Винтовая передача качения
Патент 724851
Авторы
Классы МПК
Винтовая передача качения
Иллюстрации
Реферат
Г о (i 11 7248 5I
О П Н И-Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.08.72 (21) 1818910/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.80. Бюллетень № 12 (51) М. Кл.
F 16Н 25/22
Государственный комитет (53) УДК 621.231 (088.8) по делам изобретений н открытий (45) Дата опубликования описания 30.03.80 (72) Авторы изобретения
Г. А. Гинзбург и П. Е. Гинзбург (71) Заявитель (54) ВИНТОВАЯ ПЕРЕДАЧА КАЧЕНИЯ
Изобретение относится ко всем отраслям машиностроения, использующим высоконагруженные винтовые передачи, например, в тяжелых металлообрабатывающих станках, винтовых прессах, нажимных механизмах листовых прокатных станах, машинах для испытаний на прочность и т. д.
Известна винтовая передача качения, содержащая винт, гайку, состоящую из двух половин, в каждой из которых с помощью 10 каналов возврата образован, по крайней мере, один кинематически замкнутый контур, в котором расположены тела качения, и механизм изменения взаимного расположения половин гайки вдоль оси передачи, 15 служащий для создания предварительного натяга или зазора между телами качения и рабочими дорожками винта и гайки (1).
Известна также винтовая передача качения, содержащая винт и гайку с каналами возврата, образующими кинематически замкнутые контуры, в которых расположены тела качения одинакового диаметра (21.
Недостатком известных передач является 25 малая нагрузочная способность, обусловленная неравномерным распределением передаваемого усилия между телами качения в различных витках резьбы, вызванным неодинаковым по длине винта сближением 30 рабочих дорожек резьбы винта и гайки под давлением передаваемого усилия.
Целью изобретения является снижение неравномерности распределения нагрузки по виткам путем компенсации неодинакового сближения рабочих дорожек резьбы винта и гайки, что выравнивает контактные деформации, а следовательно, и воспринимаемые усилия тел качения, расположенных в различных контурах гайки.
Для этого в предлагаемой винтовой передаче качения диаметр тел качения, оставаясь одинаковым внутри каждого контура, в соседних контурах выполнен различным, а именно монотонно изменяющимся вдоль гайки от максимального к минимальному.
Кроме того, в тех случаях, когда величина сближения рабочих дорожек резьбы винта и гайки изменяется вдоль гайки по линейной закономерности, монотонное изменение диаметров тел качения может быть выполнено таким образом, что разность диаметров тел качения в соседних контурах будет величиной постоянной.
На фиг. 1 показана предлагаемая винтовая передача качения с шариковыми телами качения, продольный разрез по оси передачи до нагружения ее внешней силой; на фиг. 2 — то же, после приложения силы Р.
724851
Передача содержит винт 1, гайку 2, скрепленную с опорой 3, и шарики 4 — 8, каждый из которых принадлежит своему одновитковому замкнутому контуру, выполненному в теле гайки 2 с помощью известных каналов возврата. Винт 1 и гайка
2 имеют винтовые канавки с полукруглым профилем. При этом шаг to канавки на винте в ненагруженном состоянии передачи равен шагу канавки в гайке Тр, т. е. (Q
4=Toü. иH, . с л еeд оoв а т еeл Iь нHоo, расстояние Н между рабочими дорожками винта и гайки одинаково для всех контуров. Шарики 4 минимального диаметра расположены в том контуре, который передавал бы максимальную долю общей нагрузки Р в случае применения одинаковых шариков во всех контурах, Для показанной схемы нагружения таким контуром является ближайший к опоре 3. В следующих контурах расположены шарики 5, 6, 7 и 8, диаметры которых увеличиваются от контура к контуру.
Для достижения равномерного распределения нагрузки по винтам необходимо, чтобы разность диаметров шариков в соседних контурах была равна разности между величинами сближений рабочих дорожек винта и гайки в тех же контурах, пропорциональной расстоянию между контурами, действующим напряжениям в винте и гайке и обратно пропорциональной модулю упругости первого рода их материала. Для стали и максимально допустимых напряжений
15 кН/см разность диаметров шариков в соседних контурах должна составлять
0,0005 от расстояния между контурами, в случае одновитковых контуров — от шага винтовой канавки. При снижении нагрузки от максимальной будет происходить разгружение всех контуров, но не в одинаковой степени. Однако увеличения нагрузки, приходящейся хотя бы на один из контуров, не произойдет, что га айтирует работоспособность передачи в широком диапазоне нагрузок, не превышающих максимальных р асчетных.
Изобретение дает возможность в среднем в 1,5 раза повысить нагрузочную способность существующих винтовых передач качения с тремя рабочими витками гайки и создать передачи, имеющие 10 — 20 рабочих витков, с соответствующим увеличением их нагрузочной способности вплоть до предела, определяемого прочностью не тел качения, а винта. Это позволяет создать винтовые передачи качения для тяжелонагруженных машин, (например, крупные станки, прессы, прокатные станы и т. п.), что способствует существенному повышению их технико-экономических показателей благодаря значительному уменьшению износа, повышению тем самым срока службы, а также повышению КПД винтовых передач.
Формула изобретения
1. Винтовая передача качения, содержащая винт и гайку с каналами возврата, образующими кинематически замкнутые контуры, в которых расположены тела качения, отличающаяся тем, что, с целью снижения неравномерности распределения нагрузки по виткам, диаметр тел качения в соседних контурах выполнен монотонно изменяющимся.
2. Передача по п. 1, отличающаяся тем, что разность диаметров тел качения в соседних контурах постоянна.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
К 225642, кл. F 16Н 25/22, 22.05.67.
2, Левит Г, A. Передачи винт — гайка качения. — «Станки и инструменты», 1963, Мз 4, с. 18.
724851
Редактор О. Юркова
Заказ 356/11 Изд. № 221 Тираж 1095 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, ®-35, Рачшская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова. 2
Составитель В. Антипов
Техред А. Камышникова
Корректоры: О. Гусева и Е. Осипова