Розділ 4. Передачі гвинт – мутра (гайка). Фрикційні передачі та варіатори. Пасові та ланцюгові передачі

Глава 11. Передачі гвинт – мутра (гайка)

11.1. Загальні відомості та класифікація

Я к ґвинтовий механізм передача ґвинт-мутра застосовується для перетворення обертового руху у поступальний. Передача має велике передатне відношення і може бути самогальмівною, а тому її використовують як силову в ручних ліварах /домкратах/ /рис. 11.1/, підіймачах з електромеханічним приводом, ґвинтових пресах, механізмах переміщення столів та супортів верстатів, а також як кінематичну в механізмах наладки і вимірювальних приладах.

Рис. 11.1. Ручний лівар (домкрат)

Іноді передачу використовують для перетворення поступального руху в обертовий /ручні дрилі, викрутки і т.ін/. Таке перетворення руху можна здійснювати, якщо кут сходу ґвинтової лінії різі більший за кут тертя. Ці передачі не мають властивості самогальмування.

Основа передачі – ґвинтова пара. Конструктивно вона може бути виконана з тертям ковзання або з тертям кочення.

Значного поширення передача ґвинт-мутра з тертям ковзання набула завдяки простоті конструкції, компактності, технологічності, плавності та безшумності в роботі, високій навантажувальній здатності і надійності, високому ступеню редукції та можливості одержання точних переміщень.

Ведучою ланкою, яка здійснює обертовий рух, може бути як ґвинт, так і мутра. У ліварах іноді застосовують конструкції, в яких ґвинт одночасно здійснює обертовий і поступальний рух при нерухомій мутрі. Вибір кінематичної схеми передачі визначається в основному вимогами компоновки та змогами її застосування. Недоліком цих механізмів є малий ККД і підвищена інтенсивність спрацювання різі внаслідок тертя. Механіка передачі базується на теорії ґвинтової пари.

Профілі та класифікація різей. Контур різі у вісевій площині циліндра /конуса/ називається профілем різі. Профілем різі є та фігура, яка утворюється при ґвинтовому русі. Ґвинтовою ж називається лінія, утворена гіпотенузою прямокутного трикутника при огинанні його навколо прямого кругового циліндра або конуса.

Залежно від профілю розрізняють п'ять типів основних різей /рис. 11.2/. Можуть бути й інші. Усі вони знаходять застосування у ґвинтових механізмах, при цьому вид профілю вибирають залежно від умов роботи, призначення механізму, вимог до точності та ККД.

Рис. 11.2. Профілі різей: а - трикутна; б - прямокутна (квадратна); в - трапецеподібна; г - упорна; ґ - кругла.

Різі можуть бути праві - якщо ґвинтова лінія йде зліва направо і уверх, і ліві - коли йде справа наліво і уверх. Найпоширенішою є права різь.

Західність різей. Якщо на різевій деталі у поперечному перерізі відмічається один виток, то це буде однозахідна різь, два /через 180°/ - двозахідна, три /через 120⁰/ - тризахідна і т.ін.

Отже, багатозахідна різь дістається при переміщенні по паралельних гвинтових лініях декількох поряд розташованих профілів.

У ґвинтових механізмах застосовують переважно багатозахідні різі.

Геометричні параметри різі. Основні параметри циліндричної різі розглянемо на прикладі різі з трикутним профілем /рис. 11.3/: D - зовнішній діаметр різі, який є номінальним діаметром різевого з'єднання; d₁, D₁ – внутрішній діаметр різі відповідно ґвинта і мутри; d₂, D₂ - середній діаметр різі, тобто діаметр уявного циліндра, на якому ширина витка рівна ширині западини; Н - висота вихідного контуру, яка дорівнює висоті профілю /без урахування заокруглення вершин і западин/; h - робоча висота профілю, по якій стикаються витки ґвинта і мутри; α_с - радіальний проміжок; Р - крок різі, який дорівнює відстані між однойменними точками двох сусідніх витків, що виміряний по твірній циліндра; Р_h - хід різі як відстань між однойменними точками двох сусідніх витків однієї й тієї ж ґвинтової поверхні; для однозахідних різей P_h=P, для багатозахідних - P_h=z_pP, де z_p - кількість заходів;  - кут профілю різі; Ψ - кут сходу різі, який дорівнює куту сходу ґвинтової лінії на середньому циліндрі різі.

Рис. 11.3. Параметри різі

Усі геометричні параметри більшості різей та допуски на їхні розміри стандартизовані.