RU2534854C1 - Устройство прецизионного механического позиционирования - Google Patents
Устройство прецизионного механического позиционирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2534854C1 RU2534854C1 RU2013125847/11A RU2013125847A RU2534854C1 RU 2534854 C1 RU2534854 C1 RU 2534854C1 RU 2013125847/11 A RU2013125847/11 A RU 2013125847/11A RU 2013125847 A RU2013125847 A RU 2013125847A RU 2534854 C1 RU2534854 C1 RU 2534854C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screw
- gear
- nut
- screws
- bearings
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам точных перемещений и может использоваться в приводе перемещения режущего инструмента в прецизионных металлообрабатывающих станках, в высокоточном приборостроении. Устройство механического позиционирования включает корпус, два параллельно расположенных винта. Первый винт установлен в корпусе на подшипниках и имеет зацепление с гайкой, жестко связанной с суппортом, установленным в корпусе с возможностью поступательного перемещения по направляющим качения. На винте жестко закреплена шестерня, связанная с зубчатым колесом, жестко установленным на втором винте, закрепленном в подшипниках и имеющем зацепление с гайкой, жестко связанной с салазками, установленными на суппорте с возможностью поступательного перемещения. На конце первого винта установлен лимб, приводящий его в движение. Достигается высокая точность позиционирования. 1 ил., 1 табл.
Description
Предлагаемое изобретение относится к машиностроению, приборостроению, а именно к устройствам, обеспечивающим механические перемещения рабочих органов с точностью, измеряемой нанометрами и менее. Устройство может быть использовано в прецизионных металлорежущих станках, высокоточном приборостроении, механизмах наведения телескопов, стволов орудий и др. областях.
Известен механизм малых перемещений (аналог, RU №1216519, F16Н 37/16, 1986). Он содержит корпус, расположенную в корпусе с возможностью вращения гайку, взаимодействующий с гайкой винт, установленный с возможностью осевого перемещения, кинематическую цепь, представляющую собой две пары зубчатых колес, связывающих винт с гайкой таким образом, что колесо, сидящее на винте, сопряжено с колесом, сидящим на валу, а следующее колесо, сидящее на валу, сопряжено с колесом, сидящем на гайке.
Данный механизм позволяет передавать большие усилия с относительно малой скоростью перемещения. Устройство обеспечивает увеличение хода перемещения.
Недостатком данного изобретения является то, что оно не обеспечивает при этом высокой точности позиционирования, зависящей от шага винта, который невозможно выполнить малой величины (в пределах сотых долей миллиметра).
Известен также механизм малых механических перемещений (прототип, SU №1397657, F16H 25/20, 1988), содержащий корпус с прямолинейной направляющей и резьбовым отверстием, установленный в направляющей с возможностью поступательного движения полый ползун с резьбой на его внутренней поверхности, предназначенный для взаимодействия с резьбовым отверстием корпуса, полый винт с маховичком и расположенный в полости винта с возможностью вращения второй винт с маховичком, предназначенный для взаимодействия с резьбой ползуна, маховичок на втором винте установлен с возможностью осевого перемещения, а механизм снабжен элементом связи маховичков первого и второго винтов для обеспечения периодического соединения винтов, а винты установлены один в другом без взаимного относительно друг друга перемещения.
Недостатком прототипа является низкая точность позиционирования рабочего органа, так как она зависит лишь от разности шагов двух соосных винтов.
Технический эффект, достигаемый изобретением, - повышение точности позиционирования рабочего органа (например, резца).
Технический эффект достигается тем, что устройство механического позиционирования, включающее корпус, два винта, расположенные параллельно друг другу, при этом первый винт установлен в корпусе на подшипниках и имеет зацепление с гайкой, жестко связанной с суппортом, установленным в корпусе с возможностью поступательного перемещения по направляющим качения, на винте жестко закреплена шестерня, связанная с зубчатым колесом, жестко установленным на втором винте, закрепленном в подшипниках и имеющим зацепление с гайкой, жестко связанной с салазками, установленными на суппорте с возможностью поступательного перемещения, а на конце первого винта установлен лимб, приводящий его в движение.
Величина перемещения рабочего органа определяется по формуле
где n - угол поворота лимба, t1, t2 - шаг соответственно первого и второго винтов,
- передаточное отношение шестерен.
Для определенных условий, где допускается менее точный результат, можно соблюдать условие, при котором количество зубьев шестерен и шаг винтов должны быть подобраны таким образом, чтобы передаточное отношение
стремилось быть как можно ближе к отношению шагов винтовых поверхностей
. Точность позиционирования будет увеличиваться при стремлении разности
к нулю.
Для повышения точности позиционирования рабочего органа необходимо соблюдать условие:
Предельное минимальное значение Δ в (1) равно нулю, т.е. Δ=0, следовательно, при стремлении величины Δ к нулю точность позиционирования повышается. Рассмотрим возникновение предельного значения Δ, равного нулю:
Разделим каждый член уравнения (2) на t2,получим
Вынесем n за скобки, получим
Так как n не может быть равно нулю (при n=0 механизм не работает), то для работающего механизма
Таким образом, высокая точность позиционирования обеспечивается при примерном равенстве отношения шагов винтов и отношения числа зубьев колес, установленных на этих винтах.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где изображено устройство.
Устройство состоит из корпуса 1, в котором может поступательно перемещаться суппорт 2 по направляющим качения 3. В свою очередь по суппорту 2 могут поступательно перемещаться салазки 4 по направляющим качения 5, на которых жестко закреплен резец 6, предназначенный для обработки заготовки 7. В корпусе 1 на подшипниках 8,9 установлен винт 10, находящийся в зацеплении с гайкой 11, жестко связанной с суппортом 2. На винте 10 жестко закреплена шестерня 12 с числом зубьев z1, находящаяся в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 13, имеющим число зубьев z2. На левом конце винта 10 установлен лимб 14 для отсчета угла поворота. Зубчатое колесо 13 жестко установлено на винте 15, закрепленном в подшипниках 16, 17 в корпусе суппорта 2. Винт 15 находится в зацеплении с гайкой 18, которая жестко связана с салазками 4.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. При повороте рукоятки лимба 14 поворачивается шестерня 12, а следовательно, и поворачивается винт 10, который находится в зацеплении с гайкой 11, перемещает суппорт 2 (например, вправо). При этом вправо перемещаются также салазки 4 вместе с винтом 15 и зубчатым колесом 13. В связи с тем, что шестерня 12 находится в зацеплении с зубчатым колесом 13, то при повороте шестерни 12 на 360° происходит поворот зубчатого колеса в обратном направлении на угол 360°
, поскольку винт 10 установлен в подшипниках 8, 9 неподвижного корпуса 1, а суппорт 2 перемещается вправо, то шестерня 12 находится в неподвижном состоянии, а зубья зубчатого колеса 13 скользят по зубьям широкой шестерни 12. Вследствие поворота винта 15 и постоянного его зацепления с гайкой 18, жестко связанной с салазками 4, происходит дополнительное перемещение последних в обратном направлении (в направлении, обратном перемещению суппорта 2). То есть суппорт 2 перемещается по стрелке А, а салазки в направлении стрелки Б. В результате происходит суммарное перемещение резца 6, равное перемещению нижнего суппорта 2 и верхних салазок 4. Задавая малые углы поворота рукоятки лимба (10-30°), получаем величины перемещения в направлении стрелок A и Б, близкие по значению. В результате рабочий орган - резец будет перемещен в радиальном направлении обрабатываемой заготовки 7 на малую величину, чем меньше это радиальное перемещение, тем точнее позиционирование его в заданной точке.
Возможность более точного позиционирования вершины резц, относительно оси вращающейся заготовки обеспечивает более точный размер обработанной поверхности. Таким образом предложенное устройство позволяет осуществлять настройку режущего инструмента на заданный размер с точностью нанометров, чего не позволяют известные механизмы и устройства.
Перемещение Δ будет складываться из разности хода винтов и передаточного отношения между ними:
где n - угол поворота лимба, t1, t2 - шаг соответственно - винтов суппорта и салазок,
- передаточное отношение шестерен.
Величина перемещения Δ рабочего органа складывается из перемещения суппорта 2 (S1) и салазок 4 (S2), то есть:
Разложим каждое из перемещений на составляющие:
Вынесем n за скобки, тогда перемещение Δ будет определяться:
На основании формулы (1) были выполнены расчеты величины перемещения Δ, характеризующей точность позиционирования для различных шагов винтов t1, t2, чисел зубьев z1, z2 и их отношений.
Из таблицы следует, что при разных сочетаниях шагов t1, t2 и чисел зубьев z1, z2 имеем различную величину Δ, при этом чем ближе друг к другу находится отношение
и
, тем точнее происходит позиционирование резца относительно оси вращающейся заготовки.
Величина перемещения | Число оборотов | Шаг винта суппорта | Шаг винта салазок | Число зубьев | Разность отношений | Отношение шагов винтов | Отношение чисел зубьев | |
Шестерни | Колеса | |||||||
4 | n | t1 | t2 | z1 | z2 |
|
|
|
0,000025000 | 1 | 1 | 0,995 | 201 | 200 | 0,000025 | 1,005025 | 1,005 |
0,005000000 | 1 | 2 | 1,75 | 57 | 50 | 0,002857 | 1,142857 | 1,14 |
0,004385965 | 1 | 1,75 | 2 | 50 | 57 | -0,002193 | 0,875 | 0,877193 |
0,000200000 | 1 | 2 | 1,98 | 101 | 100 | 0,000101 | 1,010101 | 1,01 |
Claims (1)
- Устройство механического позиционирования, включающее корпус, два винта, отличающееся тем, что винты расположены параллельно друг другу, при этом первый винт установлен в корпусе на подшипниках и имеет зацепление с гайкой, жестко связанной с суппортом, установленным в корпусе с возможностью поступательного перемещения по направляющим качения, на винте жестко закреплена шестерня, связанная с зубчатым колесом, жестко установленным на втором винте, закрепленном в подшипниках и имеющем зацепление с гайкой, жестко связанной с салазками, установленными на суппорте с возможностью поступательного перемещения, а на конце первого винта установлен лимб, приводящий его в движение.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013125847/11A RU2534854C1 (ru) | 2013-06-04 | 2013-06-04 | Устройство прецизионного механического позиционирования |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013125847/11A RU2534854C1 (ru) | 2013-06-04 | 2013-06-04 | Устройство прецизионного механического позиционирования |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013125847A RU2013125847A (ru) | 2014-12-10 |
RU2534854C1 true RU2534854C1 (ru) | 2014-12-10 |
Family
ID=53285682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013125847/11A RU2534854C1 (ru) | 2013-06-04 | 2013-06-04 | Устройство прецизионного механического позиционирования |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2534854C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3748789A (en) * | 1970-08-28 | 1973-07-31 | Toyoda Machine Works Ltd | Grinding machine |
SU1397657A1 (ru) * | 1986-02-19 | 1988-05-23 | Специальное Конструкторское Бюро Института Радиотехники И Электроники Ан Ссср | Дифференциальный винтовой механизм |
RU2315391C2 (ru) * | 2004-12-28 | 2008-01-20 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Устройство и способ для прецизионной обработки |
RU85390U1 (ru) * | 2008-12-01 | 2009-08-10 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Физики Прочности И Материаловедения Сибирского Отделения Ран (Ифпм Со Ран) | Устройство прецизионного позиционирования при обработке поверхности металлического изделия |
-
2013
- 2013-06-04 RU RU2013125847/11A patent/RU2534854C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3748789A (en) * | 1970-08-28 | 1973-07-31 | Toyoda Machine Works Ltd | Grinding machine |
SU1397657A1 (ru) * | 1986-02-19 | 1988-05-23 | Специальное Конструкторское Бюро Института Радиотехники И Электроники Ан Ссср | Дифференциальный винтовой механизм |
RU2315391C2 (ru) * | 2004-12-28 | 2008-01-20 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Устройство и способ для прецизионной обработки |
RU85390U1 (ru) * | 2008-12-01 | 2009-08-10 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Физики Прочности И Материаловедения Сибирского Отделения Ран (Ифпм Со Ран) | Устройство прецизионного позиционирования при обработке поверхности металлического изделия |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013125847A (ru) | 2014-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11268799B2 (en) | Apparatus and method for checking diametral dimensions of an orbitally rotating pin | |
CN103353270A (zh) | 一种齿面自基准大型直齿圆柱齿轮齿距偏差测量装置 | |
RU2534854C1 (ru) | Устройство прецизионного механического позиционирования | |
CN101203698B (zh) | 滚柱螺杆及其制造方法 | |
US20050044740A1 (en) | Fractional measuring caliper | |
CN102175119B (zh) | 一种用于光学元件检测的三轴旋转工作平台 | |
RU131324U1 (ru) | Резьбошлифовальный станок | |
CN208171237U (zh) | 一种二维指向机构用高精密周向分度装置 | |
US2770048A (en) | Gear wheel testing instrument | |
CN105277142A (zh) | 一种高精度手摇低速转台 | |
RU154418U1 (ru) | Устройство прецизионного позиционирования рабочего органа | |
CN103358137A (zh) | 切削机床回转工作台的液压马达齿轮消隙机构 | |
CN104565263B (zh) | 非圆齿轮精密型分割器 | |
US2606370A (en) | Inside micrometer | |
CN103018897B (zh) | 精密波长调谐装置 | |
CN220082056U (zh) | 一种传动力矩大的位移机构 | |
SU131894A1 (ru) | Устройство дл контрол спиралей Архимеда кулачковых поверхностей | |
Ryakhovskii et al. | Kinematics of a planetary roller–screw gear with a drive nut | |
US2770973A (en) | Mechanical motion mechanism | |
Cui | Small tooth number difference planetary gear drive with a crank and oscillating block inputting mechanism | |
Kurokawa et al. | Whole outline scanning measurement of internal gear by using CNC gear measuring machine | |
US4128093A (en) | Dressing devices for profiling grinding wheels for the form grinding of involute gears | |
CN106499786B (zh) | 机器人关节驱动装置 | |
RU2444420C2 (ru) | Резцовая головка и способ нарезания цилиндрических зубчатых колес с круговыми зубьями | |
RU93913U1 (ru) | Червячная передача |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150605 |