Механизм линейного перемещения Советский патент 1992 года по МПК F16H25/20 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к механическим системам точного линейного перемещения, и может быть использовано в развертывающих механизмах устройств ввода-вывода графической информации, в частности в фототелеграфных аппаратах и полиграфических машинах.

Известен механизм перемещения суппорта токарного станка 1, в котором с целью повышения точности за счет исключения влияния на перемещения суппорта относительных перекосов и биений винтовой пары кронштейн суппорта снабжен центрами, расположенными диаметрально противоположно относительно продольной оси ходового винта, в которых установлено с возможностью покачивания кольцо. В

кольце в плоскости, перпендикулярной оси центров, установлены толкающие скалки со сферическими концами, взаимодействующими с торцом гайки.

Известно корректирующее устройство для механизма подачи винта 2, в котором полугайки соединены друг с другом с помощью пружины и навинчены на ведущий винт. Каждая полугайка соединена с помощью эластичных пластин с кольцом, установленным с зазором на ведущем вин re. Кольцо с двух сторон шарнирно связано с центрами, установленными в перемещаемом звене.

Наиболее близким к заявляемому является винтовой привод 3, который содержит каретку, винт, взаимодействующий с ним гайку, поводок, закрепленный на последхх|

N

-л

О CJ

ней, а также упоры, установленные ма каретке и выполненные в виде втулки, размещенного в ней подпятника и опирающегося на последний шарика, размещенного во втулке с радиальным зазором, а поводок гайки размещен между шариками,

Недостатком прототипа является передача усилия перемещаемой каретке через консольный поводок гайки, что приводит к ее перекашиванию относительно винта и возникновению неравномерности момента трения в резьбе. Жестко поджатые к поводку шарики, размещенные в регулируемых при сборке опорах, не позволяют компенсировать появляющийся в процессе работы из-за износа зазор в данном соединении, Винтовой привод не обеспечивает компенсации периодической ошибки резьбы винта, которая приводит к наиболее ощутимой невооруженным глазом периодической нерав- номерности оптической плотности синтезируемого развертывающим устройством полутонового черно-белого или цветного изображения.

Целью изобретения является повышение точности и плавности перемещения.

Цель достигается тем, что о механизме линейного перемещения, содержащем каретку с направляющими, винт, взаимодействующую с ним гайку и узел связи гайки с кареткой, гайка выполнена по крайней мере из двух резьбовых секторов, равномерно расположенных по окружности и соединенных между собой с помощью пружины, а узел связи гайки с кареткой выполнен в виде шариковых упоров, объединенных в группы по числу резьбовых секторов, в каждой из которых не менее семи шариковых упоров, примем один из упоров каждой группы и пружина, соединяющая соседние резьбовые секторы, расположены по разные стороны от осевой плоскости симметрии соответствующего сектора, а центр этого упора и ось пружины равноудалены от перпендикулярных оси винта торцов резьбового сектора, по крайней мере шесть остальных упоров каждой группы установлены попарно, причем в каждой паре один из упоров подпружинен к каретке, линии, соединяющие центры упоров двух пар, параллельны одна другой и каждая касательно к окружности среднего диаметра резьбы винта, упоры третьей пары расположены на соответствующих торцах резьбового сектора, перпендикулярных оси винта, а один из упоров этой пары установлен с возможностью осевого перемещения и с зазором между ним и кареткой, выбираемым из соотношения

S. п

где А - амплитуда периодической ошибки шага резьбы винта;

п - число резьбовых секторов.

На фиг. 1 приведен разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 2 - вид сверху с разрезом А-А на фиг, 1; на фиг-. 3 - вид сбоку с продольным разрезом механизма линейного перемещения по оси винта.

Мехгнизм линейного перемещения состоит из ходового винта 1,гайки, выполненной из двух резьбовых секторов 2 и 3, установленных соответственно в верхнем

корпусе 4 и нижнем корпусе 5 с продольными призматическими пазами, кронштейна 6, закрепленного на каретке 7, установленной в призматических шариковых направляющих 8 и 9. В призматические пазы верхнего

корпуса помещены шарики 10, 11 и 12, 13 упоров. Первые поджаты жесткими упорами 14, 15 с подпятниками 16, 17, вторые - упорами 18, 19 с пружинами 20, 21, помещенными во втулки 22, 23. Линии, соединяющие

центры шариков 10,12 и 11, 13 параллельны и каждая касательна окружности среднего диаметра резьбы винта.

Конструкция нижнего корпуса 5, расположение шариковых упоров аналогично

конструкции и расположению шариковых упоров верхнего корпуса 4. Все упоры, подпятники, пружины и втулки установлены в кронштейне 6.

На корпусах 4 и 5 установлены соответственно упоры 24 и 25, на каретке 7 - упор 26 с втулкой 27, на кронштейне 6 - упор 28 с втулкой 29. Между упорами 24 и 26 помещен шарик 30, между упорами 25 и 28 - шарик 31.

В продольные призматические пазы каретки 7 попарно помещены четыре шарика 32, одновременно располагающиеся в призматических пазах направляющих 8 и 9. На верхнем корпусе 4 установлен передний упор 33 и задний упор 34, в кронштейне б - жесткий упор 35, с противоположной стороны - упор 36, поджатый пружиной 37, помещенной во втулку 38. Между упорами 33 и 35 размещен шарик 39, а между упорами 34 и 35 - шарик 40.

. На нижнем корпусе 5 установлен передний упор 41 и задний упор 42, в кронштейне 6 - микрометрический регулируемый упор 43, а с противоположной стороны - упор 44, поджимаемый пружиной 45, помещенной во втулку 46. Между упорами 41 и 43 размещен шарик 47, а между упорами 42 и 44 - шарик 48. Между шариками 47 и упором 43 при сборке устанавливается зазор (в направлении перемещения), равный доле амплитуды периодической ошибки резьбы ходового винта, соответствующей числу резьбовых секторов.

Упоры 33 и 34, 41 и 42 расположены на плоскостях торцов резьбовых секторов, перпендикулярных оси винта.

Между корпусами 4 и 5 установлена пружина 49, зацепленная концами за штифты 50. 51, помещенные в канавки корпусов. Пружиной 49 резьбовые секторы 2 и 3 постоянно прижаты к ходовому винту 1, через упоры 24, 26 и шарик 30 корпус 4 прижат к каретке 7, а через упопы 25, 28 и шарик 31 корпус 5 прижат к кронштейну 6.

Упоры 24 и 25 и пружина 40, соединяющая противоположные резьбовые секторы, расположены по разные стороны от осевой плоскости симметрии резьбового сектора, а центры шариков 30 и 31 этих упоров и ось пружины равноудалены от перпендикулярных оси винта торцов резьбовых секторов.

Механизм линейного перемещения работает следующим образом.

При вращении ходового винта 1 резьбо- вые секторы 2 и 3 перемещаются вдоль его оси. На первой половине оборота ходового винта усилие перемещения оси резьбового сектора 2 через верхний корпус 4, упор 33, шарик 39. жесткий упор 35, кронштейн 6 передается каретке 7, движущейся на шариках 32 вдоль направляющих 8 и 9. Зазор между шариком 47 и упором 41 резьбового сектора 3 уменьшается и на второй половине оборота ходового винта 1 движение ка- ретке 7 передается через нижний корпус 5, упор 41, шарик 47, микрометрический упор 43 и кронштейн 6. При этом между шариком 39 и упором 33 (35) образуется зазор, максимальное значение которого достигает ве- личины, в частном данном случае достигающей половины амплитуды периодической ошибки резьбы ходового винта, а в общем случае - величины, равной части этой ошибки, соответствующей числу резь- бовых секторов. Таким образом достигается компенсация периодической ошибки шага резьбы ходового винта и повышается плавность линейного перемещения каретки.

При обратном ходе каретки 7 усилие перемещения передается ей от резьбовых секторов 2 и 3 одновременно через верхний 4 и нижний 5 корпуга, упоры 34 и 42, шарики 40, 48, упоры 36, 44, пружины 37, 45, втулки 3, 46 и кронштейн 6. В данном случае пере- дача усилия каретки через два шариковых упора не имеет особого значения, так как обычно обратный ход каретки не является рабочим.

В процессе движения оба резьбовых сектора постоянно прижаты к ходовому пинту пружиной, чем обес.печипаотся отсутг.1 вие осевого зазора в сопряжении резьб винта и секторов. Во время вращения винта развороту секторов относительно его оси препятствуют упоры 24, 26 и 25, 28, а также шарики 30 и 31, втулки 27 и 29 препятствуют выпадению шариков при их перекатывании. Поперечные смещения резьбовых секторов относительно винта при его вращении ограничиваются в горизонтальной плоскости упорами 14, 15, подпятниками 16, 17 и шариками 10, 11 в одном направлении, упорами 18, 19, пружинами 20, 21 и втулками 22, 23 в противоположном. Одновременно шарики 10, 11 и 12, 13 обеспечивают возможность осевых смещений корпусов 4 и 5 относительно друг друга при смене передающего усилие перемещения каретки резьбового сектора и возможность радиальных смещений резьбовых секторов в вертикальной плоскости для компенсации периодической ошибки механизма от радиального биения резьбы винта при его вращения,

Опоры корпусов 4 и 5 через шарики 30, 31 на каретку 7 и кронштейн 6, жестко связанный с кареткой, обеспечивают возможность исключения из конструкции специальной направляющей для резьбовых секторов (гайки) при одновременном наличии у них необходимых степеней свободы относительно перемещаемой каретки.

Формула изобретения

Механизм линейного перемещения, содержащий каретку с направляющими, винт, взаимодействующую с ним гайку и узел связи гайки с кареткой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и плавности перемещения, гайка выполнена в виде по крайней мере двух резьбовых секторов, равномерно расположенных по окружности и соединенных между собой при помощи пружины, а узел связи гайки с кареткой выполнен в виде шариковых упоров, объединенных в группы по числу резьбовых секторов, в каждой из которых не менее семи шариковых упоров, один из упоров каждой груг.пы и пружина, соединяющая соседние резьбовые сектора, расположены по разные стороны от осевой плоскости симметрии соответствующего сектора, а центр этого упора и ось пружины равноудалены от перпендикулярных оси винта торцов резьбового сектора, по крайней мере шесть остальных упоров каждой группы установлены попарно, причем в каждой паре один из упоров подпружинен к каретке, линии, соединяющие центры упоров двух пар, параллельны одна другой и

каждая касательна к окружности среднего диаметра резьбы винта, упоры третьей пары расположены на соответствующих торцах резьбового сектора, перпендикулярных оси винта, а один из упоров этой пары установлен с возможностью осевого перемещения

и с зазором S между ним и кареткой, выбираемым из соотношения:

S A/n .

где А - амплитуда периодической ошибки шага резьбы винта;

п - число резьбовых секторов.

Изобретение относится к приборостроению и может быть r-спользовано в развертывающих механизмах устройств ввода-вывода графической информации. Цель изобретения - повышение точности и плавности перемещения. С этой целью гайка выполнена из двух резьбовых секторов, соединенных между собой пружиной. Гайка связана с кареткой при помощи узла связи, включающего группы шариковых упоров. Один из упоров установлен с зазором по отношению к каретке и имеет возможность перемещения вдоль оси ходового винта. При вращении ходового винта усилие перемещения передается через резьбовой сектор, верхний корпус, упор, шарик, жесткий упор и кронштейн (первая половина оборота), а также через второй резьбовой сектор, нижний корпус, упор, шарик, микрометрический упор и кронштейн (вторая половина оборота). За счет наличия зазора достигается компенсация периодической ошибки шага резьбы ходового винта. 3 ил. со с

Mdt

1726 1 2 k 7

.... Л Л

3128 5 3 6

SO П 32 8

Фиг.1

со