SE449249B - Kulskruvstransmission - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 HO 449 249 2 "De visade beräkningsalgoritmerna skulle kunna sättas ihop i ett Utgå- inlästa data- kul- och mutterytterdiameter samt gäng- programsystem och genom dialog medge ett användarvänligt bruk. ende från de slipning kan matas in för varje gänga för sig - låter sig lastfördel- ningen på en gång beräknas respektive genom att ge de motsvarande - parametrarna kan en likformig belastning anges.....“ "Då ifrågavarande lastfördelningar under förutsättning av ideal spindel- och muttergeometri endast avviker mycket litet från medelbe- lastningen, ligger vinsten med det föreslagna programsystemet i betrak- tande av tillverkningstekniskt betingade fel hos muttern. Inverkan av såväl stigningsfel som måttavvikelser hos kulorna låter sig beräknas i de enskilda rörelseomvandlingssystemen och därmed på grund av den för- ändrade livslängden' _bedömaS vilken åtgärd som skall vidtagasu" Med hänvisning till den i inledningen beskrivna genom öppen ut- övning kända kulskruvstransmissionen har uppfinningen som syfte att åstadkomma en kulskruvstransmission som har en i båda rörelseriktningar- na mycket noggran lägesinställning och största möjliga livslängd och därtill en konstruktion som är mycket lätt att framställa. Enligt upp- finningen löses detta syfte därigenom att mutterns gängstigning är ett belopp mindre än spindelns gängstigning, varvid detta belopp motsvarar mutterns elastiska deformation vid kraftöverföringen inom det avsedda tillåtna belastningsområdet och varvid kulorna inom det tillåtna belast- ningsområdet alltid tas upp utan spel mellan gängbärlinjerna. I Kulskruvstransmissionen enligt uppfinningen undviker särskilt en- ligt de ovan ytterligare föreslagna lösningarna kostsamma bearbetnings- förloppen och tar hänsyn till de oundvikliga tillverkningstekniskt be- tingade felen i en kulskruvstransmission som uppstår även vid en nog- grann tillverkning.

De med uppfinningen förbundna fördelarna skall nu närmare be- skrivas med hänvisning till två utföringsexempel enligt uppfinningen.

Pig. 1 visar i schematisk framställning ett halvt längdsnitt obelastad och fig. 2 och 3 visar ett sådant halvtlängdsnitt belastad kulskruvstransmission. genom en genom en På ritningarna betecknas kulskruvstransmissionen med hänvisnings- beteckningen 10. Kulskruvstransmissionen 10 består väsentligen av en mutter 11 och en spindel 12.

Mutterns 11 skruvformigt förlöpande gänga betecknas med 13 och spindelns 12 likaså skruvformigt förlöpande gänga betecknas med 1N.

Såväl muttergängan 13 som spindelgängan 1U uppvisar en spetsbågformad profil vilken också kan betecknas som "gotisk profil". 10 15 20 25 30 35 110 3 449 249 Varje gänga 13 resp. 19 uppvisar för understöd av kulorna två bärlinjer vilka löper genom kraftöverförings- resp. beröringsställena mellan gängorna 13 resp. 14 och kulorna 15. De båda bärlinjerna på mutterns gängor 13 befinner sig vid pilspetsarna som betecknas med A1, A2 och spindelgängornas 1U båda bärlinjer befinner sig vid de med B1, B2 betecknade pilspetsarna vilka skall symbolisera deïkrafter som in- verkar på kulorna 15 från muttern 11 och spindeln 12.

Vid kulskruvstransmissionen 10 är de båda gängornas 13 och 1% gängprofiler nära nog kongruenta. De iide båda gängorna 13, 14 löpande kulorna 15 har inget spel i den med z betecknade längdaxelns riktning.

Kulorna 15 berör sålunda båda bärlinjerna vid pilspetsarna som beteck- nas med A1, A2 samt B1 och BZ.

Uppfinningens syfte är inte uteslutande beroende av den på rit- ningarna visade gotiska gängprofilen. Tvärtom kan vilken annan gäng- profil användas som i likhet med den gotiska profilen är försedd med markerade bärlinjer.

De vid noggrann tillverkning uppnåbara rundhets- resp. stignings- felet per gänga och stigning ligger vid omkring 0 till Ä pm och tas upp längs bärlinjerna genom elastisk deformation av kulorna och kulornas löpbanor.

Det går inte att visa på ritning - men kan kan ändå föreställa sig - att det finns en liten skillnad i stigning mellan muttergängan 13 och spindelgängan 1H. Vid föreliggande utföringsexempel belöper sig stigningen hos muttern till hm =9,998 mm, medan spindelns stigning be- löper sig till hs = 10 mm. Som vanligt avses med stigningen h den sträcka som muttern 11 resp. spindeln 12 tillryggalägger i axelns riktning 1 vid ett varvs rotation.

Genom den givna differensen h = 0,002 mm mellan mutterns stig- ning hm och spindelns stigníng hg pressas de mellan gängorna 13, 1% 0) mot alla bärlinjer motsvarande kraftpilarna A1, A2 samt B1 och B2. När spindeln anordnade kulorna 15 vid lastfri anordning (last = P = 12 utan belastning vrids genom muttern 11 löper sålunda kulorna15 tungt.

Om fig. 1, 2 och 3 bör nämnas att spindeln 12 skall vara lagrad så att den inte kan förskjutas efter z axeln, den skall alltså bara kunna utföra en rotation kring z axeln. Dessutom bör det förutsättas att mutterns 11 radiella töjningsmöjlighet under beläsïniflå är Oändlïât liten antingen genom en inbyggd åtgärd eller till följd av dess till- räckliga väggstyrka. Därjämte bör det förutsättas attden spindel 12 som kommer i fråga för uppfinningen med hänsyn tagen till belastningen är så dimensionerad att dess lastberoende axial- och radialdeformation 10 15 20 25 30 35 -à 449 249 likaså är oändligt liten.

Så snart som en last PL eller Pr enligt fig. 2 och 3 inverkar på kulskruvstransmissionen 10 uppkommer en såsom visas på fig. 2 och 3 likformig och därtill spelfri belastning mellan kulorna 15 och gängorna 13, 14 över hela detaxelområde den befintliga gänganordningen befinner sig i ingrepp. Under belastning blir alltså friktionen lägre mellan kulorna 15 å ena sidan och spindel- och muttergängorna 13, 14 å andra sidan varigenom kulskruvstransmissionen 10 enligt uppfinningen erhåller en större livslängd. Uppfinningen skall förstås så att kulor- na 15 såväl i obelastat tillstånd (fig. 1) som i belastat tillstånd (fig. 2 och 3) så att säga är "förspända" och därför alltid befinner sig i läge för att åstadkomma en mycket exakt positíonerbar kulskruvs- transmission tillsammans med att det ligger an mot alla bärlinjerna motsvarande pilarna A1, A2 och B1, B2. Upplysningsvis kan man tillfoga att i obelastat tillstånd enligt fig. 1 är trycket mellan kulorna 15 och mutter- och spindelgängorna 13, 14 på grund av skillnad i stigning áßlxstörre än de vid last omnämnts ovan - kulorna 15 i lastfritt tillstånd enligt fig. 1 löper enligt fig. 2 och 3 så att - som redan tungt. I varje förekommande belastningsfall så också i belastningsfal- let enligt fig. 2 och 3.töjer sig muttern proportionellt dvs. i det rätlinjiga elastiska området enligt Hooke. I fig. 2 och 3 har det där- för förtydligats att gränsen för tillåten belastning (detta skulle dessutom vara idealfallet) föreligger nu väsentligen endast de på kulor- na 15 verkande krafterna A1 och B2 resp. A2 och B1. Kraftenna A2 och B¿ resp. A1 och BZ går mot noll visserligen under upprätthållande av en beröring mellan kulorna 15 och de med pilarna A2 och B1 resp. A1 och B2 i fig. 1 markerade ställena.

Som omnämnts är skillnaden mellan mutterns stigning hM och spin- delns stigning hs ¿Ä2 = 0,002 mm. Med hjälp av belastningsexemplen en- ligt fig. 2 och 3 förtydligas i överdriven skala med hjälp av enskilda måttlinjer den totala belastningsbetingade axiella töjningen hos muttern 11 vilken utgör fyra stigníngsdifferenser¿i}1varje på 0,002 mm, alltså tillsammans 0,008 mm.

Så snart som anordningen enligt fig. 2 eller 3 avlastats stiger visserligen friktionsförlustförhâllandet,likväl upprätthålls spelfri- heten i spindel-mutter-systemet 10 på grund av de tidigare nämnda or- sakerna.

Det är uppenbart att lastriktningen inte har någon betydelse för anordningen enligt uppfinningen. Kulskruvstransmissionen 10 enligt 5 449 249 uppfinningen har därför den yttenligare fördelen att den kan ersätta såväl “X"- som "O"-förspänningen i ett mycket kostsammare och mer ut- rymmeskrävande dubbelmuttersystem enligt traditionell konstruktion (den ovannämnda rapporten sid. 25).

Claims (1)

1. 449 249 6 Patentkrav Kulskruvstransmíssion med muttergängprofil och spindelgängpro- fil som var och en uppvisar två bärlinjer vilka mellan sig upptar kulor med lika diametrar, k ä n n e t e c k n a d av att mutterns (11) gängstigning (hM) är ett belopp (álh) mindre än spindelns (12) gängstigning (hs), varvid detta belopp (ÅÄH) motsvarar den elastiska deformationen av mutterns längdmâtt vid en kraftöverföring inom det tillåtna belastningsomrâdet och varvid kulorna (15) alltid upptas spelfritt mellan gängbärlinjerna (vid A1, A B BZ) inom det till- 2; 1: låtna belastningsomrâdet.