Передача винт-гайка скольжения. Конструкция. Основы расчета

Для передачи винт-гайка скольжения характерны:

1) возможность использования малого шага и соответственно малое передаточное отношение при однозаходной резьбе и небольшой скорости подачи;

2) самоторможение при использовании одно- и двухзаходных винтов и соответственно возможность применения передачи для вертикальных движений и узлов, совершающих установочные перемещения под нагрузкой; 3) относительно низкая износостойкость; 4) низкий КПД.

Винты передач скольжения изготовляют упрочняемыми и неупрочняемыми. Упрочняемые винты применяют в том случае, когда их долговечность должна быть не ниже межремонтного цикла станка.

Конструкция передачи. На гайке и винте нарезают трапецеидальную резьбу обычно стандартного профиля с углом 30°. Винты с такой резьбой технологичны, но радиальное биение их создает погрешности шага. Поэтому прецизионные передачи делают с резьбой, имеющей угол профиля 10...200.

Зазор в резьбе регулируют и устраняют двумя способами. Первый состоит в том, что гайку изготавливают из двух полугаек, одну из них прикрепляют к столу или суппорту, другую с помощью клина, прркладок или резьбового соединения перемещают в осевом направлении. Регулирование по второму способу достигают в результате поворота одной полугайки относительно другой при неизменном осевом расположении.

Расчет передачи на износостойкость. Износостойкость передачи зависит от давления в контакте между гайкой и винтом. Определяют среднее давление

где Q - наибольшая тяговая сила, Н; р - шаг винта, м; d — средний диаметр резьбы, м; h —рабочая высота профиля резьбы, м; l —длина гайки, м, С учетом соотношений между параметрами гайки получают

где - допускаемое давление в контакте: для точных передач с бронзовой гайкой в токарно-винторезных и резьбонарезных станках = 3*106 Па, для других передач с такой же гайкой = 12*106 Па, для передач с чугунной гайкой = 8*106 Па.

Расчет винта на жесткость. Под действием тяговой силы шаг передачи изменяется на

где Е - модуль упругости материала винта; Р ~ площадь поперечного сечения стержня винта.

С учетом допуска на шаг резьбы ограничивают и по зависимости определяют требуемый диаметр винта. Осевую жесткость привода подачи находят по зависимостям, применяемым для приводов с передачей винт—гайка качения.

Расчет винта на прочность. Винт работает на растяжение (сжатие) и кручение. Приведенное напряжение

где - нормальное напряжение; T - касательное напряжение; W- момент сопротивления сечения стержня винта при кручении.

Расчет винта на устойчивость. Этот расчет выполняется для длинных винтов, работающих на сжатие. Критически тяговая сила

где I- момент инерции поперечного сечения стержня винта; v - коэффициент длины (когда оба конца винта заделаны, v = 0,5, при одном заделанном и другом шарнирном v = 0,7, при обоих шарнирных v = 1).