RU2811522C1

RU2811522C1 - High precision variable length screw rod

Info

Publication number: RU2811522C1
Application number: RU2023112481A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Андреевич Карсаков; Алексей Фруминович Рогачев
Filing date: 2023-05-11
Publication date: 2024-01-15

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: high-precision variable-length screw rod contains a drive nut and two associated tips. The internal and the external threaded surfaces of the drive nut are made with the same thread directions, but with different pitches. One of the tips is screwed into the internal thread of the mentioned nut, and the second tip is screwed onto the external thread of the nut. Relative movement of the tips when turning the nut is determined by the proposed mathematical relationship.

EFFECT: improved accuracy of regulation of changes in rod length when turning the drive nut.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к сельскохозяйственному, преимущественно к элементам навесных систем тракторов и полунавесных сцепок.The invention relates to mechanical engineering, in particular to agricultural engineering, mainly to elements of tractor mounted systems and semi-mounted hitches.

Известна центральная тяга переменной длины для сцепки, включающая два соединенных фиксатором и подпружиненных телескопических звена, при этом внутреннее звено и фиксатор имеют сопряженные кольцевые выступы, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе, при передаче больших усилий с сохранением габаритов оценки, фиксатор выполнен в виде подпружиненных относительно друг друга полуколец, расположен во внешнем телескопическом звене и имеет приспособление для сведения полуколец, причем выступы на фиксаторе имеют высоту, уменьшающуюся к концам полуколец, а на внутреннем телескопическом звене они выполнены непрерывными (А.с. СССР 993843, А01В 59/06, опубл. 07.02.83.).A known central link of variable length for a hitch, including two connected by a latch and spring-loaded telescopic links, while the internal link and the latch have mating annular protrusions, characterized in that, in order to increase reliability in operation, when transmitting large forces while maintaining the dimensions of the estimate, the latch made in the form of semi-rings spring-loaded relative to each other, located in the external telescopic link and has a device for bringing the semi-rings together, and the protrusions on the latch have a height that decreases towards the ends of the semi-rings, and on the internal telescopic link they are made continuous (A.S. USSR 993843, A01B 59/06, publ. 02/07/83).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции.The disadvantage of the known device is the complexity of the design.

Известна также тяга навесной системы переменной длины, содержащая два телескопических звена, соединенных фиксатором, рукоятку, закрепленную на одном из телескопических звеньев, и установленную на наружном телескопическом звене подвижную втулку, отличающаяся тем, что, с целью улучшения условий эксплуатации, она снабжена смонтированной на наружном телескопическом эвене защелкой, которая выполнена в виде установленных на одном шарнире рычага и пружины кручения и шарнирно закрепленного двуплечего рычага, который одним концом контактирует с наружной поверхностью рычага, а другим соединен с гибким элементом, при этом один конец пружины закреплен на наружном телескопическом звене, а другой контактирует с внутренней поверхностью рычага (SU 1340612 A1, А01В 59/06, опубл. 30.09.87. Бюл. 36).A variable-length hinged system rod is also known, containing two telescopic links connected by a latch, a handle mounted on one of the telescopic links, and a movable sleeve mounted on the outer telescopic link, characterized in that, in order to improve operating conditions, it is equipped with a movable sleeve mounted on the outer telescopic even with a latch, which is made in the form of a lever and a torsion spring installed on one hinge and a hinged double-armed lever, which at one end is in contact with the outer surface of the lever, and the other is connected to a flexible element, with one end of the spring fixed to the outer telescopic link, and the other is in contact with the inner surface of the lever (SU 1340612 A1, A01B 59/06, publ. 09.30.87. Bull. 36).

Недостатком известного устройства также является сложность конструкции.A disadvantage of the known device is also the complexity of the design.

Известен также компенсатор угловых колебаний ведущего моста транспортного средства при повороте относительно продольной оси двигательной установки, содержащий элемент переменной длины, один конец которого соединен шарнирно с корпусом ведущего моста, а другой с остовом транспортного средства, причем ведущий мост с редуктором установлен с возможностью поворота корпуса ведущего моста относительно оси ведущих колес, отличающийся тем, что элемент переменной длины является тягой, выполненной в виде винта с гайкой, причем оси шарниров тяги параллельны оси ведущих колес, винт тяги имеет возможность вкручиваться в гайку для поворота корпуса ведущего моста относительно оси ведущих колес при наезде колесом на неровность, шаг винтовых линий винта и гайки определяется математической формулой (пат. RU 2192971 С2, B60K 17/32, B60G 9/00, 7/00, опубл. 20.11.2002).Also known is a compensator for angular vibrations of the drive axle of a vehicle when turning relative to the longitudinal axis of the propulsion system, containing an element of variable length, one end of which is pivotally connected to the drive axle body, and the other to the frame of the vehicle, and the drive axle with a gearbox is installed with the possibility of rotating the drive axle body bridge relative to the axis of the drive wheels, characterized in that the element of variable length is a rod made in the form of a screw with a nut, and the axes of the rod joints are parallel to the axis of the drive wheels, the rod screw has the ability to be screwed into the nut to rotate the drive axle housing relative to the axis of the drive wheels when colliding wheel for unevenness, the pitch of the helical lines of the screw and nut is determined by a mathematical formula (patent RU 2192971 C2, B60K 17/32, B60G 9/00, 7/00, publ. 11/20/2002).

Недостатком известного устройства является невозможность изменения длины тяги при неподвижном положении ведущего моста.The disadvantage of the known device is the impossibility of changing the length of the rod when the drive axle is stationary.

Наиболее близким устройством, принятым за прототип, является винтовая стяжка-распорка, содержащая корпус, связанную с приводом гайку, выполненную с резьбовыми участками разного диаметра и направления, винты, один из которых выполнен с цилиндрической полостью и расположен со стороны одного из концов внутри гайки и зацеплением его с резьбовым участком гайки большего диаметра, а другой со стороны его одного конца размещен в цилиндрической полости первого винта и внутри гайки с зацеплением с резьбовым участком меньшего диаметра, и элемент для контактирования с перемещаемым объектом, закрепленный на втором конце второго винта, отличающаяся тем, что она снабжена закрепленным на втором конце первого винта элементом для контактирования с другим подвижным объектом, при этом первый винт выполнен со стороны второго конца с резьбовым отверстием, сообщенным с его цилиндрической полостью и выполненным меньшего диаметра, чем эта полость, в упомянутом отверстии размещены стержень и с возможностью контактирования с одним концом последнего регулировочный винт, в цилиндрической полости первого винта с возможностью контактирования с вторым концом стержня установлены диск из эластичного материала, допускающего всестороннее сжатие, а с возможностью контактирования с упомянутым диском и первым концом второго винта - металлический диск, оба диска выполнены диаметром, равным диаметру цилиндрической полости первого винта, а привод поворота гайки содержит ударно-вращательный механизм, наковальня которого образована продольным выступом, выполненным на наружной поверхности гайки, а ударник выполнен цилиндрическим, охватывающим гайку и имеющим продольный паз на стенке его центрального отверстия для размещения с угловым зазором продольного выступа гайки и пазы на торце, и связанный с пусковым устройством пневмодвигатель, включающий в себя встроенный в корпус, соединенный с крышками, и выполненный в виде втулки с воздухоподводящими и выхлопными каналами статор и ротор, размещенный внутри статора с кольцевым зазором, выполненный с центральным отверстием, соосным ударнику, и выступами, размещенными в пазах торца ударника, и охватывающий с возможностью поворота гайку, и пластины, подвижно связанные с ротором и радиально размещенные в упомянутом кольцевом зазоре с образованием воздушных камер. При этом шаг резьбы второго винта выполнен большим, чем шаг резьбы первого винта (Пат. RU 2011633 МПК В66Е 3/08, опубл. 30.04.1994).The closest device adopted as a prototype is a screw spacer, containing a housing, a nut connected to the drive, made with threaded sections of different diameters and directions, screws, one of which is made with a cylindrical cavity and is located at one of the ends inside the nut and by engaging it with a threaded section of a nut of a larger diameter, and the other on the side of one end is placed in the cylindrical cavity of the first screw and inside the nut with engagement with a threaded section of a smaller diameter, and an element for contacting with a moved object, fixed on the second end of the second screw, characterized in that that it is equipped with an element fixed to the second end of the first screw for contacting with another movable object, while the first screw is made on the side of the second end with a threaded hole communicated with its cylindrical cavity and made of a smaller diameter than this cavity, a rod is placed in the said hole and with the possibility of contacting with one end of the last adjusting screw, in the cylindrical cavity of the first screw with the possibility of contacting with the second end of the rod there is a disk made of elastic material allowing all-round compression, and with the possibility of contacting with the said disk and the first end of the second screw - a metal disk, both the disks are made with a diameter equal to the diameter of the cylindrical cavity of the first screw, and the nut rotation drive contains an impact-rotational mechanism, the anvil of which is formed by a longitudinal protrusion made on the outer surface of the nut, and the striker is made cylindrical, covering the nut and having a longitudinal groove on the wall of its central hole for placement with an angular gap of the longitudinal protrusion of the nut and grooves at the end, and a pneumatic motor connected to the starting device, including a stator and a rotor built into the housing, connected to the covers, and made in the form of a sleeve with air supply and exhaust channels, located inside the stator with an annular gap , made with a central hole coaxial with the striker, and protrusions placed in the grooves of the end of the striker, and rotatably enclosing the nut, and plates movably connected to the rotor and radially placed in the said annular gap to form air chambers. In this case, the thread pitch of the second screw is made larger than the thread pitch of the first screw (Pat. RU 2011633 IPC B66E 3/08, published 04/30/1994).

Недостатком прототипа является сложность конструкции и повышенное значение величины изменения длины при повороте приводной гайки.The disadvantage of the prototype is the complexity of the design and the increased value of the change in length when turning the drive nut.

Задача, решаемая изобретением - упрощение конструкции и повышение точности регулирования изменения длины.The problem solved by the invention is to simplify the design and increase the accuracy of control of length changes.

Технический результат - повышение точности регулирования изменения длины при повороте приводной гайки на определенный угол при упрощении конструкции устройства.The technical result is to increase the accuracy of regulating the change in length when turning the drive nut to a certain angle while simplifying the design of the device.

Указанный технический результат достигается винтовой тягой переменной длины повышенной точности, содержащей приводную гайку и два наконечника, отличающейся тем, что внутренняя и наружная резьбовые поверхности приводной гайки выполнены с одинаковыми направлениями резьбы, но с разным шагом, этом один из наконечников ввернут во внутреннюю резьбу упомянутой гайки, а второй наконечник навернут на наружную резьбу гайки, при этом относительное перемещение наконечников при повороте гайке определяется зависимостьюThe specified technical result is achieved by a screw rod of variable length with increased precision, containing a drive nut and two lugs, characterized in that the internal and external threaded surfaces of the drive nut are made with the same thread directions, but with different pitches; in this case, one of the lugs is screwed into the internal thread of the mentioned nut , and the second tip is screwed onto the external thread of the nut, while the relative movement of the tips when turning the nut is determined by the relationship

L=ϕ(h₂-h₁)/360,L=ϕ(h ₂ -h ₁ )/360,

где L - перемещение наконечников относительно друг относительно друга, мм;where L is the movement of the tips relative to each other, mm;

h₂ и h₁ - большее и меньшее значения шагов резьбы гайки, мм;h ₂ and h ₁ - larger and smaller values of nut thread pitches, mm;

ϕ - угол поворота гайки, градусов.ϕ - angle of rotation of the nut, degrees.

Изобретение поясняется чертежом продольного разреза винтовой тяги.The invention is illustrated by a drawing of a longitudinal section of a screw rod.

Винтовая тяга переменной длины повышенной точности содержит приводную гайку 1 и наконечники 2 и 3 с резьбовыми концами. Внутренняя а и наружная б резьбовых поверхностей приводной гайки 1 выполнены с одинаковыми направлениями резьбы (например, правой), но с разным шагом h₁, h₂. Наконечник 2 ввернут во внутреннюю резьбу гайки 1, а 3 навернут на наружную резьбу гайки.A high-precision variable-length screw rod contains a drive nut 1 and tips 2 and 3 with threaded ends. The internal a and external b threaded surfaces of the drive nut 1 are made with the same thread directions (for example, right), but with different pitches h ₁ , h ₂ . Tip 2 is screwed into the internal thread of nut 1, and 3 is screwed onto the external thread of the nut.

При работе устройства, для перемещение наконечников 2 и 3, закрепленных в технологическом агрегате, например, в навесном устройстве трактора (на чертеже не показан), относительно друг друга на величину L, поворачивают гайку 1 на угол ϕ. За счет одинакового направления резьбы (например, правого), гайка навинчивается на один из наконечников, например 2, и свинчивается по резьбе второго наконечника 3.When the device is operating, to move the tips 2 and 3, fixed in a technological unit, for example, in a tractor hitch (not shown in the drawing), relative to each other by an amount L, turn the nut 1 at an angle ϕ. Due to the same thread direction (for example, right), the nut is screwed onto one of the tips, for example 2, and screwed along the thread of the second tip 3.

Благодаря различным значениям величин шагов внутренней и наружной резьбы гайки 1 и, соответственно, наконечников 2 и 3, относительное перемещение наконечников при повороте гайки составитDue to the different values of the pitches of the internal and external threads of nut 1 and, accordingly, tips 2 and 3, the relative movement of the tips when turning the nut will be

L=ϕ(h₂-h₁)/360,L=ϕ(h ₂ -h ₁ )/360,

Чем меньше разница значений шагов резьбы (h₂-h₁), тем с большей точностью достигается регулирование относительного перемещения L наконечников 2 и 3.The smaller the difference in the values of the thread pitches (h ₂ -h ₁ ), the more accurate the control of the relative movement L of tips 2 and 3 is achieved.

За счет описанного различия значений шагов h₂ и h₁ внутренней и наружной резьбы, выполненной на гайке 1 и, соответственно, на наконечниках 2 и 3, (причем с одинаковыми направлениями резьбы, например, правым), относительное перемещение наконечников при повороте гайки может обеспечиваться с требуемой точности при повороте гайки на угол ϕ, что обеспечивает достижение заявленного технического результата.Due to the described difference in the values of the pitches h ₂ and h ₁ of the internal and external threads made on the nut 1 and, accordingly, on the tips 2 and 3 (and with the same thread directions, for example, right), the relative movement of the tips when turning the nut can be ensured with the required accuracy when turning the nut through an angle ϕ, which ensures the achievement of the stated technical result.

Claims

A screw rod of variable length with increased precision, containing a drive nut and two tips mating with it, characterized in that the internal and external threaded surfaces of the drive nut are made with the same thread directions, but with different pitches, one of the tips is screwed into the internal thread of the said nut, and the second tip is screwed onto the external thread of the nut, and the relative movement of the tips when turning the nut is determined by the relationship:

L=ϕ(h ₂ -h ₁ )/360,

where L is the movement of the tips relative to each other, mm;

h ₂ and h ₁ - larger and smaller values of nut thread pitches, mm;

ϕ - angle of rotation of the nut, degrees.