На главную
Справочник конструктораполезный сайт для инженера-машиностроителя


СПРАВОЧНИК

МЕНЮ

Винтовые передачи

  Профиль резьбы. Основные параметры полукруглого профиля резьбы (рис. 1, а):
R
=(0,515...0,525) Dω, - радиус канавок;
α=45° - угол контакта шариков;
ψ=arctg [Pz /(πdo)] - угол подъема резьбы
(здесь z - число заходов резьбы).
  На рис. 1, б показан в нормальном сечении профиль резьбы винта с разгрузочной канавкой, а в табл. 1 приведены размеры разгрузочных канавок по ОСТ 2 Р31-5-89.
  ШВП с предварительным натягом. С целью устранения осевого зазора в сопряжении винт-гайка и повышения тем самым осевой жесткости и точности перемещения ведомого элемента ШВП собирают с предварительным натягом.
  Для передачи с полукруглым профилем резьбы натяг создают установкой двух гаек с последующим относительным их осевым смещением. Относительное смещение гаек осуществляют установкой прокладок между ними или их относительным угловым поворотом.
  Профиль резьбы и конструкцию гайки (канал возврата шариков, регулирование натяга и т.д.) определяет завод-изготовитель.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И РАЗМЕРЫ

  Шариковые винтовые передачи применяют в широком диапазоне размеров (табл. 2).

2. Типоразмеры шариковых винтовых передач по ГОСТ 25329-82

Номинальный диаметр do, мм

Номинальный шаг Р , мм

2,5*

3

4

5*

6

8

10*

12

16

20*

6

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

+

+

+

+

 

 

 

 

 

 

16

+

+

+

+

+

 

 

 

 

 

20

 

+

+

+

+

+

 

 

 

 

25

 

 

+

+

+

+

+

 

 

 

32

 

 

+

+

+

+

+

+

 

 

40

 

 

 

+

+

+

+

+

 

 

50

 

 

 

+

+

+

+

+

+

 

63

 

 

 

+

+

+

+

+

+

+

80

 

 

 

 

+

+

+

+

+

+

100

 

 

 

 

 

+

+

+

+

+

125

 

 

 

 

 

 

+

+

+

+

160

 

 

 

 

 

 

+

+

+

+

200

 

 

 

 

 

 

+

+

+

+

*Предпочтительные шаги.

  Технические условия на шариковинтовые передачи, применяемые в станкостроении, установлены ОСТ 2 Р31-5-89. Этот стандарт распространяется на ШВП, применяемые для комплектации металле- и деревообрабатывающих станков, промышленных роботов, кузнечно-прессового оборудования.
  Стандарт устанавливает основные размеры, основные параметры, комплектность, маркировку, порядок и состав приемосдаточных испытаний, упаковку, условия транспортирования и хранения, указания по эксплуатации и гарантии завода-изготовителя централизованно изготовляемых ШВП.
  В стандарте учтены требования ISO/DP 8931, ISO/DP 8932, ISO/DP 3408, ISO/DP 9783, ISO/DP 9784.
  Основные размеры ШВП приведены:
корпусных - в табл. 3, бескорпусных - в табл. 4. Размеры даны для трехконтурных гаек. Для гаек с иным числом контуров размеры должны быть пересчитаны.
  Корпусные передачи изготовляют в 4-х исполнениях:
  I - ШВП с одной или двумя гайками без корпуса;
  II - ШВП с двумя гайками в цилиндрическом корпусе, имеющем фланец;
  III - ШВП с двумя гайками в призматическом корпусе, имеющем сквозные крепежные отверстия;
  IV - ШВП с двумя гайками в призматическом корпусе, имеющем глухие резьбовые крепежные отверстия.
  Применение ШВП исполнения III является непредпочтительным.
  Бескорпусные ШВП рекомендуют применять при новом проектировании.

3. Основные размеры корпусных ШВП, мм

Номинальный диаметр do

Шаг резьбы Р

Диаметр шарика
Dw

Общая длина винта Lв, не более

Длина резьбы винта Lp,
не более

Диаметр опорных шеек d1, не более

25 32

5
 5

3,0 
3,0

710
 1000

630
 800

21,7 
28,7

40

5
 6
 10

3,0
 3,5
6,0

1200

1000

36,7 
36,2
33,7

50


10 
12

3,0 
6,0
 7,0

1500

1250

46,7 
43,7 
42,7

63

10

6,0

2500

2200

56,7

80

10 
20

6,0 
10,0

6000

3600

73,7 
69,7

100

10
20

6,0 
10,0

6000

4500

93,7
 89,7

4. Основные размеры бескорпусных ШВП, мм

Номинальный
 диаметр do

Шаг
 резьбы Р

Диаметр
 шарика  Dw

Номинальный
 диаметр  d0

Шаг резьбы Р

Диаметр 
шарика  Dw

16

2,5

1,5

50

10,0

6,0

25

5,0 
10,0

3,0
 6,0

63

10,0

6,0

80

10,0
 20,0

6,0
 10,0

32

5,0 
10,0

3,0 
6,0

100

10,0 
20,0

6,0 
10,0

40

5,0 
10,0

3,0 
6,0

125

20,0

16,0

50

5,0

3,0

НОРМЫ ТОЧНОСТИ

По точностным параметрам ШВП разделяют на позиционные и транспортные (ОСТ 2 Р31-7-88). Позиционные ШВП позволяют произвести косвенное измерение осевого перемещения в зависимости от угла поворота и хода резьбы винта. В транспортных ШВП перемещения измеряют прямым методом с помощью отдельной измерительной системы, не зависящей от угла поворота винта.
  Классы кинематической и геометрической точности ШВП должны соответствовать ОСТ 2 РЗ 1-4-88. Согласно этому стандарту установлены классы точности для позиционных (П) и транспортных (Т) ШВП соответственно: П1, ПЗ, П5, П7 и Т1, ТЗ, Т5, Т7, Т9. Т10.
  Кинематическую точность ШВП характеризуют кинематической погрешностью винтовой пары - разностью между действительным и номинальным осевыми перемещениями одной из сопряженных деталей винтовой пары в их относительном движении. Под наибольшей кинематической погрешностью понимают наибольшую алгебраическую разность значений кинематической погрешности винтовой пары в пределах заданной длины осевого перемещения.
  Зависимость кинематической погрешности винтовой пары от номинального осевого перемещения представлена на рис. 2. Отклонение кинематической погрешности на всей измеряемой длине lи резьбы не должно превышать допускаемого значения еp.
  В качестве других нормируемых показателей кинематической точности приняты:
  Vир - ширина полосы колебаний кинематической погрешности на измеряемой длине lи резьбы;

Рис.2

  V300р - ширина полосы колебаний кинематической погрешности в пределах 300 мм измеряемой длины резьбы;
  V2πр - ширина полосы отклонения пульсаций кинематической погрешности в пределах одного оборота, т.е. в пределах хода Рh резьбы.
  Допускаемые значения нормируемых показателей (табл. 5 и 6) регламентированы ОСТ 2 РЗ1-4-88, в котором учтены требования ИСО.
  Внутризаводские приемосдаточные нормы кинематической точности (ОСТ 2 Р31-5-89). Ширина полосы колебаний отклонения действительного перемещения от номинального, оцениваемая параметром Vир, для позиционных ШВП на всей измеряемой длине lи резьбы по
внутризаводским приемосдаточным нормам кинематической точности должна быть не более значений, указанных в табл. 7.
  Внутризаводские приемосдаточные нормы точности на внутришаговое отклонение V2πр не подлежат ужесточению, так как они находятся на уровне лучших мировых стандартов и на пределе возможностей технических измерений.

5. Допускаемые значения показателей V300р и V2πр, мм

Показатель

Класс точности

П1,Т1

ПЗ,ТЗ

П5.Т5

П7,Т7

Т9

Т10

V300р

0,006

0,012

0,023

0,052

0,100

0,210

V2πр

0,004

0,006

0,008

0,012

-

-

6. Допускаемые значения показателей ep и Vиp кинематической точности, мм

Измеряемая
длина lи, мм

Класс точности

П1

ПЗ

П5

П7

Св.

До

еp

Vир

еp

Vир

еp

Vир

еp

Vир

315

0,006

0,006

0,012

0,012

0,023

0,023

0,052

0,052

315

400

0,007

0,006

0,013

0,012

0,025

0,025

0,056

0,055

400

500

0,008

0,007

0,015

0,013

0,027

0,026

0,062

0,058

500

630

0,009

0,007

0,016

0,014

0,030

0,029

0,070

0,062

630

800

0,010

0,008

0,018

0,016

0,035

0,031

0,079

0,068

800

1000

0,011

0,009

0,021

0,017

0,040

0,035

0,091

0,074

1000

1250

0,013

0,010

0,024

0,019

0,046

0,039

0,105

0,082

1250

1600

0,015

0,011

0,029

0,022

0,054

0,044

0,124

0,093

1600

2000

0,018

0,013

0,035

0,025

0,065

0,051

0,148

0,106

2000

2500

0,022

0,015

0,041

0,029

0,077

0,059

0,176

0,123

2500

3150

0,026

0,017

0,050

0,034

0,093

0,069

0,213

0,143

3150

4000

0,032

0,021

0,062

0,041

0,115

0,082

0,261

0,170

4000

5000

0,076

0,049

0,140

0,099

0,320

0,203

5000

6300

-

-

-

0,170

0,110

0,393

0,244

6300

8000

0,473

0,298

  Примечание. Для транспортных ШВП всех классов точности значения Vир не регламентируют, а значение еp =2 lи V300p /300.

7. Нормы кинематической точности, мм

Измеряемая
длина lи

Vир  для классов точности

по ОСТ 2 РЗ1-4-88

приемосдаточные

Св.

До

П1

П3

П5

П1

П3

П5

 

315

0,006

0,012

0,023

0,005

0,008

0,018

315

400

0,006

0,012

0,025

0,005

0,010

0,020

400

500

0,007

0,013

0,026

0,005

0,010

0,020

500

630

0,007

0,014

0,029

0,006

0,012

0,023

630

800

0,008

0,016

0,031

0,007

0,013

0,025

800

1000

0,009

0,017

0,035

0,008

0,015

0,027

1000

1250

0,010

0,019

0,039

0,009

0,016

0,030

1250

1600

0,011

0,022

0,044

0,010

0,018

0,035

1600

2000

0,013

0,025

0,051

0,011

0,021

0,040

2000

2500

0,015

0,029

0,059

0,013

0,024

0,046

2500

3150

0,017

0,034

0,069

0,015

0,029

0,054

3150

4000

0,021

0,041

0,082

0,018

0,035

0,065

4000

5000

-

0,049

0,099

-

0,041

0,077

5000

6300

0,119

0,093

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ШВП

  Согласно ОСТ 2 Р31-5-89 качество материалов, обработки и сборки ШВП должно соответствовать ГОСТ 7599-82, а для поставок на экспорт - 
ОСТ2 Н06-1-86.
  Радиальный зазор между винтом и гайкой до создания преднатяга для ШВП с полукруглым профилем должен соответствовать значениям, приведенным в табл. 8.
  Радиальный зазор измеряют при смещении собранной гайки в радиальном направлении под действием силы, превышающей силу тяжести гайки в 1,5-2 раза. Измерительный наконечник индикатора должен касаться наружной поверхности гайки.

8. Радиальный зазор ШВП до создания преднатяга

Номинальный
 диаметр d0, мм

Шаг резьбы Р , мм

Радиальный зазор, мм

максимальный

минимальный

16

2,5

0,020/-

0,056/-

25

5,0

0,093/0,107

0,067/0,073

25

10,0

0,170/0,170

0,110/0,113

32

5,0

0,096/0,110

0,064/0,075

32

10,0

0,170/0,171

0,110/0,112

40

5,0

0,096/0,110

0,064/0,072

40

6,0

0,101/0,113

0,059/0,065

40

10,0

0,161/0,173

0,119/0,126

50

5,0

0,101/0,110

0,059/0,061

50

10,0

0,163/0,175

0,117/0,125

50

12,0

0,183/0,197

0,137/0,146

63

10,0

0,165/0,177

0,115/0,123

80

10,0

0,167/0,179

0,113/0,121

80

20,0

0,247/0,273

0,193/0,211

100

10,0

0,170/0,192

0,110/0,118

100

20,0

0,250/0,276

0,180/0,198

125

20,0

0,422/0,430

0,338/0,350

  Примечание. В знаменателе приведены значения радиального зазора для винтов с разгрузочными канавками (рис. 1,6).
  Осевая жесткость. Под осевой жесткостью понимают отношение действующей на передачу осевой силы, приложенной к гаечной группе, к ее осевому перемещению относительно винта при условии, что винт не проворачивается.
  Значения осевой жесткости должны быть не менее значений, приведенных в табл. 9 и 10.
  При измерении жесткости корпус гаечной группы и винт удерживают от проворота. На винте закрепляют измерительное приспособление, позволяющее одновременно производить измерения смещения корпуса (гайки) относительно винта в трех равномерно расположенных по окружности точках при помощи датчиков линейного перемещения. К винту прикладывают осевую силу F . Значения силы F , прикладываемой к винту при определении осевой жесткости, приведены в табл. 11.
  Грузоподъемность. Значения динамической Сa и статической С0a грузоподъемностей, а также минимальные и максимальные значения момента Тхх холостого хода ШВП приведены в табл. 12.
  Шариковинтовые передачи характеризуются базовой статической осевой С0a и базовой динамической осевой Сa грузоподъемностью.
  Базовая статическая осевая грузоподъемность С0a - статическая осевая сила (Н), которая вызывает общую остаточную пластическую деформацию шарика, канавок винта и гайки, равную 0,0001 диаметра шарика.

9. Осевая жесткость корпусных ШВП

Номинальный 
диаметр d0, мм

Шаг резьбы Р,
мм

Жесткость для классов точности, Н/мкм

П1
Т1

ПЗ 
ТЗ

П5
 Т5

П7
Т7

-
Т9

-
Т10

25
32

5
5

500
700

460
650

420
590

400
560

-

40

5
6
10

950
830
740

880
770
680

800
705
620

760
660
590

-
-
-

-
-
-

50

5
10
12

1250
1000
900

1150
920
825

1050
840
750

990
800
705

-
-
-

-
-
-

63

10

1350

1260

1150

1100

-

-

80

10
20

1700
1450

1570
1360

1430
1240

1350
1180

-
-

-
-

100

10
20

2200
2100

2040
1950

1860
1780

1770
1700

-
-

-
-

  Примечания: 1. Жесткость для классов точности Т9 и Т10 не регламентируют. 
  2. Для исполнения с одной гайкой жесткость не регламентируют, с двумя - согласно приведенным в таблице значениям (при этом гайки заключают в технологический корпус).

10. Осевая жесткость бескорпусных ШВП

Номинальный диаметр d0, мм

Шаг резьбы Р,
мм

Жесткость для классов точности, Н/мкм

П1 
Т1

ПЗ
 ТЗ

П5
Т5

П7
Т7

-
Т9

-
Т10

16

2,5

230

215

200

190

-

-

25


10

560 
460

540
440

490
 400

460 
380

-
-

-
-

32


10

760 
610

730 
590

665
535

630
 500

-
-

-
-

40

5
 10

1050
 820

1000
 780

950
 715

900
 680

-
-

-
-

50

5
 10

1250 
1100

1200
 1050

1100
 980

1050
 930

-
-

-
-

63

10

1550

1500

1370

1300

-

-

80

10
 20

1900
 1650

1800
 1580

1650
 1440

1570 
1370

-
-

-
-

100

10
 20

2450
 2350

2350 
2250

2150
 2075

2050
 1970

-
-

-
-

125

20

2850

2750

2525

2400

  Примечание. Жесткость для классов точности Т9 и Т10 не регламентируют.

11. Значения осевой силы F при определении жесткости ШВП

Типоразмер d0 x P , мм

F, кН

Типоразмер d0 x P , мм

F, кH

16х2,5

0,5

50х10

3,75

25х5

1,6

50х12

6,9

25х10

3,0

63х10

7,5

32х5

2,3

80х10

9,15

32х10

2,5

80х20

12,0

40х5

4,6

100х10

15,0

40х6

3,0

100х20

25,95

40х10

3,25

125х20

40,0

50х5

4,85

12. Основные характеристики ШВП

Типоразмер 
d0 x P , мм

Грузоподъемность, Н

Тхх , Н м

статическая С0а

динамическая Са

min

max

16х2,5

9600

5000

0,05

0,20

25х5

28100

16580

0,08

0,32

25х10

48800

46400

0,11

0,35

32х5

37500

17710

0,18

0,56

32х10

65000

49800

0,22

0,60

40х5

49400

19170

0,30

0,84

40х6

56400

23700

0,32

0,83

40х10

85900

54700

0,45

0,95

50х5

62800

20640

0,50

1,35

50х10

112500

57750

0,48

1,23

50х12

119900

65400

0,49

1,09

63х10

149700

62030

0,75

2,03

80х10

197700

66880

1,23

3,25

80х20

297600

143400

2,30

3,88

100х10

251100

71840

2,04

5,20

100х20

386400

151800

2,75

5,23

125х20

729000

278000

2,80

5,50

  Примечание. Приведенные значения для корпусных ШВП соответствуют исполнениям II, III и IV.
  Базовая динамическая осевая грузоподъемность Са - осевая сила (Н), которую шариковинтовая передача может воспринимать при базовой долговечности, составляющей 1 миллион оборотов винта.
  Базовые грузоподъемности соответствуют передаче, выполненной из обычно применяемых сталей [1, 3]. При отличии свойств материала от обычных, а также в зависимости от класса точности, твердости рабочих поверхностей и др. вычисляют значение скорректированной статической С0ар и скорректированной динамической Сар грузоподъемности:
  С0ар = K0С0а и Сар=KСa ,
где Ко и К - корректирующие коэффициенты (см. с. 798).
  Момент холостого хода замеряют в контролируемой передаче, установленной в центрах стенда, при вращении винта с частотой 100 мин-1.
  Все параметры в табл. 9-12 указаны для ШВП с трехконтурными гайками. Для ШВП, имеющих гайки с количеством контуров 1, 2, 4, 5 или 6 значения осевой жесткости, статической грузоподъемности должны быть уменьшены в 3; 1,5; 0,75; 0,6 или 0,5 раза соответственно. Значения динамической грузоподъемности должны быть уменьшены в 2,57; 1,42; 0,78; 0,64 или 0,55 раза соответственно.
  В ШВП с вкладышами, установленными в окна гаек с помощью элементов ориентации, совмещающими канал возврата с резьбой гайки в зоне контакта шариков с гайкой, динамическая грузоподъемность выше в 1,02 раза, а долговечность - 1,06 раза.
  Значения критической осевой силы должны соответствовать ОСТ 2 Н62-6-85.
  ШВП с предварительным натягом. С целью устранения осевого зазора в сопряжении винт-гайка и повышения тем самым осевой жесткости и точности перемещения ведомого элемента ШВП собирают с предварительным натягом.
  Передачи, применяемые в станкостроении, выполняют с натягом; они состоят из двух гаек, каждая из которых имеет по три рабочих витка. Перепускные каналы в специальных вкладышах соединяют два соседних витка. Шарики в этом случае разделены на три циркулирующие группы.
  Профиль резьбы - полукруглый. Натяг создают относительным осевым смещением гаек, которое осуществляют установкой .прокладок между ними или их относительным угловым поворотом. В последнем случае соединение гаек с корпусом выполняют зубчатыми муфтами, у которых наружные зубья нарезаны на фланцах гаек, а внутренние - на корпусе. Числа зубьев муфт отличаются на единицу, что позволяет поворачивать гайку одну относительно другой на малый угол, осуществляя осевое смещение на очень малую величину.
  Если число зубьев на фланце одной из гаек z , а на фланце другой (z +1), то поворот обеих гаек в одну сторону на k зубьев приводит при шаге Р
к их осевому смещению на
Δ = Pk / [z(z + 1)]
  Например, при z =92, P=10 мм и k =1 имеем Δ =1,2 мкм.
  Поворот гаек выполняют вне винта на специальной оправке - трубе с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру резьбы винта по впадинам, после чего гайки вместе с корпусом навинчивают на винт.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

  Технические требования на основные детали шариковинтовых передач, применяемых в станкостроении, установлены ОСТ 2 Р31-5-89 (табл. 13). Нормы точности винта - по ОСТ2 Р31-4-88.

13. Технические требования на основные детали ШВП

Наименование
детали

Материал

Твердость
 рабочих 
поверхностей 
HRCэ,

Параметр Ra, мкм, <


Справочник конструктора - Все что нужно любому конструктору! ©2008-2017