на самую первую страницу Главная Карта сайта Машиностроение Чертежи Контакты
Оглавление


КОНТАКТЫ:
послать SMS на сотовый,
через любую почтовую программу   
написать письмо 
визитка, доступная на всех просторах интернета, включая  WAP-протокол: 
http://wap.copi.ru/6667 Internet-визитка
®
рекомендуется в браузере включить JavaScript




РЕКЛАМА:





Шарико-винтовые передачи

конструкция и материалы

ШВП

    Шариковая винтовая передача (ШВП) состоит из винта и гайки и служит для преобразования вращательного движения в поступательное. В шарико-винтовых передачах на винте 1 и в гайке 2 выполнены винтовые канавки (резьба) криволинейного профиля, служащие дорожками качения для шариков, размещенных между витками винта и гайки. Наибольшее распространение получила резьба с полукруглым профилем. При этом вращение закрепленной от осевых перемещений гайки вызывает поступательное перемещение винта, или вращение закрепленного от осевых перемещений винта приводит к поступательному перемещению гайки.

    Основные геометрические параметры передачи: номинальный диаметр d0, т.е. диаметр расположения центров тел качения, шаг резьбы Р и диаметр Dw тел качения (обычно Dw = 0,6Р).

    Достоинства шарико-винтовой передачи: возможность создания больших осевых сил; малые потери на трение (КПД передачи 0,9 и выше); возможность получения поступательного перемещения с высокой точностью; малые габариты при высокой несущей способности; значительный ресурс.

ШВП

    К недостаткам можно отнести сложность конструкции гайки, необходимость высокой точности изготовления и хорошей защиты передачи от загрязнений. Шарико-винтовые передачи применяют в механизмах точных перемещений, в следящих системах и в ответственных силовых передачах (станкостроение, робототехника, авиационная и космическая техника, атомная энергетика, кузнечно-прессовое оборудование и др.).

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ

    При вращении винта шарики увлекаются в движение по винтовым канавкам, поступательно перемещают гайку и. выкатываясь из резьбы, через перепускной канал (канал возврата) возвращаются в исходное положение. Таким образом перемещение шариков происходит по замкнутому внутри гайки контуру. Наиболее распространена конструкция ШВП. в которой канал возврата соединяет два соседних витка.

    В станкостроении применяют трехконтурные гайки. Перепускной канал выполняют в специальном вкладыше, который вставляют в овальное окно гайки. В трехконтурной гайке предусматривают три вкладыша, расположенные под углом 120° один к другому и смещенные по длине гайки на один шаг резьбы по отношению друг к другу. Таким образом шарики в гайке разделены на три (по числу рабочих витков) независимых группы.

ШВП

    При работе передачи шарики, пройдя по винтовой канавке на винте путь, равный длине одного или нескольких витков, выкатываются из резьбы в перепускной канал вкладыша и возвращаются обратно в исходное положение на исходный виток гайки.

ШВП

ПРОФИЛЬ РЕЗЬБЫ

    Основные параметры полукруглого профпля резьбы (рис. 1. а):

R = (0,515...0,525) Dw - радиус канавок;
α = 45° - угол контакта шариков;
ψ = arctg [Pz / (πdo)] - угол подъема резьбы (здесь z - число заходов резьбы).

ШВП

    На рис. 1. б показан в нормальном сечении профиль резьбы винта с разгрузочной канавкой, а в табл. 1 приведены размеры разгрузочных канавок по ОСТ 2 РЗ1-5-89.

1. Размеры разгрузочных канавок, мм

Номинальный диаметр d0Шаг резьбы РbrНоминальный диаметр d0Шаг резьбы Рbr
16
25
25
32
32
40
40
40
50
2,5
5,0
10,0
5,0
10,0
5,0
6,0
10,0
5,0
-
1,0
1,5
1,0
1,5
1,0
1,0
1,5
1,0
-
0,55
0,85
0,55
0,85
0,55
0,55
0,85
0,55
50
50
63
80
80
100
100
125
 
10,0
12,0
10,0
10,0
20,0
10,0
20,0
20,0
 
1,5
1,8
1,5
1,5
3,0
1,5
3,0
3,0
 
0,85
0,95
0,85
0,85
1,60
0,85
1,6
1,6
 

ШВП С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ НАТЯГОМ

    С целью устранения осевого зазора в сопряжении винт-гайка и повышения тем самым осевой жесткости и точности перемещения ведомого элемента ШВП собирают с предварительным натягом.

ШВП

   Для передачи с полукруглым профилем резьбы натяг создают установкой двух гаек с последующим относительным их осевым смещением. Относительное смещение гаек осуществляют установкой прокладок между ними или их относительным угловым поворотом.

ШВП

   Профиль резьбы и конструкцию гайки (канал возврата шариков, регулирование натяга и т.д.) определяет завод-изготовитель.

ШВП

    Шариковые винтовые передачи применяют в широком диапазоне размеров.

ТИПОРАЗМЕРЫ ШАРИКОВЫХ ВИНТОВЫХ ПЕРЕДАЧ
по ГОСТ 25329-82

Номинальный диаметр,
do, мм
Номинальный шаг Р, мм
2,5*345*6 810*121620*
6 +           
8 +         
10+          
12+++ +      
16++ + ++     
20 ++ +++    
25    + + + + +    
32  +++++ +    
40   ++ +++  
50    ++++++ 
63      +++ + ++ +
80     ++++ ++
100          + + + + +
125       ++++
160          + + + +
200        ++++
* Предпочтительные шаги

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

    Технические условия на шарико-винтовые передачи, применяемые в станкостроении, установлены ГОСТ 2 РЗ1-5-89. Этот стандарт распространяется на ШВП, применяемые для комплектации металло- и деревообрабатывающих станков, промышленных роботов, кузнечно-прессового оборудования.

    Стандарт устанавливает основные размеры, основные параметры, комплектность, маркировку, порядок и состав приемосдаточных испытаний, упаковку, условия транспортирования и хранения, указания по эксплуатации и гарантии завода-изготовителя централизованно изготовляемых ШВП.

    В стандарте учтены требования ISO/DP 8931, ISO/DP 8932, ISO/DP 3408, ISO/DP 9783, ISO/DP 9784.

    Корпусные передачи изготовляют в 4-х исполнениях:

I - ШВП с одной или двумя гайками без корпуса;
II - ШВП с двумя гайками в цилиндрическом корпусе, имеющем фланец;
III - ШВП с двумя гайками в призматическом корпусе, имеющем сквозные крепежные отверстия;
IV - ШВП с двумя гайками в призматическом корпусе, имеющем глухие резьбовые крепежные отверстия.
Применение ШВП исполнения III является непредпочтительным.

ШВП

    Бескорпусные ШВП рекомендуют применять при новом проектировании.

    По точностным параметрам ШВП разделяют на позиционные и транспортные (ОСТ 2 РЗ1-7-88). Позиционые ШВП позволяют произвести косвенное измерение осевого перемещения в зависимости от угла поворота и хода резьбы винта. В транспортных ШВП перемещения измеряют прямым методом с помощью отдельной измерительной систем не зависящей от угла поворота винта.

    Классы кинематической и геометрической точности ШВП должны соответствовать ОСТ 2 РЗ 1-4-88. Согласно этому стандарту' установлены классы точности для позиционных (П) и транспортных (Т) ШВП соответственно: П1, П3, П5, П7 и Т1, ТЗ, Т5, Т7, T9, Т10.

    Внутризаводские приемосдаточные нормы кинематической точности должны соответствовать ГОСТ 2 Р31-5-89.

    Согласно ОСТ 2 РЗ1-5-89 качество материалов, обработки и сборки ШВП должно соответствовать ГОСТ 7599-82, а для поставок на экспорт - ОСТ 2 Н06-1-86.

ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ

    При проектировании, в соответствии с основными критериями работоспособности шарико-винтовых передач расчет ведут по динамической грузоподъемности для предупреждения усталостного разрушения (выкрашивания рабочих поверхностей) и по статической грузоподъемности для предупреждения пластического деформирования тел и поверхностей качения.

    При выборе значений динамической Са и статической С грузоподъемностей, а также минимальных и максимальных значений момента Txx холостого хода ШВП можно ориентироваться на данные таблицы 2.

    Базовая статическая осевая грузоподъемность С - статическая осевая сила (Н), которая вызывает общую остаточную пластическую деформацию шарика, канавок винта и гайки, равную 0,0001 диаметра шарика.

2. Базовые грузоподъемные характеристики ШВП

Типоразмер
d0 x Р, мм
Грузоподъемность,
Н
Момент холостого хода
Txx, Н·м
статическая Сдинамическая Саminmax
16x2,5
25x5
25x10
32x5
32x10
40x5
40x6
40x10
50x5
50x10
50x12
63x10
80x10
80x20
100x10
100x20
125x20
9600
28100
48800
37500
65000
49400
56400
85900
62800
112500
119900
149700
197700
297600
251100
386400
729000
5000
16580
46400
17710
49800
19170
23700
54700
20640
57750
65400
62030
66880
143400
71840
151800
278000
0,05
0,08
0,11
0,18
0,22
0,30
0,32
0,45
0,50
0,48
0,49
0,75
1,23
2,30
2,04
2,75
2,80
0,20
0,32
0,35
0,56
0,60
0,84
0,83
0,95
1,35
1,23
1,09
2,03
3,25
3,88
5,20
5,23
5,50

Примечание. Приведенные значения для корпусных ШВП соответствуют исполнениям II, III и IV.

    Базовая динамическая осевая грузоподъемность Са - осевая сила, которую шарико-винтовая передача может воспринимать при базовой долговечности, составляющей 1.000.000 оборотов винта.

    Базовые грузоподъемности соответствуют передаче, выполненной из обычно применяемых сталей (см. табл.3). При отличии свойств материала от обычных, а также в зависимости от класса точности, твердости рабочих поверхностей и др. вычисляют значение скорректированной статической и скорректированной динамической грузоподъемности.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

    Технические требования на основные детали шарико-винтовых передач, применяемых в станкостроении, установлены ОСТ 2 РЗ1-5-89 (табл. 3). Нормы точности винта - по ОСТ 2 РЗ1-4-88.

3. Технические требования на основные детали ШВП

Наименование деталиМатериалТвердость рабочих поверхностей
HRCэ
Параметр Ra, мкм,
шероховатости рабочей поверхности, не более
ВинтСталь 8ХФ ГОСТ 5950-2000
Сталь 8ХФВД ТУ 3-213-84
59 - 630,63
ГайкаСталь 9ХС ГОСТ 5950-2000
Сталь ШХ15 ГОСТ 801-78
59 - 630,63
ВкладышиСталь 9ХС ГОСТ 5950-2000
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71
Порошок железный
ПЖВ 3.160.24 ГОСТ 9849-86
40 - 502,5
ШарикиСталь ШХ 15 ГОСТ 801-7863 - 670,040

Примечания:
1. Термообработка по РТМ2 МТ11-1-31.
2. Для шариков степень точности 20 по ГОСТ 3722-81.
3. Разноразмерность шариков в одной передаче не более 0,001 мм.
4. Отклонение среднего диаметра шариков при Du < 5 мм - ±0,0025 мм; Dh ≥ 5 мм - ±0,0050 мм.

ШВП

    Винты изготовляют также из сталей марок ХВГ и 7Г2ВМ с объемной закалкой, стали марки 8ХВ с закалкой при индукционном нагреве, стали марки 20Х3МВФ с азотированием.
    Для гаек применяют сталь марки ХВГ с объемной закалкой и цементуемые стали марок 18ХГТ, 12ХН3А, 12Х2Н4А.
    Шарики изготовляют из хромистой стали марки ШХ20СГ.
    Материалы винта, гайки и тел качения должны обеспечить твердость рабочих поверхностей не ниже 61 HRCэ.
    Полость гайки при сборке заполняют пластичным смазочным материалом марки ЦИАТИМ-201 или ЦИАТИМ-203.
    Передачи требуют хорошей защиты от загрязнений. Наиболее часто применяют гармоникообразные меха, телескопические кожухи и съемники загрязнений - пластмассовые уплотняющие гайки с двумя-тремя выпуклыми витками по профилю канавок. Съемники загрязнений крепят к каждому торцу основной гайки.

    Номенклатура показателей качества, используемых при оценке уровня качества ШВП, применяемых в металло- и деревообрабатывающих станках, участках, линиях, комплексах, промышленных роботах и кузнечно-прессовом оборудовании, установлена ОСТ 2 РЗ1-6-87.

Похожие документы:

ГОСТ 3722-81 - Подшипники качения. Шарики. Технические условия;
расчет ходовых винтов;
расчет грузовых винтов;
пример выполнения чертежа ходового винта


Copyright  © 2013-2016,  АЛЪ-ПРО