устройство для поступательного перемещения подвижного органа

Формула изобретения

Устройство для поступательного перемещения подвижного органа, взаимодействующего по меньшей мере с одной прямолинейной направляющей, содержащее винтовую пару, гайка которой вставлена в сквозное радиальное цилиндрическое отверстие промежуточного цилиндра и выполнена в виде цилиндра с радиальным резьбовым отверстием с возможностью поворота относительно оси указанного отверстия промежуточного цилиндра, при этом промежуточный цилиндр установлен в цилиндрической расточке подвижного органа, ось которой перпендикулярна направлению перемещения подвижного органа, и выполнен с возможностью смещения вдоль оси цилиндрической расточки и поворота относительно нее, отличающееся тем, что гайка выполнена с возможностью смещения вдоль оси отверстия промежуточного цилиндра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к передачам, содержащим винтовой механизм (более конкретно - передачу винт-гайка с ведущим винтом и ведомой гайкой) и предназначенным для прямолинейного перемещения подвижного органа по направляющим. Изобретение может быть использовано в различных машинах (например, в грузоподъемных устройствах, механизмах подачи станков и т.п.) и приборах преимущественно в составе силового или отсчетно-силового механизма.

Перекосы и смещения деталей передачи, возможные из-за неточностей изготовления и монтажа, а также за счет эксцентричного (по отношению к оси винта) приложения нагрузки к гайке, вызывают необходимость предусматривать свободу самоустанавливаемости гайки, обеспечивающей снижение сил вредного сопротивления, возникающих при работе устройства.

Из описания изобретения "Устройство для передачи движения подвижному органу" (патент РФ №2093337, МПК⁶ В23Q 5/56, опубл. 20.10.1997, бюл. №29) известна передача, содержащая пару винт-гайка, у которой гайка, выполненная в виде цилиндра с радиально расположенным резьбовым отверстием и сферическими элементами на ее концах, смонтирована (вставлена) в сквозном радиальном цилиндрическом отверстии промежуточного цилиндра, установленного в цилиндрической расточке подвижного органа, с возможностью скольжения сферических элементов гайки относительно поверхности цилиндрической расточки подвижного органа. При этом ось цилиндрической расточки подвижного органа перпендикулярна требуемому направлению перемещения подвижного органа, гайка выполнена с возможностью поворота относительно оси сквозного радиального отверстия промежуточного цилиндра, а промежуточный цилиндр выполнен с возможностью смещения вдоль оси цилиндрической расточки подвижного органа и с возможностью поворота относительно той же оси.

Недостаток данного устройства заключается в том, что реализуемое с его помощью прямолинейное движение подвижного органа (например, по цилиндрической направляющей) может сопровождаться поворотом подвижного органа относительно оси направляющей, что не всегда допустимо.

Задача, решаемая изобретением, состоит в сохранении работоспособности передачи (в частности, в сохранении ее износостойкости) при непараллельности продольной оси винта требуемому направлению перемещения подвижного органа в том случае, когда подвижный орган должен совершать поступательное движение, взаимодействуя по меньшей мере с одной прямолинейной направляющей.

Изобретение обеспечивает следующие, в частности, технические результаты:

во-первых, предотвращение зажима винта гайкой,

во-вторых, уменьшение среднего контактного напряжения (среднего давления) на рабочих поверхностях витков резьбы и гайки,

в-третьих, снижение вращающего момента, прилагаемого к ведущему винту передачи винт-гайка.

Сущность изобретения заключается в следующем. Устройство для поступательного перемещения подвижного органа, взаимодействующего по меньшей мере с одной прямолинейной направляющей, содержит винтовую пару, у которой гайка, вставленная в сквозное радиальное цилиндрическое отверстие промежуточного цилиндра, выполнена в виде цилиндра с радиальным резьбовым отверстием с возможностью поворота относительно оси указанного отверстия промежуточного цилиндра, причем промежуточный цилиндр, установленный в цилиндрической расточке подвижного органа, ось которой перпендикулярна требуемому направлению перемещения подвижного органа, выполнен с возможностью смещения вдоль оси указанной цилиндрической расточки и с возможностью поворота относительно той же оси. В отличие от прототипа гайка выполнена с возможностью смещения вдоль оси указанного радиального отверстия промежуточного цилиндра.

Изобретение (в частном выполнении с винтовой передачей скольжения и с одной направляющей прямоугольного сечения) поясняется чертежами:

фиг.1 - продольный разрез устройства;

фиг.2 - разрез по А-А.

Устройство для поступательного перемещения подвижного органа 1, взаимодействующего с прямолинейной направляющей 2, содержит винт 4 и гайку 5, образующие винтовую пару, и промежуточный цилиндр 9. Винт 4 (ведущий элемент винтового механизма) связан с основанием 3, на котором закреплена направляющая 2.

Гайка 5 (ведомый элемент винтового механизма) выполнена в виде цилиндра с торцевыми элементами 7. Расположенное радиально (по отношению к цилиндрической части гайки 5) резьбовое отверстие 6 предназначено для взаимодействия с винтом 4.

Гайка 5, вставленная в сквозное радиальное цилиндрическое отверстие 8 промежуточного цилиндра 9, выполнена с возможностью поворота относительно продольной оси отверстия 8, а также с возможностью смещения вдоль той же оси в пределах зазоров между элементами 7 и поверхностью цилиндрической расточки 10 подвижного органа 1. Суммарную величину этих зазоров определяют исходя из величины возможного смещения гайки 5 вдоль оси отверстия 8, требуемого в конкретных условиях работы передачи при непараллельности продольных осей винта 4 и направляющей 2 между собой.

Промежуточный цилиндр 9, установленный в цилиндрической расточке 10 подвижного органа 1, выполнен с возможностью смещения вдоль продольной оси расточки 10 и с возможностью поворота относительно той же оси, которая перпендикулярна требуемому направлению перемещения подвижного органа (в данном случае - продольной оси направляющей 2).

Устройство работает следующим образом. Вращая винт 4 (соответствующий привод на чертежах не показан), создают усилие, прилагаемое от цилиндрической части гайки 4 к промежуточному цилиндру 9 через цилиндрическую поверхность отверстия 8 и далее к подвижному органу 1 через промежуточный цилиндр 9 по поверхности цилиндрической расточки 10. В результате этого гайку 5 перемещают вдоль оси винта 4, а подвижный орган 1 - вдоль оси направляющей 2. В случае непараллельности продольных осей винта 4 и направляющей 2 между собой элементы устройства, выполненные так, как указано выше, при работе допускают возможность

- поворота гайки 5 относительно подвижного органа 1 вокруг продольной оси отверстия 8 промежуточного цилиндра 9;

- поворота промежуточного цилиндра 9 вместе с гайкой 5 относительно подвижного органа 1 вокруг продольной оси расточки 10;

- продольного смещения гайки 5 относительно подвижного органа 1 вдоль оси отверстия 8 промежуточного цилиндра 9;

- продольного смещения промежуточного цилиндра 9 вместе с гайкой 5 относительно подвижного органа 1 вдоль продольной оси расточки 10.

Указанные смещения элементов устройства обеспечивают самоустановку гайки 5 при поступательном перемещении подвижного органа 1 (в частности, исключают зажим винта 4 гайкой 5, уменьшают средние контактные напряжения на рабочих поверхностях витков резьбы и гайки). Отсутствие перекосов гайки 5 относительно винта 4 обеспечивает снижение вращающего момента, прилагаемого к винту 4.