3. Тягові пристрої пр

Тягові пристрої ПР служать для здійснення прямолінійних переміщень окремих елементів чи модулів ПР. Конструкція механізмів прямолінійного переміщення залежить від вибраного приводу і дії на привід сил інерції від маси переміщуваних вузлів. При використанні гідроприводів, як правило, вихідна ланка механізму прямолінійного переміщення зв’язана безпосередньо з штоком гідроциліндра без передавального механізму. При використанні в ролі приводу електродвигунів і гідромоторів між валом електродвигуна і вихідною ланкою механізма прямолінійного переміщення конструюють передавальний механізм, котрий забезпечує підвищення вихідного моменту і перетворює обертовий рух приводу в поступальний рух вихідної ланки механізму прямолінійних переміщень. В ПР поширеним є використання з цією метою передачі зубчасте колесо-рейка та гвинтових передач, тросової, ланцюгової передачі.

3.1 Рейкова передача

Рейкова передача призначена для перетворення обертального руху шестерні в поступальний рух рейки і, навпаки, поступального руху рейки в обертальний рух шестерні (рисунок 6.3). Основними ланками рейкової передачі є шестерня 1 і зубчаста рейка 2. Рейка утворює з нерухомою ланкою поступальну пару. Рейкову передачу можна розглядати як окремий випадок зубчастої передачі, в якій колесу трансформоване в рейку.

2. Гвинтові механізми

Гвинтові механізми (або передачі гвинт-гайка) служать для перетворення обертального руху в поступальний (рідше – поступального в обертальний). Вони поділяються на передачі з тертям ковзання і тертям кочення.

Передачі гвинт-гайка з тертям ковзання, незважаючи на суттєві недоліки (підвищений знос різьби внаслідок великого тертя і низький ККД – не більше 50%), широко використовуються завдяки простоті виготовлення і експлуатації, а також можливості легко здійснювати самогальмування. Конструктивно гвинтові пари ковзання утворюються за допомогою різьб різного профілю. Різьби того чи іншого виду використовуються залежно від призначення гвинтових механізмів:

• метрична різьба має найбільшу міцність і підвищений приведений коефіцієнт тертя, застосовується в скріплюючих механізмах, в мікрометрах;

• кругла різьба використовується, якщо є небезпека заклинювання гвинта, а також при ударних навантаженнях;

• трапецієдальна різьба характеризується достатньою мцнстю, жорсткістю і простотою виготовлення, застосовується у вантажних механізмахдля передачі різного навантаження (крутного моменту, осьової сили);

• упорна різьба служить для передачі великого одностороннього навантаження.

Передачі гвинт-гайка з тертям кочення характерна тим, що на відміну від гвинтових пар з тертям ковзання, робочі поверхні не дотикаються (рисунок 6.4). Різьба гвинта 1 і гайки 2 виконана у вигляді канавок, по яких перекочуються кульки 4, що є проміжними тілами, які з’єднують гвинт з гайкою. Ланцюг кульок замикається за допомогою спеціального перепускного каналу 3. В процесі роботи відбувається безперервна циркуляція кульок.

Конструкція окремих елементів кулько-гвинтової пари і механізму в цілому визначається експлуатаційними умовами. Найбільш розповсюджений круглий профіль канавок (рисунок 6.5 а), що характеризується найменшими контактними напруженнями, внаслідок чого потребує меншої порівняно з іншими профілями кількості кульок при однаковій вантажопідйомності. Проте при потраплянні на робочу частину механізму пилу, він швидше виходить з ладу. Кількість змащувального матеріалу в канавці невелика, тому для покращення умов змащування іноді виконують проточки (рисунок 6.5 б). Прямолінійний профіль різьби (трикутний, трапецієдальний) (рисунок 6.5 в, г) найбільш технологічний, забезпечує постійність кута контакту і дозволяє отримати триточковий контакт між кульками і елементами різьби гвинта і гайки. Однак він значно уступає криволінійному профілю за навантажувальною здатністю.

Передачі гвинт-гайка з тертям кочення використовують в механізмах точних переміщень, слідкуючих системах і відповідальних силових передачах. До їх переваг порівняно з гвинтовими парами ковзання належать:

• мінімальний знос;

• висока точність і рівномірність поступального руху зі збереженням цих параметрів в процесі експлуатації;

• можливість повного виключення осьового люфту;

• висока кінематична чутливість;

• високий ККД навіть при відносно малому куті підйому різьби (90%);

• можливість надійної роботи в діапазоні температур від –60С до +500С та в агресивних середовищах.