Механизм преобразования вращательного движения в поступательное Советский патент 1990 года по МПК F16H37/16 F16H25/20 

ел

00 XI

ю

Ю CJ

Изобретение относится к машиностроению, в частности к механическим передачам, и может найти широкое применение в народном хозяйстве.

Цельч13обретения - уменьшение габа- ритных размеров и массы и расширение области применения механизма за счет увеличения хода винта.

На фиг. 1 приведен пример выполнения механизма; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Механизм содержит винт 1 и расположенные вокруг него в обойме 2 сателлитные ролики 3; имеющие по две нарезки. Первая нарезка 4 роликов 3 зацепляется с нарезкой 5 винта 1. Нарезки 4 и 5 имеют разные углы подъема. Вторая нарезка б роликов 3 имеет диаметр меньший, чем диаметр первой нарезки 4. В образованном указанным уменьшением диаметра нарезки 5 пространства между винтом и роликами 3 соосно с винтом 1 расположена часть 7 опорного звена 8,несущая нарезку 9, зацепляющуюся с нарезкой б роликов 3. Нарезки 6 и 9 имеют одинаковые углы подъема. .

Уменьшение диаметра нарезки 6 по сравнению с разрезкой 4 выбирается таким, чтобы в высвобожденном этим уменьшением диаметра нарезки б пространстве размещалась достаточная по прочности толщина стенки части 7 опорного звена 8. Ролики 3 установлены в обойме 2 при помощи подшипников 10 (в зависимости от назначения механизма и режимов его работы это могут быть подшипники скольжения или качения). Опорное звено 8 установлено в корпусе 11 , с возможностью вращения на радиальном подшипнике 12 и упорном подшипнике 13 (применимы и другие варианты, обеспечивающие возможность вращения опорного звена).

В случаях, когда необходимо обеспечить точность и стабильность осевого перемещения, механизм снабжен зубчатой передачей, связывающей ролики 3 с опорным звеном 8 (зубчатые венцы 14 и 15) и обойму 2 с опорным звеном 8 (зубчатые венцы 16-19).

Привод (не показан) может быть связан с обоймой 2 или опорным звеном 8 (при этом выходным звеном, осуществляющим осевое перемещение, будет винт 1), или же с винтом 1 (при этом выходным поступательно перемещающимся звеном будет опорное звено 8). Возможен также вариант, когда привод связан с винтом 1 при помощи уст- ройства, обеспечивающего осевое перемещение ви нта 1 относительно привода (например, подвижное шпоночное или шли- цевое соединение). При этом выходным звеном будет винт 1.

Механизм работает следующим образом.

При вращении обоймы 2 с угловой скоростью Шо относительно винта 1 ролики 3 обкатываются вокруг винта 1 и опорного звена 8. При этом окружная скорость осей роликов Vo равна Vo Roftb (фиг. 2), где RO - радиус окружности, на которой расположены оси роликов.

Для того, чтобы обеспечить перекатывание нарезки 4 роликов 3 по нарезке 5 винта 1 без скольжения, т.е. при окружной скорости контактной точки а начальной окружности нарезки 5, равной нулю, и в то же время исключить скольжение в зацеплении нарезок б и 9, необходимо (фиг.2), чтобы контактная точка б начальной окружности нарезки 9 имела окружную скорость R-i - Re

наVg Roftfe -р

где R4 и Re - соответственно радиусы чальных окружностей нарезок 4 и 6.

Это обеспечивается возможностью вращения опорного звена 8 в подшипниках 12 и 13, так как при вращении обоймь 2 нарезка 6 роликов 3 за счет силы трения в контак ТНО.Й точке б заставляет вращаться опорное звено 8 с соответствующей скоростью. Поскольку эта фрикционная связь не гарантирует точности и стабильности перемещения (возможны случайные проскальзывания и неизбежные неточности выполнения нарезок) для случаев, когда необходима высокая точность и стабильность перемещений, применены зубчатые венцы 16-19, число зубьев которых удовлетворяют следующему соотношению

Zi7 Zi9 . da d5

Zi8 ; Zi6dg d4

где Zie - Z 19 - числа зубьев зубчатых венцов 16-19 соответственно;

d4,d5,d6.d9 - начальные диаметры нарезок 4,5,6 и 9 соответственно.

Поскольку нарезка 4 роликов 3 отличается по углу подъема от нарезки 5 винта 1, перекатывание этих нарезок вызывает осевое перемещение винта относительно роликов, т.е. преобразование вращательного движения в поступательное.

Ведущим звеном передачи может служить как обойма, так и опорное звено, корпус механизма или винт, а при выполнении передачи с применением зубчатых венцов 16-19 также и вал блока зубчатых венцов 17, 16. Необходимо отметить, что во всех перечисленных вариантах, кроме последнего, зубчатые колеса используются в качестве кинематических, а не силовых элементов, и в связи с этим почти не влияют на КПД

механизма, который имеет высокое значение, как и у всех передач качения.

Расположение опорного звена в пространстве между роликами и винтом позволяет последнему перемещаться внутри опорного звена на ограниченный длиной роликов ход. Это позволяет использовать механизм для больших (свыше десяти диаметров винта) перемещений выходного звена, т.е. расширить область применения механизма.

Формула изобретения 1. Механизм преобразования вращательного движения в поступательное, содержащий винт, соосное с ним опорное звано с наружной нарезкой, обойму, уста0

5

новленные в ней сателлитные ролики, имеющие по две нарезки, предназначенные первая для зацепления с винтом, а вторая - с нарезкой опорного звена, отличающи и с я тем, что, с целью уменьшения габаритных размеров и массы, при увеличении хода винта часть опорного звена, имеющая нарезку, расположена между винтом и второй нарезкой роликов, ее диаметр меньше диаметра первой нарезки на величину, выбранную из условия прочности опорного звена, а последнее установлено в корпусе с возможностью вращения.

2. Механизм по п.1, от л йча ющий- с я тем, что обойма кинематически связана с опорным звеном.

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в приводных устройствах различных машин, механизмов и агрегатов. Цель изобретения - расширение диапазона использования, уменьшение массы и габаритов за счет того, что часть 7 опорного звена 8, несущая нарезку 9, расположена в пространстве между винтом 1 и второй нарезкой 6 роликов 3. Последняя имеет диаметр, меньший, чем первая нарежка 4. Опорное звено 8 установлено в корпусе 11 с возможностью вращения. Обойма 2 может иметь жесткую кинематическую связь с опорным звеном 8. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.