Передачи винт-гайка

Передача винт-гайка - механическая передача, состоящая из винта 1 и гайки 2 (рис. 3.15), и предназначенная для преобразования вращательного движения в поступательное.

Достоинства передач винт-гайка:

• простота конструкции;

• компактность при высокой нагрузочной способности (грузоподъемности);

• большой выигрыш в силе;

• возможность получения медленного движения при высокой точности перемещений (что особенно важно для приводов подач);

• плавность и бесшумность работы;

• самоторможение (в передачах винт-гайка скольжения);

• технологичность конструкции.

Недостатки передач винт-гайка:

• большое трение в резьбе, вызывающее повышенное изнашивание, низкий КПД (0,6...0,85);

• тихоходность передачи (сложно обеспечивать быстрое движение).

Передача винт-гайка применяется в металлорежущих станках (механизмы подачи), тисках, винтовых прессах, грузоподъёмных машинах, домкратах, измерительных приборах (при необходимости выполнения точных перемещений), рабочих органах роботов к др.

Различают два типа передач винт-гайка: передачи с трением скольжения или трением качения.

Передачи с трением скольжения (см. рис. 3.15) имеют наибольшее распространение в виду простоты их устройства. Винты передач делятся на грузовые и ходовые. Грузовые предназначены для создания больших усилий (домкраты, прессы). При реверсивном движении под нагрузкой в обе стороны применяют трапецеидальную резьбу, а при больших односторонних нагрузках - упорную.

Ходовые винты предназначены для получения точных перемещений. Для уменьшения трения они, как правило, имеют трапецеидальную резьбу. Для точных винтов делительных и измерительных устройств применяют метрическую резьбу.

Гайка ходового винта токарно-винторезного станка (маточная или часто разъёмная гайка) имеет разъём по диаметральной плоскости, что дает возможность периодического расцепления гайки и винта.

В винтовых передачах с трением качения между канавками винта и гайки размещают шарики (ролики). При вращении винта 1 (рис. 3.16) шарики 2 перекатываются между им и гайкой 3 и увлекаются в направлении поступательного движения, попадают в канал 4 гайки, возвращающий их к началу цепочки. Таким образом, шарики циркулируют по каналу, образуя замкнутую цепочку.

Достоинства передач винт-гайка качения:

• высокий КПД (h = 0,8...0,9; в винтовых передачах скольжения h = 0,2-0,4);

• возможность полного устранения осевого зазора и создания натяга, обеспечивающего высокую осевую жесткость;

• почти полная независимость силы фения от частоты вращения вин-га, что способствует обеспечению равномерности движения.

Передачи винт-гайка качения применяют в механизмах подач станков с ЧПУ.

За один оборот винта (иногда - гайки) происходит перемещение гайки (винта) на длину, равную шагу резьбы Р (мм), если резьба однозаходная. Если резьба имеет k заходов, то за один оборот винта ход резьбы: