Глава10. Передачи винт-гайка

§1. Общие сведения. Кинематические и силовые соотношения

Передача винт—гайка предназначена для преобразования вра­щательного движения одного из элементов пары в поступательное перемещение другого. При этом как винт, так и гайка могут иметь либо одно из названных движений, либо оба движения вместе.

К достоинствам винтовых механизмов относятся: простота получения медленного поступательного движения и возможность большого выигрыша в силе, плавность, бесшумность, способность воспринимать большие нагрузки, возможность осуществления перемещений с высокой точностью, простота конструкций.

Недостатками винтовых механизмов являются: Повышенный износ резьбы вследствие боль­шого трения, большие по­тери на трение и, как следствие, низкий КПД.

Винты в винтовых механизмах в зависимости от назначения разделяют на грузовые (домкраты, прессы) и ходовые (служащие для точной передачи движения в станках, измерительных устрой­ствах).

Применение. Передача винт — гайка широко применяется: для создания больших сил (прессы, домкраты, тиски и т. п.); для точных перемещений (механизмы подачи станков, из­мерительные приборы, установочные и регулировочные устройства).

Отношение линейного перемещения точки К обода колеса (рукоятки) за один полный оборот D к ходу резьбы p_h условно называют передаточным отношением винтовой пары i = pD/p_h, Например, для трапецеидальной резьбы Трап. 50x3 ГОСТ 9484—81 ход резьбы p_h = 3 мм.

При диаметре штурвала D = 600 мм условное передаточное отношение

i = pD/p_h = 3,14×600/3 = 628.

Рис.1. Гайки передачи винт гайка:

1 - набор металлических прокладок

Разновидности винтов передачи.

В зависимости от назначе­ния передачи винты бывают:

1) грузовые, применяемые для создания больших осевых сил. При знакопеременной нагрузке имеют трапецеидальную резьбу, при большой односторонней нагрузке - упорную. Гайки грузовых винтов цельные.

В домкратах для большого выигрыша в силе и обеспечения само- торможения применяют однозаходную резьбу с малым углом подъема y;

2) ходовые, применяемые для перемещении в механизмах подачи. Для уменьшения трения имеют преимущественно трапецеидальную многозаходную резьбу.

Рис. 2. Винтовой домкрат Рис. 3. Шариковая винтовая пара

Для устранения «мертвого» хода из-за износа резьбы гайки ходовых винтов выполняют разъемными.

3) установочные, применяемые для точных перемеще­ний и регулировок. Имеют метрическую резьбу. Для обеспечения безлюфтовой передачи гайки делают сдвоенными. В механизмах точных перемещений, где важно малое трение и отсутствие зазора в резьбе, применяют шариковые пары, в которых трение скольжения заменено трением качения . К.п.д. такой передачи достигает 0,95.

Материалы винта и гайки должны представлять антифрикционную пару, т. е. быть износостойкими и иметь невысокий коэффициент трения. Выбор марки материала зависит от назначе­ния передачи, условий работы и способа обработки резьбы.

Для винтов рекомендуются стали Ст5, 45, 50, 40ХГ и др. В от­ветственных передачах для повышения износостойкости приме­няют закалку винтов с последующей шлифовкой резьбы.

Гайки ответственных передач изготовляют из оловянных бронз БрО10Ф1, БрО5Ц5С5 и др., а в тихоходных передачах — из антифрикционных чугунов АЧВ-1, АЧС-3 и др.