RU2204069C1 - Планетарная роликовинтовая передача с модифицированной резьбой ее деталей - Google Patents
Планетарная роликовинтовая передача с модифицированной резьбой ее деталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2204069C1 RU2204069C1 RU2002103355/28A RU2002103355A RU2204069C1 RU 2204069 C1 RU2204069 C1 RU 2204069C1 RU 2002103355/28 A RU2002103355/28 A RU 2002103355/28A RU 2002103355 A RU2002103355 A RU 2002103355A RU 2204069 C1 RU2204069 C1 RU 2204069C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thread
- screw
- threaded
- rollers
- turns
- 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
- F16H25/2247—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rollers
- F16H25/2252—Planetary rollers between nut and screw
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к машиностроению. В планетарных роликовинтовых передачах (ПРВП) крутящий момент от вращающегося винта преобразовывается в осевую силу на поступательно перемещающуюся гайку через резьбовые ролики. При этом усилие передается через многочисленные места контакта между сопрягаемыми витками резьбы гайки и роликов и роликов и винта. Резьба деталей ПРВП изготовлена модифицированной, профиль витков которой состоит из двух отрезков прямой с реальной рабочей высотой профиля Н1. Такая резьба технологична в изготовлении и проста при контроле. Витки детали с такой резьбой обладают большей изгибной прочностью по сравнению с деталью, имеющей фасонный профиль витков. При взаимодействии витков с модифицированной резьбой контактная прочность и жесткость больше, чем в месте аналогичного контакта деталей традиционных ПРВП, а следовательно, выше ее нагрузочная способность. При изготовлении на деталях ПРВП модифицированной резьбы с различными значениями Н1 можно легко получать передачи с различной (требуемой) жесткостью. 4 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве механической передачи для преобразования вращательного движения в поступательное.
Известна планетарная роликовинтовая передача, см. Решетов Д.Н. "Детали машин", учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов, 4-е издание, Москва, Машиностроение, 1989 год, стр.314, состоящая из винта, цельной гайки и установленных между ними резьбовых роликов. Ролики своими торцовыми шейками установлены в сепараторах. Кроме того, для синхронности в работе и, чтобы исключить самопроизвольное вывинчивание роликов, они дополнительно связаны по торцам с гайкой зубчатыми зацеплениями. Витки роликов находятся в резьбовых зацеплениях с витками винта и гайки. Для того чтобы предотвратить кромочные контакты витков, профиль резьбы роликов выполняют выпуклым, обеспечивая тем самым начальный точечный контакт.
Основным недостатком данной планетарной роликовинтовой передачи (ПРВП) является то, что в конструкции предусмотрены сборочные зазоры между витками резьбы гайки и роликов и между витками резьбы роликов и винта. Без указанных зазоров собрать ПРВП невозможно. Однако из-за зазоров образуется осевой и радиальный люфт, который существенно снижает кинематическую точность и жесткость передачи, являющиеся важнейшими ее параметрами. Под действием рабочей нагрузки сначала выбирается люфт, затем начинается контакт микронеровностей сопрягаемых витков резьбы указанных деталей, который характеризуется низкой жесткостью. И только потом, когда контактировать начинают сопрягаемые витки, контактная жесткость повышается. То есть данная конструкция ПРВП обладает низкой жесткостью и точностью в работе. Кроме того, резьба роликов имеет выпуклый профиль, который сложен для изготовления и контроля.
Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемой передаче является планетарная роликовинтовая передача, см. рекламный проспект АвтоВАЗа "Роликовинтовая пара", Тольятти, типография ВАЗа, 1989 год, которая выбрана в качестве прототипа. Данная конструкция ПРВП состоит также из винта, гайки, сепараторов и резьбовых роликов, которые дополнительно связаны с гайкой зубчатыми зацеплениями. Профиль резьбы роликов, как и в предыдущей конструкции, выпуклый. Как правило, форма профиля резьбы роликов радиусная.
Гайка ПРВП состоит из сборного корпуса с зубчатыми венцами, в котором установлены две полугайки и между ними компенсаторное кольцо. Детали корпуса соединены с силовым механизмом, предназначенным для сжатия полугаек и компенсаторного кольца. После сборки ПРВП толщину компенсаторного кольца выбирают такой, чтобы после стяжки с помощью силового механизма указанного кольца и полугаек выбрались зазоры между витками резьбовых деталей и между этими витками создалось предварительное усилие. Предварительное усилие позволяет до приложения рабочей нагрузки деформировать микронеровности контактирующих витков, за счет чего повышается жесткость передачи. Таким образом, ПРВП-прототип по сравнению с предыдущей конструкцией ПРВП обладает большей жесткостью и имеет более высокую кинематическую точность.
Однако ролики в ПРВП-прототипе имеют конструктивно сложный и сложный для изготовления и контроля выпуклый профиль резьбы. При контакте витка ролика, имеющего выпуклый профиль, с витком винта или гайки, которые имеют треугольные профили резьбы, контактная жесткость ниже, чем для случая, когда ролик имел бы треугольный профиль. По сравнению с прямолинейным, треугольным профилем выпуклый профиль резьбы имеет меньшую ширину у основания витка, то есть меньшую изгибную жесткость. Так как винт и ролик имеют внешнюю резьбу, то их витки контактируют практически в точках, то есть из-за больших значений контактных напряжений снижается нагрузочная способность ПРВП. Отсюда для высокой жесткости и нагрузочной способности ПРВП в целом необходимо иметь высокую контактную и изгибную жесткость витков резьбы всех резьбовых деталей передачи, что обеспечивается, в первую очередь, геометрией профилей резьбы указанных деталей.
Задачей изобретения является снижение стоимости изготовления ПРВП за счет упрощения конструкции роликов, а также их изготовления и контроля размеров, повышение нагрузочной способности и жесткости ПРВП, а при необходимости с возможностью варьирования значениями жесткости ПРВП.
Поставленная задача достигается тем, что с каждой стороны профиль каждого витка резьбы винта, резьбовых роликов и резьбовых полугаек выполнен в виде ломаной линии, состоящей из двух отрезкой прямой, причем диаметр расположения общей точки основного отрезка, начинающегося из впадины резьбы, и следующего за ним отрезка для винта и резьбовых роликов больше соответствующего среднего диаметра резьбы указанных деталей, а для резьбовых полугаек - меньше их среднего диаметра резьбы, при этом для профиля каждой стороны каждого витка резьбы винта, резьбовых роликов и резьбовых полугаек острый угол между осью соответствующей детали и основным отрезком профиля больше острого угла между той же осью и следующим за ним отрезком.
Изобретение поясняется прилагаемыми чертежами, где:
- на фиг.1 показан осевой разрез основных деталей планетарной роликовинтовой передачи;
- на фиг.2 показаны места "А" и "Б" на фиг.1 (увеличено);
- на фиг.3 показан профиль резьбы винта и резьбового ролика;
- на фиг.4 показан профиль резьбы резьбовых полугаек.
- на фиг.1 показан осевой разрез основных деталей планетарной роликовинтовой передачи;
- на фиг.2 показаны места "А" и "Б" на фиг.1 (увеличено);
- на фиг.3 показан профиль резьбы винта и резьбового ролика;
- на фиг.4 показан профиль резьбы резьбовых полугаек.
Планетарная роликовинтовая передача, см. фиг.1, состоит из винта 1 и гайки. Гайка представляет собой сборочный узел, состоящий из корпуса 2 с крышками 3, в котором закреплены резьбовые полугайки 4 с компенсатором 5 и в сепараторах 6 установлены резьбовые ролики 7.
В корпусе 2 закреплены две втулки 8 с внутренними зубчатыми венцами 9, которые зацепляются с наружными зубчатыми венцами 10, выполнены на концах каждого резьбового ролика 7, см. фиг.1.
Силовой механизм, предназначенный для сжатия резьбовых полугаек 4 и компенсатора 5 с целью выборки зазоров и создания предварительного сжимающего усилия, состоит из крепежных винтов 11 со стопорными шайбами 12, см. фиг.1.
Базовые элементы для крепления винта и соединения его с двигателем так же, как и базовые элементы для соединения корпуса гайки с исполнительным механизмом, не показаны.
Для исключения кромочного контакта между витками резьбовых полугаек и роликов и между витками резьбовых роликов и винта, см. фиг.2, резьба всех указанных деталей модифицирована. Профиль витков модифицированной резьбы выполнен в виде ломаной линии, состоящей из отрезков прямой. При этом контакт между витками сопрягаемых деталей локализован в средней по высоте витков части с реальной рабочей высотой профиля H1.
Для винта и резьбовых роликов, см. фиг.3, ломаная линия профиля состоит из двух отрезков прямой: основного "В", начинающегося из впадины "Г" резьбы, и следующего за ним отрезка "Д". При этом общая точка "Е" этих двух отрезков расположена на окружности диаметра dЕ, который больше среднего диаметра d2 резьбы соответствующей детали. Кроме того, чтобы профиль был выпуклым, острый угол α между осью "Ж" детали и основным отрезком "В" больше острого угла α1 между той же осью и следующим отрезком "Д".
Для резьбовых полугаек, см. фиг. 4, ломаная линия профиля также состоит из двух отрезков прямой: основного "В", начинающегося из впадины "Г" резьбы, и следующего за ним отрезка "Д". При этом общая точка "Е" этих двух отрезков расположена на окружности диаметра DE, который меньше среднего диаметра D2 резьбы полугаек. Кроме того, чтобы профиль был выпуклым, острый угол α между осью "Ж" резьбовых полугаек и основным отрезком "В" больше острого угла α1 между той же осью и следующим отрезком "Д".
При сборке ПРВП толщину компенсатора подбирают такой, чтобы после сжатия полугаек с компенсатором выбрались все зазоры между витками резьбы полугаек и резьбовых роликов и между витками последних и винтом. Далее, как правило, проводят обкатку (приработку) ПРВП для того, чтобы выровнять распределение нагрузки между витками резьбовых деталей в местах их сопряжения.
ПРВП работает следующим образом. Винт, вращаясь, приводит в движение резьбовые ролики и гайку. Все ролики, установленные в сепараторах, совершают планетарное движение. Каждый ролик вращается вокруг своей оси в отверстиях сепараторов и все резьбовые ролики вместе с сепараторами вращаются вокруг оси винта. Кроме того, все ролики с сепараторами вместе с гайкой совершают поступательное движение вдоль оси винта. Таким образом, происходит преобразование вращательного движения винта в поступательное движение гайки.
Во время работы ПРВП вращающий момент на винте преобразуется в осевую силу на гайке, а в местах взаимодействия сопрягаемых витков гайки и роликов и роликов и винта возникают на площадках контакта локальные контактные давления, интегральная сумма которых равна усилию взаимодействия сопрягаемых витков. Если сравнить две ПРВП (ПРВП-прототип и предлагаемую) с одинаковыми типоразмерами и нагрузкой, то в этих конструкциях усилия взаимодействия сопрягаемых витков деталей передач для сравниваемых вариантов будут одинаковыми. При этом во всех местах, где сопрягаются витки резьбовых деталей, усилие взаимодействия и площадь контакта определяют контактную прочность и жесткость ПРВП в целом. В предлагаемой конструкции ПРВП площадь контакта будет пропорциональна реальной рабочей высоте профиля H1 даже без нагрузки, см. фиг. 2. В ПРВП-прототипе аналогичный размер будет существенно меньшим и будет зависеть от указанного выше усилия, так как в данном случае сопрягается выпуклый, радиусный профиль с прямолинейным. Отсюда предлагаемая конструкция обладает большей контактной жесткостью и прочностью, а следовательно, и нагрузочной способностью. Витки предлагаемой резьбы имеют у основания большую ширину, чем витки резьбы роликов в ПРВП-прототипе, а значит и большую изгибную прочность.
Профиль витков предлагаемой резьбы состоит из отрезков прямой, изготовление и контроль которых проще, чем фасонных профилей витков резьбовых роликов в ПРВП-прототипе.
Реальная рабочая высота профиля предлагаемой резьбы деталей ПРВП может быть легко изготовлена любой возможной величины, а, как отмечалось выше, этот параметр существенно влияет на контактную жесткость передачи в целом. Следовательно, можно достаточно просто изготавливать ПРВП с требуемой жесткостью.
Claims (1)
- Планетарная роликовинтовая передача с модифицированной резьбой ее деталей, содержащая винт, корпус гайки с внутренними зубчатыми венцами, в котором закреплены две резьбовые полугайки с компенсатором между ними и в двух сепараторах установлены имеющие наружные зубчатые венцы резьбовые ролики, каждый из которых находится в резьбовых зацеплениях с винтом и резьбовыми полугайками и зубчататых зацеплениях с корпусом гайки, и силовой механизм для сжатия резьбовых полугаек с компенсатором, отличающаяся тем, что с каждой стороны профиль каждого витка резьбы винта, резьбовых роликов и резьбовых полугаек выполнен в виде ломаной линии, состоящей из двух отрезков прямой, причем диаметр расположения общей точки основного отрезка, начинающегося из впадины резьбы, и следующего за ним отрезка для винта и резьбовых роликов больше соответствующего среднего диаметра резьбы указанных деталей, а для резьбовых полугаек - меньше их среднего диаметра резьбы, при этом для профиля каждой стороны каждого витка резьбы винта, резьбовых роликов и резьбовых полугаек острый угол между осью соответствующей детали и основным отрезком профиля больше острого угла между той же осью и следующим за ним отрезком.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002103355/28A RU2204069C1 (ru) | 2002-02-12 | 2002-02-12 | Планетарная роликовинтовая передача с модифицированной резьбой ее деталей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002103355/28A RU2204069C1 (ru) | 2002-02-12 | 2002-02-12 | Планетарная роликовинтовая передача с модифицированной резьбой ее деталей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2204069C1 true RU2204069C1 (ru) | 2003-05-10 |
Family
ID=20255242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002103355/28A RU2204069C1 (ru) | 2002-02-12 | 2002-02-12 | Планетарная роликовинтовая передача с модифицированной резьбой ее деталей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2204069C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610794C2 (ru) * | 2015-07-22 | 2017-02-15 | Татьяна Сергеевна Фефелова | Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное на основе роликовинтовой передачи |
RU2613138C1 (ru) * | 2015-10-01 | 2017-03-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | Планетарная роликовинтовая передача |
RU2714435C2 (ru) * | 2016-11-18 | 2020-02-14 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" | Планетарная роликовинтовая передача |
CN114722660A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-07-08 | 西北工业大学 | 行星滚柱丝杠刚柔耦合动态接触特性分析方法 |
CN116989110A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-11-03 | 江西炬龙精密科技有限公司 | 一种均载行星滚柱丝杠副 |
-
2002
- 2002-02-12 RU RU2002103355/28A patent/RU2204069C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Рекламный проспект АвтоВАЗа "Роликовинтовая передача". - Тольятти, типография ВАЗа, 1989. * |
РЕШЕТОВ Д.Н. "Детали машин". - М.: Машиностроение, 1989, с.314. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610794C2 (ru) * | 2015-07-22 | 2017-02-15 | Татьяна Сергеевна Фефелова | Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное на основе роликовинтовой передачи |
RU2613138C1 (ru) * | 2015-10-01 | 2017-03-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | Планетарная роликовинтовая передача |
RU2714435C2 (ru) * | 2016-11-18 | 2020-02-14 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" | Планетарная роликовинтовая передача |
CN114722660A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-07-08 | 西北工业大学 | 行星滚柱丝杠刚柔耦合动态接触特性分析方法 |
CN116989110A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-11-03 | 江西炬龙精密科技有限公司 | 一种均载行星滚柱丝杠副 |
CN116989110B (zh) * | 2023-09-27 | 2023-12-12 | 江西炬龙精密科技有限公司 | 一种均载行星滚柱丝杠副 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8567279B2 (en) | Mechanism for converting rotary motion into linear motion | |
US20170082179A1 (en) | A gear arrangement | |
US20080015084A1 (en) | Longitudinal motion actuator | |
US20060117886A1 (en) | Geared transmission apparatus | |
RU2204069C1 (ru) | Планетарная роликовинтовая передача с модифицированной резьбой ее деталей | |
CN103448788A (zh) | 齿条轴支撑装置以及包括齿条轴支撑装置的转向系统 | |
RU173084U1 (ru) | Планетарный циклоидальный редуктор | |
RU2374527C1 (ru) | Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное (варианты) | |
RU2310785C1 (ru) | Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное | |
RU2566584C2 (ru) | Способ изготовления и сборки/разборки волновой герметичной передачи и устройство для их осуществления абрамова в.а. | |
RU2204070C1 (ru) | Планетарная роликовинтовая передача | |
CN217824853U (zh) | 一种采用塑料螺母的分段式推杆装置 | |
CN208431253U (zh) | 基于弹性反压力的螺母装置 | |
RU2272199C1 (ru) | Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное | |
CN114938191A (zh) | 采用塑料螺母的分段式推杆装置及其加工方法 | |
CN105473920A (zh) | 具有补偿致动器的阀操作器组件 | |
RU2410660C1 (ru) | Нагружающее устройство | |
RU2463500C1 (ru) | Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное | |
CN207569257U (zh) | 一种低速高载荷顶压机构及形成的强制密封球阀 | |
JP6909102B2 (ja) | 波動歯車減速機、及び内燃機関用リンク機構のアクチュエータ | |
RU2714435C2 (ru) | Планетарная роликовинтовая передача | |
RU2194202C2 (ru) | Планетарная ролико-винтовая передача | |
RU205598U1 (ru) | Беззазорный планетарный роликовинтовой механизм | |
JP2005321043A (ja) | 回転直動変換機構 | |
RU2392517C1 (ru) | Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040213 |