Передача гвинт-гайка

1. Класифікація

1. Загальні відомості

Передачі гвинт-гайка застосовуються для перетворення обертального руху у поступальний та навпаки (для гвинтових пар, що не самогальмуються). Передачі знайшли широке розповсюдження у натяжних, притискних та вантажних пристроях, у механізмах пересування, подачі та настройки.

Технічні переваги: можливість отримання повільного руху та високої точності пересувань за простої, технологічної та економічної конструкції; стабільність передаточного відношення; висока ступінь редукції; забезпечення самогальмування (за невеликих кутів підйому і відсутності вібрації), що дозволяє використовувати у вертикальних пересуваннях; велика несуча здатність; компактність; надійність.

До недоліків гвинтових передач відносять: підвищене спрацювання різьби внаслідок великого тертя; низький коефіцієнт корисної дії (ККД для передач, що самогальмуються ; не самогальмуються – ); неможливість використання за великих швидкостей пересувань.

Найбільш характерними областями застосування передач гвинт-гайка є підняття вантажів у домкратах, підйомниках; навантаження у випробувальних машинах; здійснення процесу механічної обробки у гвинтових пресах, верстатах; керування оперенням літаків; точні ділильні пересування у вимірювальних машинах; установочні пересування для наладки та регулювання машин; пересування робочих органів роботів.

За призначенням передачі діляться на: вантажні – для утворення великих осьових навантажень; ходові – застосовуються в різноманітних механізмах подач; установочні – використовуються для точних пересувань.

2. Профіль різьби

Згідно до призначення передаточних механізмів їх різьби повинні забезпечувати найменше тертя між гвинтом та гайкою.

Рисунок 1.1. Ходові різьби

Цій умові відповідає прямокутна різьба (рис. 1.1, в). Вона має менший, ніж у інших різьб кут тертя, тобто мінімальне тертя у парі та більший ККД. Однак, по причині неможливості її нарізання на різьбофрезерних верстатах (прямокутні різьби виготовлюють на токарно-гвинторізних верстатах, а такий метод не дозволяє отримати високу точність), прямокутну різьбу застосовують не часто. До недоліків прямокутної різьби відносять утворення при спрацюванні зазору між витками гвинта та гайки, що спричиняє появу «вільного» ходу під час зміни напрямку руху; меншу жорсткість витка у порівнянні з іншими профілями; незадовільне центрування гайки по гвинту, як наслідок наявності радіального зазору біля вершин профілю. Прямокутна різьба не стандартизована.

Для передаточних гвинтів застосовують переважно трапецеїдальну різьбу (рис. 1.1, а), яку можна отримати фрезеруванням. У відповідності до стандартів таку різьбу виготовляють з дрібним, середнім або крупним кроком. Різьбу з дрібним кроком використовують для пересувань підвищеної точності, а з крупним – за важких умов роботи передач. Ця різьба має більшу міцність та жорсткість у порівнянні з прямокутною, добре центрується по витку боковими поверхнями різьби, але має дещо менший ККД. Трапецеїдальна різьба застосовується у гвинтових домкратах (рис. 1.5) значно частіше ніж прямокутна.

Рисунок 1.2. Гвинтовий прес Рисунок 1.3. Знімач

Для гвинтів, які знаходяться під дією великих однобічних навантажень, наприклад у пресах (рис. 1.2), знімачах (рис. 1.3), струбцинах (рис. 1.4) застосовують упорну різьбу (рис. 1.1, б), що має ККД, як у прямокутного профілю, але більш міцна та жорстка.

Закруглення западин різьби на ходовому гвинті значно зменшує ефективний коефіцієнт концентрації напружень, що підвищує втомливу міцність гвинта та робить різьбу придатною до сприймання ударних навантажень.

Для точних гвинтів ділильних і вимірювальних машин іноді застосовують трикутні різьби з кутом профілю або навіть , які виготовляються з дрібним кроком.

Для дуже повільних пересувань застосовують гвинти з диференціальною різьбою, тобто з двома різьбами одного напрямку, але з різними кроками. При обертанні гвинта на

один оберт рухомий вузол пересувається на відстань, що дорівнює різниці кроків різьб,

яка може бути дуже малою.

Рисунок 1.4. Струбцина Рисунок 1.5. Гвинтовий домкрат

о дин оберт рухомий вузол пересувається на відстань, що дорівнює різниці кроків різьб, яка може бути дуже малою.

У деяких випадках застосовують передачі диференціального типу з обертанням і гвинта і гайки. Ці передачі дозволяють здійснювати привод і складання руху від двох джерел. Наприклад, у механічних самохідних головках верстатів привод робочої подачі часто здійснюється від головного двигуна обертанням гвинта, а швидке відведення і підведення від іншого двигуна – обертанням гайки.

Різьби гвинтів та гайок у залежності від призначення можуть бути правою та лівою, з одним та багатьма заходами. Для передач, в яких необхідно забезпечити самогальмування, застосовують різьбу з одним заходом.