В передачах винт — гайка качения на винте и в гайке выполнены винтовые канавки (резьба) полукруглого профиля, служащие дорожками качения для шариков (рис. 21.1). Такие передачи называют шариковинтовыми.
Достоинства шариковинтовой передачи. 1. Малые потери на трение. КПД передачи достигает 0,9 и выше. 2. Высокая несущая способность при малых габаритах. 3. Возможность получения малых и точных перемещений. 4. Большой ресурс.
Недостатки. 1. Требование высокой точности изготовления, сложность конструкции гайки. 2. Требование хорошей защиты передачи от загрязнений.
Применение. Шариковинтовые передачи применяют в механизмах точных перемещений, в следящих системах и в ответственных силовых передачах (станкостроение, робототехника, авиационная и космическая техника, атомная энергетика и др.).
При вращении винта шарики вовлекаются в движение по винтовым канавкам (рис. 21.1), поступательно перемещают гайку и через перепускной канал возвращаются обратно. Перепускной канал выполняют между соседними (см. рис. 21.1, о) или между первым и последним (рис. 21.1, б) витками гайки. Таким образом перемещение шариков происходит по замкнутой внутри гайки траектории.
Наиболее распространена передача, в которой канал возврата соединяет два соседних витка. Число рабочих витков в гайке г^б (большее число z применяют в тяжелонагруженных передачах).
В станкостроении применяют трехвитковые гайки (рис. 21.1, а). Перепускной канал выполняют в специальном вкладыше, который вставляют в овальное окно гайки. В трехвитковой гайке предусматривают три вкладыша, расположенные под углом 120° один к другому
и смещенные по длине гайки на один шаг резьбы по отношению друг к другу. Таким образом шарики в гайке разделены на три (по числу рабочих витков) независимые группы. При работе передачи шарики, пройдя по винтовой канавке на винте путь, равный длине одного витка, выкатываются из резьбы в перепускной канал вкладыша и возвращаются обратно в исходное положение на тот же виток гайки.
Полукруглый профиль резьбовой канавки винта и гайки выполняют радиусом на 3...5 % больше радиуса шариков (рис. 21.2, б), что создает четырехточечный контакт в винтовом канале передачи с углом а контакта шариков. Благодаря применению четырехточечного контакта зазоры в соединении винта с гайкой остаются постоянными независимо от направления действия осевой силы Fα и изменения ее величины.
Шариковинтовые передачи выполняют с одной или чаще с двумя гайками, установленными в одном корпусе 1 (рис. 21.2, а). В конструкциях
с двумя гайками наиболее просто исключить осевой зазор в сопряжении винт —гайка и тем самым повысить осевую жесткость передачи и точность перемещения. Устраняют осевой зазор и создают предварительный натяг путем относительного осевого (например, с помощью прокладок 2 на рис. 21.2, а) или углового смещения двух гаек.
Шариковинтовые передачи стандартизованы. В соответствии с допускаемыми значениями кинематической погрешности установлено 10 классов точности.
Для гаек применяют стали марок ХВГ, ШХ15, 18ХГТ. Винты изготовляют из сталей марок ХВГ, 8ХФ, 20ХЗМВФ. Рабочие поверхности закаливают до твердости Н>61 HRC. Шарики изготовляют из сталей марок ШХ15, ШХ20СГ.
Комплектность деталей передачи, принятую при заводской сборке (винт, гайка, шарики), нарушать не рекомендуется.
