3.3.3 Передача винт-гайка качения

Для уменьшения зазоров передача винт-гайка скольжения заменена на передачу винт-гайка качения с предварительным натягом, исключающим образование зазора.

П ередача винт-гайка качения является основным видом тягового устройства для станков с ЧПУ. Она используется для перемещения столов, суппортов, траверс станков малых и средних размеров.

Рисунок 3.13 - Передача винт винт-гайка качения

На рис.3.13 показана конструкция передача с циркулирующими шариками. Винт 1 выполнен с канавкой дуговой формы. Аналогичную форму канавки имеют обе части гайки 2 и 5. В пространство, образованное витками винта и гайки заложены шарики 3. Каналом возврата служит специальный вкладыш 4, соединяющий два соседних витка гайки и заставляющий циркулировать шарики только в пределах одного шага резьбы. При вращении винта шарики двигаются по канавке, входят в канавку вкладыша и по ней возвращаются в канавку винта. Таким образом, происходит непрерывная циркуляция шариков.

Каждая из частей гайки имеет по два замкнутых витка. Обе части гайки направляются шпонкой, и для устранения зазора прижимаются тарельчатыми пружинами. Такая жесткая выборка люфта требует соблюдения высокой точности шага винта.

Регулирование зазора или натяга при полукруглом профиле возможно также за счет изменения расположения винта относительно гайки. Регулирование натяга производят поворотом сегмента одной полугайки относительно другой. Сегмент имеет 93 зуба на внутреннем венце и 92 — на наружном. Перестановка сегмента на один зуб приводит к осевому смещению на 1—2 мкм.

Основными преимуществами передачи винт-гайка качения являются:

• высокая осевая жесткость;

• возможность передачи больших усилий;

• высокая чувствительность к микроперемещениям;

• равномерность движения;

• низкие потери на трение, КПД составляет 0,9-0,95, по сравнению с 0,2-0,4 для передачи винт-гайка скольжения;

• возможность полного устранения зазоров в механизме и создание натяга, обеспечивающего высокую точность и жесткость;

• почти полная независимость силы трения от скорости и малое трение покоя, что обеспечивает равномерность движения;

• малая изнашиваемость, следовательно, длительное сохранение точности, малое тепловыделение, снижающее температурные деформации.

Недостатки:

• отсутствие самоторможения;

• сложность изготовления;

• высокая стоимость;

• необходимость надежной защиты от стружки и пыли.

Ходовой винт обычно изготовляется из стали ХВГ (НRС 60), а гайку – из стали 9ХС. Размеры передачи винт-гайка качения колеблются в широких пределах: диаметр винта 16-100 мм, длина винта 400-5000 мм. Статическая грузоподъемность до 1000 кН, динамическая грузоподъемность – 200 Кн

Рисунок Конструкция шариковой винтовой пары