2.4.4. Передача винт-гайка

Передача винт-гайка широко применяется в приводах металлорежущих станков для выполнения рабочих подач, ускоренных перемещений, а также для обеспечения вспомогательных движений.

Передача винт-гайка скольжения. Данная передача наиболее широко применяется в универсальных станках. Для выбора и устранения зазора в резьбе и ликвидации «мертвого хода» применяются устройства, обеспечивающие периодический или постоянный выбор зазоров независимо от направления внешней нагрузки, которая может менять знак при реверсе или при некоторых видах обработки.

В устройствах выбора зазоров гайка чаще всего выполняется составной, а две ее части смещаются в осевом направлении или поворачиваются одна относительно другой. Примеры устройств приведены на рис. 2.26.

Конструкция гайки (рис. 2.26 а) содержит неподвижную 3 и регулируемую часть 2. С помощью гайки 1 витка гайки 2 прижимаются в осевом направлении к виткам винта, в результате чего устраняется зазор. Подвижная часть 3 гайки может смещаться с помощью клина 2, который перемещается в радиальном направлении винтом 4 при ослабленном винте 5 (рис. 2.26 б). По окончании регулирования винт 5 затягивается, и гайка 3 фиксируется в осевом направлении.

В обоих вариантах конструкции регулирование производится при определенном взаимном расположении винта и гайки. Так как зазор по длине винта может меняться, то на некоторых участках винта возможно появление недопустимого зазора или чрезмерного натяга. Для устранения этого недостатка применяются устройства с пружинным натягом, в которых, например, тарельчатые пружины 2 смещают подвижную часть гайки 1 относительно неподвижной 3 (рис. 2.26 в).

а б

в г

Рис. 2.26. Регулирование зазоров в передаче винт-гайка скольжения:

а – осевым перемещением гайки 1; б – клином винтом 4;

в - пружиной 2; г – взаимного поворота гаек

Недостатком такого регулирования является увеличение нагрузки на витки винта. Возможно также относительное осевое смещение гаек с помощью устанавливаемых между ними прокладок.

Регулирование зазоров с помощью взаимного поворота части гаек показано на рис. 2.26 г. Часть 1 гайки закрепляется в корпусе 2 неподвижно, а часть 3 с нарезанным на фланце наружным зубчатым венцом с возможностью поворота. Зубья части 2 входят во впадины зубчатого сектора 4. При выборке зазора часть 3 гайки поворачивают на требуемое количество угловых шагов и фиксируют с помощью сектора 4.

Передача винт-гайка качения. Передача широко применяется в приводах подач станков с ЧПУ и прецизионных станков. При выборе зазора в паре образуется беззазорная передача с достаточно высокой осевой жесткостью. Способы регулирования зазора и создания натяга для наиболее распространенного полукруглого профиля резьбы те же, что и в передаче винт-гайка скольжения.

Наиболее простой, но менее точный способ путем осевого смещения частей гаек 2 и 3 относительно друг друга (рис. 2.27) - регулировка зазора (натяга) с помощью набора тонких прокладок 4, устанавливаемых между частью 3 гайки и ее корпусом (рис. 2.27 а) или между частями гайки (рис. 2.27 б). Возможно также осевое смещение подвижной части 3 гайки с помощью тарельчатых пружин 5 (рис. 2.27 в). Данная конструкция отличается от предыдущей большей сложностью и меньшей жесткостью

Более широкое распространение получил способ углового смещения частей гаек, реализованный, например, в конструкции, приведенной на рис. 2.28 а. Части гайки 2 и 3 снабжены наружными зубчатыми венцами, входящими во внутренние зубчатые венцы корпуса 4. Число зубьев на одной части гайки отличается от числа зубьев на другой на единицу, например Z₁ = 100; Z₂ = 101. Соответствующие числа зубьев имеют зубчатые венцы в корпусе. Разница в один зуб позволяет производить очень тонкую осевую регулировку пары. При регулировке корпус 4 с гайками 2, 3 свинчиваются с винта 1 на специальную втулку 5. Затем зубчатые венцы обеих частей гайки выводятся из зацепления с корпусом, а части гайки поворачиваются на одно и тоже число зубьев Z в одну сторону.

Рис. 2.27. Регулирование натяга в передаче винт-гайка качения путем

осевого смещения части гайки за счет:

а, б – прокладок 4; в – тарельчатых пружин 5;

1 – винт; 2 и 3 – полугайки; 4 – прокладки; 5 – тарельчатые пружины

а

б

Рис. 2.28. Регулирование натяга в передаче винт-гайка качения путем

углового смещения частей гайки:

а – за счет зубчатых венцов на полугайках 2 и 3;

1 – винт; 2, 3 – полугайки; 4 – корпус;

б – винтами 2 в корпусе 3;

1 – часть гайки; 2 – винт; 3 – корпус; 4 - винт

В результате из-за неравных углов поворота произойдет осевое сближение профилей резьбы частей гайки на , мм,

(2.3)

где t_x.в - шаг ходового винта, мм; Z – число зубьев, на которое поворачивают.

При приведенных выше значениях чисел зубьев и шаге резьбы 10 мм поворот частей гайки на один зуб будет соответствовать их относительному осевому перемещению, равному 1 мкм.

В конструкции, показанной на рис. 2.28 б, предварительный натяг создается поворотом части 1 гайки на небольшой угол винтами 2, расположенными во фланце корпуса 3.