RU186221U1

RU186221U1 - Планетарный роликовый механизм

Info

Publication number: RU186221U1
Application number: RU2018134013U
Authority: RU
Inventors: Иван Михайлович Мамаев; Валентин Васильевич Морозов; Валерий Николаевич Филимонов
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2019-01-11

Abstract

Планетарный роликовинтовой механизм (далее - ПРВМ) предназначен для преобразования вращательного движения ведущего звена в поступательное движение ведомого и относится к механизмам общемашиностроительного применения.

ПРВМ содержит винт, контактирующие с винтом ролики, опорную и ходовую гайки, зубчатый венец опорной гайки, каждая из гаек выполнена из двух полугаек, каждая пара полугаек разделена между собой кольцевой прокладкой, кольцевая прокладка ходовой гайки выполнена из пластичного металла и зачеканена в пазы полугаек, а зубчатый венец опорной гайки имеет фланцевое крепление к одной из полугаек опорной гайки.

ПРВМ обладает повышенной надежностью и может найти применение в электромеханических приводах, выполненных по схеме ходового цилиндра.

Description

Известны ПРВМ серийно выпускаемые компанией SKF [1].

Одним из конструктивных решений, применяемых в этих ПРВМ, является закрепление каждого из двух зубчатых венцов на гайке с помощью трех штифтов.

Однако при установке штифтов с натягом штифтовое соединение вследствие концентрации напряжений может стать причиной возникновения трещин в гайке, имеющей высокую твердость (HRC>60). Кроме того, в некоторых конструкциях на наружной поверхности гайки могут содержаться конструктивные элементы препятствующие установке штифтов, например наличие фланца на гайке.

Для повышения точности перемещения и уменьшения величины мертвого хода в ПРВМ создается предварительный натяг посредством сжимающей силы между гайкой, роликами и винтом. Известен ряд конструктивных решений для создания предварительного натяга в резьбах. Так, для гаек с наружной цилиндрической поверхностью, предварительный натяг создается путем относительного смещения полугаек в осевом направлении, за счет установки между ними кольцевой прокладки. При этом угловая фиксация полугаек между собой осуществляется шпонкой, установленной в шпоночный паз на наружных поверхностях полугаек.

Такое техническое решение не всегда оправданно для электромеханических приводов (ЭМП), выполненных по схеме ходового цилиндра, где гайку необходимо устанавливать в ограниченном конструктивном пространстве внутренней полости штока.

Наиболее близким аналогом является ПРВМ с длинными резьбовыми роликами, входящий в качестве исполнительного механизма в состав электромеханического привода поступательного перемещения, выполненного по схеме ходового цилиндра[2].

В указанном ПРВМ зубчатый венец крепится к опорной гайке с помощью цилиндрических шпонок, неравнорасположенных в кольцевой области между опорной гайкой и зубчатым венцом.

Изготовление отверстий под цилиндрические шпонки требует применения сравнительно дорогих и малопроизводительных методов электрохимической или электроэрозионной обработки, так как при механической обработке возможно отклонение оси инструмента в сторону детали с меньшей твердостью, что снижает надежность соединения. Кроме того цилиндрический шпоночный паз способствует возникновению трещин в относительно тонкой стенке опорной гайки.

Указанные недостатки снижают надежность ПРВМ и ЭМП в целом.

Задачей полезной модели является повышение надежности ПРВМ предназначенного для установки в ограниченном конструктивном пространстве ЭМП, выполненного по схеме ходового цилиндра.

Указанная цель достигается тем, что планетарный роликовинтовой механизм, содержащий винт, контактирующие с винтом ролики, опорную и ходовую гайки, зубчатый венец опорной гайки, каждая из гаек выполнена из двух полугаек, каждая пара полугаек разделена между собой кольцевой прокладкой, кольцевая прокладка ходовой гайки выполнена из пластичного металла и зачеканена в пазы полугаек, а зубчатый венец опорной гайки имеет фланцевое крепление к одной из полугаек опорной гайки.

Сущность полезной модели представлена в описании и иллюстрируется на рисунке, где изображен общий вид ПРВМ в разрезе.

ПРВМ состоит из винта 1, роликов 2, зубчатых венцов 3 на концах роликов, опорной гайки, выполненной из полугаек 4 и 5, разделенных проставочным кольцом 6, ходовой гайки, выполненной из полугаек 7 и 8, разделенных проставочным кольцом 9, зачеканенным в пазы 10 и 11 на полугайках, зубчатого венца 12 опорной гайки, закрепленного винтами 13 к полугайке 4 опорной гайки.

Работа ПРВМ осуществляется следующим образом.

При вращении винта 1, ролики 2 совершая планетарное движение, обкатываются по винту и опорной гайке.

Углы подъема резьбы на винте 1 и роликах 2 равны по величине, но имеют противоположное направление, а угол подъема резьбы у опорной гайки равен по величине и направлению углу подъема на роликах. Равенство углов подъема, обеспечивает обкатывание роликов по винту и опорной гайке без их относительного смещения в осевом направлении.

Ходовая гайка, имея угол наклона, отличный от угла наклона на роликах 2, смещается в осевом направлении относительно роликов при их обкатывании по ходовой гайке.

Для синхронизации движения роликов 2 вокруг винта 1, зубчатый венец 12 опорной гайки входит в зацеплении с зубчатыми венцами 3 на концах роликов 2.

Для выбора зазоров в резьбах ПРВМ посредством создания предварительного натяга в резьбе опорной гайки, полугайки 4 и 5 разделяются проставочным кольцом 6, толщина которого определяет величину натяга в резьбах.

Для создания предварительного натяга в резьбе ходовой гайки, полугайки 7 и 8 скручиваются на блоке винта 1 с роликами 2 во встречном направлении до касания двух полугаек с проставочным кольцом 9. Величина натяга в резьбах зависит от приложенного к полугайкам вращающего моментов.

После создания предварительного натяга в резьбе ходовой гайки, проставочное кольцо 9, выполненное из пластичного металла, зачеканивается в пазы 10 и 11 на полугайках. Такой способ крепления полугаек обеспечивает их надежную угловую фиксацию между собой и позволяет выполнить компактный привод по схеме ходового цилиндра, за счет изготовления ходовой гайки заодно со штоком.

При таком способе фиксации полугаек 7 и 8 между собой, не требуется набор проставочных колец 9 различной толщины. Необходимая толщина проставочного кольца определяется только его упругопластическими свойствами.

Зубчатый венец 12 опорной гайки имеет фланцевое крепление к полугайке 4 опорной гайки с помощью винтов 13. Такой способ крепления обеспечивает надежную фиксацию зубчатого венца с опорной гайкой, а также уменьшает риск возникновения трещин в полугайке 4, при ее изготовлении с требуемой твердостью HRC>60.

Таким образом, использование предложенной полезной модели позволяет обеспечить надежную относительную фиксацию полугаек ходовой гайки, одна из которых изготовлена заодно со штоком, а также обеспечить надежное фланцевое крепление зубчатого венца в опорной гайке, что в итоге повышает надежность исполнительного механизма ЭМП, выполненного по схеме ходового цилиндра.

Библиографические ссылки

1. Catalogue SKF roller screws. PUB MT/P1 14489 EN. April 2014. 138 p.

2. Пат. на полезную модель 154534 Российская Федерация, МПК F16H 1/00. Электромеханический привод поступательного перемещения / Мамаев И.М., Крылов А.В., Рябов К.В., Филимонов В.Н.; патентообладатель ФГБОУ ВО «Владим. гос. ун-т им. А.Г. и Н.Г. Столетовых» (ВлГУ). -2014146824/11; заявл. 20.11.2014; опубл. 27.08.2015, Бюл. №24.

Claims

Планетарный роликовинтовой механизм, содержащий винт, контактирующие с винтом ролики, опорную и ходовую гайки, зубчатый венец опорной гайки, отличающийся тем, что каждая из гаек выполнена из двух полугаек, каждая пара полугаек разделена между собой кольцевой прокладкой, кольцевая прокладка ходовой гайки выполнена из пластичного металла и зачеканена в пазы полугаек, а зубчатый венец опорной гайки имеет фланцевое крепление к одной из полугаек опорной гайки.