RU194826U1 - Ball screw - Google Patents
Ball screw Download PDFInfo
- Publication number
- RU194826U1 RU194826U1 RU2019132714U RU2019132714U RU194826U1 RU 194826 U1 RU194826 U1 RU 194826U1 RU 2019132714 U RU2019132714 U RU 2019132714U RU 2019132714 U RU2019132714 U RU 2019132714U RU 194826 U1 RU194826 U1 RU 194826U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ball
- nuts
- nut
- screw
- balls
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Шарико-винтовая передача качения предназначена для преобразования вращательного движения в поступательное и может быть использована в станкостроении и приборостроении. В шарико-винтовой передаче установлены ходовой винт (1) и две цилиндрические гайки (2, 3). Шарики (4) перемещаются по каналам качения ходового винта (1) и гаек (2, 3) и каналам возврата. Гайки соединены между собой через распорный элемент 10, служащий для регулировки осевого смещения каналов гайки и винта до обеспечения определенного рабочего давления на зоны контактов шариков с винтом и шариков с гайкой. В шарико-винтовой передаче предусмотрена защита от попадания загрязнений во внутреннюю полость. Для предотвращения проворота гаек относительно друг друга установлен фиксирующий элемент. Технической задачей заявленной полезной модели является повышение надежности и долговечности устройства. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.Ball-screw transmission of rolling is designed to convert rotational motion into translational and can be used in machine tool and instrument making. A ball screw (1) and two cylindrical nuts (2, 3) are installed in the ball screw drive. Balls (4) move along the rolling channels of the lead screw (1) and nuts (2, 3) and return channels. The nuts are interconnected through a spacer element 10, which serves to adjust the axial displacement of the nut and screw channels to provide a certain working pressure on the contact areas of the balls with the screw and balls with the nut. The ball screw provides protection against the ingress of contaminants into the internal cavity. To prevent the nuts from turning relative to each other, a fixing element is installed. The technical task of the claimed utility model is to increase the reliability and durability of the device. 3 s.p. f-ly, 2 ill.
Description
Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в станкостроении и приборостроении. Шарико-винтовая передача качения предназначена для преобразования вращательного движения в поступательное.The utility model relates to mechanical engineering and can be used in machine tool and instrument making. Ball-screw transmission of rolling is designed to convert rotational motion into translational.
Известная шарико-винтовая передача (патент EP 1193422, дата публ. 03.04.2002) содержит ходовой винт, на внешней периферийной поверхности которого выполнены спиральные канавки, гайку с выполненными на внутренней периферийной поверхности канавками, шарики и каналы возврата шариков. Шарики размещены с возможностью качения и контактирования с канавками ходового винта и гайки.Known ball screw transmission (patent EP 1193422, publication date 03.04.2002) contains a lead screw, on the outer peripheral surface of which are made spiral grooves, a nut with grooves made on the inner peripheral surface, balls and balls return channels. Balls are placed with the possibility of rolling and contacting with the grooves of the lead screw and nut.
Недостаток известной шарико-винтовой передачи заключается в том, что использование одной гайки характеризуется несимметричностью ее нагруженности, что значительно снижает долговечность всей конструкции. Для осуществления предварительного натяга требуется применение дополнительных шариков большего диаметра, что в свою очередь требует увеличения номенклатуры шариков с разными диаметрами. Кроме того, в процессе эксплуатации в такой конструкции возможны перекосы звеньев передачи и шарики могут проскальзывать или застревать при качении по каналам между канавками винта и гайки, что приводит к снижению надежности либо заклиниванию и деформации звеньев шарико-винтовой передачи. Также в известной конструкции недостаточная защита каналов от загрязнений, которые могут привести к быстрому изнашиванию звеньев и повлиять на работоспособность передачи.A disadvantage of the known ball screw transmission is that the use of one nut is characterized by the asymmetry of its load, which significantly reduces the durability of the entire structure. For the preload, the use of additional balls of larger diameter is required, which in turn requires an increase in the nomenclature of balls with different diameters. In addition, during operation in such a design, distortion of the transmission links is possible and the balls can slip or get stuck when rolling through the channels between the screw and nut grooves, which leads to a decrease in reliability or jamming and deformation of the ball screw links. Also in the known design, insufficient protection of the channels from pollution, which can lead to rapid wear of the links and affect the performance of the transmission.
Технической задачей заявленной полезной модели является повышение надежности и долговечности устройства.The technical task of the claimed utility model is to increase the reliability and durability of the device.
Поставленная задача достигается тем, что в шарико-винтовой передаче, содержащей ходовой винт, первую гайку, каналы возврата шариков, размещенных с возможностью качения и контактирования со спиральными канавками, выполненными на внешней периферийной поверхности ходового винта и внутренней поверхности гайки, согласно полезной модели передача дополнительно снабжена второй гайкой с выполненными на внутренней поверхности канавками, гайки соединены между собой через распорный элемент и скреплены между собой посредством фиксирующего элемента, канавки ходового винта и гаек смещены в осевом направлении относительно друг друга с обеспечением величины угла контакта шарика с гайкой в интервале 41°≤α1≤43° и величины угла контакта шарика с ходовым винтом в интервале 46°≤α2≤48°, при этом вершины канавок винта выполнены скругленными, а в противоположных торцах гаек выполнены кольцевые выборки, в которых размещены упругие уплотнительные элементы. Длина L кривой траектории движения шариков в одном витке ходового винта и канале возврата выбрана из соотношенияThe problem is achieved in that in a ball screw transmission containing a threaded spindle, a first nut, ball return channels placed with the possibility of rolling and contacting with spiral grooves made on the outer peripheral surface of the lead screw and the inner surface of the nut, according to the utility model, the transmission is additionally equipped with a second nut with grooves made on the inner surface, the nuts are interconnected via a spacer element and fastened together by means of a fixing element The tape, spindle grooves and nuts are axially displaced relative to each other to ensure the contact angle of the ball with the nut in the range 41 ° ≤α1≤43 ° and the angle of contact of the ball with the lead screw in the range of 46 ° ≤α2≤48 °, while the vertices of the screw grooves are made rounded, and ring samples are made in the opposite ends of the nuts, in which elastic sealing elements are placed. The length L of the curve of the trajectory of the balls in one turn of the lead screw and the return channel is selected from the relation
L≤22° Dш,L≤22 ° D W ,
где Dш - диаметр шариков.where D W - the diameter of the balls.
Фиксирующий элемент выполнен в виде шпонки или штифта.The locking element is made in the form of a dowel or pin.
Заявленная полезная модель позволяет сделать работу шарико-винтовой передачи стабильной и бесперебойной за счет повышения нагрузочной способности, а также повысить долговечность.The claimed utility model allows you to make the operation of the ball screw transmission stable and uninterrupted by increasing load capacity, as well as increase durability.
Двухгаечная конструкция позволяет обеспечить выход на определенный рабочий угол давления на шарики осевым смещением гаек, что приводит к равномерному распределению нагрузки, тем самым повышая нагрузочную способность шарико-винтовой передачи. При этом в каналах размещены шарики малого диаметра, обеспечивающие работоспособность и надежность шарико-винтовой передачи. Распорным элементом осуществляется регулировка предварительного натяга за счет осевого смещения соединенных между собой гаек путем подгонки толщины распорного элемента.The two-nut design makes it possible to provide an exit to a certain working angle of pressure on the balls by axial displacement of the nuts, which leads to uniform load distribution, thereby increasing the load capacity of a ball screw transmission. At the same time, small diameter balls are placed in the channels, ensuring the operability and reliability of the ball screw transmission. The spacer element adjusts the preload due to the axial displacement of the nuts interconnected by adjusting the thickness of the spacer element.
Поскольку контакт между шариком (промежуточным телом качения) и ходовым винтом (ведущим звеном), а также шариком и гайкой (ведомым звеном) точечный, то размеры областей давления или пятен (площадок) контакта малы по сравнению с размерами контактирующих тел. Данное условие позволяет описать области давления в расчётной схеме полупространствами, а само пятно контакта - в виде выпукло-вогнутого точечного бесконечно малого полупространства при контакте типа полусфера - полусфера. Отличительной особенностью предлагаемой конструкции является смещение канавок ходового винта и гаек в осевом направлении относительно друг друга с обеспечением величины угла β между нормальными сжимающими силами NА1 и NА2 (фиг. 2) в зоне контактов шарика с гайкой и шарика с ходовым винтом не более 175°, а именно, величины угла α1 контакта шарика с гайкой в интервале от 41° до 43° и величины угла α2 контакта шарика с ходовым винтом в интервале от 46° до 48°. Указанные величины углов контакта апробированы экспериментально и выявлено, что указанное расположение пятен контакта позволяет снизить нормальные сжимающие нагрузки и, как следствие, удельные контактные давления. Это позволяет повысить долговечность шариков и шарико-винтовой передачи в целом, а также обеспечивает их беспрепятственное перемещение из канавки ходового винта во вкладыш, расположенный в гайке.Since the contact between the ball (intermediate rolling body) and the lead screw (drive link), as well as the ball and nut (driven link) is point-wise, the dimensions of the pressure areas or spots (pads) of the contact are small compared to the dimensions of the contacting bodies. This condition allows us to describe the pressure regions in the design scheme by half-spaces, and the contact spot itself - in the form of a convex-concave point infinitesimal half-space with a hemisphere-hemisphere type contact. A distinctive feature of the proposed design is the displacement of the grooves of the lead screw and nuts in the axial direction relative to each other with the provision of the angle β between normal compressive forces NA1 and NA2 (Fig. 2) in the contact area of the ball with the nut and the ball with the lead screw no more than 175 °, namely, the angle α1ball to nut contact between 41 ° and 43 ° and angle α2ball contact with the lead screw in the range from 46 ° to 48 °. The indicated values of the contact angles were tested experimentally and it was revealed that the indicated location of the contact spots makes it possible to reduce normal compressive loads and, as a result, specific contact pressures. This allows you to increase the durability of the balls and the ball screw as a whole, and also ensures their unimpeded movement from the groove of the lead screw into the liner located in the nut.
Для повышения скорости перемещения шариков и для исключения их заклинивания в результате силового замыкания на вершинах витков ходового винта предусматривается радиус скругления. При такой форме не происходит разрыв образующей канавки ведущего звена, описанной дифференциальным уравнением кривизны кривой, при аппроксимации в каждой ее точке.To increase the speed of movement of the balls and to prevent their jamming as a result of a force circuit at the tops of the turns of the lead screw, a rounding radius is provided. With this form, the generatrix of the leading link described by the differential equation of curvature of the curve does not break at the approximation at each of its points.
Для предотвращения проворачивания гаек относительно друг друга, т.е. потери работоспособности передачи при перемещении вдоль ходового винта, введен фиксирующий элемент.To prevent the nuts from turning relative to each other, i.e. loss of transmission performance when moving along the lead screw, a locking element is introduced.
В кольцевых выборках, выполненных в торцах гаек, установлены уплотнительные элементы, предназначенные для защиты шарико-винтовой передачи от загрязнений. Герметичная двухгаечная конструкция позволяет отказаться от использования дополнительного корпуса.In ring samples made at the ends of the nuts, sealing elements are installed to protect the ball screw transmission from contamination. Sealed two-nut design eliminates the need for an additional housing.
Траектория движения шариков по каналу циркуляции и каналу возврата описывается совокупностью одного неполного витка цилиндрической винтовой линии и винтовой линии, расположенной на поверхности эллипсоида, также не имеющих разрыва уравнений их описывающих. Экспериментально определено, что для исключения проскальзывания шариков длина L описанной кривой траектории их движения не должна превышать 22 их диаметра, что является существенным для достижения заявленного технического результата.The trajectory of the movement of the balls along the circulation channel and the return channel is described by the combination of one incomplete turn of a cylindrical helix and a helix located on the surface of an ellipsoid, which also do not have a gap in the equations describing them. It was experimentally determined that to prevent slipping of the balls, the length L of the described curve of the trajectory of their movement should not exceed 22 of their diameter, which is essential to achieve the claimed technical result.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:The essence of the utility model is illustrated by drawings, which depict:
- фиг. 1 - шарико-винтовая передача, общий вид;- FIG. 1 - ball screw transmission, general view;
- фиг. 2 - вид А на фиг. 1.- FIG. 2 is a view A in FIG. 1.
Шарико-винтовая передача содержит ходовой винт 1 (фиг. 1), две соединенные фланцами цилиндрические гайки 2 и 3, каналы возврата, шарики 4. Ходовой винт имеет канавки 5 с полукруглым профилем на наружной периферийной поверхности. На внутренней периферийной поверхности гаек 2 и 3 выполнены канавки 6 с полукруглым профилем. Каналами возврата служат вкладыши 7, соединяющие два соседних витка канала гайки и обеспечивающие непрерывную рециркуляцию шариков 4 в пределах одного шага резьбы. Вкладыши 7 расположены в сквозных пазах гайки, обеспечивающих их базирование в радиальном, осевом и угловом положениях. Канавки 5 и 6 выполнены с большим радиусом, чем радиус шариков, и смещены по оси таким образом, что обеспечивается величина угла контакта шарика с гайкой α1=41° и величина угла контакта шарика с ходовым винтом α2=46° (фиг. 2), т.е. угол β между нормальными сжимающими силами NА1 и NА2 в зоне контактов шарика с гайкой и шарика с ходовым винтом составляет 175°. При этом вершины 8 канавок 5 ходового винта 1 выполнены скругленными.The ball screw transmission contains a lead screw 1 (Fig. 1), two
Специальные уплотнения 9 установлены в кольцевые выборки в противоположных торцах гаек 2 и 3 и предназначены для защиты и отвода загрязнений. Распорный элемент 10 установлен между гайками 2 и 3 и служит для регулировки предварительного натяга. Сборку конструкции можно осуществлять как враспор, соединяя фланцы гаек, так и врастяжку, соединяя противоположные фланцам торцы. Фиксирующий элемент в виде шпонки 11 с винтом 12 жестко скрепляет гайки 2 и 3 и предназначен для предотвращения проворота гаек 2 и 3 относительно друг друга при эксплуатации шарико-винтовой передачи.
Шарико-винтовая передача работает следующим образом.Ball screw transmission operates as follows.
При вращении ходового винта 1, шарики 4 перекатываются по каналу циркуляции, попадают во вкладыш 7 и по нему возвращаются в канал циркуляции, при этом поступательно перемещая гайки 2 и 3 и присоединенный к ним подвижный элемент (на фиг. не показано). Каналы циркуляции шариков между канавками 5 и 6 ходового винта 1 и гаек 2 и 3 обеспечивают плавный перекат шариков 4.When the
Таким образом заявленное устройство обеспечивает повышение нагрузочной способности, что в свою очередь приводит к повышению надежности и долговечности шарико-винтовой передачи.Thus, the claimed device provides an increase in load capacity, which in turn leads to an increase in the reliability and durability of a ball screw transmission.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019132714U RU194826U1 (en) | 2019-10-16 | 2019-10-16 | Ball screw |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019132714U RU194826U1 (en) | 2019-10-16 | 2019-10-16 | Ball screw |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU194826U1 true RU194826U1 (en) | 2019-12-24 |
Family
ID=69022583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019132714U RU194826U1 (en) | 2019-10-16 | 2019-10-16 | Ball screw |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU194826U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU199512U1 (en) * | 2020-07-21 | 2020-09-04 | Акционерное общество "Концерн "Калашников" | Ball screw |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040002653A (en) * | 2002-06-25 | 2004-01-07 | 티에치케이 가부시끼가이샤 | Circulation member, motion guide device provided with circulation member and ball screw provided with circulation member |
EP1193422B1 (en) * | 2000-09-29 | 2004-01-21 | THK Co., Ltd. | Screw assembly having deflector and method of manufacturing same |
RU48211U1 (en) * | 2005-01-26 | 2005-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | BALL SCREW MECHANISM |
RU77375U1 (en) * | 2008-07-14 | 2008-10-20 | Открытое акционерное общество "Государственное машиностроительное конструкторское бюро "Вымпел" имени И.И. Торопова" | TRANSMISSION FOR DRIVE STEERING SURFACES OF Aircraft |
-
2019
- 2019-10-16 RU RU2019132714U patent/RU194826U1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1193422B1 (en) * | 2000-09-29 | 2004-01-21 | THK Co., Ltd. | Screw assembly having deflector and method of manufacturing same |
KR20040002653A (en) * | 2002-06-25 | 2004-01-07 | 티에치케이 가부시끼가이샤 | Circulation member, motion guide device provided with circulation member and ball screw provided with circulation member |
RU48211U1 (en) * | 2005-01-26 | 2005-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | BALL SCREW MECHANISM |
RU77375U1 (en) * | 2008-07-14 | 2008-10-20 | Открытое акционерное общество "Государственное машиностроительное конструкторское бюро "Вымпел" имени И.И. Торопова" | TRANSMISSION FOR DRIVE STEERING SURFACES OF Aircraft |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU199512U1 (en) * | 2020-07-21 | 2020-09-04 | Акционерное общество "Концерн "Калашников" | Ball screw |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4248487A (en) | Rolling bearing | |
US4718291A (en) | Devices for converting rotary movement into linear movement | |
US7536928B2 (en) | Ball screw | |
US7780569B2 (en) | Traction drive type continuously variable transmission | |
US8707812B2 (en) | Ball screw drive having an axially supported threaded spindle | |
US20090114048A1 (en) | Rotation/linear motion converting mechanism | |
RU194826U1 (en) | Ball screw | |
CN210770042U (en) | Rotary part driven by rolling body | |
US4274296A (en) | Self-centering self-aligning anti-friction rotor and screw | |
US11635127B2 (en) | Spindle gear | |
US3975968A (en) | Precision lead screw assembly and nut | |
GB2561668A (en) | An anti-backlash device and method | |
EP1369608A3 (en) | Linear guide apparatus | |
US20140167363A1 (en) | Seal for Rolling Screw, and Rolling Screw | |
US4748866A (en) | Linear helical actuator | |
US7080571B2 (en) | Ball screw | |
US5535638A (en) | Antifriction screw drive | |
KR101152786B1 (en) | Improved loaded ball screw having thread profile showing in a cross section a multiple pointed gothic arch shape | |
GB2064685A (en) | Friction Gears | |
US3759113A (en) | Roller threaded spindle with nut | |
CN111674462A (en) | Steering gear hydraulic structure assembly | |
US7147380B2 (en) | Pressure screw assembly primarily used with an axially guided locking ring to permit controlled axial clearance movement of the chock bearing | |
RU199512U1 (en) | Ball screw | |
JPS58160665A (en) | Ball screw device with support bearings | |
RU207361U1 (en) | ROLLER-SCREW GEAR |