RU2374527C1 - Device for transformation of rotary motion into progressive (versions) - Google Patents

Device for transformation of rotary motion into progressive (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2374527C1
RU2374527C1 RU2008116162/11A RU2008116162A RU2374527C1 RU 2374527 C1 RU2374527 C1 RU 2374527C1 RU 2008116162/11 A RU2008116162/11 A RU 2008116162/11A RU 2008116162 A RU2008116162 A RU 2008116162A RU 2374527 C1 RU2374527 C1 RU 2374527C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
threaded
roller
spherical
radius
axis
Prior art date
Application number
RU2008116162/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Сергеевич Блинов (RU)
Дмитрий Сергеевич Блинов
Галина Платоновна Кондрашова (RU)
Галина Платоновна Кондрашова
Олег Анатольевич Ряховский (RU)
Олег Анатольевич Ряховский
Павел Александрович Соколов (RU)
Павел Александрович Соколов
Иван Александрович Лаптев (RU)
Иван Александрович Лаптев
Original Assignee
Дмитрий Сергеевич Блинов
Галина Платоновна Кондрашова
Олег Анатольевич Ряховский
Павел Александрович Соколов
Иван Александрович Лаптев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Сергеевич Блинов, Галина Платоновна Кондрашова, Олег Анатольевич Ряховский, Павел Александрович Соколов, Иван Александрович Лаптев filed Critical Дмитрий Сергеевич Блинов
Priority to RU2008116162/11A priority Critical patent/RU2374527C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2374527C1 publication Critical patent/RU2374527C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: device for transformation of motion consists of screw, casing with covers and thread rolls. Thread rolls with ends installed in casing with ability of rotation around its axis and allows cylindrical threaded surfaces engaged to screw. At ends of each thread roll there are implemented spherical projections centres of which are located on axis of roller. At each cover there are implemented spherical angular clearances centres of which are also located on axis of corresponding roller. Additionally radius of spherical angular clearances in covers for 2-3% more than radius of spherical projections implemented on corresponding to it ends of each threaded roll. Device is outfitted by two pins which are provided for angular attitude of covers relative to casing.
EFFECT: increasing of output capability and durability of device, decreasing of its overall dimensions.
3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве механической винтовой передачи для преобразования вращательного движения в поступательное.The invention relates to mechanical engineering and can be used as a mechanical screw drive for converting rotational motion into translational.

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, гайки и установленных между ними резьбовых роликов. Ролики своими торцовыми шейками установлены в сепараторах. 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. При этом на винте выполняют наружную многозаходную резьбу, а на гайке - внутреннюю многозаходную резьбу.Known planetary roller screw transmission, see Reshetov D.N. "Machine Details", a textbook for students of engineering and mechanical specialties of universities, 4th edition, Moscow, Mechanical Engineering, 1989, p. 314, consisting of a screw, a nut and threaded rollers installed between them. The rollers with their end necks are installed in the separators. To exclude spontaneous unscrewing of the rollers, they are additionally connected at the ends with a nut by gears. The turns of the rollers are in threaded engagement with the turns of the screw and nut. At the same time, an external multi-thread is performed on the screw, and an internal multi-thread is performed on the nut.

Основным недостатком данной планетарной роликовинтовой передачи является технологическая сложность изготовления на внутренней поверхности гайки, закаленной до высокой твердости, высокоточной многозаходной резьбы (как правило, пяти- или шестизаходной). В основном по этой причине освоение производства планетарных роликовинтовых передач, которые по большинству эксплуатационных параметров превосходят другие передачи для преобразования вращательного движения в поступательное, затруднено. В мире изготовление планетарных роликовинтовых передач освоили только несколько фирм.The main disadvantage of this planetary roller screw transmission is the technological complexity of manufacturing on the inner surface of the nut, hardened to high hardness, high-precision multi-thread (usually five- or six-way). It is mainly for this reason that it is difficult to master the production of planetary roller-helical gears, which in most operating parameters are superior to other gears for converting rotational motion into translational motion. In the world, only a few companies have mastered the manufacture of planetary roller screw drives.

При этом резьбовая гайка рассматриваемой планетарной роликовинтовой передачи выполняет следующие функции:In this case, the threaded nut of the planetary roller screw drive under consideration performs the following functions:

- воспринимает осевую силу с исполнительного механизма и передает ее через ролики на винт:- perceives axial force from the actuator and transfers it through the rollers to the screw:

- удерживает ролики от перемещения в радиальном направлении от оси винта к гайке;- keeps the rollers from moving in the radial direction from the axis of the screw to the nut;

- участвует в преобразовании вращательного движения в поступательное.- participates in the conversion of rotational motion to translational.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для преобразования вращательного движения в поступательное, см. патент РФ №2310785 «Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное», F16H 25/00-25/24, F16H 1/34, БИ №32, 2007 г., которое выбрано в качестве прототипа.Of the known technical solutions, the closest in technical essence to the claimed device is a device for converting rotational motion into translational, see RF patent No. 2310785 "Device for converting rotational motion into translational", F16H 25 / 00-25 / 24, F16H 1/34 , BI No. 32, 2007, which is selected as a prototype.

Данное устройство состоит из винта, корпуса с закрепленными к нему крышками, резьбовых роликов, каждый из которых установлен в корпусе с возможностью поворота вокруг собственной оси, двух или более колец, установленных в сепараторах шаров, количество которых в два раза больше числа резьбовых роликов, и уплотнений. При работе устройства, обычно, винт вращается, а корпус вместе с резьбовыми роликами совершает поступательное движение. Рабочая осевая сила в устройстве передается с винта на ролики за счет резьбовых сопряжений витков этих деталей, а затем с резьбовых роликов на одну из крышек корпуса через шары, установленные в сепараторе. Для этого на торцах каждого резьбового ролика выполнены сферические поднутрения, а на внутренних торцовых поверхностях крышек - кольцевые пазы. Каждый шар одновременно устанавливается в поднутрение резьбового ролика и в кольцевой радиусный паз крышки. При этом радиус шара должен быть меньше радиуса поднутрения в резьбовых роликах и кольцевого паза в крышках, а при выполнении этого условия соотношения трех указанных радиусов могут быть произвольными.This device consists of a screw, a housing with covers fixed to it, threaded rollers, each of which is mounted in the housing with the possibility of rotation around its own axis, two or more rings installed in ball separators, the number of which is twice as many as the number of threaded rollers, and seals. During operation of the device, usually, the screw rotates, and the housing, along with the threaded rollers, performs a translational motion. The working axial force in the device is transmitted from the screw to the rollers due to the threaded mates of the turns of these parts, and then from the threaded rollers to one of the housing covers through the balls installed in the separator. To do this, spherical undercuts are made at the ends of each threaded roller, and ring grooves are made on the inner end surfaces of the covers. Each ball is simultaneously installed in the undercut of the threaded roller and in the annular radius groove of the cap. Moreover, the radius of the ball should be less than the radius of the undercut in the threaded rollers and the annular groove in the covers, and when this condition is fulfilled, the ratios of the three indicated radii can be arbitrary.

Для уравновешивания радиальной силы, действующей со стороны винта на резьбовой ролик, в последнем прямо на цилиндрической резьбовой поверхности выполняются кольцевые пазы, в которые устанавливаются кольца. Для стабилизации движения резьбовых роликов, постоянства передаточной функции устройства и исключения перекоса резьбовых роликов последние соединяются с корпусом двумя зубчатыми зацеплениями, а шары, установленные у каждой крышки, дополнительно установлены в сепараторе.To balance the radial force exerted by the screw on the threaded roller, ring grooves are made directly into the cylindrical threaded surface into which the rings are mounted. To stabilize the movement of the threaded rollers, the constancy of the transfer function of the device and eliminate the misalignment of the threaded rollers, the latter are connected to the housing by two gears, and the balls installed at each cover are additionally installed in the separator.

Данное устройство имеет следующие основные недостатки.This device has the following main disadvantages.

1. Устройство имеет невысокую нагрузочную способность из-за низкой контактной прочности в месте сопряжения шара с кольцевым радиусным пазом в крышке. Известно, что контактная прочность деталей в таких сопряжениях зависит от соотношения главных кривизн деталей в точке первоначального контакта. Одна главная кривизна указанного паза равна радиусу его профиля, а вторая равна нулю. Отсюда площадь пятна контакта в месте сопряжения шара с указанным пазом мала, а контактные напряжения велики.1. The device has a low load capacity due to the low contact strength at the place of interfacing of the ball with an annular radius groove in the cover. It is known that the contact strength of parts in such mates depends on the ratio of the main curvatures of the parts at the point of initial contact. One main curvature of the specified groove is equal to the radius of its profile, and the second is zero. Hence, the area of the contact spot at the place of interfacing of the ball with the specified groove is small, and the contact stresses are large.

2. Все шары, установленные в кольцевой радиусный паз крышки, установлены также в сферические поднутрения различных резьбовых роликов и, кроме того, в сепаратор. Поэтому на шар наложено много связей. Все указанные детали изготовлены с погрешностями. Резьбовые ролики, даже связанные зубчатыми зацеплениями с корпусом, могут отставать или опережать друг друга при работе устройства. Резьбовые ролики перекашиваются в плоскости, образованной осями винта и ролика, на различные углы под действием осевой нагрузки, действующей на ролик. Следует отметить, что суммарная осевая сила, передаваемая устройством, неравномерно распределяется между роликами. Отсюда ось отверстий в сепараторе под шары не совпадает с осью шара, которую определяют контактные силы с крышкой и роликом. Следствием этого является снижение КПД из-за дополнительного скольжения в сопряжении шаров и сепаратора и снижение нагрузочной способности и долговечности устройства.2. All balls installed in the annular radial groove of the lid are also installed in the spherical undercuts of various threaded rollers and, in addition, in the separator. Therefore, a lot of connections are imposed on the ball. All specified parts are made with inaccuracies. Threaded rollers, even connected by gears to the housing, can lag or be ahead of each other during operation of the device. The threaded rollers are skewed in the plane formed by the axes of the screw and the roller at different angles under the action of the axial load acting on the roller. It should be noted that the total axial force transmitted by the device is unevenly distributed between the rollers. Hence, the axis of the holes in the separator for balls does not coincide with the axis of the ball, which is determined by the contact forces with the cover and the roller. The consequence of this is a decrease in efficiency due to additional sliding in the conjugation of the balls and the separator and a decrease in the load capacity and durability of the device.

Задачей изобретения является повышение нагрузочной способности и долговечности устройства для преобразования вращательного движения в поступательное за счет повышения контактной прочности в месте сопряжения резьбового ролика или шара с крышкой корпуса, а также за счет исключения из состава устройства сепараторов. Кроме того, заявляемое устройство конструктивно более простое и имеет меньшие габариты.The objective of the invention is to increase the load capacity and durability of the device for converting rotational motion into translational motion by increasing the contact strength at the interface of the threaded roller or ball with the housing cover, as well as by eliminating separators from the structure of the device. In addition, the inventive device is structurally simpler and has smaller dimensions.

Для 1-го варианта устройства поставленная задача достигается тем, что оно снабжено двумя штифтами, которые предназначены для угловой ориентации крышек относительно корпуса, на торцах каждого резьбового ролика выполнены сферические выступы, центры которых расположены на оси резьбового ролика, а на каждой крышке выполнены сферические поднутрения, центры которых также расположены на оси соответствующего резьбового ролика, причем радиус сферических поднутрений в крышках на 2-3% больше радиуса сферических выступов, выполненных на торцах каждого резьбового ролика. Возможно исполнение этого устройства, для которого оно снабжено двумя кольцами, которые установлены в кольцевых пазах, выполненных на цилиндрической резьбовой поверхности каждого ролика, причем указанные пазы выполняют как можно ближе к противоположным торцам резьбовых роликов, на цилиндрической резьбовой поверхности каждого ролика или в одном из его кольцевых пазов выполнен шестигранник под ключ, а ширина кольцевых пазов на резьбовых роликах больше ширины колец не менее чем на 1,5…2 шага резьбы винта.For the 1st variant of the device, the task is achieved in that it is equipped with two pins that are designed for the angular orientation of the covers relative to the housing, spherical protrusions are made on the ends of each threaded roller, the centers of which are located on the axis of the threaded roller, and spherical undercuts are made on each cover , the centers of which are also located on the axis of the corresponding threaded roller, and the radius of the spherical undercuts in the covers is 2-3% larger than the radius of the spherical protrusions made at the ends of the dogo threaded roller. It is possible to implement this device, for which it is equipped with two rings that are installed in annular grooves made on the cylindrical threaded surface of each roller, and these grooves are made as close as possible to the opposite ends of the threaded rollers, on the cylindrical threaded surface of each roller or in one of its of ring grooves, a turnkey hexagon is made, and the width of the ring grooves on the threaded rollers is greater than the ring width by at least 1.5 ... 2 screw thread steps.

Для 2-го варианта устройства на торцах резьбовых роликов выполнены сферические поднутрения, центры которых расположены на оси резьбового ролика, и имеются шары, установленные в указанных поднутрениях резьбовых роликов. Поставленная задача достигается тем, что устройство снабжено двумя штифтами, которые предназначены для угловой ориентации крышек относительно корпуса, на каждой крышке выполнены сферические поднутрения, центры которых расположены на оси соответствующего резьбового ролика, причем радиус сферических поднутрений, выполненных на торцах резьбовых роликов, равен радиусу сферических поднутрений, выполненных в крышках, радиус шаров на 2-3% меньше радиуса сферических поднутрений, выполненных в крышках, а каждый шар дополнительно установлен в сферическом поднутрении соответствующей крышки.For the 2nd embodiment of the device, spherical undercuts are made at the ends of the threaded rollers, the centers of which are located on the axis of the threaded roller, and there are balls installed in the indicated undercuts of the threaded rollers. The task is achieved in that the device is equipped with two pins that are designed for the angular orientation of the covers relative to the housing, spherical undercuts are made on each cover, the centers of which are located on the axis of the corresponding threaded roller, and the radius of the spherical undercuts made on the ends of the threaded rollers is equal to the radius of the spherical the undercuts made in the covers, the radius of the balls is 2-3% less than the radius of the spherical undercuts made in the covers, and each ball is additionally installed in fericheskom undercut appropriate cover.

Изобретение поясняется прилагаемыми чертежами, где:The invention is illustrated by the accompanying drawings, where:

- на фиг.1 показан общий вид устройства;- figure 1 shows a General view of the device;

- на фиг.2 показан разрез А - А на фиг.1 для основного исполнения 1-го варианта устройства;- figure 2 shows a section a - a in figure 1 for the main version of the 1st embodiment of the device;

- на фиг.3 показан разрез А - А на фиг.1 для дополнительного исполнения 1-го варианта устройства;- figure 3 shows a section a - a in figure 1 for additional performance of the 1st variant of the device;

- на фиг.4 показано место Б на фиг.2 для 1-го варианта устройства с более высокой нагрузочной способностью;- figure 4 shows the place B in figure 2 for the 1st variant of the device with a higher load capacity;

- на фиг.5 показано место Б на фиг.2 для 2-го варианта устройства, для которого передача нагрузки с резьбовых роликов на крышку производится через шары.- figure 5 shows the place B in figure 2 for the 2nd variant of the device for which the transfer of load from the threaded rollers to the cover is made through balls.

Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное (вариант 1), см. фиг.1, состоит из винта 1 и узла, совершающего поступательное перемещение с базовыми элементами «В» (цапфами под подшипники), которые предназначены для соединения указанного узла с исполнительным механизмом. Указанный узел, см. фиг.2, состоит из корпуса 2 и двух крышек 3, которые соединены с корпусом винтами 4 с пружинными шайбами 5 и двумя штифтами 6. По меньшей мере, между одной крышкой 3 и корпусом 2 устанавливается набор регулировочных прокладок или компенсатор 7. Возможны и другие исполнения указанного узла, которые обеспечивают сборку и работу устройства.A device for converting rotational motion into translational (option 1), see figure 1, consists of a screw 1 and a node performing translational movement with the basic elements "B" (trunnions for bearings), which are designed to connect the specified node with the actuator. The specified node, see figure 2, consists of a housing 2 and two covers 3, which are connected to the housing with screws 4 with spring washers 5 and two pins 6. At least between the cover 3 and the housing 2 is installed a set of shims or compensator 7. There are other possible versions of this node, which provide the assembly and operation of the device.

К наружной торцовой поверхности каждой крышки 3, см. фиг.2, крепится Г-образная втулка 8, которая удерживает с осевым и радиальным зазором маслоотражатель 9.To the outer end surface of each cover 3, see FIG. 2, a L-shaped sleeve 8 is attached, which holds the oil deflector 9 with axial and radial clearance.

Внутри корпуса, см. фиг.2, установлены резьбовые ролики 10, количество которых обычно из условия соседства выбирают наибольшим для повышения нагрузочной способности устройства (минимальное количество резьбовых роликов равно трем). Витки резьбы роликов 10 зацепляются с витками резьбы винта 1. На торцах каждого резьбового ролика 10, см. фиг.2, выполняют сферические выступы «Г» с радиусом Rp, центр которых расположен на оси резьбового ролика. На внутренней торцовой поверхности каждой крышки выполняют сферические поднутрения «Д» с радиусом RK, центр которых также расположен на оси резьбового ролика, а количество поднутрений на одной крышке равно количеству роликов. Чтобы оси всех роликов были параллельны оси винта, нужна угловая ориентация крышек относительно корпуса, которая осуществляется с помощью двух штифтов 6.Inside the case, see figure 2, threaded rollers 10 are installed, the number of which is usually chosen from the conditions of the neighborhood to be the greatest to increase the load capacity of the device (the minimum number of threaded rollers is three). The thread turns of the rollers 10 engage with the threads of the screw 1. At the ends of each threaded roller 10, see figure 2, perform spherical protrusions "G" with a radius R p , the center of which is located on the axis of the threaded roller. On the inner end surface of each cover, spherical undercuts “D” are made with radius R K , the center of which is also located on the axis of the threaded roller, and the number of undercuts on one cover is equal to the number of rollers. In order for the axes of all the rollers to be parallel to the axis of the screw, the angular orientation of the covers relative to the housing is necessary, which is carried out using two pins 6.

Особенностью сборки данного устройства, см. фиг.2, является подбор толщины набора регулировочных прокладок или компенсатора 7. Указанная толщина должна быть такой, чтобы контакт сферических выступов «Г» каждого ролика со сферическими поднутрениями «Д» в противоположных крышках был без осевого зазора в точках «Е» и «Ж», расположенных на номинальной оси ролика.A feature of the assembly of this device, see figure 2, is the selection of the thickness of the set of shims or compensator 7. The specified thickness should be such that the contact of the spherical protrusions "G" of each roller with the spherical undercuts "D" in the opposite covers was without axial clearance in points "E" and "G" located on the nominal axis of the roller.

При работе устройства винт вращается, приводя во вращение вокруг собственной оси все ролики, а корпус вместе с роликами совершает поступательное движение. При этом со стороны винта на каждый ролик действуют осевая и радиальная силы, которые должны уравновешиваться в точках «Е» и «Ж», см. рис.2, первоначального контакта сферических выступов «Г» ролика и сферических поднутрений «Д» в противоположных крышках. Чтобы под действием радиальных сил точки «Е» и «Ж» практически не смещались от номинального положения оси ролика, необходимо, чтобы RK был на 2-3% больше, чем RP, см. фиг.2, но не более. В противном случае устройство может заклинить.During operation of the device, the screw rotates, leading all the rollers to rotate around its own axis, and the housing along with the rollers performs translational motion. In this case, from the screw side, axial and radial forces act on each roller, which must be balanced at points “E” and “G”, see Fig. 2, of the initial contact of the spherical protrusions “G” of the roller and the spherical undercuts “D” in opposite covers . So that under the influence of radial forces the points "E" and "G" practically did not shift from the nominal position of the roller axis, it is necessary that R K be 2-3% more than R P , see figure 2, but no more. Otherwise, the device may jam.

1-й вариант устройства может иметь дополнительное исполнение. Для него, см. фиг.3, на цилиндрической резьбовой поверхности роликов 10 выполняют два паза «И». Устройство снабжено двумя кольцами 11, которые изготовлены из пружинной стали и имеют значительную радиальную жесткость. Каждое кольцо 11 устанавливают в соответствующий паз «И». Размеры колец 11 должны быть такими, чтобы они создавали небольшой предварительный натяг в резьбовом сопряжении роликов 10 с винтом 1, при котором устройство не заклинивает.The 1st version of the device may have an additional design. For him, see figure 3, on the cylindrical threaded surface of the rollers 10 perform two grooves "And". The device is equipped with two rings 11, which are made of spring steel and have significant radial stiffness. Each ring 11 is installed in the corresponding groove "And". The sizes of the rings 11 must be such that they create a slight preload in the threaded coupling of the rollers 10 with the screw 1, at which the device does not jam.

При сборке данного устройства, см. фиг.3, из-за указанного натяга необходимо ключом последовательно вворачивать ролики 10 с кольцами 11 на винт. Для этого на каждой цилиндрической резьбовой поверхности каждого ролика или в одном из его пазов «И» выполняют шестигранник «К» под ключ, а ширина LП паза «И» больше ширины LK кольца 11 на 1,5…2 шага резьбы винта (резьбового ролика) для обеспечения сборки устройства. Затем осевое положение всех роликов выравнивают по одной из крышек 3, устанавливают корпус 2, соединяя ее штифтом и винтами с этой крышкой, и закрепляют на корпусе вторую крышку, регулируя осевой люфт корпуса с крышками относительно комплекта роликов.When assembling this device, see figure 3, because of the specified interference, it is necessary to screw the rollers 10 with the rings 11 onto the screw in sequence. To do this, on each cylindrical threaded surface of each roller or in one of its grooves “I”, a turnkey hexagon “K” is performed, and the width L P of the groove “I” is greater than the width L K of the ring 11 by 1.5 ... 2 screw thread steps ( threaded roller) to ensure assembly of the device. Then the axial position of all the rollers is aligned according to one of the covers 3, the housing 2 is installed, connecting it with a pin and screws to this cover, and the second cover is fixed on the housing, adjusting the axial play of the housing with the covers relative to the set of rollers.

При работе устройства на каждый ролик действует дополнительно опрокидывающий момент от осевых сил со стороны винта и одной из крышек. Чтобы кольца 11, см. фиг.3, могли более эффективно воспринимать этот опрокидывающий момент, пазы «И» на роликах должно быть выполнены как можно ближе к противоположным торцам резьбовых роликов. То есть расстояние между пазами «И» (кольцами 11) должно быть максимально возможным. При этом сила на кольца от опрокидывающего момента будет наименьшей и ролик в плоскости, образованной своей осью и осью винта, будет иметь наименьший угол перекоса, что обеспечит более равномерное распределение нагрузки между витками резьбовых роликов вдоль их осей, а следовательно, будет способствовать повышению нагрузочной способности и долговечности заявляемого устройства.During operation of the device, an additional overturning moment from axial forces from the side of the screw and one of the covers acts on each roller. So that the ring 11, see figure 3, could more effectively perceive this overturning moment, the grooves "And" on the rollers should be made as close as possible to the opposite ends of the threaded rollers. That is, the distance between the grooves "And" (rings 11) should be the maximum possible. In this case, the force on the rings from the overturning moment will be the smallest and the roller in the plane formed by its axis and the axis of the screw will have the smallest skew angle, which will provide a more uniform load distribution between the turns of the threaded rollers along their axes, and therefore will increase the load capacity and durability of the claimed device.

Возможно второе дополнительное исполнение 1-го варианта устройства с более высокой нагрузочной способностью за счет увеличения главных кривизн сопрягаемых поверхностей, приводящего к увеличению площади пятна контакта этих поверхностей под нагрузкой. Для этого, см. фиг.4, увеличивают радиус сферических поднутрений в крышках RK и радиус сферических выступов на торцах резьбовых роликов RP, оставляя их соотношение прежним.Perhaps the second additional performance of the 1st variant of the device with a higher load capacity due to an increase in the main curvatures of the mating surfaces, leading to an increase in the contact area of these surfaces under load. For this, see figure 4, increase the radius of the spherical undercuts in the covers R K and the radius of the spherical protrusions at the ends of the threaded rollers R P , leaving their ratio unchanged.

Для повышения КПД устройства, при котором несколько снижается нагрузочная способность, возможен 2-й вариант заявляемого устройства. Для этого, см. фиг.5, в противоположных торцах резьбовых роликов выполняют сферические поднутрения «Л» и устанавливают в них шары 12, которые также устанавливают в сферические поднутрение «Д», выполненные в крышках 3. Радиусы сферических поднутрений «Л» и «Д» равны, а радиус шара RШ на 2-3% меньше радиуса этих поднутрений. Наибольший радиус шара RШ,MAX, который можно применить для данного варианта устройства, должен быть меньше половины диаметра впадин резьбы ролика. Величина RШ существенно влияет на нагрузочную способность устройства.To increase the efficiency of the device, in which the load capacity is slightly reduced, the 2nd variant of the claimed device is possible. For this, see figure 5, in the opposite ends of the threaded rollers perform spherical undercuts "L" and install balls 12 in them, which are also installed in spherical undercuts "D" made in the covers 3. The radii of the spherical undercuts "L" and " D "are equal, and the radius of the ball R W 2-3% less than the radius of these undercuts. The largest ball radius R W, MAX , which can be used for this variant of the device, should be less than half the diameter of the grooves of the thread of the roller. The value of R W significantly affects the load capacity of the device.

В устройстве-прототипе нагрузка с резьбового ролика на крышку передается шарами. Как отмечалось выше, наибольший радиус шара RШ,МАХ имеет ограничение по величине. В устройстве-прототипе шары установлены в сепараторе, из-за чего величина RШ,МАХ будет еще меньше. Эта величина дополнительно снижается, так как в торцах роликов необходимо расположить отверстия под ключ. Поэтому величина наибольшего радиуса шара КШ,МАХ для устройства-прототипа будет меньше, чем в заявляемом устройстве с шарами. Величина RШ,МАХ существенно влияет на нагрузочную способность, так как с увеличением RШ,МАХ контактные напряжения становятся меньше.In the prototype device, the load from the threaded roller to the cover is transmitted by balls. As noted above, the largest radius of the ball R W, MAX has a size limit. In the prototype device, the balls are installed in the separator, which is why the value of R W, MAX will be even less. This value is further reduced, since the ends of the rollers need to have key holes. Therefore, the largest radius of the ball K W, MAX for the prototype device will be less than in the inventive device with balls. The value of R W, MAX significantly affects the load capacity, since with increasing R W, MAX contact stresses become less.

Однако более значительное снижение контактных напряжений и повышение нагрузочной способности зависит от формы и размеров контактирующих поверхностей в крышках корпуса устройства. В устройстве-прототипе эта поверхность кольцевая с радиусным профилем, одна главная кривизна которой равна нулю. Отсюда площадь пятна контакта шара и кольцевого паза мала. В заявляемом устройстве эта поверхность сферическая, обе главные кривизны которой одинаковы и достигают максимально возможной величины. Отсюда площадь пятна контакта сферического поднутрения в крышке корпуса и сферического выступа резьбового ролика или шара (вариант 2) значительно больше, чем в устройстве-прототипе.However, a more significant reduction in contact stresses and an increase in load capacity depends on the shape and size of the contacting surfaces in the covers of the device. In the prototype device, this surface is circular with a radius profile, one main curvature of which is equal to zero. Hence, the area of the contact spot between the ball and the annular groove is small. In the claimed device, this surface is spherical, both main curvatures of which are the same and reach the maximum possible value. Hence, the area of the contact spot of spherical undercut in the housing cover and the spherical protrusion of the threaded roller or ball (option 2) is much larger than in the prototype device.

Кроме того, заявляемое устройство имеет более простую конструкцию, чем устройство-прототип.In addition, the inventive device has a simpler design than the prototype device.

Заявляемое устройство, не имея зубчатых венцов и сепараторов, разделяющих шары, может иметь меньшие габариты.The inventive device, without gears and separators separating the balls, can have smaller dimensions.

Claims (3)

1. Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное, содержащее винт, корпус с закрепленными к нему крышками, резьбовые ролики, установленные в корпусе с возможностью поворота вокруг своей оси и имеющие цилиндрические резьбовые поверхности, входящие в резьбовое зацепление с винтом, и торцы, отличающееся тем, что устройство снабжено двумя штифтами, которые предназначены для угловой ориентации крышек относительно корпуса, на торцах каждого ролика выполнены сферические выступы, центры которых расположены на оси резьбового ролика, а на каждой крышке выполнены сферические поднутрения, центры которых также расположены на оси соответствующего резьбового ролика, причем радиус сферических поднутрений в крышках на 2-3% больше радиуса сферических выступов, выполненных на торцах каждого резьбового ролика.1. A device for converting rotational motion into translational, containing a screw, a housing with lids fixed to it, threaded rollers mounted in the housing with the possibility of rotation around its axis and having cylindrical threaded surfaces included in the threaded engagement with the screw, and ends, characterized in that the device is equipped with two pins that are designed for the angular orientation of the covers relative to the housing, spherical protrusions are made at the ends of each roller, the centers of which are located on the axis of the threads a roller, and on each cover spherical undercuts are made, the centers of which are also located on the axis of the corresponding threaded roller, and the radius of the spherical undercuts in the covers is 2-3% larger than the radius of the spherical protrusions made at the ends of each threaded roller. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено двумя кольцами, которые установлены в кольцевых пазах, выполненных на цилиндрической резьбовой поверхности каждого ролика, причем указанные пазы выполняют как можно ближе к противоположным торцам резьбовых роликов, на цилиндрической резьбовой поверхности каждого ролика или в одном из его кольцевых пазов выполнен шестигранник под ключ, а ширина кольцевых пазов на резьбовых роликах больше ширины колец не менее чем на 1,5…2 шага резьбы винта.2. The device according to claim 1, characterized in that it is provided with two rings that are installed in annular grooves made on the cylindrical threaded surface of each roller, and these grooves are made as close as possible to the opposite ends of the threaded rollers, on the cylindrical threaded surface of each roller or in one of its annular grooves, a turnkey hexagon is made, and the width of the annular grooves on the threaded rollers is greater than the width of the rings by at least 1.5 ... 2 screw thread steps. 3. Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное, содержащее винт, корпус с закрепленными к нему крышками, резьбовые ролики, установленные в корпусе с возможностью поворота вокруг своей оси и имеющие цилиндрические резьбовые поверхности, входящие в резьбовое зацепление с винтом, и торцы, в которых выполнены сферические поднутрения, центры которых расположены на оси резьбового ролика, и шары, установленные в указанных поднутрениях резьбовых роликов, отличающееся тем, что устройство снабжено двумя штифтами, которые предназначены для угловой ориентации крышек относительно корпуса, на каждой крышке выполнены сферические поднутрения, центры которых расположены на оси соответствующего резьбового ролика, причем радиус сферических поднутрений, выполненных на торцах резьбовых роликов равен радиусу сферических поднутрений, выполненных в крышках, радиус шаров на 2-3% меньше радиуса сферических поднутрений, выполненных в крышках, а каждый шар дополнительно установлен в сферическом поднутрении соответствующей крышки. 3. A device for converting rotational motion into translational, containing a screw, a housing with lids fixed to it, threaded rollers mounted in the housing with the possibility of rotation around its axis and having cylindrical threaded surfaces engaged in threaded engagement with the screw, and ends in which spherical undercuts are made, the centers of which are located on the axis of the threaded roller, and balls installed in the indicated undercuts of the threaded rollers, characterized in that the device is equipped with two pins, which e are intended for the angular orientation of the covers relative to the housing, spherical undercuts are made on each cover, the centers of which are located on the axis of the corresponding threaded roller, and the radius of the spherical undercuts made on the ends of the threaded rollers is equal to the radius of the spherical undercuts made in the covers, the radius of the balls is 2-3 % less radius of the spherical undercuts made in the caps, and each ball is additionally installed in the spherical undercuts of the corresponding cap.
RU2008116162/11A 2008-04-25 2008-04-25 Device for transformation of rotary motion into progressive (versions) RU2374527C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008116162/11A RU2374527C1 (en) 2008-04-25 2008-04-25 Device for transformation of rotary motion into progressive (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008116162/11A RU2374527C1 (en) 2008-04-25 2008-04-25 Device for transformation of rotary motion into progressive (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2374527C1 true RU2374527C1 (en) 2009-11-27

Family

ID=41476777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008116162/11A RU2374527C1 (en) 2008-04-25 2008-04-25 Device for transformation of rotary motion into progressive (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2374527C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463500C1 (en) * 2011-05-20 2012-10-10 Дмитрий Сергеевич Блинов Rotation-to-translation converter
RU2522730C2 (en) * 2012-10-26 2014-07-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Rotation-to-translation converter
RU2542787C1 (en) * 2013-11-25 2015-02-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Slide nut of linear movement mechanism
CN105782381A (en) * 2016-05-24 2016-07-20 江苏瑞安特机械集团有限公司 Planet pin roller screw rod pair

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463500C1 (en) * 2011-05-20 2012-10-10 Дмитрий Сергеевич Блинов Rotation-to-translation converter
RU2522730C2 (en) * 2012-10-26 2014-07-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Rotation-to-translation converter
RU2542787C1 (en) * 2013-11-25 2015-02-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Slide nut of linear movement mechanism
CN105782381A (en) * 2016-05-24 2016-07-20 江苏瑞安特机械集团有限公司 Planet pin roller screw rod pair
CN105782381B (en) * 2016-05-24 2018-01-30 江苏瑞安特机械集团有限公司 A kind of planetary roller screw auxiliary

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101385626B1 (en) Worm-gear assembly having a pin raceway
CN102216144B (en) Rotary-to-linear mechanism having an isolator
JP5201272B2 (en) Continuously variable transmission
RU2374527C1 (en) Device for transformation of rotary motion into progressive (versions)
US9021919B2 (en) Strain wave gear apparatus
US8371760B2 (en) Rolling bearing
JP7162608B2 (en) Backlash prevention device and method
WO2007081271A1 (en) Friction gear frej
CN103569190A (en) Rack shaft supporting device and steering system including the same
WO2024077853A1 (en) Planetary transmission device comprising displacement planetary carrier system
US11149826B1 (en) Planetary rolling micro-jacking device
EP3406936B1 (en) Improved planetary screw mechanism
EP1802895B1 (en) Improved loaded ball screw having thread profile showing in a cross section a multiple pointed gothic arch shape
RU2310785C1 (en) Device to convert rotation into translational motion
US6592491B1 (en) Toroidal type continuously variable transmission
RU2566584C2 (en) Method of manufacturing and assemblage/disassemblage of harmonic tight drive, and device for their implementation by abramov v.a
RU2204069C1 (en) Planetary roller-screw drive with modified thread of parts
US20110179896A1 (en) Lead screw apparatus, linear actuator, and lift apparatus
RU2272199C1 (en) Device for converting rotation into reciprocation
RU2463500C1 (en) Rotation-to-translation converter
CN109404490A (en) A kind of chain piece drive mechanism
RU193121U1 (en) DRIVE CONTROL PIPELINE FITTINGS
RU154625U1 (en) DEVICE FOR CONVERTING ROTARY MOTION TO SUSTAINABLE
RU2522730C2 (en) Rotation-to-translation converter
RU2194202C2 (en) Planetary roller-helical gear train

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100426