Ряховский О.А. - Атлас конструкций узлов и деталей машин (1059808), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Чтобы между сопрягаемыия витками винта и роликов реализовывалось трение качение, необходимо иметь следующее соотношение: Нзг — — гааз„, где пз, и И „— средние диаметры резьбы гайки и ролика. Средйий диаметр резьбы винта (да 2)дзр а расстояние между осями винта и ролика а„, =0,5(гг -1)Ызр (см. рис.
17.1.1). Минимальное число роликов — три. Для повышения нагрузочной способности, осевой жесткости и других параметров число роликов увеличивают. Так, для ПРВМ с Нз„= 40 ..50 мм число роликов составляет обычно 9 или 1О. Резьбовые де~али ПРВМ изготавливакп со специальной резьбой, имеющей чаще всего шаг 1, 1,б или 2 мм.
Витки резьбы винта и гайки (см. рис. 17.1.4) треугольные с углом профиля 90'; витки резьбы роликов выполняют с тем же углом, но с выпуклым профилем, для того чтобы исключить кромочные контакты. Важнейшим диаметром резьбы является средний, другие диаметры выбирают конструктивно. Допуски на средние диаметры резьбы винта, роликов и гайки выбирают с учетом двух ограничений. Первое направлено на возможность сборки передачи, второе — на создание наименьшего зазора между витками указанных деталей. Обычно ПРВМ выходят из строя вследствие изнашивания рабочих поверхностей витков резьбы винта, ролика и гайки. Поэтому винты изготавливают чаще всего из стали марок ХВГ, 8ХВА, ролики — из ХВГ и ШХ15, гайки — из ХВГ, ШХ15, 9ХС, !8ХГТ.
После термообработки твердость рабочих поверхностей витков резьбы указанных деталей должна быть не ниже бо НКС,. Конструкция ПРВМ с цельной гайкой имеет существенный недостаток — между сопрягаемыми витками резьбовых деталей передачи имеются осевые зазоры, без которых невозможно собрать передачу. Однако осевые зазоры существенно снижают жесткость и точность ПРВМ, поэтому разработаны способы их компснсадии.
Чаше всего на практике применяют способ, показанный на рис. 17.1.5, а. Здесь гайку ПРВМ выполняют в виде двух подугаек, между которыми устанавливают компенсатор. Сначала механической обработкой уменьшают толщину компенсатора, а затем с помощью силового механизма (на рисунке ие показан) сжимают полугайки и компенсатор. При этом находящиеся между полугайками ролики перемещаются в радиальном направлении к оси винта и компенсируют осевые зазоры. Этот способ имеет целый ряд недостатков: нагрузка воспринимается только одной полугайкой, в месге контакта витков полугайки и ролика рабочая высота Н! профиля резьбы меньше номинального значения (см.
рис. 17.1.5, а) и др. В МГТУ им. Н.Э. Баумана был разработан способ, основанный на использовании цельной гайки, выполненной в виде цилиндрической тонкостенной оболочки. С помощью силового механизма гайка деформируется в радиальном направлении и перемешает ролики к оси винта вследствие чего и происходит компенсация зазоров (см. рис. 17.1.5, 6 и в). На рис. 17.!.6 представлена конструкпия ПРВМ с разъемной гайкой. Передача состоит из винна 1, установленных в сепараторах 7! резьбовых роликов 9, разьемной гайки, корпусных деталей 5 и 8, которые сжимают гайку с помощью болтов 2 и гаек 3 с пружинными шайбами 4. Разьемная гайка содержит полугайки 6 и установленный между ними компенсатор 7, выполненный в виде двух полуколец (см. рис.
17.1.6, Г). Такая конструкция компенсатора позволяет извлекать и устанавливать его без разборки гайки. В каждой полугайке закреплены кольцо !О с вну!ренним зубчатым венцом и маслосъсмное кольцо !2. На корпусной детали 8 выполнены базовые элементы— шейки Д, предназначенные для соединения гайки с рабочим механизмом (на рисунке не показан). Для взаимной ориентации полугаек и корпусных деталей, а также для передачи с полугаек на корпусные детали вращающегося момезгга от сил трения в резьбе применяется шпанка 73. ПРВМ с цельной или разъемной гайкой серийно изготавливают в России на АО "АвтоВАЗ", размеры и параметры которых приведены в табл. !7.1.1.
Типоразмер ПРВМ состоит из двух чисел: первое соответствует среднему диамегру резьбы винта, второе осевому ходу гайки за один оборот винта. В представленной на рис. 17.!.7 конструкции гайка показана без корпуса, так как последний предназначен для соединения ПРВМ с другими узлами или агрегатами машины, которое может быть осуществлено различными способами. На рис. 17.1.8, 17.1.9 показаны конструкции ПРВМ с деформируемой гайкой, с помощью которой компенсируются осевые зазоры между сопрягаемыми витками резьбовых деталей. Конструкция, в которой гайка выполнена в виде цилиндрической оболочки с развитыми в радиальном направлении торцами, изображена на рис. 17.1.8. При приложении к торцам осевых сил изгибающие моменты деформируют оболочку в радиальном направлении.
Длина оболочки с резьбой не может быть большой, поэтому в данной конструкции применяют две гайки: одна воспринимает осевую силу, другая является поддерживающей. ПРВМ состоит из винта 1, сепараторов 3, резьбовых роликов 2 и двух гаек 7, установленных в корпусе 8. Отверстие корпуса закрывают крышки 5 и !1, в которых имеются втулки !2 с маслосъемными кольцами 73. Крышки 5 и ! ! крепятся к корпусу 8 с помошью винтов 6, Кроме того, в крышке 5 выполнен внутренний зубчатый венец, зацепляющейся с зубчатыми венцами резьбовых роликов. Гайка, воспринимающая осевую силу, сжимается винтами 4 между крышкой 5 и прижимным элементом 75. Поддерживающая гайка сжимается винтами 9 между таким же прижимным элементом !5 и кольцом !О, имеющим внутренний зубчатый венец для сопряжения с зубчатыми венцами резьбовых роликов.
Для взаимной ориентадии гаек, крышек, прижимных элементов и кольца !О используются направляюшие шпонки !4 и! 7, которые крепятся к корпусу винтами 76. На рис. 17.1.9 представлена конструкция ПРВМ, в которой гайка выполнена в виде длинной цилиндрической оболочки и нагружена внешним давлением.
Передача состоит из винта 1, сепараторов 2, резьбовых роликов !3, гайки !4, корпуса !5 с крышками 6 и ! 7, втулок 7 с внутренними зубчатыми венцами. Гайка 14 и втулки 7 соединены с корпусом с помошью цилиндрических штифтов 5, а крышки 6 и 17 крепятся к корпусу с помощью конических штифтов 3 и винтов !6. В крышках установлены маслосьемные кольца !8. Гайка и корпус образуют герметичную колы!евую полость, заполняемую гидропластом 2! с помощью радиально расположенных каналов, которые закрываются винтами-пробками 22 с прокладками 4.
Давление в гидропласте создается с помошью винта 8, который стопорится гайкой 9, и плунжера !О. На рис. 17.1.10 показан пример использования ПРВМ. Представленный модуль встраивают в сварочный робот ПР 601760. Модуль состоит из корпуса 1, электродвигателя постоянного тока 5, ПРВМ, в которую входит винт 8 и гайка 2. Для защиты винта применяется кожух 3.
Винт соединен с электродвигателем муфтой 6, оснащен тормозом 7 и резольвером 4. Муфта 6 состоит из двух металлопластмассовых полу- муфт с зубьями на торцовых поверхностях. В боковых пластинах корпуса имеются базовые отверстия для установки модуля на роботе, а на гайке — цапфы для соединения с другими механизмами робота. В одной опоре корпуса винт установлен на сдвоенных радиально-упорных роликовых подшипниках с большим углом конуса. Эта опора фиксирует вал в двух направлениях. Вторая опора вала выполнена плавающей с использованием радиального шарикового подшипника. 17.2. Шариковый механизм винт — гайка качения.
В этих механизмах качения между витками резьбы винта и гайки размещены тела качения — шарики. Основные геометрические параметры передачи качения: номинальный диаметр Ы (диаметр расположения центров тел качения), шаг Р резьбы и диаметр Р, тел качения. Достоинства шарикового винтового механизма (ШВМ): малые потери на трение (высокий КПД), высокая несущая способность при малых габаритных размерах, высокая точность поступательного перемещения, значительный ресурс; недостатки сложность конструкции гайки, требование высокой точности изготовления и хорошей зашиты передачи от загрязнения.
На рис. 17.2.1 (а, 6) показано сечение резьбы с криволинейным профилем: полукруглым (а) и "стрельчатая арка" (6). Наибольшее распространение получила резьба с полукруглым профилем. Основные геометрические параметры ШВМ с полукруглым профилем резьбы (см. рис.
17.2.1, а): номинальный диаметр 89, шаг резьбы Р; угол контакта а (а= 45'); число заходов резьбы г (обычно г = 1); диаметр шарика Ы!и, внутренний диаметр резьбы винта дз =8в -1,01223!и', наружный диаметр резьбы винта Ы = Ыо — 0,35 2)!г, радиус профиля резьбы )!в„= = (1„03...1,05)Ля ! смещение центра радиуса профиля Свр ()(вв )(я, )з1п а; диаметр качения по профилю вийта Ы„= 89 -27!г сова; диаметр качения по профилю гайки Н„э =с(оч-23!г сова; наружный диаметр резьбы 204 гайки Ыэ, =4о+2Я 2С р внутренний диаметр резьбы гайки Ыз „= Ыо ч-05(Ыо -ь1 ); радиус галтели винта га = 0,2Ан,,' радиус галтели гайки г, = 0,1 5А1г, угол подъема резьбы на диаметре г(к „э(г=агс18(Рг1 и г)к „); угол подъема винтовой линии на диаметре 4оэуо -— агс18(Рг1кЫа ).
На рис. 17.2.4 приведена типовая конструкпия ШВМ с геометрическими размерами винта и гайки. В табл. 17.2.1 даны значения динамической С, и статической С, осевой грузоподьемности ШВМ с трехвитковымн гайками (1„= 3). Для механизмов, имеющих гайки с гю равном 1, 2. 4, 5 и 6, значения динамической осевой грузоподьемности должны быть уменьшены в 2,57; 1,42; 0,78; 0,64 и 0,55 раза, а статической осевой грузоподьемности — в 3; 1,5; 0,75; 0,6 и 0,5 раза соответственно.
В соответствии с основными критериями работоспособности ШВМ расчет его ведут по динамической грузоподъемности для предупреждения усталостного разрушения и по статической грузоподъемности для предупреждения пластических деформаций рабочих поверхностей. Схемы закрепления винтов в опорах, используемых при проектировании мал~ни и механизмов даны на рис. 17.2.5. Приведенные в табл. 17.2.3 значения коэффициентов )з и т, зависящие от способа заире~лепил винта, используют для расчета винтов соответственно на статическую и динамическую устойчивость. В предназначенной для восприятия радиальной и осевой сил в обоих направлениях фиксирующей опоре, изображенной на рис. 17.2.6, а, использован радиально-упорный конический роликовый подшипник по ГОСТ 6364 — 78, а в опоре, приведенной на рис.
17.2.6, б, — комбинированный роликовый подшипник по ГОСТ 26290-90. В плавающих опорах винтов можно использовать радиальные шариковые подшипники по ГОСТ 7242 — 81. В передаче, изображенной на рис. 17.2.7, предусмотрена возможность плавного регулирования зазоров (натягов) между винтом 1, телами качения и гайкамн 3 и 4. Используя регулировочные винты б и 7, поворачивают колы1о 5 н через зубчатое соединение вращают гайку 4 относительно гайки 3. 17.3. Механизм винт — гайка скольжения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
