РОЛИКО-ВИНТОВАЯ ПЕРЕДАЧА

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в качестве винтовой передачи для преобразования вращательного движения в поступательное в линейных приводах управления в энергетическом машиностроении, арматуростроении, силовых исполнительных элементах строительно-дорожной техники и т.д.
Известен узел осевого перемещения планетарной ролико-винтовой передачи (далее - РВП), содержащий корпус с гайкой и двумя внутренними зубчатыми венцами, в котором размещены резьбовые ролики с наружными зубчатыми венцами и шейками на концах, на которых установлены два компенсаторных кольца, выполненных в виде двух колец, имеющих внутренние конические поверхности и шаров, каждый из которых установлен с возможностью взаимодействия в осевой плоскости с внутренней конической поверхностью соответствующего кольца, а в плоскости, перпендикулярной оси узла, с шейками соседних роликов, и механизма регулировки, предназначенного для выборки зазоров между кольцами сепаратора, шарами и шейками роликов, детали которого установлены в отверстиях, выполненных в кольцах сепаратора, при этом диаметр окружности, на которой расположены центры шаров, больше диаметра окружности, на которой расположены оси шеек резьбовых роликов (см. патент №2140592, F16H 25/22, 1998 г., аналог).
Недостатком данной конструкции является то, что не предусмотрена возможность автоматической регулировки зазоров между шарами и роликами, которые будут постоянно изменяться не только при первичной приработке, но и в ходе дальнейшей работы РВП.
Кроме того, не предусмотрена возможность радиального упругого поджатая роликов к винту во время работы РВП для компенсации индивидуальных неточностей изготовления винта и роликов при их совместном вращении и осевом перемещении по винту, так как в статическом положении невозможно равномерно распределить зазоры по периметру винта между роликами и шарами из-за резьбового соединения роликов и винта.
Известно также устройство для преобразования вращательного движения в поступательное, содержащее винт, корпус, на внутренней цилиндрической поверхности которого, соосной с винтом, выполнены два кольцевых паза и установленные между винтом и корпусом ролики, имеющие на наружной цилиндрической поверхности чередующиеся кольцевые пазы и резьбовые участки, которые зацепляются с резьбой винта, при этом устройство снабжено шарами, а количество пазов, выполненных на внутренней цилиндрической поверхности корпуса, равно количеству пазов, выполненных на наружной цилиндрической поверхности каждого ролика, причем каждый кольцевой паз на внутренней цилиндрической поверхности корпуса расположен в одной плоскости, перпендикулярной к оси винта с соответствующими кольцевыми пазами, выполненными на наружной цилиндрической поверхности каждого ролика, каждый шар располагается одновременно в кольцевом пазе, выполненном на внутренней цилиндрической поверхности корпуса, и в кольцевых пазах, выполненных на наружной цилиндрической поверхности двух соседних роликов (см. патент №2272199, F16H 25/22, 2004 г., прототип).
Основным недостатком данного устройства является то, что стенки кольцевых пазов в корпусе и роликах имеют одинаковый наклон ~ 45°, т.к. должны одновременно прижимать шары и ролики в радиальном направлении и передавать осевую нагрузку от роликов через шары на неподвижный корпус устройства, что приводит к большим потерям передаваемой осевой нагрузки за счет увеличения радиальной составляющей.
Кроме того, со стенками кольцевых пазов шары контактируют только в точках соприкосновения, что значительно увеличивает их износ и ограничивает передаваемое усилие контактными напряжениями.
Техническая задача, решаемая в предлагаемой конструкции - повышение потребительских свойств РВП, заключающееся в обеспечении автоматического, постоянного и заданного усилия прижатия каждого ролика к винту во время работы РВП, с возможностью компенсации индивидуальных погрешностей изготовления и монтажа роликов и винта, а также уменьшение контактных напряжений и радиальных потерь в шарах при передаче осевой силы на корпус.
Поставленная техническая задача решается тем, что РВП, содержащая винт с наружной резьбой, установленные на нем ролики с наружной резьбой, входящей во взаимодействие с резьбой винта, шары, расположенные между соседними роликами, на концах каждого ролика выполнены цилиндрические хвостовики, имеющие в местах перехода в резьбовую часть ролика радиус закругления, равный или больший радиуса разделительных шаров, каждый шар располагается одновременно между хвостовиками двух соседних роликов, при этом диаметр окружности, на которой расположены центры разделительных шаров, больше диаметра окружности, на которой расположены оси цилиндрических хвостовиков роликов, пакет разделительных шаров, расположенных с двух сторон роликов, охватывает упругая цанговая втулка, постоянно поджимающая разделительные шары и ролики к винту с заданной радиальной силой, осевое усилие от перемещающихся вдоль винта вращающихся роликов передается разделительными шарами на опорные диски и корпус через кольцевые канавки, выполненные на внутренней торцевой поверхности опорных дисков и имеющие радиус закругления, равный или больший радиуса разделительных шаров.
Сущность технического решения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен разрез одноступенчатой, односкоростной РВП, а на фиг. 2 изображена отдельно цанговая втулка в сборе.
РВП состоит из корпуса 1, в который ввернуты торцевые крышки 2. В торцевых крышках 2 закреплены упорные подшипники 3, на которых установлены опорные диски 4, по которым обкатываются разделительные шары 5. Разделительные шары 5 располагается одновременно между хвостовиками двух соседних резьбовых роликов 6, имеющих цилиндрические хвостовики 7 на которых выполнены сферические или конические опорные поверхности в местах перехода цилиндрического хвостовика в резьбовую часть ролика. Ролики 6 находятся в постоянных резьбовых зацеплениях с ведущим винтом 8, а разделительные шары 5 равномерно распределяют ролики 6 по периметру винта 8, не касаясь его поверхности. Пакет вращающихся роликов 6 и двух поясов разделительных шаров 5 охватывает цанговый сепаратор 9, внешний вид которого показан на фиг. 2. Упругие лепестки 10 на концах цангового сепаратора 9 обеспечивают постоянное и заданное усилие прижатия разделительных шаров 5 к хвостовикам 7 роликов 6, а соответственно роликов 6 к винту 8 при их совместном вращении и осевом перемещении. РВП работает следующим образом.
При вращении винта 8, не имеющего возможность осевого перемещения, ролики 6 за счет подвижного резьбового зацепления с винтом 8 начнут вращаться вокруг собственной оси в обратную сторону и перемещаться в осевом направлении вдоль винта 8, передавая осевую нагрузку на разделительные шары 5, опорные диски 4, упорные подшипники 3 и корпус 1. При этом одновременно перемещается в осевом направлении и вращающийся цанговый сепаратор 9. Направление осевого перемещения пакета роликов 6, разделительных шаров 5, опорных дисков 4 и соответственно упорных подшипников 3 будет определяться сочетанием направления вращения ведущего винта 8 и направлениями нарезки резьбы на роликах 6 и винте 8.
Саморегулируемый и самоустанавливающийся в наиболее оптимальном для работы положении пакет роликов 6 и двух поясов разделительных шаров 5, позволяет компенсировать, индивидуальные погрешности изготовления и монтажа роликов при их вращении и осевом перемещении вдоль винта 8.
Упругие лепестки цангового сепаратора 10 позволяют обеспечить постоянное и заданное усилие прижатия роликов к винту при их совместном вращении, автоматически компенсируя индивидуальный износ и погрешности изготовления и монтажа каждого ролика и винта при работе РВП. Радиальная сила поджатая упругих лепестков задается технологически их размерами и свойствами применяемого материала.
В данной конструкции РВП ведущим может быть как винт, так и корпус. Передаточное число данной РВП (осевое перемещение роликов или корпуса за один оборот ведущего винта или соответственно корпуса) имеет достаточно широкий диапазон и задается конструктивно. Оно зависит от того, будет ли резьба роликов и винта иметь одинаковый или противоположный угол наклона винтовой линии и соответственно шага их резьбы или разности угла наклона винтовых линий роликов и винта, в соответствии с разностью их диаметров и заходности резьб.