Винтовой механизм

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах прецизионных станков или измерительных машин. Цель изобретения - повышение точности . С этой целью плоские пружины 19 имеют одинаковую жесткость и, кроме того, имеется средство предварительного нагружения пружин. При перекосах и радиальных биениях винта 3 гайка и промежуточное звено имеют возможность перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях на равную величину вследствие одинаковой податливости пружин 19. 6 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИ СТИЧ Е СК ИХ

РЕСПУБЛИК (stis F 16 Н 25/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4659238/28 (22) 07.03.89 (46) 07.07.92. Бюл. N 25 (71) Витебское специальное конструк ор- ское бюро зубообрабатывающих, шлифовальных и заточных станков (72) Н. П. Братов и В, В. Гусаков (53) 621.231-233(088. 8) (56) Патент ФРГ N 3325248, кл, В 23 05/40, 1981.

Авторское свидетельство СССP

М 419361, кл, В 23 0 5/56.

Авторское свидетельство СССР

N 1337587, кл. F 16 Н 25/20. 1986.

„„5U„„1746101 А1 (54) ВИНТОВОЙ МЕХАНИЗМ (57) Изобретение относится к I ашинос Tðîeнию и может быть использовано в приводах прецизионных станков или измерительных машин, Цель изобретения — повышение точности. С этой целью плоские пружины 19 имеют одинаковую жесткость и, кроме того, .имеется средство предварительного нагружения пружин. При перекосах и радиал.ьных биениях винта 3 гайка и промежуточное звено имеют возможность перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях на равную величину вследствие одинаковой податливости пружин 19. б ил.

1746101

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах прецизионных станков или измерительных машин.

Известно техническое решение, в котором привод подачи стола осуществляется посредством ходового винта и перемещающейся возвратно-поступательно гайки, причем стол и гайка соединены друг с другом шарнирно, что позволяет устранить возможный перекос гайки, возникающий в результате непараллельности оси ходового винта направлению перемещения стола.

Недостатками этого решения являются разная радиальная податливость гайки при к0 1пеilñai!, "!1 18j7aкасов В вертикальной и горизонтальной плоскостях и пониженная крутильная жесткость из-за наличия подвижных шарниров, причем при появлении зазора в шарнирах точность позиционирования подвижного узла не обеспечивается.

Известно устройство для передачи движения ходовому органу, в котором привод подвижно о органа осуществляется от ходового винта через подвижную гайку. Гайка крепится к столу через проме>куточное звено, которое мажет быть выполнено в виде полого цилиндра с двумя парами сегментных пазов (или в виде двух Т-образных пластин). Если ось винта не параллельна направлению перемещения подвижного органа, то при вращении винта происходит деформация упругих элементов, компенсирующая неточность установки ходового винта относительно направляющих подвижного органа.

Недостатками этого устройства являются разная радиальная податливость гайки при компенсации перекосов в вертикальной и. горизонтальной плоскостях в случае выполнения промежуточного звена в виде полого цилиндра (в случае Г-образных пластин она одинакова) и пониженная крутильная жесткость, особенно в случае Г-образных пластин, Долговечность упругих элементов вследствие их малой базы изгиба в случае полога цилиндра и знакопеременной нагрузки при возвратно-поступательном движении также снижается, Наиболее близким к изобретению по текнической сущности является винтовой механизм, который содержит основание с прямолинейными направляющими. размещенное в направляющих с возможностью поступательного движения ведомое звено, ходовой винт, установленный на основании в двух опорах вращения, жестко связанный с ведомым звеном корпус гайки, размещенный в последнем с воэможностью радиальных перемещений, ползун и упруго связанную через ползун с ведомым звеном гайку, предназначенную для взаимодействия с ходовым винтом, Ползун выполнен в виде прямоугольной рамки, внутри которой

5 размещена гайка. Упругая связь выполнена в виде четырех попарно параллельных плоских пружин, первая пара которых концами связана с рамкой, а серединой — с гайкой, вторая пара перпендикулярна первой и кон10 цами связана с ведомым звеном, а серединой — с рамкой. Механизм снабжен двумя. предназначенными для ограничения радиальных перемещений гайки упорами, первый из которых закреплен на рамке и

15 предназначен для взаимодействия с ведоMblI звеном, а второй закреплен на гайке и предназначен для взаимодействия с раМкой; Попарно параллельные плоские пружины расположены поперек оси ходового

20 винта и конструктивно механизм выполнен так, что первая пара пружин имеет длину и расстояние между опорами на концах меньшие, чем вторая.

Недостатками известного решения яв25 ляется разная податливость в радиальной плоскости из-за разной жесткости пружин, что снижает динамические характеристики и точность позиционирования, а располо>кение попарно пружин плоскостью их изгиба

30 перпендикулярно аси винта снижает динамические возможности устройства.

Целью изобретения является повышение точности позиционирования, Цель достигается тем, что в винтовом

35 механизме, содержащем основание, установленный на нем с возможностью вращения винт, взаимодействующую с ним гайку, промежуточное звено, предназначенное для связи гайки с исполнительным органом

40 и упругие элементы в виде четырех попарно параллельных плоских пружин, первая пара которой связана с промежуточным звеном и гайкой, вторая — с промежуточным звеном и исполнительным органом, плоскость пру45 жин второй пары перпендикулярно плоскостям пружин первой пары, все пружины имеют одинаковую жесткость, а механизм снабжен средством предварительного нагружения пружин.

50 На фиг. 1 изображен механизм, продольный разрез; на фиг, 2 — промежуточное звено в увеличенном масштабе, общий вид; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2; на фиг, 4— вид Б на фиг. 2; на фиг, 5 — разрез В-B нэ

55 фиг. 2; на фиг. 6 — разрез Г-Г на фиг, 4.

Винтовой механизм содержит стол 1, который опирается на основание 2 через направляющие (не показаны), Ходовой винт

3 находится в зацеплении с гайкой 4, например, шариковой винтовой пары и своими

1746101

20

40

50 опорами 5 и 6 прикреплен к основанию 2, Гайка 4 смонтирована в корпусе 7, который через промежуточное звено 8 связан с кронштейном 9 стола 1. Промежуточное звено состоит из двух щек 10, связанных между собой шпильками 11 и стянутых гайками 12.

Щеки 10 цилиндрическими отверстиями 13 охватывают по краям корпус 7 с зазорами

14. В своей средней части корпус 7 имеет с двух противоположных сторон выступы 15 с выполненными в них отверстиями с резьбой и коническими гнездами 16. К выступам 15 корпуса 7 с помощью винтов 17 и конических шайб 18 прикреплены плоские пружины 19 так, что конические выступы 20 пружин 19 вставлены в конические гнезда

16 корпуса 7. Под прямым углом по отношению к первой паре пружин 19 к щекам 10 аналогично прикреплена вторая пара пружин 21, к средней части которых аналогично прикреплены два угольника 22, образуя таким образом фланец 23 для скрепления промежуточного звена 8 с кронштейном 9 стола

1, В угольниках 22 выполнен сквозной паз

24 с замкнутым контуром для размещения в нем пружин 21. Ходовой винт 3 связан с приводом 25 для его вращения.

Винтовой механизм работает следующим образом.

При вращении ходового винта 3 от привода 25 гайками 4. и корпусу 7 передается поступательное движение вдоль оси винта

3, а от корпуса 7 через промежуточное звено

8 подвижному органу — столу 1, При этом, если ось винта 3 не. параллельна направляющим, происходит смещение фланца 23 относительно корпуса 7 в плоскости, перпендикулярной оси винта 3 вследствие деформации пружи 19, Таким образом, стол 1 перемещается строго вдоль направляющих, а гайка 4 — вдоль оси винта.

Расстояние между коническими гнеэдами 16 в промежуточном звене 8 несколько больше расстояния между коническими выступами 20 в пружинах 19 и 21, что обеспечивает жесткое крепление пружин 19 и 21 и нагружение их предварительной силой растяжения. Средствами регулирования расстояния между коническими гнездами 16 промежуточного звена 8 могут, например, служить резьбовые концы 26, выполненные на шпильках 11 и завернутые в резьбовые. отверстия одной из щек 10, Выворачивая шпильки 11 из щек 10, можно увеличить указанное расстояние.

Благодаря наличию двойного упругого шарнира с двумя парами пружин 19 и 20 одинаковой жесткости податливость гаек 4 во всех направлениях в радиальной плоскости одинакова, что способствует равномерности вращения винта 3 и перемещения стола 1. а также исключает передачу вибраций от винта 3 к столу 1 и повышает в конечном счете точность перемещения.

Закрепление пружин 19 и 21 в середине и по краям, жесткая заделка их с помощью конических выступов 20 и предварительные нагружения их силой растяжения в сочетании с рабочими нагрузками, направленными также только на растяжение (при разгоне и торможении) при прямом и обратном ходе стола 1, увеличивают осевую и крутильную жесткость промежуточного звена, таким образом, также повышая точность перемещения и позиционирования подвижного стола

1, Кроме того, расположение пружин с плоскостью изгиба от радиального смещения гайки 4 вдоль оси винта 3 повышает динамические возможности механизма (допускает повышение скоростей перемещения, ускорений и инерционных сил).

Формула изобретения

Винтовой механизм, содержащий основание, установленный на нем с возможностью вращения винт, взаимодействующую с ним гайку, промежуточное звено, предназначенноее для связи гайки с исполнительным органом, и упругие элементы в виде четырех попарно параллельных плоских пружин, первая пара которых связана с промежуточным звеном и гайкой, вторая — с промежуточным звеном и исполнительным органом, а плоскости пружин второй пары перпендикулярны плоскостям пружин первой пары, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, все пружины имеют одинаковую жесткость, а механизм снабжен средством предварительного нагружения пружин.

17461.01

Фиг, /

Рыг. 5

1746101

Составитель Н.Братов

Техред M.Moðãåíòàë

Редактор Н.Гунько

Корректор А.Освуленко

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2382 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5