Винт-гайка. 
Основные элементы передаточных устройств

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.

Устройство и назначение передач «винт-гайка» .

Во многих приводах машин и оборудования используется преобразование вращательного движения в поступательное. Это относится к таким распространенным приводам, как приводы подач станков и роботов, измерительных машин, сканирующих столиков, регулировки клапанов и задвижек, различных мехатронных устройств и т. д. Требуемые линейные перемещения — от миллиметров до десятков метров, усилия — от единиц ньютонов до тысяч килоньютонов.

Различают два типа передач винт-гайка: передачи трения скольжения или винтовые пары трения скольжения; передачи трения качения или шариковинтовые пары. Для преобразования вращательного движения в поступательное наиболее широко используются передачи винт — гайка. Передачи винт — гайка являются изделиями общемашиностроительного применения, и их качество непосредственно сказывается на качестве машин и оборудования, в состав которых они входят.

Передача винт-гайка (рис.1) состоит из винта 1 и гайки 2, соприкасающихся винтовыми поверхностями.

Передача винт-гайка предназначена для преобразования вращательного движения в поступательное. При этом вращение закрепленной от осевых перемещений гайки вызывает поступательное перемещение винта, или вращение закрепленного от осевых перемещений винта приводит к поступательному перемещению гайки. Когда угол подъема больше угла трения, эту передачу можно использовать для преобразования поступательного движения во вращательное.

В шариковинтовых передачах при вращении винта шарики вовлекаются в движение по винтовым канавкам (см. рис.2), поступательно перемещают гайку и через перепускной канал возвращаются обратно. Перепускной канал выполняют между соседними или между первым и последним витками гайки. Таким образом, перемещение шариков происходит по замкнутой внутри гайки траектории.

Рис. 2. Передача винт-гайка с трением качения

В зависимости от назначения передачи винты бывают:

грузовые, применяемые для создания больших осевых сил. При знакопеременной нагрузке имеют трапецеидальную резьбу, при большой односторонней нагрузке — упорную.

ходовые, применяемые для перемещений в механизмах подачи. Для снижения потерь на трение применяют преимущественно трапецеидальную многозаходную резьбу.

установочные, применяемые для точных перемещений и регулировок. Имеют метрическую резьбу. Для обеспечения безлюфтовой передачи гайки делают сдвоенными.

Достоинства и недостатки передачи винт-гайка скольжения Основные достоинства:

• 1. возможность получения большого выигрыша в силе;
• 2. высокая точность перемещения и возможность получения медленного движения;
• 3. плавность и бесшумность работы;
• 4. большая несущая способность при малых габаритных размерах;
• 5. простота конструкции.

Недостатки передач винт-гайка скольжения:

• 1. большие потери на трение и низкий КПД;
• 2. затруднительность применения при больших частотах вращения.

Достоинства и недостатки шариковинтовой передачи Основные достоинства:

• 1. малые потери на трение. КПД передачи достигает 0,9 и выше;
• 2. высокая несущая способность при малых габаритах;
• 3. низкий приведенный коэффициент трения покоя и высокая кинематическая чувствительность (возможность получения малых и точных перемещений);
• 4. отсутствие осевого и радиального зазоров;
• 5. надежная работа в широком диапазоне температур в вакууме;
• 6. малый износ рабочих поверхностей винта и гайки, обеспечивающий высокую точность и равномерность поступательного движения;
• 7. высокий ресурс.

Недостатки.

• 1. Требование высокой точности изготовления, сложность конструкции гайки.
• 2. Относительная сложность и трудоемкость изготовления
• 3. Требование хорошей защиты передачи от загрязнений.

Применение передачи «винт-гайка»

Наиболее характерными областями применения передачи винт — гайка являются:

поднятие грузов (домкраты);

нагружение в испытательных машинах;

осуществление рабочего процесса в станках управление оперением самолетов (закрылки, руки направления и высоты, механизмы выпуска шасси и изменения стреловидности крыла);

перемещение рабочих органов робота;

точные делительные перемещения (в измерительных механизмах и станках).