Передача винт - гайка

 

Изобретение относится к винтовым механизмам, а именно к передачам винт-гайка, в которых сопрягающиеся резьбы винта и гайки имеют разные диаметры. Цель - быстрый холостой ход винта без нагрузки и малый ход при рабочей нагрузке. Передача винт-гайка содержит корпус, в котором с возможностью вращения установлены приводной винт и неприводная гайка, оси вращения которых параллельны и несоосны, резьбы имеют равный шаг, разные диаметры и сопрягаются. Винт подвижен вдоль своей оси, в корпусе усановлена тормозная колодка с регулируемым усилием прижатия, взаимодействющая с гайкой. Это обеспечивает быстрое продольное перемещение ненагруженного или малонагруженного винта и медленное перемещение нагруженного рабочей нагрузкой винта. 1 ил.

Изобретение относится к винтовым механизмам, а именно к передачам винт-гайка, в которых ось винта расположена эксцентрично оси гайки.

Известна передача винт-гайка [1] содержащая корпус, в котором на эксцентрично относительно корпуса установленных подшипниках смонтирована гайка, взаимодействующая с винтом. Винт имеет возможность перемещаться вдоль оси. Ось винта параллельна и эксцентрична оси гайки, а резьба его выполнена с шагом, равным шагу гайки. Такое выполнение передачи винт-гайка не позволяет изменять скорость перемещения винта при постоянной скорости вращения приводной гайки.

Наиболее близкой по совокупности признаков аналогом заявляемому изобретению является передача винт-гайка [2] которая содержит корпус, установленные в нем с возможностью вращения и поступательного перемещения винт, с возможностью вращения гайку, взаимодействующую с винтом. Шаг резьбы винта равен шагу резьбы гайки, а ось винта расположена эксцентрично оси гайки. Такое выполнение передачи не позволяет изменять скорость перемещения винта при постоянном скорости вращения его.

Цель изобретения обеспечение быстрого холостого хода винта без нагрузки или с малой нагрузкой и медленного хода при рабочей нагрузке при постоянной скорости вращения винта. Достижение этой цели позволяет увеличить производительность процессов и домкратов за счет сокращения времени холостого хода, если в их конструкции использована аналогичная винтовая передача.

Цель достигается тем, что передача винт-гайка, содержащая корпус, установленные в нем с возможностью вращения и поступательного перемещения винт, с возможностью вращения гайку, взаимодействующую с винтом, шаг резьбы которого равен шагу резьбы гайки, а ось эксцентрична оси гайки, снабжена взаимодействующей с гайкой тормозной колодкой с регулируемым усилием прижатия.

Существенным отличительным от прототипа признаком устройства является взаимодействующая с гайкой тормозная колодка с регулируемым усилием прижатия. Такое выполнение устройства обеспечивает быстрый холостой ход ненагруженного или малонагруженного винта при заторможенной, невращающейся гайке и медленный ход нагруженного рабочей нагрузкой винта при вращающейся гайке, когда момент трения в резьбе больше момента трения, создаваемого на гайке тормозной колодкой. Гайка проскальзывает относительно колодки, а окружные скорости резьбы винта и гайки равны. Данный признак отсутствует в аналоге и прототипе. Если тормозную колодку выполнить с регулируемым усилием прижатия, то при постоянной продольной нагрузке на винт можно изменять скорость его продольного перемещения путем изменения тормозного момента на гайке.

На чертеже показана передача винт-гайка.

Заявляемое устройство 8 состоит из корпуса 1 с жестко закрепленной на нем крышкой 2, в которых посредством радиальных подшипников 3 и радиально-упорных подшипников 4 закреплены винт 5 и гайка 6 с возможностью вращения. Диаметр резьбы гайки больше диаметра резьбы винта, резьбы винта и гайки имеют одинаковый шаг и сопрягаются (слева), так как ось винта расположена эксцентрично относительно оси гайки, оси вращения винта 5 и гайки 6 параллельны. Винт имеет возможность перемещаться вдоль своей оси в подшипниках 3. В корпусе 1 посредством регулировочного винта 7 и пружины 8 установлена тормозная колодка 9, сопрягающаяся и взаимодействующая с цилиндрической поверхностью гайки 6. Винт 5 приводится в равномерное вращение приводом (не показан). Сила прижатия колодки 9 к гайке 6 отрегулирована с помощью винта 7 таким образом, чтобы тормозной элемент, приложенный к гайке, был больше момента трения в резьбе при ненагруженном продольном усилии винте. Пружина 8 компенсирует износ тормозной колодки 9. Вместо регулировочного винта 7 и пружины 8 может быть установлено любое устройство, позволяющее регулировать силу прижатия колодки к гайке 6, например кнопка, педаль, гидроцилиндр и т. д.

При вращении ненагруженного винта 5 он своей резьбой проскальзывает по резьбе заторможенной неподвижной гайки и перемещается вдоль своей оси со скоростью V₁ NТ, где N скорость вращения винта, Т шаг резьбы.

При возрастании продольного усилия на винт растет момент трения в резьбе, а тормозной момент на гайке 6, создаваемый колодкой 9, остается постоянным. После того, как продольное усилие в винте возрастает до рабочего, момент трения в резьбе станет больше тормозного момента на гайке 6 и последняя придет во вращение с окружной скоростью винта на средних диаметрах резьб. Скорость продольного перемещения винта при этом V₂ N(d₁-d₂) Т/d₁, где d₁ средний диаметр резьбы гайки, d₂ средний диаметр резьбы винта.

В связи с тем, что всегда (d₁-d₂)/d₁ < 1, то всегда V₂ < V₁, что соответствует решению поставленной задачи.

Если продольная нагрузка на винт 5 постоянна, то, меняя нажатие на тормозную колодку 9, можно изменять скорость продольного перемещения винта 5. В этом случае момент трения в резьбе будет постоянным, а тормозной момент на гайке будет изменяться. Если тормозной момент на гайке будет меньше момента трения в резьбе, то скорость продольного перемещения винта 5 будет мала. Если тормозной момент будет больше момента трения в резьбе, то скорость винта увеличится при невращающейся гайке 6.

Заявляемое устройство испытано на опытном зубопротезном прессе с усилием 20 кН и показало свою работоспособность.

Формула изобретения

ПЕРЕДАЧА ВИНТ - ГАЙКА, содержащая корпус, установленные в нем с возможностью вращения и поступательного перемещения винт, гайку, взаимодействующую с винтом, при этом шаг резьбы винта равен шагу резьбы гайки, а ось винта расположена эксцентрично оси гайки, отличающаяся тем, что передача снабжена взаимодействующей с гайкой тормозной колодкой с регулируемым усилием прижатия.

РИСУНКИ

Рисунок 1