Передачи винт-гайка и их сборка.

Назначение и конструкция передач винт—гайка.

Передачи винт—гайка используют в различных механизмах для преобразо­вания вращательного движения в поступательное. В ряде случаев эти передачи применяют для выигрыша в силе. Винтовые переда­чи обладают рядом достоинств. Они позволяют получить медлен­ное поступательное движение с высокой точностью перемещения при достаточной простоте и надежности конструкции и отличают­ся компактностью при большой несущей способности.

Недостатком этих передач является низкий КПД, обусловлен­ный значительными силами трения, возникающими при работе передачи.

В передачах винт—гайка используют в основном трапецеи­дальные и прямоугольные резьбы. Грузовые винты имеют упор­ную резьбу.

Для уменьшения изнашивания винтовой пары в конструкциях привода металлорежущих станков применяют разъемные гайки. При необходимости, когда винтовая пара не используется, гайки могут размыкаться; в этом случае при вращении винта гайка не находится в контакте с его резьбой, что существенно уменьшает ее изнашивание. В тех случаях когда винтовая пара не находится в работе, предусматривают отключение винта от привода. Уменьше­нию изнашивания винтовой пары также способствует изготовле­ние гайки из антифрикционных материалов (бронзы ОФЮ-15 или цинково-свинцовой бронзы ЦС6-6-3), что позволяет значительно снизить коэффициент трения в паре. У таких винтовых пар КПД составляет 0,8…0,85.

Часто применяют винтовые пары, у которых трение скольже­ния заменено трением качения. В таких винтовых парах роль резьбовой поверхности выполняют шарики, размещенные в ка­навках, проточенных на поверхностях винта и гайки. Достоинством шариковых винтовых пар является достаточно высокий КПД, который при благоприятных условиях работы может дости­гать 0,95. Кроме того, эти передачи позволяют устранить радиаль­ные и осевые зазоры или значительно их уменьшить. Вследствие этого применение передач качения позволяет значительно увели­чить точность перемещения исполнительных узлов механизма.

В последнее время более широкое применение находят гидро­статические передачи винт—гайка, обеспечивающие работу вин­товой передачи практически без трения, что позволяет довести КПД передачи до 0,99. В таких передачах в зазор между резьбовы­ми поверхностями винта и гайки подают масло под высоким дав­лением от специального насоса.

К винтовым передачам предъявляют следующие технические требования:

Ось винта для привода подачи подвижного узла должна быть параллельна направляющим.

Ось винта при вращении в подшипниках не должна смещаться при любом положении гайки и должна совпадать с осью послед­ней.

Прежде чем приступить к сборке механизма с винтовой пере­дачей скольжения необходимо промыть и просушить детали, вхо­дящие в передачу, провести контроль «на краску» и подогнать опорные поверхности, проверить легкость перемещения гайки по винту. Чтобы осуществить сборку винтового механизма, необхо­димо выполнить следующие операции:

1. Установить винт в опорах.
2. Собрать гайку.
3. Установить гайку на винт.
4. Отрегулировать собранный механизм.
5. Проконтролировать качество сборки.

Сборка передачи винт—гайка скольжения.

Сборку винтового механизма (рис. 1) начинают с установки ходового винта. Левый конец винта 4 при помощи жесткой втулочной муфты 2 соединяют с хвостовиком 1 вала коробки подач коническими штифтами 3. Втулку 13 пригоняют по посадочной шейке правого конца винта 4 и собирают опорную часть подшипника правой опоры вала, наде­вая на него сферическое кольцо 12 и упорную шайбу 11 с радиаль­ной прорезью. Затем в крышку 7 запрессовывают штифты 5 и 6, предварительно просверлив отверстия под них, и устанавливают опорную пяту 10 таким образом, чтобы штифт 6 вошел в шлиц на ее наружной поверхности. Крышку 7 в сборе навинчивают на резьбу корпуса подшипника так, чтобы штифт 5 вошел в шлиц упорной шайбы 11. После установки ходового винта в крышку 7 устанавливают регулировочный винт 8 с контргайкой 9.

После сборки узла с ходовым винтом переходят к сборке гайки ходового винта. Сборку гайки ходового винта (рис. 2) начинают с выполнения пригоночных операций (осуществляют пригонку шипа 4 корпуса 9 гайки к пазу ползуна 5). После выполнения при­гоночной операции в корпус 9 гайки ходового винта с левой сто­роны запрессовывают полугайку 1, закрепляя ее винтами 2. С пра­вой стороны корпуса 9 гайки ходового винта устанавливают на шпонке 6 подвижную резьбовую полугайку 7, которую пригоняют к корпусу 9 так, чтобы ее можно было легко, без качки смещать вдоль оси отверстия корпуса (осевое перемещение полугайки 7 обеспечивается за счет регулировочной гайки 8, установленной на наружной резьбе полугайки 7).

Собранную гайку устанавливают на ходовой винт, для чего винт вынимают из правой подшипниковой опоры и навинчивают на него собранную гайку. После этого винт с установленной на нем гайкой монтируют на место таким образом, чтобы шип корпуса 9 гайки вошел в паз ползуна 3, и закрепляют гайку ходового винта на корпусе винтами 5 (см. рис. 2).

Регулирование и контроль качества сборки винтовой переда­чи.

Для обеспечения параллельности оси ходового винта направ­ляющим станины перед его окончательной установкой необходи­мо отрегулировать положение правой (подшипниковой) опоры (рис, 3). Правую (подшипниковую) опору закрепляют на стани­не, используя струбцины. На направляющие станины устанавли­вают приспособление 1 и при помощи индикаторов 3 и 5, разме­щенных на мостике 2 приспособления, определяют параллель­ность оси ходового винта направляющим станины. Измерения производят в горизонтальной и вертикальной плоскостях у право­го и левого концов винта.

Правильно смонтированный винт вращается без осевого пе­ремещения, которое регулируется винтом 8 с контргайкой 9 (см. рис. 1), а его торец, нагруженный осевой силой, при правом и левом вращении не смещается более чем на 0,03 мм.

Винтовые механизмы в связи с наличием зазоров в сопряжени­ях винт—гайка имеют холостой ход, т.е. при повороте винта на некоторый угол гайка остается неподвижной, а следовательно, и связанный с ней исполнительный механизм также остается не­подвижным. Поскольку для нормальной работы механизма необходимо обеспечение минимального холостого хода в гайках ходо­вого винта предусматривают устройства для его регулирования. В рассматриваемой конструкции винтовой передачи регулирова­ние осуществляется за счет осевого перемещения подвижной по­лугайки. Осевое перемещение осуществляется при вращении ре­гулировочной гайки 8, установленной на наружной резьбе полу­гайки 7 (см. рис. 2).

Сборка передач винт—гайка качения.

Передача винт—гайка качения (рис. 4) обеспечивает повышенную осевую жесткость и более равномерное движение исполнительного звена механизма. Винт 10 и полугайка 4 передачи имеют резьбу специального про­филя. Между витками резьбы ходового винта и полугайки поме­щают шарики 5, которые при вращении винта перекатываются, передавая движение гайке.

Для того чтобы обеспечить циркуляцию шариков в пределах одного витка резьбы, две соседние впадины гайки соединяют спе­циальным каналом, выполненным в виде вкладыша.

Сборку передачи начинают с установки полутайки 4 на винт 10, вводя между винтом и полугайкой шарики. Шарики вводят через окно гайки, предусмотренное для установки вкладыша. После вве­дения шариков устанавливают вкладыш с каналом перебега. Затем, перемещая полугайку 4 вдоль винта, ее вводят в корпус и устанав­ливают крышку 9 с уплотнением 1, закрепляя их винтами 7. После установки полугайки 4 переходят к монтажу в корпус полугайки 3, осуществляя его в той же последовательности, что и монтаж по­лугайки 4. Регулирование зазора в винтовой передаче осуществля­ется с помощью зубчатого сектора 8 и сегмента 6, которые крепят к корпусу гайки винтами. Регулирование положения подвижной полугайки 3 относительно неподвижной 4 осуществляется после установки крышки 9 и уплотнения 1 и их закрепления на корпусе винтами 2.