12.10 Механизмы винт-гайка

Механизмы винт — гайка используются для преобразования вращательного движения в поступательное. Для преобразования поступательного движения во вращательное эти механизмы применяются редко (механизм перемещения пленки фотоаппарата). Достоинствами таких механизмов являются высокая точность и плавность поступательного перемещения, простота конструкции и изготовления, компактность, надежность в работе, возможности получения самотормозящей передачи и создания значительных усилий при малых перемещениях, а недостаток — большие потери на трение в винтовой паре, что обусловливает низкий КПД и повышенный износ.

Механизмы винт — гайка применяют для перемещения магнитных и оптических головок считывания и записи информации в дисководах ПЭВМ, перемещения координатных столов технологического оборудования при изготовлении полупроводниковых и электронных приборов, настройки волноводов, фокусировки окуляров и объективов, перемещения кареток и суппортов станков, измерительных и регулировочных устройств, рабочих органов роботов, испытательных машин и т.д.

Основными элементами механизмов винт — гайка являются винт 1 и гайка 2 (рис. 12.31, а). Материалы винта и гайки должны обладать низким коэффициентом трения, высокой износостойкостью и хорошо обрабатываться.

Винт представляет собой цилиндр, на части которого нарезана резьба. Изготавливают винты обычно из сталей 45 и 50, а в кинематических передачах — и из

Рис. 12.31

пластмасс. Гайка представляет собой втулку или корпус с резьбой в отверстии.

Для уменьшения трения скольжения (рис. 12.31, б) гайки изготавливают из пластмасс, оловянистых бронз типа БрОЦС6-6-3, латуни Л60...62. С целью уменьшения потерь на трение применяют механизмы винт — гайка с трением качения (рис. 12.31, в). В этой более сложной конструкции резьба заменена винтовыми канавками кругового профиля. Канавки на винте и гайке образуют замкнутую винтовую поверхность, ограничивающую полость, в которую помещаются шарики. Контакт между винтом и гайкой осуществляется посредством шариков. При вращении винта шарики увлекаются в направлении его поступательного движения, попадают в отводной канал в гайке и снова возвращаются в полость между винтом и гайкой.

В механизмах винт — гайка применяют трапецеидальные, метрические, прямоугольные и упорные резьбы. Наибольшее применение получили прямоугольные, трапецеидальные и метрические резьбы. Прямоугольную и трапецеидальную резьбы рекомендуют применять с шагом р > 1 мм, метрическую — в механизмах с мелкими шагами.

КПД винтовых механизмов рассчитывают по той же формуле, что и червячных передач. Наибольшим КПД обладает прямоугольная резьба, наименьшим — метрическая.

12.11 Цепные передачи

Цепная передача относится к передачам зацеплением с гибкой связью.

Она состоит из ведущей 2 и ведомой 1 звездочек, огибаемых цепью (рис. 12.32).

Преимущества по сравнению с зубчатыми передачами цепные передачи могут передавать движение между валами при значительных межосевых расстояниях (до 8 м); по сравнению с ременными передачами более компактны, могут передавать большие мощности (до 3000 кВт); силы, действующие на валы, значительно меньше; так как предварительное натяжение цепи мало, могут передавать движение одной цепью нескольким звездочкам.

Недостатки: значительный шум вследствие удара звена цепи при входе в зацепление, особенно при малых числах зубьев звездочек и большом шаге (этот недостаток ограничивает возможность применения цепных передач при больших скоростях); сравнительно быстрое изнашивание шарниров цепи, что приводит к удлинению цепи и требует натяжных устройств; неравномерность движения цепи, что вызывает дополнительные динамические нагрузки.

Цепные передачи применяют в станках, транспортных (велосипед) и других машинах для передачи движения между параллельными валами, расположенными на значительном расстоянии, когда зубчатые передачи непригодны, а ременные не надежны. Наибольшее применение получили цепные передачи мощностью до 120 кВт при окружных скоростях до 15 м/с. В приводах с быстроходными двигателями цепную передачу, как правило, устанавливают после редуктора. КПД передачи 0,96...0,98.