Винтовой привод Советский патент 1989 года по МПК F16H25/20 

СП

to

СП

со

оо

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах металлорежущих станков, подъемно-тран- епортного оборудования.

1ель изобретения расширение кинематических возможностей за счет изменения передаточною отношения между винтом и гайкой, повышение быстродействия за счет уменьп1ения времени пуска и торможения путем размыкания винтовой передачи без остановки двигателя и за счет уменьн1ения времени реверсирования при изменении на- гграв;1ения скорости относительного вращения винта и гайки без воздействия на двигатель, обеснечение возможностей ступен- чато1Ч) 1ереключения скоростей, дискретного изменения скорости и направления движения.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема п()ивода; на фиг. 2 - разрез А А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вариант привода с электромагнитной винтовой передачей.

Винтовой привод содержит винтовую передачу, включающую винт I, на которо.м установлена с возможностью вращения отно- сшчмьно него гайка 2. Гайка 2 связана с двигате,1ем 3 посредством зубчатой передачи 4 с передаточным отношением U , винт связан с ,;1ем 3 посредством зубчатой передачи 5 с передаточным отношением Uj, которая связана с винтом, например, через Н1, 1ипы 6. Винт 1 связан с рабочим opi aiiOM 7. например, через подп1ипники 8. Рабочий (jpi aH 7 установлен в направляюн|их 9. Двигатель 3 может быть выполнен с двумя кинематически несвязанн111ми между собой роторами acniiXpoHHortj и синхронного типов. Один из роторов соответственно связан с гайкой 2, а друг ой - с винтом 1. Винтовая передача может быть вьшол}1ена электромагнитной, при этом катушка 10 возбуждения установлена в корнусе 1 1 и подк.-|ючена к автономпому источнику 12 питания. Для обеспечения возможности ступенчатого переключения скоростей привод может быть снабжен по крайней .мере одной дополнительной э. 1ектро.магнитной винтовой передачей и дополнительными зубчатыми передачами по числу дополнительных электромагнитных винтовых передач. Дополнительные зубчатые передачи предназначены д, 1я связи гаек дополнительных винтовых передач с двигателем 3. Если передаточное отношение одной из до1К)лнительных зубчатых передач равно Ug, то передаточные отноп ения LJ., , Lig и UB связаны соотношением

signdJ, - Не) -sign(Uj-- Lg) где L .| , . s передаточные отношения, указанные выше. Для обеспечения возмож- ностп дискретного изменения скорости или направления движения винт 1 может быть выполнен с резьбой. состояп|ей из носледова

5

0

5

0

5

0

5

тельных чередующихся участков соответственно разного шага или направления. С этими участками взаимодействуют соответствующие гайки, последовательно установленные по винту 1 дополнительных электромагнитных винтовых передач.

Bинт( привод работает следующим образом.

Вращение от двигателя 3 передается через передачу 5 на винт 1, а через передачу 4 - на 2. При этом вследствие вращения гайки 2 относительно винта 1 и различия их угловых скоростей за счет неравенства Ui и UB происходит винтовое движение винта 1, раскладываемое на его вра- и.ение в подшипниках 8 и поступательное перемещение совместно с рабочим органом 7 в нанравляющих 9. Путем изменения передаточных отношений UY и Ue можно изменять скорость перемещения винта, а это расширяет кинематические возможности привода.

В приводе с двигателем, имеющим два ротора, вращение на винт 1 передается, например, от ротора синхронного типа, а на гайку 2 - от ротора асинхронного типа. Пз.менение передаточного отношения между винтом 1 и гайкой 2 в этом атучае производится за счет изменения частоты вращения роторов.

В варианте привода с электромагнитной винтовой передачей гайка 2 может быть выведена из взаимодействия с винтом 1 без отключения двигателя 3 за счет отключения питания катушки 10. Тем са.мым повышается быстродействие при вык тючении привода.

Ступенчатое переключение скоростей производится путем попеременного включения дополнительных зубчатых передач, связывающих гайки дополнительных электро.маг- нитных винтовых передач с двигателем 3.

Дискретное изменение скорости производится путем попере.менного включения питания катушек 10 дополнительных электромаг- -нитных винтовых передач. При этом гайки этих передач взаимодействуют каждая с соответствующим участком резьбы винта 1 разного нага, за счет чего скорость перемещения последнего меняется.

Аналогично производится дискретное изменение направления движения винта 1, только в этом случае гайки дополнительных электромагнитных винтовых передач попеременно взаимодействуют каждая с соответствующим участком резьбы винта 1 разного направления.

Формула изобретения

1. Винтовой привод, содержащий двигатель, винтовую передачу, включающую винт и взаимодействующую с ним гайку, и зубчатую передачу, предназначенную для связи двигателя с винтом, отличающийся тем что с целью расширения кинематических возможностей за счет изменения передаточного отношения между винтом и гайкой, привод снабжен зубчатой передачей, предназн ачен- нои для связи двигателя с гайкой, а постед- няя установлена на винте с возможностью вращения относительно него.

2.Привод по п. 1, отличающийся тем что двигатель выполнен электрическим, включающим два кинематически несвязанных между собой ротора соответственно асинхронного и синхронного типов, один из которых предназначен для связи с винтом а другой - с гайкой.

3.Привод по п. I, отличающийся тем что, с цетью повышения быстродействия за счет уменьшения времени пуска и торможения путем размыкания винтовой передачи без остановки двигателя, передача выполнена электромагнитной с системой возбуждения, подключенной к автономным источникам питания.

4. Привод по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности ступенчатого переключения скоростей он по крайней мере одной дополнительной электромагнитной винтовой передачей и дополнительными зубчатыми передачами по числу дополнительных электромагнитных винтовых передач, связываюшими двигатель с гайками соответствующих дополнительных винтовых передач, при этом системы возбуждения последних подключены к автономным источникам питания, а передаточные отно- щения дополнительных зубчатых передач не равны передаточному отношению основной зубчатой передачи.

15

5. Привод по пп. I, 3 и 4, отличанпцийсч тем, что, с целью повышения быстродействия за счет уменьшения времени реверсирования при изменении направления скорости 5 относительного вращения винта и гайки без воздействия на двигатель, передаточные отношения зубчатых передач соотпетственно основной, связывающей двигател1 с винтом. и одной из дополнительных выбираются из Q условия

signlU,, --Uj) --sign(L 2 I, I,

где LfiiUz.li-передаточные отно1нения основной зубчатой передачи, одной из дополнительных зубчатых передач и зубчатой передачи, связывающей двигатель с винто соответственно.

6.Привод по пп. 1, 3 и 4, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности дискретного изменения скорости, резьба винта выполнена в виде чередующихся участков с разными шагами, резьбы гаек дополнительных электромагнитных винтовых передач также выпатнены с разными шагами и пред)1азначены для взаимодействия с соответствующими участками резьбы винта.

7.Винтовой привод по гш. I, 3, 4 и 6 отличающийся тем, что, с целью обеснече0 ия возможности дискретного изменения на правления движения, резьба винта выполнена в виде чередующихся участков с разными направлениями, резьбы гаек дополнительных электромагнитных винтовых передач также выполнены с разными направ. нмшя5 ми и предназначены для взаимодействия с соответствующими участками резьбь винта

20

25

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах металлорежущих станков, подъемно-транспортного оборудования. Целью изобретения является расширение кинематических возможностей за счет изменения передаточного отношения между винтом и гайкой, а также повышение быстродействия и обеспечение возможностей ступенчатого переключения скоростей дискретного изменения скорости и направления движения. Для достижения положительного эффекта винтовой привод снабжен зубчатой передачей 4 с передаточным отношением U₁ предназначенной для связи гайки 2 с двигателем 3, а гайка установлена на винте с возможностью вращения. Кроме того, в различных вариантах исполнения привода винтовая передача может быть выполнена электромагнитной, а привод снабжен дополнительными винтовой и зубчатой передачей с передаточным отношением U₂, при этом имеет место соотношение SIGN(U₁-U₁₃)=-SIGN(U₂-U₁₃). Винт может быть выполнен с чередующимися резьбовыми участками разного шага или направления. При вращении вала двигателя за счет варьирования передаточных отношений U₁ и U₂ изменяют передаточное отношение между винтом и гайкой. При взаимодействии с гайкой винт совершает винтовое перемещение. Посредством переключения винтовых передач последовательно установленных на чередующихся участках резьбы винта возможно ступенчатое переключение скоростей, а также дискретное изменение скорости или направления движения. 4 ил.

1

8

S Z&2BZ

vr-,j

Ш

КучУчМ

аПА 7

w

A- A

Физ.г

8- 6

Физ.5