Тяговые устройства привода подачи
Тяговые устройства привода подачи.
Передача винт–гайка качения обладает свойствами , позволяющими применять её как для привода подач без отсчета перемещений (универсальные МРС, силовые столы агрегатных станков) , так и в приводах подач и позиционирования станков с ЧПУ.
Для ПВ–ГК характерны, —
– высокий КПД (0,8...0,9);
– небольшое различие между силами трения движения и покоя
– изначальное влияние частоты вращения винта на силу трения в механизме;
– полное отсутствие осевого зазора.
Недостатки : высокая стоимость , пониженное демпфирование , отсутствие самоторможения.
Устройство и размеры передачи. ПВ–ГК состоит из винта 1 , гайки 2 , шариков 3 и устройств для возврата шариков.
Рекомендуемые материалы
 | |||
 |
Обычно применяют передачи с наиболее технологичным полукруглым профилем резьбы : rв = rг » (1,03...1,05) r1 – для снижения контактных напряжений.
Размеры элементов ПВ–ГК стандартизованы (ГОСТ 25329–82).
Расчет передачи винт–гайка качения (В–ГК).
Исходные данные и цель расчета.
ПВ–ГК выходит из строя в результате , —
– усталостного разрушения поверхностных слоёв шариков , гайки и винта;
– потери устойчивости винта;
– износа элементов передачи и снижения точности.
Возможные причины, —
– слишком большая нагрузка на винт;
– низкая расчетная долговечность;
– значительный относительный перекос В и Г;
– неудовлетворительная защита от загрязнений.
Цель расчета ПВ–ГК состоит в определении номинального диаметра винта d0 и в подборе по каталогу такой передачи, которая удовлетворяла бы всем требованиям работоспособности.
Исходные данные , —
– длина винта, наибольшая расчетная длина;
– способ установки на опорах;
– ряд значений осевой нагрузки, которые определяются для различных операций, выполняемых на МРС;
– ряд частот вращения В(г).
Можно исходить из величины крутящего момента на ходовом винте
М = Мд * h / i где:
Мд – крутящий момент на валу ЭД;
h – КПД передачи от ЭД к винту;
i – передаточное отношение этой передачи.
Осевая сила действующая на винт,
, где 
– угол подъема резьбы; 
угол трения (f=(57..85)10–5–коэффициент трения качения)
Предварительный выбор параметров передачи.
Предварительно передачу выбирают по осевой нагрузке, конструктивным и технологическим соображениям.
Затем проверяют усталостную прочность рабочих поверхностей винта и гайки по критериям усталости и осевой жесткости.
Номинальный диаметр винта d0 принимают равным L/(20...25), где L –длина резьбовой части винта.
Расчет на жесткость. Потребный номинальный диаметр винта d0 можно определить из условия обеспечения жесткости привода , которая связана с жесткостью шарико-винтового механизма , винта в и его опор 0 :
Осевая жесткость привода оказывает влияние на виброустойчивость. Чтобы исключить резонансные явления, собственную частоту колебаний механической части привода f = (3...3,5) f1 , где f1 – частота импульсов, вырабатываемых системой измерения перемещений.
Для крупных станков f1 = 10...15 Гц
для средних и малых f1 = 15...25 Гц.
Исходя из условия f = (3...3,5) f1 ,потребная жесткость механической части привода
j = 4 * 10–6 * p2 * f2 * m (Н/мкм) , где
m – масса узлов механической части привода (ходового винта, исполнительного узла и установленных на нём приспособлений, заготовки), кг.
Жесткость шарико-винтового механизма (с предварительным натягом и возвратом шариков через вкладыши при r1/r2=0,96) :
где Кd = 0,3...0,5 – коэффициент учитывающий погрешности изготовления резьбы гайки , а также жесткость стыков винтового механизма;
U – число витков резьбы в гайке;
d0 – номинальный диаметр винта , мм;
р – шаг резьбы , мм;
, Н – допустимая сила натяга, отне–
сённая к одному шарику , где Кz = 0,7...0,8 – коэффициент учитывающий погрешности изготовления резьбы винта ; Z1 – рабочее число шариков в одном винте; a – угол контакта шариков с винтом и гайкой; b – угол подъёма резьбы.
Наименьшая жесткость ходового винта зависит от способа установки его на опорах.
 | |||||
 | |||||
 |
, H/м , где
–наибольшее расстояние от опоры винта до середины гайки, м; d0 ,н; E–модуль упругости материала винта, МПа.
¬–одностороннее закрепление;
–с дополнительной опорой.
® 
Люди также интересуются этой лекцией: 25 Электронные таблицы.
Приближенное значение жесткости опор винта
j0=ed0 , H/мкм , где е=5,10,10 соответственно д/РУ ,шариковых и роликовых опор.
d0 –гарантирует осевую жесткость привода
 |
