Проектирование мехатронных узлов Божко

Реечные передачи

Реечная передача предназначена для преобразования вращательного движения шестерни в поступательное движение рейки и, наоборот, поступательного движения рейки во вращательное движение шестерни. Основными звеньями реечной передачи являются шестерня и зубчатая рейка. Это единственное зацепление шестерни, которое меняет не скорость и направление крутящего момента, а тип движения. Вращение привода изменяется на движение в заданной плоскости.

Передача винт-гайка скольжения

Передача винт-гайка в основном предназначена для преобразования вращательного движения в поступательное. Для преобразования поступательного движения во вращательное силовые передачи практически не используется из-за низкого КПД.

Достоинствами передачи винт-гайка являются возможность получения медленного поступательного движения при относительно больших частотах вращения; значительный выигрыш в силе; высокая точность перемещения; простота конструкции; малые габариты; возможность обеспечения самоторможения.

К недостаткам передачи скольжения относятся большие потери на трение, обязательное наличие зазоров (люфтов), повышенный износ резьбы и соответственно сравнительно низкий КПД.

Для повышения точности и износостойкости винтовых передач широко применяют шарико-винтовые передачи (ШВП), в которых трение скольжения заменено на трение качения.

При вращении винта шарики вовлекаются в движение по винтовым канавкам, поступательно перемещают гайку и, выкатываясь из резьбы, через канал возврата возвращаются в исходное положение. Таким образом, перемещение шариков происходит по замкнутой внутри гайки траектории.

Наиболее распространена конструкция ШВП, в которой канал возврата шариков соединяет два соседних витка.

Варианты профиля поперечного сечения винтовых канавок в винте и гайке ШВП:

а-круглый; б- овальный (арочный); в- призматический; г- прямоугольный

Достоинства шариковинтовой передачи: сравнительно высокий КПД ( ≈0,9 ); высокая осевая несущая способность при малых габаритах; равномерное поступательное перемещение с высокой точностью; значительный ресурс работы.

Недостатки: сложность конструкции гайки; необходимость высокой точности изготовления и защиты передачи от загрязнений; не обладает самоторможением.

Роликовинтовая передача - это механический привод аналогично шариковинтовой передаче , в которой в качестве элементов передачи нагрузки между гайкой и винтом вместо шариков используются ролики. Ролики обычно имеют резьбу, но также могут иметь канавки в зависимости от типа винтового ролика.

Три основных элемента обычного планетарного роликового винта - это вал винта, гайка и планетарный ролик. Винт представляет собой вал с многозаходной V-образной резьбой , которая обеспечивает спиральную дорожку качения для множества роликов, радиально расположенных вокруг винта и закрытых гайкой с резьбой. Резьба винта обычно идентична внутренней резьбе гайки. Ролики вращаются в контакте с винтом и гайкой и служат в качестве элементов передачи с низким коэффициентом трения. Ролики обычно имеют однозаходную резьбу с выпуклыми боковыми поверхностями, которые ограничивают трение в контактах роликов с винтом и гайкой.

Варианты роликовинтовых передач

Рис.1 Передача винт-водило с резьбовыми роликами – гайка-шток:

1 – водило; 2 – резьбовые ролики; 3 – гайка-шток; 4 – подшипники

Рис. 2. Передача винт – водило с резьбовыми роликами:

1 – винт; 2 – резьбовые ролики; 3 – водило; 4 – подшипники

Рис. 3. Передача винт – водило с резьбовыми роликами – конические кольца:

1 – винт; 2 – резьбовые ролики; 3 – водило; 4 – подшипники; 5 – конические кольца

Планетарные передачи

Простейшая планетарная передача состоит из центрального солнечного зубчатого колеса с наружными зубьями, центрального корончатого зубчатого колеса с внутренними зубьями, сателлитов с внешними зубьями, которые входят в зацепление одновременно с солнечным и корончатым колесами, и водила, на котором расположены оси сателлитов.

1.Коронная шестерня фиксирована - солнечная вращается в том же направлении, что и водило.

2.Солнечная фиксирована - водило вращается в том же направлении, что и коронная.

3.Водило фиксировано - коронная и солнечная шестерни вращаются в разных направлениях