31. Винт – гайка качения

Используется в приводе подач точных станков (резьбо – шлифовальных, координатно – расточных)

Достоинства

• Высокий КПД ( 0,9 – 0,95 ) из-за замены трения скольжения на трение качения.

• Малый крутящий момент на ходовом винте из-за высокого КПД.

• Высокая плавность и точность перемещения

• Отсутствие скачкообразного движения в процессе выполнения перемещения, а так же при трогании с места.

• Возможность полного устранения зазоров в резьбе путем создания предварительного натяга, что обеспечивает высокую осевую жесткость.

• Примерное равенство коэффициента трения покоя и движения и малая зависимость коэффициента трения от скорости

• Малый износ, а, следовательно, долговечность.

Недостатки:

• Относительно низкая нагрузочная способность из-за высокого контактного напряжения

• Отсутствие самоторможения

• Сложность конструкции

Передача состоит из винта, гайки, шариков, устройства для возврата шариков.

Наиболее распространены конструкции, когда шарики возвращаются по каналу во вкладыш. Канал соединяет конец витка с его началом. В результате образуется замкнутый контур, по которому циркулируют шарики, обычно выполняется два или три независимых контура.

Размеры передачи определяются соответствующими нормалями станкостроения

d_хв= 16…100 мм

(диаметр условного цилиндра, который проходит через центр шариков).

Профиль резьбы может быть прямоугольным, трапециидальным, стрельчатым и полукруглым.

Наиболее технологичным и частым случаем является полукруглый профиль.

Для создания предварительного натяга (гайка выполняется из двух частей) половина гайки смещается относительно другой.

Критерии расчета:

• На предельно допустимую нагрузку на один шарик

• На статическую грузоподъемность – предельная осевая нагрузка, под действием которой суммарная остаточная деформация винта, гайки, шарика составляет 10^-5d_ш

• На динамическую грузоподъемность, под которой понимается осевая нагрузка, которую способна выдержать передача в течении 10⁶ оборотов.

• На усилие предварительного натяга Р_н(min) должна обеспечивать сохранение натяга при действии максимальной нагрузки; Р_н(мах) ограничивает статическую прочность передачи

• На жесткость

• На устойчивость

Гидростатическая передача винт – гайка

Применяется для перемещения узлов точных тяжелых станков. Передача беззазорная, т.к. масло постоянно под давлением поступает в зазор между винтом и гайкой.

КПД = 0,98…0,99

Обеспечивает высокую точность перемещений, в том числе и медленных. Масло подается в специальные полости, которые выполнены на рабочей поверхности винта или гайки.

Недостатки:

• Отсутствие самоторможения

• Сложность системы подачи масла под давлением

• Сложность циркуляции и очистки масла

• Температурная деформация ходового винта при большой нагрузке.

Способы установки винта на опорах

вес подшипника устанавливается в левой опоре. Используется при коротком ходовом винте, небольшой частоте вращения и нагрузке.

применяется при длинном ходовом винте, больших частотах вращения и нагрузках. Недостаток – при движении гайки вправо винт испытывает сжатие.

при больших частотах вращения и нагрузках. Недостаток – при движении гайки в обоих направлениях винт работает на растяжение.