Винтовая передача

Авторы патента:

Ермаков Юрий Михайлович (RU)

F16H25/22 - с шариками, роликами или подобными элементами между винтом и гайкой; детали, необходимые для применения этих элементов

Владельцы патента RU 2570846:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет информационных технологий, радиотехники и электроники" (RU)

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к преобразованию вращательного движения в поступательное и обратно, а именно передаче винт-гайка. Винтовая передача содержит винт (1) и гайку (2). Один из элементов, винт или гайка, выполнен в виде цилиндрической пружины, сопрягаемой с жесткой резьбой другого элемента. При этом шаг резьбы элемента в виде цилиндрической пружины превышает шаг жесткой резьбы второго элемента. Пружина (1) имеет устройство регулирования шага витков. Винт-пружина может иметь кольцевую или криволинейную форму с осью переменной кривизны и направления, например синусоидой. Достигается расширение области применения. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение в области машиностроения относится к винтовым передачам, в том числе с криволинейной осью винта.

Известна винтовая передача, содержащая гибкий винт, образованный навитым тросом с выступающим витком по шагу резьбы гайки [1]. Ее недостатками являются наличие направляющей трубки, в которую заключен трос; нерегулируемый шаг винта; невозможность работы от гайки.

Известна винтовая передача, в которой винт выполнен в виде цилиндрической пружины [2]. В этой конструкции гайка взамен многовитковой резьбы имеет водило с двумя сферическими головками, взаимодействующими с пружиной изнутри. Помимо избыточной сложности и громоздкости передача многократно уступает в грузоподъемности традиционным конструкциям. Шариковинтовая передача, в которой винт образован плотно сжатыми витками пружины с наружными канавками полукруглого профиля, не предназначена для изменения шага витков [3]. Шарики требуют точности профиля дорожек качения, достигаемой шлифованием винта в сборе.

Известна эксцентричная круговинтовая передача, предназначенная для значительного понижения (редукции) частоты вращения [4]. Ее недостатком является трудоемкость изготовления винта-тора и сборки.

Технический результат предлагаемой винтовой передачи заключается в повышении технологичности винтов сложной формы, расширении области применения в механизмах, универсальном использовании для различного шага резьбы, автоматическом выборе зазоров в резьбовом соединении и в предохранительных свойствах передачи. Указанный результат достигается тем, что гибкий винтовой элемент передачи выполнен в виде цилиндрической пружины, шаг витков которой превышает шаг жесткой резьбы, при этом пружина имеет устройство для регулирования шага витков. Винт-пружина может иметь кольцевую или криволинейную форму с осью переменной кривизны.

На фиг. 1 изображена винтовая передача с винтом-пружиной, продольный разрез; на фиг. 2 - передача с гайкой-пружиной; на фиг. 3 - винт-пружина с устройством регулирования шага витков; на фиг. 4 - круговинтовая передача с винтом-пружиной в виде тора.

Винтовая передача содержит винт 1 в виде цилиндрической пружины сжатия и гайки 2 с жесткой резьбой (фиг. 1). Шаг витков пружины превышает шаг жесткой резьбы. Сечение витков круглое, но может иметь другую форму по профилю жесткой резьбы. Винт установлен неподвижно в отверстиях корпуса передачи и фиксирован от проворота отогнутым крайним витком «а» в крышке 3 корпуса. С другого конца внутри пружины расположена пробка 4, на которую давит винт 5. При ввинчивании в крышку 6 он сжимает через пробку винт-пружину 1 до выбора зазоров в ее соединении с гайкой 2. Упругость пружины позволяет автоматически поддерживать натяг в резьбе по мере ее износа. Кроме того, винт-пружина компенсирует погрешности расположения и размеров отверстий корпуса, в которых он установлен, и погрешности положения гайки 2. Гайка 2 имеет зубчатый венец для зацепления с приводной шестерней (на чертеже не показана) и установлена на подшипниках качения 7 в своем корпусе.

По другому варианту винт 8 имеет жесткую резьбу и установлен с возможностью вращения в опорах скольжения 9 корпуса передачи (фиг. 2). Гайка выполнена в виде пружины 10 и фиксирована от проворота отогнутым крайним витком «а» в отверстии своего корпуса 11. Натяг в винтовом соединении обеспечивается шагом витков пружины, превышающим шаг резьбы винта. При одном из свободных концов пружины гайка способна передавать вращение от винта переменного шага. Корпус гайки 11 соединен известным способом с исполнительным органом, например, ползуном или суппортом (не показан). Для передачи вращения винту служит зубчатое колесо 12.

Винт-пружина 1 сопрягается с гайками различного шага резьбы имеет устройство регулирования шага витков от P_max до P_min (фиг. 3). Устройство включает установочные пробки 13 и 14, последнюю с резьбой, и стяжной болт 15. Наружные цилиндрические участки пробок предназначены для установки и центрирования винта-пружины в отверстиях корпуса винтовой передачи. При вывинчивании - ввинчивании болта 15 в резьбовую пробку 14 длина пружины изменяется на величину 1, а шаг ее витков меняется в пределах P_max-P_min. Упругость пружины обеспечивает стопорение стяжного болта, а он, в свою очередь, увеличивает жесткость винта-пружины.

Конкретный пример исполнения (см. фиг. 3). Винт-пружина с наружным диаметром 40 мм имеет 28 витков круглого сечения диаметром 2,5 мм на длине 196 мм. Максимальный шаг витков P_max=7 мм. При сжатии пружины на 1=100 мм шаг ее витков уменьшается до P_min=3,5 мм. Диапазон бесступенчатого регулирования шага винта равен двум.

Винт-пружина криволинейной формы, например, в виде согнутого в кольцо тора 16 выполнен соединением концов пружины резьбовой муфтой 17 до соприкосновения крайних витков (фиг. 4). Кольцевая пружина проходит внутри жесткой гайки 2 и образует круговинтовую передачу -разновидность глобоидной червячной передачи. Круговинтовая передача с винтом-пружиной технологичнее конструкции с жестким винтом по форме тора. Она позволяет навинчивать ведущую гайку 2 на прямолинейный винт-пружину, а затем сгибать его в кольцо с последующим соединением концов стяжной муфтой 17. Упругость винта обеспечивает равномерное и плотное прилегание его витков к резьбе гайки.

При заделке концов винта-пружины в смещенных отверстиях корпуса винт приобретает криволинейную форму, имеющую ось переменной кривизны и направления, например синусоиду. Криволинейные винтовые передачи найдут применение в приборостроении, например, в математических приборах, копировальных приспособлениях, демонстрационных механизмах.

Работа прямолинейной пружиновинтовой передачи осуществляется вращением винта или гайки, а криволинейной - при вращении жесткой гайки.

Источники информации

1. Патент US 1983962, МПК F16H 7/04. 1934. Прототип.

2. Авт.свид. SU 1772490, МПК F16H 25/22. Планетарный винтовой механизм. 1992.

3. Патент US 4186620, МПК F16H 1/18, 1980.

4. Патент RU 2390674, МПК F16H 25/22. Эксцентричная винтовая передача. 2010.

1. Винтовая передача, содержащая винт и гайку с жесткой резьбой и гибким винтовым элементом другой резьбы пары, отличающаяся тем, что гибкий винтовой элемент выполнен в виде цилиндрической пружины, шаг витков которой превышает шаг жесткой резьбы, при этом пружина имеет устройство для регулирования шага витков.

2. Винтовая передача по п. 1, отличающаяся тем, что цилиндрическая пружина имеет криволинейную форму.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к редукторам, предназначенным для увеличения числа оборотов. Тороидально-винтовой редуктор-преобразователь включает винт, выполненный в виде тора, с непрерывной резьбой на поверхности по всей длине окружности тора, преобразователь со средством контакта во внутренней цилиндрической полости, выполненный с возможностью осуществления вращательного движения вокруг своей оси посредством зацепления средства контакта с резьбой винта, размещенного во внутренней цилиндрической полости преобразователя с возможностью осуществления непрерывного поступательного движения винта через внутреннюю цилиндрическую полость преобразователя.

Электромеханический мини-привод поступательного действия // 2526366

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для преобразования вращательного движения управляющего двигателя в поступательное движение выходного звена.

Электромеханический линейный привод // 2522646

Изобретение относится к авиастроению и может быть применено в приводах подвижных аэродинамических поверхностей самолета, в частности предкрылков, закрылков, элеронов.

Электромеханический привод закрылка самолета // 2515014

Изобретение относится к авиастроению и может быть применено в приводе подвижной аэродинамической поверхности самолета, в частности в устройстве выдвижения закрылка.

Линейный приводной механизм // 2509935

Изобретение относится к линейному приводному механизму. Механизм содержит внешний цилиндрический корпус с внутренней винтовой дорожкой качения, внутренний цилиндрический корпус, приводной механизм, опорный механизм и устройство управления.

Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное // 2463500

Изобретение относится к устройствам для преобразования вращательного движения в поступательное. .

Планетарная роликовинтовая передача с модифицированной резьбой роликов // 2451220

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для преобразования вращательного движения в поступательное. .

Гайка ролико-винтового механизма // 2429391

Изобретение относится к машиностроению, а именно к гайкам. .

Винт-гайка качения // 2410588

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к механизмам преобразования вращательного движения в поступательное. .

Механизм преобразования вращательного/линейного движения // 2401957

Изобретение относится к механизмам преобразования вращательного/линейного движения. .

Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное движение // 2610747

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к устройствам преобразования вращательного движения в поступательное. Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное движение состоит из винта (1) и сборного корпуса. Корпус состоит из деталей (2) и (3), соединенных крепежными винтами (4) и штифтами (5). В корпусе закреплены две втулки (6), каждая из которых имеет внутренний зубчатый венец, и установлены ролики (7). Кроме того, в корпусе закреплены разрезная цанга (8), два сепаратора (9) и тонкостенная гайка (10) с расположенным на ее торце кольцевым пояском «Д», предназначенным для осевой фиксации гайки в корпусе. Достигается упрощение конструкции. 3 ил.

Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное на основе роликовинтовой передачи // 2610794

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к механическим передачам. Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное на основе роликовинтовой передачи, содержащее винт и несколько роликов с кольцевыми выступами, снабжено гайкой, а резьба на винте и гайке и профили кольцевых выступов выполнены прямоугольными. Устройство содержит не менее двух роликов с кольцевыми выступами прямоугольного профиля, расположенных по окружности винта на равном расстоянии друг от друга. Устройство снабжено гайкой с прямоугольной резьбой с шагом и углом подъема, равными шагу и углу подъема резьбы винта, установленной соосно с винтом с возможностью поступательного перемещения в неподвижной направляющей. Кольцевые выступы роликов введены во впадины резьбы винта и гайки, а числа заходов резьбы винта и гайки либо оба четные, либо оба нечетные. Достигается уменьшение габаритов и массы. 3 ил.

Винтовая передача параллельной схемы // 2619487

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к механическим предачам. Винтовая передача параллельной схемы содержит винт (1), гайки (2), ролики (4) в сепараторах (5), стакан (6), поводки (7) и вилки (11). Гайки с роликами объединены группой Ассура с помощью поводков. Ролики (12) исключают относительное вращение гаек (2). Ролики (4) и гайки (2) имеют равенство шагов резьбы и ее углов наклона, при этом указанные углы наклона не совпадают с углом наклона резьбы винта (1). На звенья группы Ассура действует суммарная нагрузка от всех гаек. Группа Ассура является статически определимой кинематической цепью и распределение усилий в кинематических парах и на звеньях происходит однозначно. Достигается повышение нагрузочной способности. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Электропривод летательного аппарата (варианты) // 2630966

Группа изобретений относится к авиакосмическим летательным аппаратам. Электропривод для летательного аппарата содержит корпус, шарико-винтовую пару, состоящую из гайки и винта, аксиальный подшипник, электродвигатель, зубчатую передачу, датчик положения ротора, демпфер и систему управления. Система управления выполнена с возможностью отключения и включения электромагнитного возбуждения демпферов и пуска/останова электродвигателя. По первому варианту гайка шарико-винтовой пары выполнена в виде двухстороннего конического зубчатого колеса. Демпфер выполнен в виде n-электромеханических демпферов с электромагнитным возбуждением, соединенных с гайкой шарико-винтовой передачи через зубчатые колеса. Вал электродвигателя расположен перпендикулярно винту шарико-винтовой передачи и соединен с гайкой шарико-винтовой передачи также через зубчатое колесо. По второму варианту: гайка шарико-винтовой пары выполнена в виде двухстороннего конического зубчатого колеса, электродвигатель выполнен с коническим ротором, демпфер выполнен в виде n-электромеханических демпферов с электромагнитным возбуждением, соединенных с гайкой шарико-винтовой передачи через зубчатые колеса. Вал электродвигателя расположен перпендикулярно винту шарико-винтовой передачи и соединен с гайкой шарико-винтовой передачи также через зубчатое колесо. Группа изобретений направлена на повышение надежности и энергоэффективности электропривода. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Ролико-винтовой механизм // 2631096

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к ролико-винтовым механизмам (РВМ). РВМ содержит многозаходный ходовой винт с винтовой нарезкой, гайку с внутренней кольцевой нарезкой, находящиеся с ними в резьбовых зацеплениях ролики-сателлиты, установленные в сепараторе равномерно по окружности в пространстве между винтом и гайкой. Ролики-сателлиты выполнены в виде тел вращения с двумя краевыми и одной центральной зонами, при этом краевые зоны имеют одинаковый диаметр, больший, чем диаметр их центральной зоны. Внутренняя кольцевая нарезка гайки выполнена только в зонах, сопрягаемых с краевыми зонами роликов-сателлитов, также выполненными с кольцевой нарезкой. Центральная зона роликов-сателлитов выполнена в виде гладкого цилиндра, диаметр которого меньше диаметра впадин канавок кольцевой нарезки их краевых зон. Сепаратор установлен внутри гайки и выполнен в виде полого цилиндра с продольными пазами на его внутренней поверхности. Гайка выполнена из двух полугаек, установленных с возможностью изменения и фиксации осевого зазора между ними. Достигается повышение точности перемещения выходного звена. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.