64. Передача винт-гайка: назначение, достоинства и недостатки, область
применения.
Передача винт—гайка предназначена для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот. В ней используют пары винт—гайка скольжения или качения.
Достоинствами передачи винт—гайка скольжения являются большой выигрыш в силе, высокая точность перемещений, малые размеры, возможность обеспечения самоторможения, что позволяет широко использовать ее в грузоподъемных механизмах, например в винтовых домкратах, в механизмах подач станков и приводах роботов, а также в измерительных и регулировочных механизмах. Достоинства передачи винт-гайка качения — сравнительно высокий КПД, высокая жесткость (с предварительным натягом полугаек), малый износ в сравнении с передачами скольжения.
К
недостаткам передачи винт-гайка скольжения следует отнести низкий КПД в
передачах скольжения, невозможность получения больших скоростей
поступательного движения.
Недостатком
передачи винт-гайка качения является сложность и дороговизна изготовления.
65. Передача
винт-гайка скольжения, области применения, пример конструкции, критерии оценки
работоспособности. Материалы элементов передач. Вывод зависимости для
проектного расчета.
Достоинствами
передачи винт—гайка скольжения являются большой выигрыш в силе, высокая
точность перемещений, малые размеры, возможность обеспечения самоторможения,
что позволяет широко использовать ее в грузоподъемных механизмах, например в
винтовых домкратах, в механизмах подач станков и приводах роботов, а также в
измерительных и регулировочных механизмах.
К
недостаткам передачи винт-гайка скольжения следует отнести низкий КПД в
передачах скольжения, невозможность получения больших скоростей
поступательного движения.
Передачи
скольжения до сих пор находят широкое применение вследствие сравнительной
простоты конструкции и отработанной технологии получения резьбы. С целью
повышения КПД в передачах винт—гайка
скольжения используют резьбы, имеющие пониженный приведенный коэффициент
трения. К ним относятся трапецеидальные и упорные резьбы с углами рабочего
профиля соответственно 15 и 3°. Трапецеидальная резьба в основном диапазоне
диаметров бывает мелкая, средняя и крупная. В передачах используют
в основном среднюю резьбу. Мелкую резьбу применяют в механизмах, где
требуется повышенная точность перемещений, например в микрометрах, крупную —
когда передача плохо защищена от пыли и грязи и подвержена износу. Упорные резьбы применяют, когда
на передачу действует односторонняя нагрузка, например
в нажимных устройствах
прокатных станов.
В
паре винт—гайка скольжения для повышения износостойкости
и снижения склонности к заеданию
материал одной из деталей должен быть антифрикционным. Поэтому обычно
используют стальные винты в сочетании с бронзовыми, реже чугунными гайками. Для
изготовления винтов применяют стали 45, 50 улучшенные, стали
65Г, 40Х с
закалкой и последующей шлифовкой, стали 40ХФА,
18ХГТ с азотированием для уменьшения искажения
формы и размеров винтов в результате закалки. Гайки выполняют из оловянистых
бронз, например БрО10Ф1, в менее ответственных конструкциях из безоловянистого
сплава ЦАМ 10-5, а при малых скоростях скольжения и нагрузках используют
антифрикционный чугун.
Основной
причиной отказа передач винт-гайка является износ резьбы. Для обеспечения
сопротивления изнашиванию ограничивают давление в резьбе
где F – осевая сила, d2 – средний
диаметр резьбы, H1 – рабочая высота профиля, z=Hг/P – число витков резьбы, приходящаяся
на высоту гайки.
Эта
формула неудобна для практического использования, т.к. резьбы геометрически
подобны, то вводят коэффициенты (рабочей высоты винта) и (высоты гайки).