Шариковый винтовой механизм

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот. Целью изобретения является повышение точности регулировки осевого зазора и натяга. Для достижения указанной цели на гайке и втулке выполнено дополнительное количество выемок 5, причем количество выемок на гайке превышет на единицу количество выемок на корпусе 1. Для регулировки осевого зазора в шариковом механизме необходимо извлечь элемент 8 из отверстия в корпусе 1 и выемки 5 гайки 4, затем повернуть гайку на расчетный угол, а затем вновь установить элемент в ту же выемку и отверстие, оси которых совпадают. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот.

Известен шариковый винтовой механизм, содержащий корпус, расположенный в нем винт, две гайки, взаимодействующие с ним, установленные в расточках корпуса с возможностью поворота и имеющие на наружной поверхности их фланцев внешние зубья, зацепляющиеся с внутренними зубьями корпуса [1] Число зубьев на гайках отличается на единицу, поэтому при повороте обеих гаек в одну сторону можно производить поворот одной гайки относительно другой на весьма малый угол.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является шариковый винтовой механизм, содержащий корпус и размещенные в нем гайку, состоящую из подвижной и неподвижной частей, из которых подвижная имеет выемку, винт, шарики, расположенные в канавках винта и гайки, средство фиксации подвижной части гайки, в виде пальца, резьбовую втулку, установленную на корпусе, на внутренней поверхности которой выполнена выемка, очерченная по радиусу, равному радиусу выемки гайки и пальца, и образующая с выемкой на гайке отверстие по палец [2] Недостатком известного шарикового винтового механизма является низкая точность регулировки осевого зазора и натяга.

Целью изобретения является повышение точности регулировки осевого зазора и натяга.

На фиг. 1 изображен шариковый винтовой механизм, продольный разрез; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1.

Шариковый винтовой механизм содержит корпус 1, расположенный в нем винт 2 и гайки 3 и 4, взаимодействующие с ним. Гайка 3 неподвижна, а гайка 4 установлена с возможностью поворота и на наружной поверхности ее фланца выполнены равнорасположенные цилиндрические выемки 5. Смешение гайки 3 в осевом направлении ограничено фланцем, а в тангенциальном цилиндрическим пальцем 6, установленным в корпусе 1. В корпусе 1 выполнены осевые отверстия 7, количество которых отличается на единицу (меньше) от количества выемок 5. Диаметры расположения центров цилиндрических выемок 5 и отверстия 7 одинаковы. В одно из отверстий 7 установлен съемный промежуточный элемент 8, который при этом взаимодействует с выемкой 5, ось которой совпадает с осью отверстия 7. Промежуточный элемент 8 выполнен в виде проволочного кольца, устанавливаемого с натягом в кольцевой канавке 9 гайки 4. Между винтом 2 и гайками 3 и 4 установлены шарики 10.

Шариковый винтовой механизм работает следующим образом.

Для регулировки осевого зазора (натяга) в шариковом винтовом механизме необходимо извлечь промежуточный элемент 8 из отверстия 7 корпуса и выемки 5 гайки 4, затем повернуть гайку 4 в корпусе 1 на расчетный угол, а затем вновь установить промежуточный элемент 8 в те выемки 5 и отверстие 7, оси которых совпадают. Грубая регулировка зазора осуществляется путем поворота гайки 4 на определенное количество ее выемок 5 относительно одного и того же отверстия 7 корпуса 1 (это отверстие необходимо пометить), учитывая что поворот на одну выемку соответствует изменению (уменьшению) осевого зазора на величину t/z₁, где t шаг (ход) винта, мм, z₁ количество выемок 5 на фланце гайки 4. Для тонкой регулировки зазора в пределах величины t/z₁ необходимо промежуточный элемент 8 установить в другое отверстие 7 и другую выемку 5. Порядковый номер этих отверстий и выемки по отношению к первоначально помеченному, используемому при грубой регулировке отверстию, определяется по формуле N= ΔS˙z₁˙z₂/t, где z₂ количество отверстий 7 на корпусе; ΔS расчетное изменение зазора (натяга), мм. Если ΔS кратно значению t/(z₁˙z₂), то значение N принимает целые значения. Если не кратно t/(z₁˙z₂), то расчетное дробное значение необходимо округлить до ближайшего целого значения.

При установке элемента 8 в новое отверстие 7 и выемку 5 происходит принудительный поворот гайки 4 на угол, кратный малой разности угловых шагов выемок и отверстий.

П р и м е р. Шаг винта t=20 мм, количество выемок на фланце z₁=80, количество отверстий на корпусе z₂=79. Необходимо уменьшить осевой зазор на ΔS= 0,02 мм.

Определяем чувствительность регулировки осевого зазора при переустановке промежуточного элемента 8 из одной пары отверстия 7 и выемки 5 в ближайшую соседнюю.

К=t/(z₁˙z₂)=20/(80˙79)=0,00316 мм Расчетный номер пары отверстия и выемки при изменении осевого зазора на величину ΔS=0,02 мм.

N_р= · Z₁·Z₂= 6,32 Определяем до ближайшего целого N=6. Тогда погрешность в регулировке зазора составит P_ΔS=(N-N_p)˙K=(6-6.32)˙0,00316 -0,001 мм (5%), т.е. фактически зазор уменьшится на 0,019 мм.

Если резьба винтового механизма имеет правое направление, то отсчет N нужно вести в направлении часовой стрелки.

Такое конструктивное решение позволяет исключить промежуточное регулировочное кольцо, устанавливаемое в известном устройстве между фланцем подвижной гайки и корпусом. Кроме того, сокращается на единицу количество промежуточных элементов, с помощью которых подвижная гайка соединяется с корпусом. Благодаря этому существенно упрощается конструкция механизма.

В процессе регулировки исключается необходимость смещения подвижной гайки в осевом направлении относительно корпуса и выведения ее с резьбовой части винта на гладкий участок. Подвижная гайка поворачивается относительно корпуса только в одном направлении.

Вследствие этого процесс регулировки значительно упрощается и ускоряется.

Формула изобретения

ШАРИКОВЫЙ ВИНТОВОЙ МЕХАНИЗМ, содержащий корпус и размещенные в нем гайку, состоящую из подвижной и неподвижной частей, из которых подвижная имеет выемку, винт, шарики, расположенные в канавках винта и гайки, средство фиксации подвижной части гайки в виде пальца, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулировки осевого зазора, на внутренней поверхности корпуса выполнены равномерно расположенные радиальные отверстия, на подвидной гайке дополнительные выемки, аналогичные основной, причем количество выемок на гайке превышает на единицу количество отверстий на корпусе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2