шариковый винтовой механизм

Формула изобретения

ШАРИКОВЫЙ ВИНТОВОЙ МЕХАНИЗМ, содержащий корпус с отверстиями, равномерно расположенными на его торцах по окружности, и расположенные в нем винт, взаимодействующие с ним две гайки с фланцами, установленные с возможностью поворота, на наружных поверхностях фланцев которых выполнены равномерно расположенные по окружности выемки, количество которых на одном фланце отличается на единицу от другого, и два съемных промежуточных элемента, предназначенные для поочередного размещения в отверстиях корпуса и взаимодействия с выемками гаек, отличающийся тем, что на торцах корпуса вдоль тех же окружностей выполнены дополнительные равномерно расположенные отверстия, количество которых на каждом торце отличается на единицу от количества выемок на фланце соответствующей гайки.

Описание изобретения к патенту

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

Известен шариковый винтовой механизм, содержащий корпус с фланцем, 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.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному решению является шариковый винтовой механизм, содержащий корпус с фланцем, расположенные в нем винт, две гайки, взаимодействующие с ним и установленные в расточках корпуса с возможностью поворота, на наружных поверхностях фланцев которых выполнены равнорасположенные выемки, промежуточные элементы в виде проволочного кольца, отогнутый конец которого взаимодействует с одной из выемок гайки и осевым отверстием на торце корпуса.

Недостатком известной конструкции является невозможность тонкой регулировки за счет вращения всего одной гайки, только к которой возможен доступ после установки корпуса внутрь штока.

Целью изобретения является повышение точности регулирования осевого зазора.

Поставленная цель достигается тем, что в шариковом винтовом механизме, содержащем корпус с отверстиями равномерно на его торцах по окружности расположенными и расположенные в нем винт, взаимодействующие с ним две гайки, с фланцами установленные с возможностью поворота, на наружных поверхностях фланцев которых выполнены равнорасположенные по окружности выемки, количество которых на одном фланце отличается на единицу от другого, два съемных промежуточных элемента, располагающихся по одному в осевых отверстиях на торцах корпуса и взаимодействующих при этом с выемками гаек, на торцах корпуса вдоль тех же окружностей выполнены дополнительные равнорасположенные осевые отверстия, количество которых на каждом торце отличается на единицу от количества выемок на фланце соответствующей гайки.

На фиг.1 изображен шариковый винтовой механизм в продольном разрезе; на фиг.2 - виды А и Б на фиг.1.

Шариковый винтовой механизм содержит корпус 1, расположенный в нем винт 2, гайки 3 и 4, взаимодействующие с ним. Гайки установлены в расточках корпуса с возможностью поворота. На наружных поверхностях фланцев 5, 6 гаек 3 и 4 выполнены равнорасположенные цилиндрические выемки 7, 8 соответственно. На торцах 9, 10 корпуса 1 выполнены осевые отверстия 11, 12 соответственно. Количество выемок 7 и 8 отличается на единицу. Количество отверстий 11 и 12 меньшей на единицу количества соответствующих выемок 7, 8. Диаметры расположения центров цилиндрических выемок 7, 8 и отверстий 11, 12 соответственно одинаковы. В одно из отверстий 11 установлен съемный промежуточный элемент 13, который при этом взаимодействует с выемкой 7. Второй промежуточный элемент 14 установлен в одном из отверстий 12, взаимодействуя с выемкой 8. Промежуточные элементы 13, 14 выполнены в виде проволочных колец, устанавливаемых с натягом в кольцевых канавках гаек 3, 4. Между винтом 2 и гайками 3, 4 установлены шарики 15. Корпус 1 устанавливается внутри штока 16 (нижняя половина фиг.1).

Шариковый винтовой механизм работает следующим образом.

Для грубой регулировки осевого зазора (натяга) в шариковом винтовом механизме необходимо извлечь один из промежуточных элементов 13 или 14 из отверстий 11, 12 корпуса 1 и выемок 7, 8 гаек 3, 4 соответственно. Повернуть гайку 3 или 4 относительно корпуса 1 на определенное количество выемок 7 (8) относительно одного и того же отверстия 11 (12) корпуса 1 (это отверстие необходимо пометить), учитывая, что поворот на одну выемку соответствует изменению (уменьшению) осевого зазора на величину t/Z₁(Z₂), где t - шаг (ход) винта, мм; Z₁ - количество выемок 7 на фланце 5 гайки 3; Z₂ - количество выемок 8 на фланце 6 гайки 4.

Для тонкой регулировки необходимо после извлечения двух промежуточных элементов 13, 14 гайки 3 и 4 повернуть относительно одних и тех же предварительно помеченных отверстий 11 и 12 соответственно на одно и то же количество выемок, при этом если винт 2 имеет правое направление винтовой канавки для шариков 15, а Z₁ > Z₂, то гайку 3 вращают против часовой стрелки, а гайку 4 - по часовой стрелке, если смотреть со стороны фланцев гаек. Если Z₁ < Z₂, то наоборот, гайку 3 вращают по часовой стрелке, а гайку 4 - против. При повороте гаек 4, 3 на одну выемку в разные стороны осевой зазор уменьшится на величину S K = t |K=t - |. Если зазор необходимо уменьшить на величину S, то гайки необходимо повернуть на N выемок, количество которых определяется по формуле N = = S/K. Рассчитанное значение N необходимо округлить до ближайшего целого значения.

Для сверхтонкой регулировки осевого зазора промежуточные элементы 13, 14 необходимо установить в другие отверстия 11, 12 и выемки 7, 8 соответственно. Порядковый номер М этих отверстий и выемок по отношению к первоначально помеченным, используемым при тонкой регулировке отверстиям 11, 12, определяется по формуле

M= , где C=t -

Рассчитанное значение М также округляется до ближайшего целого значения.

Указанные операции грубой, тонкой и сверхтонкой регулировки осевого зазора возможны до установки корпуса 1 внутрь штока 16, когда имеется доступ к обеим гайкам 3, 4 и промежуточным элементам 13, 14.

После установки корпуса 1 внутрь штока 16 имеется доступ всего к одной гайке 3, поэтому становится возможной только грубая и тонкая регулировка за счет поворота этой гайки. Для тонкой регулировки промежуточный элемент 13 необходимо установить в другое отверстие 11 и выемку 7. Порядковый номер Т этого отверстия и выемки по отношению к первоначально помеченному отверстию, определяется по формуле

T= Z₁(Z₁-1)

П р и м е р. Шаг винта t = 20 мм. Направление винтовой линии правое. Количество выемок на гайке 3, Z₁ = 80. Количество выемок на гайке 4, Z₂ = 79.

Тогда грубая регулировка может осуществляться с точностью t/Z₁ = 20/80 = 0,25 мм или t/Z₂ = 20/79 = 0,253 мм.

Точность тонкой регулировки

K=t - =20 - =0.00316 мм

Точность сверхтонкой регулировки

C=t - =20 -

Точность тонкой регулировки после установки корпуса 1 в шток 16

F=t =20 =0.00316 мм,

т.е. точно такая же как при использовании обеих гаек 3, 4.

Если, например, необходимо уменьшить зазор на величину S = 0,02 мм, то для тонкой регулировки гайки 3, 4 поворачиваем на N выемок.

N= = =6.32 . Округляем N = 6.

Тогда фактическое уменьшение зазора составит

S_ф = N K = 6 0,00316 = 0,01896 мм.

Ошибка составляет P S = S - S_ф = =0,02-0,01896 = 0,00104 мм или 5,2% . Если такая точность не удовлетворяет, то используем сверхтонкую регулировку.

M= = =13.

Гайку поворачиваем против часовой стрелки до совпадения осей выемки 7 и отверстия 13, порядковый номер которых по отношению к отверстию, при котором была закончена тонкая регулировка, соответствует М = 13. Гайку 4, наоборот, поворачиваем в направлении часовой стрелки.

После установки корпуса 1 в шток 16 регулировка осевого зазора возможна с точностью 0,00316 мм.

Такое конструктивное решение позволяет значительно (40 раз) повысить точность регулировки осевого зазора до установки корпуса шарикового винтового механизма в шток. После же установки в шток, когда имеется доступ только к одной гайке, точность тонкой регулировки сохраняется точно такой же, как и при возможности поворота двух гаек.

Таким образом, технико-экономический эффект от использования шарикового винтового механизма заключается в повышении точности регулирования осевого зазора на всех стадиях сборки и эксплуатации.