ПЕРЕДАЧА ВИНТ-ГАЙКА
TRANSMISSION SCREW NUT

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в различных устройствах для преобразования вращательного движения в поступательное.
Известна передача винт-гайка скольжения, содержащая винт и гайку, взаимодействующие элементами винтовых поверхностей резьбы, описанная, например, в книге В.Н. Кудрявцева «Детали машин», Л.: Машиностроение, 1980 г., стр. 363.
Недостатком этой передачи является невысокий КПД, обусловленный неблагоприятными условиями контактирования.
Известен шариковый винтовой механизм (SU 1401206 F2, F16H 25/22, 07.06.1988), содержащий винт и гайку, рабочие поверхности которых взаимодействуют посредством промежуточных тел качения.
Недостатками являются сложность и невысокая нагрузочная способность из-за точечного характера контактирования элементов.
Известна эксцентричная винтовая передача (SU 1350420 А1, F16H 25/22, 07.11.1987), содержащая гайку и винт, оси которых параллельны и не совпадают на величину установленного эксцентриситета, а резьбы винта и гайки, выполненные с одинаковыми шагами, контактируют только по линии, образованной неодинаковыми профилями резьб винта и гайки.
Недостатками данной передачи является малая нагрузочная способность, наличие радиальной силы, воздействующей на винт, из-за чего в определенных обстоятельствах возможен выход резьб винта и гайки из зацепления, а также зависимость передаточного отношения от нагрузки.
Это наиболее близкое техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Эффект, достигаемый применением предлагаемой конструкции передачи винт-гайка, состоит в повышении ее КПД по сравнению с обычной передачей, который повышается оптимизацией контакта рабочих поверхностей резьбы винта и гайки, за счет создания клинового зазора в зонах их взаимодействия. Благодаря наличию такого зазора обеспечивается процесс подачи смазки в зону, воспринимающую основную нагрузку.
Задачей изобретения является повышение надежности и КПД, а также нагрузочной способности передачи.
Технический результат: повышение надежности, снижение потерь на трение в резьбе, повышение КПД и улучшение условий смазки.
2В
2Г
В
Г
Указанная задача решается применением передачи винт-гайка, содержащей винт с резьбой, сопряженной с гайкой, которая, в отличие от прототипа, выполнена в виде нескольких сегментов, имеющих внутреннюю резьбу, профиль, шаг которой и угол подъема на ее среднем диаметре совпадают с резьбой винта, сегменты связаны воедино посредством колец с внутренней резьбой и цилиндрическими расточками, в которые входят соответствующие поверхности сегментов, причем внутренние полости гайки содержат смазочный материал, а средние диаметры резьб винта d зайки d и числа заходов этих резьб z и z определяются отношением:
которое является целым числом, а геометрические оси винта и гайки совпадают,
Г
z - число заходов резьбы сегмента;
B
z - число заходов резьбы винта;
2Г
d - средний диаметр резьбы сегмента;
2В
d - средний диаметр резьбы винта.
Такая конструкция передачи обеспечивает клиновой зазор между витками резьбы винта и гайки, надежное смазывание взаимодействующих поверхностей в направлении скорости скольжения, повышение КПД и отсутствие радиальных нагрузок на винт передачи.
Конструкция устройства поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен продольный разрез передачи винт-гайка, а на фиг. 2 ее поперечный разрез.
2Г
2В
Передача винт-гайка содержит винт 1, наружная резьба которого сопряжена с резьбой сегментов 2, установленных таким образом, что оси их резьб расположены на окружности диаметра D, а средние окружности диаметром d касаются окружности d среднего диаметра резьбы винта 1. Сегменты 2 имеют цилиндрические участки диаметра d, на которых, без возможности относительного смещения, расположены кольца 3, имеющие внутреннюю резьбу, сопряженную с наружной резьбой винта 1. Внутренняя полость А гайки, образованной совокупностью сегментов 2 и колец 3, герметизирована и заполнена смазочным материалом. Между поверхностями резьб сегментов 2 и винта 1 образуется клиновой зазор, поскольку параметры взаимодействующих резьб имеют одинаковый профиль и выполнены с соблюдением условия:
причем эти отношения должны быть целочисленными, где
Г
z - число заходов резьбы сегмента;
В
z - число заходов резьбы винта;
2Г
d - средний диаметр резьбы сегмента;
2В
d - средний диаметр резьбы винта.
Работает передача винт-гайка следующим образом. Вращение винта 1 относительно гайки, образованной совокупностью сегментов 2 и колец 3, приводит к осевому перемещению винта 1 относительно гайки. Смазочный материал, содержащийся в полости А, поступает в клиновые зазоры между витками резьб винта и сегментов, обеспечивая снижение потерь на трение, повышение нагрузочной способности и КПД.
Таким образом, применение сегментов с резьбой, взаимодействующих с резьбой винта, создает эффект снижения потерь на трение, увеличение нагрузочной способности и КПД, повышая надежность передачи винт-гайка в целом.