Передача червяк-рейка качения

Устройство передачи. Передача червяк-рейка качения состоит из червяка 4 с 5— 6 рабочими витками (рис. 8.9), жестко закрепленной на станине станка рейки 2 и комплекта шариков 3, циркулирующих между рабочими профиля­ми червяка и рейки. Вне рабочей зоны шарики удерживаются ограничителем 1. Параметры передачи: угол контакта а = 45...60°, угол охвата рейки φ = 180°, отношение диаметра шарика к диаметру условного цилиндра, на кото­ром расположены центры шариков, d/D = 0,06—0,1, шаг винтовой канавки на червяке р= 1,6d. Размерный ряд передач приведен в табл. 8.9. Рейку состав­ляют из нескольких секций длиной от 200 до 2000 мм.

Предусматривают элементы для возврата шариков в исходное положение. В одной из конструкций (рис. 8.10, а) каналы возврата 1, выполненные на по­верхности червяка, соединяют его соседние витки. Углы поворота в канале не должны превышать 45°. В другой конструкции (рис. 8.10, б) канал возврата выполнен в виде закаленной трубки 2, вставленной в червяк и соединяющей его соседние витки. Выступающие из червяка концы трубки играют роль отражателей. В конструкции, показанной на рис. 8.10, в, канал возврата изготов­лен в теле червяка. Шарики направляются в канал отражателем.

В передаче создают предварительный натяг. V этой целью червяк смещают относительно рейки в радиальном направлении. В этом случае при большом ходе стола по недостаточно точным направляющим или в результате деформа­ций корпусных деталей возможно появление зазоров в передаче или заклини­вание червяка. Более надежный способ создания предварительного натяга заключается в том, что в передаче применяют два червяка (см. рис. 8.9), ко­торые с помощью зубчатых передач поворачивают в противоположные сторо­ны при одновременном осевом смещении колес.

Достоинства передачи: высокая нагрузочная способность, плавность и точность перемещений, высокий КПД, возможность полностью устранить за­зоры. Передачу червяк—рейка качения целесообразно применять в приводах подач тяжелых станков при длинах перемещения рабочего органа более 2000 мм.

Расчет передачи. Допустимая осевая нагрузка на червяк

где F — статическая нагрузка, допускаемая передачей при абсолютно жестких опорах червяка; j₀ — жесткость радиальных опор червяка; j — статическая жесткость передачи при абсолютно жестких радиальных опорах червяка; а — угол контакта между шариком и поверхностью червяка; угол между осью OY и прямой, проходящей через центр шарика и центр поперечного се­чения червяка (см. рис. 8, 9, е); z - количество рабочих шариков в витке передачи.

где и — количество рабочих витков в передаче; к — коэффициент, учитываю­щий геометрические параметры контактирующих поверхностей; допусти­мое осевое смещение червяка относительно рейки под действием нагрузки; угол подъема винтовой канавки на червяке.

Статическая жесткость передачи