RU2714435C2 - Planetary roller-screw transmission - Google Patents
Planetary roller-screw transmission Download PDFInfo
- Publication number
- RU2714435C2 RU2714435C2 RU2016145312A RU2016145312A RU2714435C2 RU 2714435 C2 RU2714435 C2 RU 2714435C2 RU 2016145312 A RU2016145312 A RU 2016145312A RU 2016145312 A RU2016145312 A RU 2016145312A RU 2714435 C2 RU2714435 C2 RU 2714435C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screw
- rollers
- roller
- planetary roller
- nut
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Retarders (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве передачи для преобразования вращательного движения в поступательное у широкого спектра специального монтажно-стыковочного оборудования ракетно-космического комплекса, а также в системах наведения вооружения в военной техники.The invention relates to mechanical engineering and can be used as a transmission for converting rotational motion into translational motion in a wide range of special mounting and docking equipment of the space-rocket complex, as well as in weapon guidance systems in military equipment.
Известна планетарная роликовинтовая передача (далее - ПРВП), основными деталями которой являются винт, винтовые ролики и цельная гайка. Кроме того, ролики разделяются сепараторами, расположенными по торцам гайки, а между гайкой и роликами имеется дополнительная связь, предотвращающая ролики от вывинчивания. Эта связь осуществляется зацеплением зубьев, выполненных на роликах, с внутренними зубчатыми венцами гайки. Для обеспечения сборки на размеры основных деталей передачи даются такие допуски, что между этими деталями имеются зазоры (см. Решетов Д.Н. Детали машин. Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1989. Открытое издание).Known planetary roller screw drive (hereinafter - PRVP), the main details of which are a screw, screw rollers and a solid nut. In addition, the rollers are separated by separators located at the ends of the nut, and there is an additional connection between the nut and the rollers preventing the rollers from unscrewing. This connection is carried out by the engagement of the teeth made on the rollers with the internal gear rims of the nut. To ensure assembly on the dimensions of the main transmission parts, such tolerances are given that there are gaps between these parts (see Reshetov D.N. Machine details. A textbook for students of engineering and mechanical specialties of universities. 4th ed., Revised and additional - M .: Mechanical Engineering, 1989. Open Edition).
Кроме того, известно техническое решение в виде планетарной роликовинтовой пары (передачи) состоящей из винта, винтовых роликов, гайки, состоящей из двух полугаек между которыми установлен компенсатор. Ролики разделяются сепараторами, расположенными по торцам гайки, а между гайкой и роликами имеется дополнительная связь,In addition, a technical solution is known in the form of a planetary roller-screw pair (gear) consisting of a screw, screw rollers, and a nut consisting of two half nuts between which a compensator is installed. The rollers are separated by separators located at the ends of the nut, and there is an additional connection between the nut and the rollers,
предотвращающая ролики от вывинчивания. При этом совместная длина двух полугаек и компенсатора меньше, чем, если бы гайка была целой, что значительно снижает нагрузочную способность передачи. Так же при приложении усилия преднатяга, стягивающего две полугайки, винтовые ролики перемещаются к винту. Толщина компенсатора точно регулируется за счет последовательных сборок-разборок и подшлифовки компенсатора, в результате чего зазоры между основными деталями передачи выбираются (см. Патент РФ №2204069 «Планетарная роликовинтовая передача с модифицированной резьбой ее деталей», 10.12.1997. Авторы Д.С. Блинов, О.А. Ряховский. Открытое издание. Прототип.)preventing rollers from unscrewing. At the same time, the joint length of two half nuts and a compensator is less than if the nut was intact, which significantly reduces the transmission load capacity. Also, when a preload is applied to tighten two half nuts, the screw rollers move to the screw. The thickness of the compensator is precisely controlled by successive assembly-disassembly and grinding of the compensator, as a result of which the gaps between the main parts of the transmission are selected (see RF Patent No. 2204069 "Planetary roller-screw transmission with a modified thread of its parts", 10.12.1997. Authors DS Blinov, OA Ryakhovsky. Open edition. Prototype.)
Известное устройство позволяет преобразовывать вращательное движение в поступательное с определенной точностью. Однако данное устройство обладает целым рядом недостатков. Во-первых, сложными являются сборка и регулировка передачи. Во-вторых, у передачи данного устройства существенно снижен коэффициент полезного действия (КПД), так как предварительное усилие на рабочем и холостом ходу гайки создает существенные потери на трение. Кроме того, действие предварительного усилия приводит на рабочем и холостом ходу гайки к износу сопрягаемых витков резьбовых деталей ПРВП и, как следствие, к снижению жесткости и точности и снижению долговечности передачи. Предварительное усилие играет положительную роль на рабочем ходу гайки и отрицательную роль на ее холостом ходу. При изменении направления движения происходит кромочный износ поверхности резьбы ролика. В результате предотвращения роликов от выкручивания, происходит износ зубчатого зацепления между роликом и зубчатым венцом и повышение температуры зацепления, что негативно сказывается на долговечности передачи.The known device allows you to convert rotational motion into linear with a certain accuracy. However, this device has a number of disadvantages. Firstly, the assembly and adjustment of gears are difficult. Secondly, the transmission of this device has a significantly reduced efficiency (Efficiency), since the preliminary force on the working and idling of the nut creates significant friction losses. In addition, the action of the preliminary force leads to wear of the mating turns of the threaded parts of the PRVP during working and idling of the nut and, as a result, to a decrease in rigidity and accuracy and a decrease in the durability of the transmission. Preliminary effort plays a positive role on the stroke of the nut and a negative role on its idle. When the direction of movement changes, the edge wear of the thread surface of the roller occurs. As a result of preventing the rollers from twisting, the gear engages between the roller and the gear rim and the gear temperature rises, which negatively affects the durability of the gear.
Задачей предполагаемого изобретения является повышение точности, надежности и долговечности планетарной роликовинтовой передачи, повышение рабочего хода гайки относительно винта, снижение нагрева при зацеплении сопрягаемых деталей устройства.The objective of the proposed invention is to increase the accuracy, reliability and durability of a planetary roller screw drive, increase the working stroke of the nut relative to the screw, reduce heat when engaging the mating parts of the device.
При этом устройство ПРВП основано на том, что винт ПРВП задает движение сборной гайке с помощью вращения резьбовых роликов с модифицированной конструкцией и технологией сборки, в соответствии с которой ПРВП после изготовления деталей и сборки, перед вводом в эксплуатацию, прирабатывают и перенастраивают. В результате этой операции, вследствие износа резьбовых поверхностей деталей ПРВП, выравнивается распределение рабочей осевой силы между сопрягаемыми витками резьбы, и, как следствие, повышается осевая жесткость ПРВП и ее кинематическая точность. Количество витков ролика, винта и гайки (двух полугаек) соответствует требуемой нагрузки. С помощью зацепления настраивают передачу для снижения зазора деталей после изготовления в момент приработки передачи. Уменьшение линейного размера зубчатых зубьев на ролике увеличивает ход привода, путем увеличения количества зубьев с учетом уменьшения диаметра вершин не изменяя площадь контакта зубчатого зацепления. При этом скорость вращения зубчатого зацепления равна скорости вращения резьбового зацепления ролика как условие для избегания заклинивания. Головка зуба изменена таким образом, чтобы кромка зуба под нагрузкой не касалась активного участка сопряженного профиля зуба, что увеличивает толщину масляного слоя, практически исключая износ и уменьшение температуры рабочего режима, а также уменьшая шумность. Использование на резьбовых роликах шейки приводит к равномерному восприятию максимальных моментов, прогиба, образующегося при изменении направления нагрузки.In this case, the PRVP device is based on the fact that the PRVP screw sets the movement of the assembled nut by rotating the threaded rollers with a modified design and assembly technology, according to which the PRVP is worked out and reconfigured after the manufacture of parts and assembly, before commissioning. As a result of this operation, due to wear of the threaded surfaces of the PRVP parts, the distribution of the working axial force between the mating threads is aligned, and, as a result, the axial rigidity of the PRVP and its kinematic accuracy are increased. The number of turns of the roller, screw and nut (two half nuts) corresponds to the required load. Using gearing gear is adjusted to reduce the clearance of parts after manufacturing at the time of running-in gear. Reducing the linear size of the gear teeth on the roller increases the stroke of the drive by increasing the number of teeth, taking into account the reduction in the diameter of the vertices without changing the contact area of the gearing. In this case, the gear rotation speed is equal to the rotation speed of the threaded gearing of the roller as a condition for avoiding jamming. The tooth head is changed so that the tooth edge under load does not touch the active portion of the conjugated tooth profile, which increases the thickness of the oil layer, virtually eliminating wear and lowering the operating temperature, as well as reducing noise. The use of a neck on threaded rollers leads to a uniform perception of maximum moments, deflection, formed when the direction of the load changes.
Техническим результатом предложенного изобретения является повышение точности, надежности и долговечности планетарной роликовинтовой передачи, повышение рабочего хода гайки относительно винта, снижение нагрева при зацеплении сопрягаемых деталей устройства, повышение нагрузочной способности.The technical result of the proposed invention is to increase the accuracy, reliability and durability of the planetary roller screw drive, increase the working stroke of the nut relative to the screw, reduce heat during engagement of the mating parts of the device, increase the load capacity.
Техническим решением предложенного изобретения является использование в составе устройства ПРВП новой формы зубчатого зацепления с меньшими габаритами, но без изменения площади зацепления, шейки на резьбовых роликах для равномерного восприятия максимальных моментов, прогиба, образующегося при изменении направления нагрузки, а также регулировочного приспособления для снижения зазора детали после сборки в момент приработки передачи.The technical solution of the proposed invention is the use of a new gearing shape with smaller dimensions but without changing the gearing area, the neck on the threaded rollers for uniform perception of maximum moments, deflection resulting from a change in the direction of the load, and also an adjustment device to reduce the part clearance after assembly at the time of running-in transmission.
Планетарная роликовинтовая передача повышенной точности и надежности функционирования, содержащая винт, винтовые ролики, разделяющиеся сепараторами, расположенными по торцам гайки, состоящей из двух полугаек, имеющих зубчатое зацепление для предотвращения роликов от вывинчивания, компенсатора, толщина которого точно регулируется за счет последовательных сборок-разборок и подшлифовки, отличающаяся тем, что в составе устройства используют модифицированный ролик с новой формой зубчатого зацепления с меньшими габаритами, без изменения площади зацепления и шейкой для равномерного восприятия максимальных моментов, прогиба, образующегося при изменении направления нагрузки, регулировочное приспособление для снижения зазора детали после сборки в момент приработки передачи.A planetary roller screw transmission of increased accuracy and reliability of operation, comprising a screw, screw rollers separated by separators located at the ends of a nut consisting of two half nuts having gear teeth to prevent the rollers from being unscrewed, a compensator whose thickness is precisely controlled by successive disassembly assemblies and grinding, characterized in that the composition of the device uses a modified roller with a new form of gearing with smaller dimensions, without changing and the neck engagement area for the uniform perceptual maximum points of deflection produced when the load direction, the adjustment means for reducing a gap after assembly details at the time of the running gear.
Планетарная роликовинтовая передача повышенной точности и надежности функционирования поясняется фиг. 1, на которой представлена схема обеспечивающего его работу, где: 1 - винт, 2 - сепаратор, 3 - стопорное кольцо, 4 - зубчатые венцы, 5 - полугайки, 6 - ролик, 7 - стопорный винт, 8 - регулировочное приспособление, 9 - шайба, 10 - шейка ролика.The planetary roller screw transmission of increased accuracy and reliability of operation is illustrated in FIG. 1, which shows a diagram ensuring its operation, where: 1 - screw, 2 - separator, 3 - circlip, 4 - ring gears, 5 - half nuts, 6 - roller, 7 - locking screw, 8 - adjusting device, 9 - a washer, 10 - a roller neck.
При вращении винта 1 предназначенного для преобразования вращательного движения в поступательное движение полугаек 5 с помощью вращения роликов 6 вокруг своей оси и оси винта 1. После сборки ПРВП перед вводом в эксплуатацию, происходит приработка и уменьшение зазоров в передаче с помощью регулировочного приспособления 8 путем перемещения полугаек 5 относительно друг друга по оси винта 1 параллельно шайбе 9, расположенной между полугайками 5 и предназначенной для обеспечения необходимого запаса устранения зазора в ПРВП. Ролик 6 является связующим звеном между винтом 1 и полугайками 5 с регулировочным приспособлением 8. На концах ролика 6 имеется цапфа, устанавливаемая в отверстие сепаратора 2, который предназначен для обеспечения равномерного распределения роликов 6 между собой и нагрузки. Сепаратор 2 фиксируется стопорными кольцами 3. Для исключения выкручивания ролика 6 из полугаек 5, применяется зубчатые венцы 4, которые устанавливают в полугайках 5 и фиксируются стопорными винтами 7. Для увеличения рабочего хода полугаек 5 относительно винта 1 обеспечено уменьшение линейного размера зубьев на ролике 6 путем увеличения количества зубьев с учетом уменьшения диаметра вершин зубьев, не изменяя (уменьшая) площадь контакта зацепления. Головка зуба изменена таким образом, чтобы кромка зуба, под нагрузкой не касалась активного участка сопряженного профиля зуба. Это увеличивает толщину масляного слоя, что практически исключает износ и уменьшает температуру рабочего режима, уменьшает шумность. Ролик 6 имеет шейку ролика 10, предназначенную восприятия максимальных моментов, прогиба, образующегося при изменении направления нагрузки.When the
Пример работы устройства. При вращении винта 1 происходит перемещение полугаек 5 с помощью вращения роликов 6 вокруг своей оси и оси винта 1. Регулировочное приспособление 8 и шайба 9 служат для регулировки и устранения зазора в ПРВП поле сборки и прикатки. На концах ролика 6 имеется цапфа, устанавливаемая в отверстие сепаратора 2, фиксируемого стопорными кольцами 3. Для исключения выкручивания ролика 6 из полугаек 5, применяется зубчатые венцы 4, устанавливаемые в полугайках 5 и фиксирующиеся стопорными винтами 7. Шейка ролика 10 воспринимает максимальные моменты, прогиб, образующегося при изменении направления нагрузки.An example of the operation of the device. When the
Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность, долговечность планетарной роликовинтовой передачи, ее нагрузочную способность, точность, рабочий ход гайки относительно винта, снизить нагрев при зацеплении сопрягаемых деталей устройства.The proposed device allows to increase the reliability, durability of the planetary roller screw transmission, its load capacity, accuracy, the working stroke of the nut relative to the screw, reduce heat during engagement of the mating parts of the device.
ЛитератураLiterature
1. Решетов Д.Н. Детали машин. Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1989. Открытое издание.1. Reshetov D.N. Machine parts. A textbook for students of engineering and mechanical specialties of universities. 4th ed., Revised. and add. - M .: Engineering, 1989. Open edition.
2. Патент РФ №2204069 «Планетарная роликовинтовая передача с модифицированной резьбой ее деталей», 10.12.1997. Авторы Д.С. Блинов, О.А. Ряховский. Открытое издание.2. RF patent No. 2204069 "Planetary roller screw drive with a modified thread of its parts", 10.12.1997. Authors D.S. Blinov, O.A. Ryakhovsky. Open edition.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145312A RU2714435C2 (en) | 2016-11-18 | 2016-11-18 | Planetary roller-screw transmission |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145312A RU2714435C2 (en) | 2016-11-18 | 2016-11-18 | Planetary roller-screw transmission |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016145312A RU2016145312A (en) | 2018-05-20 |
RU2016145312A3 RU2016145312A3 (en) | 2019-09-27 |
RU2714435C2 true RU2714435C2 (en) | 2020-02-14 |
Family
ID=62152053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016145312A RU2714435C2 (en) | 2016-11-18 | 2016-11-18 | Planetary roller-screw transmission |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2714435C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1583681A1 (en) * | 1988-05-11 | 1990-08-07 | Научно-производственное объединение "Ротор" | Screw-and-nut planetary gearing |
RU2204069C1 (en) * | 2002-02-12 | 2003-05-10 | Блинов Дмитрий Сергеевич | Planetary roller-screw drive with modified thread of parts |
US8888644B2 (en) * | 2011-12-19 | 2014-11-18 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Planetary roller gear drive |
EP2790849B1 (en) * | 2011-12-16 | 2016-09-21 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Planet for a planetary rolling-contact screw |
-
2016
- 2016-11-18 RU RU2016145312A patent/RU2714435C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1583681A1 (en) * | 1988-05-11 | 1990-08-07 | Научно-производственное объединение "Ротор" | Screw-and-nut planetary gearing |
RU2204069C1 (en) * | 2002-02-12 | 2003-05-10 | Блинов Дмитрий Сергеевич | Planetary roller-screw drive with modified thread of parts |
EP2790849B1 (en) * | 2011-12-16 | 2016-09-21 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Planet for a planetary rolling-contact screw |
US8888644B2 (en) * | 2011-12-19 | 2014-11-18 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Planetary roller gear drive |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016145312A3 (en) | 2019-09-27 |
RU2016145312A (en) | 2018-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK2577095T3 (en) | A drive that can rotate | |
CN106931123B (en) | Planetary roller screw with bidirectional self-locking function | |
DE102008008013B3 (en) | Device for transformation of rotating motion into axial movement, has outer profile with spindle, and screw nut surrounds and rotates spindle | |
WO2006094535A1 (en) | Rolling screw | |
CN110242704B (en) | Rolling friction-based transmission device and transmission method thereof | |
CN113404820B (en) | Adjustable-gap multi-crank variable-tooth-thickness precision transmission device | |
RU2714435C2 (en) | Planetary roller-screw transmission | |
WO2017063489A1 (en) | Full-engagement transmission method and device | |
RU2374527C1 (en) | Device for transformation of rotary motion into progressive (versions) | |
CN209892708U (en) | Double-nut elastic gap eliminating device of screw-nut pair | |
RU2566584C2 (en) | Method of manufacturing and assemblage/disassemblage of harmonic tight drive, and device for their implementation by abramov v.a | |
RU2613138C1 (en) | Orbital roller drive | |
RU2631096C1 (en) | Roller screw mechanism | |
RU187986U1 (en) | Device for converting rotational motion into translational | |
RU2310785C1 (en) | Device to convert rotation into translational motion | |
RU2204070C1 (en) | Planetary roller-screw drive | |
RU144114U1 (en) | DEVICE FOR CONVERTING ROTARY MOTION TO SUSTAINABLE | |
RU102076U1 (en) | DRIVING NUT | |
RU2204069C1 (en) | Planetary roller-screw drive with modified thread of parts | |
RU2463500C1 (en) | Rotation-to-translation converter | |
RU2272199C1 (en) | Device for converting rotation into reciprocation | |
RU154625U1 (en) | DEVICE FOR CONVERTING ROTARY MOTION TO SUSTAINABLE | |
RU2522730C2 (en) | Rotation-to-translation converter | |
RU154534U1 (en) | ELECTROMECHANICAL DRIVING DRIVE | |
CN217355289U (en) | Hydraulic anti-backlash coupling with automatic pressure adjustment function |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200220 |