Шарикоподшипниковый винтовой механизм
Полезная модель относится к высокоточным винтовым механизмам, например, для преобразования вращательного движения в высокоточное поступательное. Шарикоподшипниковые винтовые механизмы находят широкое применение в редукторах приводов устройств различного назначения, например, где требуется преобразование вращательного движения в высокоточное поступательное. Одним из основных достоинств механизмов является использование шарикоподшипников, выпускаемых массовым производством с высоким качеством и с минимальной стоимостью. В предлагаемой полезной модели, по сравнению с аналогом, упрощается конструкция за счет установки шарикоподшипников перпендикулярно оси ходового винта с эксцентриситетом равным 0,25 диаметра шариков подшипника. Выполнение профиля винтовой канавки ходового винта в виде сопряженной поверхности взаимодействующей с шариками обеспечивает повышение нагрузочной способности механизма, вследствие увеличения дуги контакта шариков с поверхностью винтовой канавки практически до 360 градусов. Повышение нагрузочной способности шарикоподшипникого винтового механизма позволяет уменьшить его габариты и массу, что позволит расширить диапазон применения в таких областях техники, где габариты и масса - определяющие параметры, например космическая, авиационная и военная. Простота конструкции и доступность шарикоподшипников также способствуют дальнейшему расширению области применения шарикоподшипникового винтового механизма.
Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к шарикоподшипниковым винтовым механизмам, например, для преобразования вращательного движения в высокоточное поступательное.
Известна конструкция эксцентричной винтовой передачи, состоящей из корпуса, с размещенной в нем втулкой с эксцентричным отверстием. В эксцентричном отверстии втулки на подшипниках размещена гайка. Винт передачи установлен на прямолинейных направляющих в корпусе, ось винта параллельна и эксцентрична оси гайки.
Недостатком такой передачи является наличие трения скольжения в контакте винта и гайки, в следствии чего КПД и долговечность будут низкими (A.C. 1350420. 07.11.87. Бюл. №41).
Наиболее близким, принятым за прототип, является шарикоподшипниковый винтовой механизм, содержащий корпус, размещенные в нем ходовой винт, эксцентричные винту шарикоподшипники, установленные в корпусе под углом к оси винта, равным углу подъема винтовой канавки, и размещенные в резьбовых отверстиях корпуса установочные винты, центральный угол между осями которых равен 46-157 градусам для увеличения дуги контакта шариков с винтовой канавкой винта до 180 градусов (А.С. №1357637. 07.12.87. Бюл. №45).
Недостатком приведенной конструкции является сложность и ненадежность установки в корпус под углом к оси винта шарикоподшипников. Неэффективное использование шариков, в контакте с винтовой канавкой винта находятся не более половины шариков, приводит к снижению нагрузочной способности механизма. Деформации наружных колец приводят к увеличению напряжений в кольцах подшипников, повышают контактные давления между шариками и поверхностью винтовой канавки. В совокупности это приводит к снижению надежности и качества механизма.
Задачей полезной модели является повышение надежности качества шарикоподшипникового винтового механизма.
Предлагается шарикоподшипниковый винтовой механизм, содержащий корпус, размещенный в нем ходовой винт, эксцентричные шарикоподшипники, без внутренних колец, установленные перпендикулярно оси винта с эксцентриситетом равным 0,25 диаметра шариков подшипников, а профиль винтовой канавки винта выполнен в виде сопряженной поверхности, взаимодействующей с шариками подшипников.
Предлагаемый шарикоподшипниковый винтовой механизм позволяет существенно упростить конструкцию механизма за счет установки шарикоподшипников в корпусе перпендикулярно осей винта и корпуса. В этом случае расточка корпуса под подшипники выполняется на токарном станке без специальной технологии. Выполнение эксцентриситета равным 0,25 диаметра шариков подшипников, для установки подшипников в корпусе, и исполнение профиля винтовой канавки в виде сопряженной поверхности взаимодействующей с шариками существенно увеличивает дугу контакта, практически до 360 градусов, что повышает нагрузочную способность механизма, без дополнительной деформации колец подшипников. В совокупности это повышает надежность и качество механизма.
Для пояснения шарикоподшипникового механизма на чертеже показаны: конструктивная схема механизма (фиг.1) и поперечное сечение А-А на фиг.1 (фиг.2). Шарикоподшипниковый винтовой механизм содержит винт 1 и корпус 2, в котором размещены в эксцентричных втулках 3 радиальные шарикоподшипники 4 без внутренних колец. Между подшипниками 4 расположены дистанционные втулки 5. Подшипники 4 крепятся установкой фланца 6 на корпусе 2. Эксцентриситет втулок 3, следовательно и подшипников 4, относительно оси винта 1 принимается равным 0,25 диаметра шариков. В этом случае, при сопряженном профиле винтовой канавки винта 1, практически все шарики находятся в контакте с винтом 1, кроме случая когда шарик располагается на вершине профиля винтовой канавки.
Шарикоподшипниковый винтовой механизм работает следующим образом. При вращении винта 1 от привода (не показан) шарики подшипника 4 обкатываются по беговой дорожке наружного кольца и по боковым поверхностям винтовой канавки винта 1 и при выходе на гребень, между соседними витками, переходят в следующий виток канавки. Корпус 2, начинает поступательно перемещаться, если он зафиксирован от вращения, или вращаться, если он зафиксирован от поступательного движения.
Таким образом предлагаемый шарикоподшипниковый винтовой механизм позволяет обеспечить высокие надежность и качество, обусловленные высокими значениями следующих параметров: нагрузочной способности, точности и долговечности, за счет увеличения дуги контакта шариков с канавкой винта, применения шарикоподшипников, высококачественных изделий. Одновременно упрощается конструкция механизма, а следовательно и технология изготовления деталей, т.к. не требуется специального технологического оборудования.
Шарикоподшипниковый винтовой механизм, содержащий корпус, размещенные в нем ходовой винт, эксцентричные оси винта шарикоподшипники, отличающийся тем, что шарикоподшипники установлены перпендикулярно оси ходового винта с эксцентриситетом, равным 0,25 диаметра шариков подшипников, а профиль винтовой канавки выполнен в виде сопряженной поверхности, взаимодействующей с шариками.
