Механизм для преобразования вращательного движения в винтовое Советский патент 1980 года по МПК F16H25/18 

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в механизмах для преобразования вращательного движения в винтовое.

По основному авт. св. № 539196 известен механизм для преобразования вращательного движения в винтовое, содержащий корпус, ведущее и ведомое звенья, взаимодействующие между собой кулачки, два из которых торцами неподвижно установлены в корпусе, а третий - на ведомом звене. На свободных торцах кулачков выполнены аналогичные Л -видные выступы с плавным переходом один к другому с отношением радиусов кривизны при вершине выступа к впадине, равным 1:3. Кулачок, установленный на ведомом звене, расположен между неподвижными кулачками так, что Л -видные выступы одного торца сопряжены с впадинами одного из неподвижных кулачков, а Л -видные выступы другого торца - с выступами другого неподвижного кулачка.

Недостатками такого механизма являются низкие динамические характеристики и КПД, низкая кинематическая чувствительность и высокий приведенный коэффициент трения покоя, вызываемые трением скольжения в низшей кинематической паре. Эти недостатки проявляются в случае, если к ведомому звену и подвижном)- кулачку приложена постоянная осевая нагрузка вместо специально подобранной переменной. , Цель изобретения - повышение динамических характеристик и КПД независимо от характера осевой нагрузки, приложенной к ведомому звену и подвижному кулачку.

Указанная цель достигается тем, что механизм снабжен неподвижно установленной

10 относительно корпуса между его кулачками разделительной вставкой, торцы которой эквидистантны к поверхностям свобод 1ых торцов кулачков корпуса и образуют с последними замкнутые канавки, и замкнутыми цепями шариков, размещенными в замкнутых канавках и взаимодействующими с кулачком на ведомом звене.

На фиг. 1 изображен предлагаемый механизм; на фиг. 2 - объемное изображение подвижного кулачка; на фиг. 3 - развертка профилей Л -видных выступов кулачков корпуса и ведомого звена на плоскость чертежа.

В корпусе 1 механизма неподвижно укреплены кулачки 2 и 3, между которыми также неподвижно укреплена разделительная вставка 4. К кулачкам 2 и 3 корпуса примыкают сопряженные с ними уплотнительные вставки 5 и 6. Внутри корпуса 1 размещено ведомое звено в виде штока 7, выполненное за одно целое с неподвижным кулачком 8. Внутри ведомого звена 7 неподвижно укреплена шлицевая втулка 9, подвижно соединенная с ведущим звеном-валом 10. В полости между ведомым звеном 7 с неподвижным кулачком 8, кулачками 2 и 3 корпуса и вставкой 4 помещены две замкнутые шариковые цепи 11 и 12.

Механизм работает следующим образом.

При вращении ведущего звена-вала 10 крутящий момент посредством скользящего шлицевого соединения 9 передается на шток 7 ведомого звена и кулачок 8, который взаимодействует своими Л -видными выступами на торцах с аналогичными выступами кулачков 2 и 3 корпуса посредством шариков качения цепей 11 и 12. В результате этого шток ведомого звена совершает винтовое движение. Механизм является обратным. Если ведущим звеном становится шток 7, то его возвратно-поступательное движение преобразуется во вращательное движение вала 10 посредством скользящего шлицевого соединения.

Конкретное выполнение механизма зависит от назначения узла, характера нагрузки и величины ее в осевом направлении. Число Л -видных выступов на свободных торцах всех кулачков следует выбирать не более одного, так как только в этом случае образующиеся при сборке канавки для шариков будут образовывать участки одноходовой перекрёстной винтовой резьбы. Профиль канавок для шариков выбирается из тех же соображений, что и для шариковинтовых механизмов, т.е. он может быть криволинейным (полукруглый, овальный) или прямолинейным (треугольный, трапецеидальный). Выбор числа Л -видных выступов на рабочем (свободном) торце более, чем одного не рекомендуется, так как усложняется форма кулачков, затрудняется технология и точность их изготовления, уменьшается плавность перехода между участками винтовой перекрестной резьбы.

Кулачки с одним Л -видным выступом обеспечивают предельное сокращение пути возврата шариков, минимум числа поворотов в замкнутых канавках при максимально больших радиусах их кривизны и в конечном счете легкость хода механизма. Для увеличения несущей способности ведомого звена число подвижных кулачков, выполненных за одно целое с ним, .может выбираться пропорционально осевой нагрузке т.е. два, три и более подвижных кулачка последовательно вдоль оси штока ведомого звена на равных расстояниях друг от друга. При это.м число кулачков корпуса соответственно воз,растает. Кулачки с одним Л -видным выступом обеспечивают максимальный поступательный ход щтока при минимальном уг.те подъема участка винтовой резьбы. Уплотнительные вставки 5 и 6 обеспечивают герметичность механизма, предохраняют дорожки качения шариков цепей 11 и 12 от попадания загрязнений извне.

Предлагаемое изобретение расширяет область применения механизмов. Применение шариков для снижения потерь на трение обеспечивает низкий приведенный коэффициент трения покоя и высокую кинематическую чувствительность, что является необходимым, например, для повышения качества рабочих органов роботов манипуляторов или узлов преобразования движения в приборостроении.

Формула изобретения

Механизм для преобразования вращательного движения в винтовое по авт. св.

№ 539196, отличающийся тем, что, с целью повышения динамических характеристик и КПД, механизм снабжен неподвижно установленной относительно корпуса между его кулачками разделительной вставкой, торцы

которой эквидистантны к поверхностям свободных торцов кулачков корпуса и образуют с последними замкнутые канавки, и замкнутыми цепями шариков, раз.мещенными в замкнутых канавках и взаимодействующими с кулачком на ведомом звене.