Черчение

Пространственная кинематическая винтовая пара типа «винт — гайка» (рис. 164) обладает следующими свойствами: при неподвижном винте 2 по­ворот гайки 1 на один оборот вызывает ее перемещение вдоль оси винта на величину хода; если закрепить гайку и повернуть винт на один оборот, то, помимо вращения, винт переместится вдоль оси на величину хода.

Рис. 164

Основное назначение передач типа «винт — гайка» — преобразование вращательного движения в поступательное. Эти передачи бесшумны в рабо­те, что достигается повышенной плавностью зацепления, просты по конст­рукции и в изготовлении и позволяют получать большой выигрыш в силе. К недостаткам следует отнести: относительно низкий КПД, склонность к заеданию, тихоходность передачи.

Передачи типа «винт — гайка» применяют в подъемных механизмах, в станках (механизмы подачи рабочих инструментов), в измерительных приборах (механизмы для точных перемещений, микрометрические и дифференциальные винты), в прокатных станах (регулировочно-установочные механизмы подшипников, нажимные винты), в винтовых про­цессах.

Винтовые механизмы принципиально ничем не отличаются от резьбо­вых соединений, но так как они применяются для передачи движения, то трение в резьбе должно быть минимальным. Наименьшее трение между

винтом и гайкой обеспечивает прямоуголь­ная резьба, однако ее нетехнологичность, то есть невозможность нарезания на резьбофрезерных станках, и небольшая прочность по сравнению с трапецеидальной резьбой дела­ют ее применение крайне ограниченным. Поэтому для передаточных винтов применя­ют главным образом трапецеидальную резь­бу с мелким, средним и крупным шагами и упорную резьбу. Наибольшее распростране­ние получила трапецеидальная резьба со средним шагом. Трапецеидальную резьбу с мелким шагом используют при относитель­но небольших перемещениях; трапецеидаль­ную резьбу с крупным шагом — при тяже­лых условиях эксплуатации. Профиль тра­пецеидальной резьбы позволяет использо­вать ее в механизмах с реверсивным переме­щением.

Для передач с большими односторонними нагрузками (прессы, домкраты, нажимные устройства в прокатных станах и др.) приме­няют упорную резьбу.

Резьба винтов и гаек передач бывает пра­вой или левой, однозаходной или многозаходной.

Материалы винтов должны обладать высо­кой износостойкостью и хорошей обрабатыва­емостью, а более нагруженные — высокой прочностью. Винты, не подвергаемые закал­ке, изготовляют из сталей 45, 50, А50, а вин­ты, подвергаемые закалке, выполняют из ста­лей У10, У65, 40Х, 40ХГ и др. Материал гаек— бронзы оловянные БрОФЮ- 1, БрОЦС-6-6-3 и др.

Конструктивное оформление винтовой передачи зависит от ее целевого назначения. Устройство простейшего винтового механизма показано на примере домкрата.

Винтовой домкрат состоит из ходо­вого силового винта 2 (рис. 165), ввинчиваемого в корпус 1, и рукоят­ки 3 с собачкой (на рис. 165 не пока­зана), преобразующих качательное движение, получаемое рукояткой от руки рабочего, в прерывистое враще­ние. Винт домкрата несет на себе гру­зовую головку 4, которая может иметь различное конструктивное оформление.

Рис. 165

Для червяков рулевого управле­ния автомобилей, механизмов навод­ки ракет и ходовых винтов станков используют шариковые винты. Ка­навки шарикового винта 3 (рис. 166, I) и гайки 2 в осевом сечении имеют полукруглую форму. Непрерывный за­мкнутый поток шариков 4 заполняет винтовое пространство между желоба­ми по всей длине гайки. Пройдя его, шарики переходят в округленный трубчатый канал 1, по которому они возвращаются в рабочую зону винто­вой пары.

Рис. 166

Коэффициент полезного действия шариковой винтовой пары много вы­ше, чем обычной, вследствие резкого снижения трения в резьбе.

Для полного устранения зазоров в шариковой паре «винт — гайка» на винте устанавливают одновременно две шариковые гайки 2 (рис. 166, II), между которыми помещают стальную пружину 5. Пружина, создавая пред­варительный натяг между винтом 3, шариками и гайками, устраняет все зазоры в передаче.

Рабочие поверхности такой передачи закаливают до твердости Н RC60 и выше. Винты изготавливают из сталей ХВГ, 7ХГ2ВМ с объемной закалкой. Материал гаек — стали 9ХС, ШХ15, ХВГ с объемной закалкой и др.