Шариковая винтовая передача

Одной из достаточно широко распространенных разновидностей кинематических передач, построенных по схеме «винт-гайка», является шариковая винтовая передача (сокращенно – ШВП). Ее отличительной чертой является то, что в ней имеются промежуточные тела качения.

Шариковая винтовая передача лишена многих недостатков, которые присущи другим разновидностям механизмов типа «винт-гайка» (высокие потери на трение, низкий коэффициент полезного действия и т.п.), и в то же время обладает всеми их несомненными преимуществами.

В шариковой винтовой передаче в гайке и на винте, а точнее – на витках их резьб, для обеспечения качения расположенных между ними шариков выполнены канавки, которые имеют криволинейный профиль.

Достоинства и недостатки ШВП

Главными преимуществами шариковых винтовых передач являются совсем небольшие потери на трение; наличие возможности создавать значительные осевые силы; большой ресурс; высокая несущая способность при малых габаритах; достижение высокой точности поступательного перемещения.

К основным минусам ШВП следует причислить необходимость хорошо защищать элементы передачи от загрязнений; потребность в высокоточном оборудовании для изготовления её элементов; сложную конструкцию самой гайки.

Устройство и принцип работы

В ШВП передаче вращение винта приводит в движение шарики, которые катятся по своим канавкам, увлекая за собой гайку. После того, как они выпадают из резьбы, происходит их откат в исходное положение по специальному каналу, называемому каналом возврата. Получается, что шарики перемещаются внутри гайки по замкнутому контуру. Самой распространенной конструкцией ШВП является такая, в которой два соседних витка соединены между собой каналом возврата.

Весьма распространены также и так называемые трехконтурные гайки, чаще всего используемые в станкостроении. В конструкции шариковых винтовых передач имеется овальное окно, в которое вставляется специальный вкладыш со сделанным в нем перепускным каналом, а в трехконтурных таковых насчитывается, как нетрудно догадаться, три, причем они смещены по длине гайки на один шаг резьбы, а по отношению друг к другу расположены под углом 120°. В итоге в таких гайках все шарики делятся на три группы, которые независимы друг от друга. Когда передача функционирует, шарики каждой из них проделывают путь длиной в один виток и возвращаются обратно, причем по собственным перепускным каналам.

Шариковые винтовые передачи по критерию способа производства подразделяются на шлифованные и катаные. Первые изготавливаются с применением технологии многоступенчатого шлифования, а вторые – проката. Стоимость шлифованных ШВП механизмов существенно выше, чем катаных, зато они отличаются гораздо более высокой точностью.

Область применения ШВП

Эти передачи активно используются в конструкции различных механизмов и узлов высокопроизводительного инновационного деревообрабатывающего и металлорежущего оборудования.

ШВП часто можно встретить в высокоточных автоматизированных производственных комплексах, системах слежения, механизмах точного позиционирования, современном медицинском оборудовании, на транспорте.

Благодаря таким своим положительным свойствам, как высокая точность, жесткость, отсутствие осевых люфтов, долговечность, способность выдерживать большие нагрузки, высокий КПД шариковые винтовые передачи получают все большее распространение.