ГАЙКА ШАРИКОВОЙ ВИНТОВОЙ ПЕРЕДАЧИ
SCREW NUT OF BALL SCREW-TYPE GEAR

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в конструкциях суппортов металлорежущих станков, перемещаемых посредством передачи винт-гайка.
Известна гайка шариковой винтовой передачи, содержащая корпус с центральным буртиком и двумя полугайками, взаимодействующими с ходовым винтом посредством шариков. Полугайки снабжены зубчатыми венцами, число зубьев которых отличается на единицу (Конструкция и наладка станков с программным управлением и роботизированных комплексов: Учебн. пособие для ПТУ / Л.Н.Грачев, В.Л.Косовский, А.Н.Ковшов и др. - 2-е изд., - М.: Высш. шк., 1989, С.10).
4
Наиболее близкой к предлагаемой является гайка шариковой винтовой передачи, содержащая корпус с установленными в нем двумя полугайками, имеющими возможность взаимодействия с ходовым винтом винтовой передачи посредством шариков. Поворотом полугаек относительно друг друга регулируется осевой натяг (зазор) в рабочем контуре шариковой винтовой пары (авт. св-во СССР №1424980, МПК В23В 21/00, опубл. 23.09.88 г., БИ №35, 1988 г.).
Известные конструкции обеспечивают высокий КПД передачи (0,95 и выше), высокую осевую жесткость, позволяют регулировать предварительный натяг (зазор) в рабочем контуре шариковой винтовой передачи, однако требуют очень жесткого соблюдения соосности винта и корпуса гайки как при изготовлении и сборке станка, так и в процессе его эксплуатации. В связи с износом подвижных элементов станка (станины, каретки, салазок) в процессе эксплуатации соосность корпуса гайки и винта нарушается, что требует периодической регулировки монтажных координат оси гайки относительно оси винта как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Известные конструкции позволяют производить такую регулировку только в горизонтальной плоскости, что не исключает дополнительные нагрузки в вертикальной плоскости, возникающие под влиянием веса и усилий резания и приводящие к деформации винтов шариковой винтовой передачи. В результате снижается точность обработки деталей и сокращается срок службы шариковой винтовой передачи.
Задачей изобретения является повышение надежности работы шариковой винтовой передачи, увеличение срока службы и снижение требования к точности ее монтажа.
Поставленная задача достигается тем, что гайка шариковой винтовой передачи, содержащая корпус с установленными в нем двумя полугайками, имеющими возможность взаимодействия с ходовым винтом винтовой передачи посредством шариков, снабжена двумя крестовыми полумуфтами, выполненными с вертикальными выступами и горизонтальными пазами, корпус выполнен с центральным буртом, имеющим пазы, соответствующие вертикальным выступам крестовых полумуфт и расположенные в зацеплении с упомянутыми выступами, полугайки выполнены с шипами, которые соответствуют горизонтальным пазам крестовых полумуфт и сопряжены с упомянутыми горизонтальными пазами, причем полугайки установлены в корпусе с зазором по наружному диаметру из условия исключения деформации ходового винта при смещении корпуса относительно оси винта, а полугайка, расположенная со стороны наименьшей нагрузки на винтовую передачу, установлена с возможностью упругого осевого перемещения относительно корпуса.
Установка полугаек в корпусе с зазором по наружному диаметру из условия исключения деформации ходового винта при смещении корпуса относительно оси винта позволяет снизить требование к точности монтажа гайки.
Выполнение крестовых полумуфт с вертикальными выступами и горизонтальными пазами, корпуса - с центральным буртом, имеющим пазы, соответствующие вертикальным выступам крестовых полумуфт и расположенные в зацеплении с упомянутыми выступами, полугаек - с шипами, которые соответствуют горизонтальным пазам крестовых полумуфт и сопряжены с упомянутыми горизонтальными пазами позволяет обеспечить сохранение угловой связи полугаек с корпусом гайки, не нарушая при этом кинематики станка.
Таким образом, перечисленные выше конструктивные особенности предлагаемого устройства обеспечивают соблюдение соосности корпусов полугаек и винта, что исключает деформацию шариковой винтовой передачи и увеличивает тем самым ее надежность и срок службы.
Установка полугайки, расположенной со стороны наименьшей нагрузки на винтовую передачу с возможностью упругого осевого перемещения относительно корпуса, исключает необходимость регулировки осевого натяга в рабочем контуре шариковой винтовой передачи как при сборке станка, так и в процессе его эксплуатации, не ограничивая при этом усилие резания в сторону передней бабки (в основном режиме обработки детали). Это позволяет обеспечить точность выполняемых на станке операций и соответственно повысить надежность работы.
На фиг.1 показана гайка шариковой винтовой передачи, установленная на винт исполнительного механизма, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Гайка шариковой винтовой пары содержит корпус 1, в котором установлены две полугайки 2 и 3, взаимодействующие через шарики 4 с винтом 5 привода исполнительного механизма. Полугайки 2 и 3 установлены в корпусе с зазором δ по наружному диаметру из условия исключения деформации ходового винта при смещении корпуса относительно оси винта. Угловое положение полугаек в корпусе 1 зафиксировано с помощью двух крестовых полумуфт 6 и 7, вертикальные выступы которых входят в зацепление с соответствующими пазами в центральном бурте 8, а их горизонтальные пазы сопряжены с соответствующими им шипами, выполненными на полугайках. Между фланцем левой полугайки 3, расположенной со стороны наименьшей нагрузки, установлены шайба 9 и пакет пружин 10, сжатых при сборке до расчетной величины наименьшей нагрузки.
Гайку шариковой винтовой передачи собирают следующим образом.
Полугайку 2 устанавливают на винт 5, обеспечивая их взаимодействие посредством шариков 4. Полумуфту 6 при помощи горизонтальных пазов совмещают с соответствующими им шипами на полугайке 2 и устанавливают их в корпус 1. Угловое положение полугайки 2 в корпусе фиксируют введением вертикальных выступов полумуфты 6 в соответствующие пазы в центральном бурте 8. Затем в корпус 1 устанавливают полугайку 3 вместе с полумуфтой 7, фиксируя их выступами полумуфты. Предварительно между фланцем полугайки 3 и корпусом 1 устанавливают шайбу 9 и пакет пружин 10. После этого производят регулирование усилия сжатия пружины до расчетной величины наименьшей нагрузки и в полугайку 3 вворачивают винт 5. При несовпадении витков полугайки с винтом 5 производят либо поворот полугайки 3 относительно полумуфты 7 на 180°, либо доработку толщины шайбы 9.