44.Передача винт-гайка скольжения

Свойства передачи винт-гайка скольжения. Для передачи винт-гайка скольжения характерны: 1) возможность использования малого шага и соответственно малое переда­точное отношение при однозаходней 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, определяемый по зависимос­ти

где β — угол подъема винтовой линии резьбы, лежащей на среднем цилиндре; ρ - угол трения в резьбе: р = arctg μ ( μ - коэффициент трения в резьбе, за­висящий от скорости скольжения: μ = 0,05...0,2).

Материалы для деталей передачи. Винты передач скольжения изготовляют упрочняемыми и неупрочняемыми. Упрочняемые винты применяют в том слу­чае, когда их долговечность должна быть не ниже межремонтного цикла стан­ка. Упрочнением до твердости не менее 54 HRCэ достигают повышенной изно­состойкости винта, но при этом необходимо обеспечить его минимальную де­формацию в результате упрочнения и последующей механической обработки, стабильность формы при длительной эксплуатации. Винты классов точности 0, 1 и 2 наружного диаметра до 60 мм, имеющие среднюю или высокую жест­кость, рекомендуется изготовлять из стали ХВГ и подвергать объемной за­калке.

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...20°.

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, прокладок или резьбового соединения перемещают в осевом направлении. Регулирование по второму способу достигают в результате поворота одной полугайки относительно дру­гой при неизменном осевом расположении.

Размеры гайки и ходового винта определяют в результате расчета передачи на износостойкость, а также расчета ходового винта на прочность, жесткость и устойчивость.

45. Расчет передачи винт-гайка скольжения.

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

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 λ = l/d= 1,5...4; [σ_k] - допускаемое давление в контакте: для точных передач с бронзовой гайкой в токарно-винторезных и резьбонарезных станках [σ_k] = 3·10⁶ Па, для других передач с такой же гайкой [σ_k] = 12·10⁶ Па, для передач с чугунной гайкой [σ_k] = 8·10⁶ Па.

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

где Е - модуль упругости материала винта; F — площадь поперечного сечения стержня винта,

С учетом допуска на шаг резьбы ограничивают Δр и по зависимости (8.10) 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 а — нормальное напряжение; т - касательное напряжение; W - момент сопротивления сечения стержня винта при кручении.

Допускаемое приведенное напряжение назначают, исходя из предела те­кучести материала винта: [σ_пр]≤ (0,28...0,33) σ_т , и по зависимости (8.11) находят его требуемый диаметр.

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

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

Требуемый диаметр находят по зависимости (8.12) с учетом необходимо­го запаса устойчивости n = 2,5...4 (n = Q_кр/Q ). Большие значения запаса устойчивости берут при действии на винт поперечных сил.

46. Передача винт-гайка гидростатическая. Гидростатическая передача винт-гайка реализуется путем подачи масла под давлением от насоса в специальные карманы, выполненные на поверхности витков резьбы гайки (рис. 14.12).

Преимуществами гидростатической передачи являются:

-простота технологии изготовления по сравнению с передачами винт-гайка качения (винт может быть незакаленным);

-изнашивание в передаче полностью отсутствует;

-передача фактически является беззазорной, так как зазор резьбы заполнен масляным слоем, жесткость которого при определенных условиях весьма высока;

-КПД до 0,99 (без учета мощности насоса, нагнетающего масло);

-хорошее демпфирование, возможность работы при ударных нагрузках.

К недостаткам гидростатической передачи следует отнести

-сложность системы смазывания, -отсутствие самоторможения, -необходимость стабилизации температуры масла для снижения температурных деформаций винта. Из-за отсутствия существенных преимуществ по сравнению с передачами винт—гайка качения гидростатические передачи пока широкого распространения не получили.

47.Уравнения кинематического баланса. Уравнением кинематического баланса называют уравнение, связывающее перемещения начального и конечного звеньев кинематической цепи. Оно служит основой для определения передаточного отношения органа настройки. Конечные звенья могут иметь как вращательное, так и прямолинейное движение.

Если начальное и конечное звенья вращаются, то расчетное перемещения этих звеньев условно записывают так:

n_н, мин^-1→ n_к, мин^-1 → - слово «соответствует».