполнениеJ. Поэтому, если допущена ошибка Р в расположении отверстий сепаратора, по шагу Р в сторону его уменьшения или увеличения (фиг.2, на которой штриховыми линиями обозначено Геометрическое место точек контакта шариков с поверхностью нарезки винта), то в статическом положении механизма шарики, стремясь под давлением наружной обоймы к расположению по минимально возможному диаметру нарезки винта, смещаются на величину

di - Л -5

sina где - угол подъема винтовой линии

ходового винта.

При исполнении отверстий - пазов во втулке-сепараторе в виде, показанном на фиг.4 (второе исполнение), это смещение приблизительно равно

/II fA -..

CtgW + /5)-tg (o( + /i) В процессе работы механизма рабочие шарики катятся по поверхности нарезки ходового винта и наружной обоймы. Взаимодействие шариков с сепаратором сопровождается трением скольжения. Если пренебречь незначительными силами трения качения, то равновесие каждого шарика (фиг.З и 4) описывается силой нормального давления со стороны наружной обоймы (на фиг.З и 4 Не показана), силой нормального давления со стороны винта NJ (на фиг.З и 4 показаны ее проекции N ) и равнодействующей R, которая имеет своими составляющими силу трения скольжения F шариков о втулку-сепаратор и силу нормального давления со стороны сепаратора N.

Направление силы трения F противоположно возможному при работе механизма проскальзыванию шарика отверстия, которому препятствуют силы N, и R, если угол d меньше угла трения скольжения р Если угол d принять больше угла Р,то при работе механизма силы N, и R способствуют перемещению рабочих

шариков вдоль ответстии и потере на некотором угле поворота ведущего элемента механизма кинематической связи между ходовым винтом н сепаратором, что приводит к кинематическим погрешностям механизма.

Формула изобретения Шариковинтовой механизм, содержа- пшй ходовой винт, сепаратор, выполненный в виде втулки со сквозными отверстиями в ее стенках, обойму, установленную на сепараторе с возможностью врап(ения, шарики, распо683

ложенные в отверстиях и предназначенные для взаимодействия с нарезкой винта и внутренней поверхностью обоймы, отличающийся тем, что, с целью повьппения несущей способности и долговечности механизма путем обеспечения самоустанавливае- мости шариков по нарезке винта, 0 отверстия имеют четырехугольные сечения и две стенки каждого их них параллельны и расположены к направлению нарезки ходового винта под углом больше нуля и меньше угла тре- J5 ния скольжения.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для использования в силовых и кинематических механизмах преобразования вращательного движения в поступательное. Целью изобретения является повышение несущей способности и долговечности механизма путем обеспечения самоустанавливаемости шариков по нарезке винта. Для получения положительного эффекта стенки 4 и 5 отверстий сепаратора расположены к направлению нарезки ходового винта 1 под углом, не превышающим угол трения скольжения. При вращении винта 1 сепаратор 2 движется поступательно, а обойма 6 вращается в направлении, противоположном направлению вращения винта 1. Обеспечение самоустановки шариков 8, расположенных в отверстиях сепаратора, основано на возможности их перемещения вдоль стенок 4 и 5. 4 ил.

(u&2

Фиг.З

SZL

Фив. If