Шариковинтовой передаточный механизм
Владельцы патента RU 2246057:
Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" (RU)
Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано в механических приводах. Шариковинтовой передаточный механизм содержит винт с резьбовыми канавками с равномерно расположенными по окружности выступами, гайку с беговыми дорожками, выполненными на ее внутренней поверхности в виде замкнутых кольцевых проточек, взаимодействующих с шариками, помещенными между витками резьбы. Шарики, размещенные в соседних резьбовых канавках, попарно подпружинены упругими элементами. Каждый упругий элемент выполнен в виде крестообразной пластинчатой пружины, размещенной в кольцевой проточке гайки. Продольные концы пружины выполнены с возможностью взаимодействия с шариками, а поперечные - с внутренним диаметром гайки. Упругий элемент может быть выполнен в виде цилиндрической пружины сжатия. Технический результат заключается в повышении кинематической точности механизма. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано в механических приводах.
Известный многозаходный винтовой механизм с трением качения (1) имеет шарики, заложенные между витками винта и гайки. Витки на винте и гайке выполнены в виде винтовых канавок с одинаковым числом заходов. Кинематический шаг винтовой пары равен шагу винтовой канавки, умноженному на число заходов винта.
Недостаток винтовой пары заключается в том, что шарики, заложенные между витками винта и гайки, непрерывно перемещаются вдоль оси винта и выходят за пределы гайки. Для обеспечения непрерывного потока шариков в пределах гайки в этих конструкциях требуется устройство для возврата шариков.
Известна многозаходная винтовая пара с трением качения (2), в которой гайка выполнена в виде набора колец, жестко установленных в одном корпусе. Кольца снабжены на внутренних поверхностях беговыми дорожками, каждая из которых взаимодействует с шариками. Шарики помещены между витками резьбы винта по одному в каждом заходе и заключены в сепаратор. Недостаток конструкции - низкая долговечность винтовой пары и затруднительная сборка из-за наличия сепаратора. Другой недостаток - ограничена кинематическая возможность винтовой пары, так как применение сепаратора требует увеличение числа заходов резьбы винта.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является механизм (3), выбранный в качестве прототипа. Механизм содержит многозаходный винт с резьбовыми канавками, сечение которого в плоскости, перпендикулярной его оси, имеет звездообразную форму с равномерно расположенными по окружности выступами для удержания шариков. Соосно винту размещена гайка, на внутренней поверхности которой выполнены беговые дорожки, взаимодействующие с шариками, помещенными между витками резьбы. Беговые дорожки на гайке выполнены в виде замкнутых кольцевых проточек.
Недостаток механизма - наличие осевого люфта гайки относительно винта, который обусловлен погрешностями изготовления беговых дорожек гайки и резьбы винта.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение кинематической точности механизма.
Задача решается тем, что в шариковинтовом передаточном механизме, содержащем винт с резьбовыми канавками с равномерно расположенными по окружности выступами, гайку с беговыми дорожками, выполненными на ее внутренней поверхности в виде замкнутых кольцевых проточек, взаимодействующих с шариками, помещенными между витками резьбы, шарики, размещенные в соседних винтовых канавках, попарно подпружинены упругими элементами. Каждый упругий элемент выполнен в виде крестообразной пластинчатой пружины, размещенной в кольцевой проточке гайки. Продольные концы пружины выполнены с возможностью взаимодействия с шариками, а поперечные - с внутренним диаметром гайки. Упругий элемент может быть выполнен в виде цилиндрической пружины сжатия.
Применение упругого элемента в механизме обеспечивает выборку осевого люфта в винтовой паре, а следовательно, повышает кинематическую точность механизма.
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется графическими материалами, где на фиг.1 изображен продольный разрез механизма, на фиг.2 - поперечный разрез по кольцевой проточке гайки, на фиг.3 - упругий элемент в контакте с шариками, на фиг.4 - поперечный разрез по кольцевой проточке гайки с упругим элементом в виде цилиндрической пружины сжатия.
Шариковинтовой передаточный механизм состоит из винта 1 (фиг.1) с резьбовыми канавками. Соосно винту 1 установлена гайка 2 с кольцевыми проточками “в”. В кольцевых проточках гайки 2 установлены шарики 3, размещенные между витками резьбы винта 1. Шарики 3, размещенные в соседних резьбовых канавках, попарно подпружинены упругими элементами 4. Упругие элементы 4 установлены в кольцевых проточках гайки 2. Продольные концы “б” упругого элемента 4 опираются на шарики 3, расположенные в соседних винтовых канавках винта 1. Поперечные концы “а” упругого элемента 4 опираются на внутренний диаметр гайки 2. При числе заходов винта “п” число упругих элементов “к” определяется по формуле:
к=п-2
Шариковинтовой передаточной механизм работает следующим образом. При повороте винта 1 шарики 3, размещенные между витками резьбы винта, воздействуют на кольцевые проточки “в” и перемещают гайку 2 в осевом направлении. Упругие элементы 4 обеспечивают безлюфтовое соединение гайки 2 и винта 1.
Таким образом, предложенное техническое решение позволило повысить кинематическую точность механизма за счет устранения осевого люфта гайки и винта.
Источники информации
1. Павлов Б.И. “Шариковинтовые механизмы в приборостроении”, Ленинград, Машиностроение, 1968 г., стр.38-56, 86-89 - аналог.
2. Авторское свидетельство №121323, СССР - аналог.
3. Турпаев А.И. “Винтовые механизмы и передачи”, Москва, Машиностроение, 1982 г., стр.118 - прототип.
1. Шариковинтовой передаточный механизм, содержащий винт с резьбовыми канавками с равномерно расположенными по окружности выступами, гайку с беговыми дорожками, выполненными на ее внутренней поверхности в виде замкнутых кольцевых проточек и взаимодействующими с шариками, помещенными между витками резьбы, отличающийся тем, что шарики, размещенные в соседних резьбовых канавках, попарно подпружинены упругими элементами.
2. Шариковинтовой передаточный механизм по п.1, отличающийся тем, что упругие элементы выполнены в виде крестообразных пластинчатых пружин, размещенных в кольцевых проточках гайки, при этом продольные концы пружин выполнены с возможностью взаимодействия с шариками, а поперечные - с внутренним диаметром гайки.
3. Шариковинтовой передаточный механизм по п.1, отличающийся тем, что упругие элементы выполнены в виде цилиндрических пружин сжатия, размещенных в кольцевых проточках гайки.
