Schraubengetriebe gehören zur Kategorie der mechanischen. Der Hauptzweck dieser Operation besteht darin, eine Rotationsbewegung in eine Translationsbewegung oder umgekehrt umzuwandeln. Diese Art der Übertragung besteht aus nur zwei Elementen - einer Schraube und einer Mutter.
Gerätebeschreibung
Wie bereits erwähnt, dient der Schraubenantrieb dazu, Bewegungen umzuwandeln. Die häufigsten Beispiele für die Verwendung dieses Systems waren solche Geräte wie Heber, Pressen, Metallschneidemaschinen, Walzwerke, Hebezeuge usw. Es ist auch erwähnenswert, dass dies alles Beispiele für die Umwandlung von Rotationsbewegungen in Translationsbewegungen sind. Für das umgekehrte Verfahren wird dieses Gerät jedoch sehr selten verwendet. Beispielsweise funktioniert der Mechanismus zum Bewegen des Films einer Kamera nach dem umgekehrten Prinzip der Bewegungsumwandlung.
Dieses System bietet mehrere Vorteile: geräuschloser Betrieb, sanftes Einrasten, einfaches Design, es kann eine große Kraft erzielt werden.
Allerdings gibt es auch eine Reihe von Nachteilen: Nicht selten klemmt das Schraubrad, und sein Wirkungsgrad, also der Wirkungsgrad, ist gering.
Gerät undArt
Derzeit gibt es zwei Haupteinheiten des Systems. Der erste Typ enthält eine feste Mutter und eine bewegliche Schraube, und der zweite Typ hat im Gegensatz dazu eine bewegliche Mutter und eine feste Schraube. Die erste Kategorie von Geräten umfasst Spindelhubgetriebe, und die zweite Gruppe wird beispielsweise in Gewindespindeln von Werkzeugmaschinen und anderen Geräten verwendet.
Es gibt auch verschiedene Arten von Schraubengetrieben:
- Schiebesystem.
- Ein Rollsystem, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Mutter Rillen hat, in denen Kugeln platziert werden.
- Planetenwälzgetriebe, die als vielversprechend gelten, da sie sich durch hohe Genauigkeit und Steifigkeit auszeichnen.
- Wellenartige Übertragung, zeichnet sich durch eher kleine Translationsbewegungen aus.
- Hydrostatisches Schraubengetriebe mit geringer Reibung, geringem Verschleiß und relativ hoher Genauigkeit.
Schnitzen und Rechnen
Außerdem gibt es mehrere Arten von Systemen, es gibt auch mehrere Arten von Gewinden für Mutter und Schraube. Wenn es notwendig ist, die geringste Reibung zwischen den Teilen sicherzustellen, wird eine rechteckige Ansicht verwendet. Allerdings ist hier sehr wichtig anzumerken, dass die Herstellbarkeit dieser Verbindungsart eher gering ist. Mit anderen Worten, es ist unmöglich, ein solches Gewinde auf einer Gewindefräsmaschine zu schneiden. Wenn wir die Stärke von rechteckigen und trapezförmigen Gewinden vergleichen, verliert das erste erheblich. Aus diesem Grund ist die Verbreitung und Verwendung von Rechteckgewinden in Gewindetrieben stark eingeschränkt.
Aus diesen Gründen ist der Haupttyp, der für die Vorrichtung von Übertragungsschrauben verwendet wird, Trapezgewinde geworden. Dieser Typ hat drei Arten von Stufen – klein, mittel, groß. Am beliebtesten ist das System mit mittlerer Tonhöhe.
Die Berechnung des Schneckengetriebes reduziert sich auf die Berechnung der Getriebeübersetzung. Die Formel sieht so aus: U=C/L=pd/pK. C ist der Umfang, L ist die Steigung der Schraube, p ist die Steigung der Schraube, K ist die Anzahl der Umdrehungen der Schraube.
Kugelgewindetrieb (BSC)
Kugelumlaufspindel - dies ist eine der Varianten des Linearantriebs, der auch dazu dient, eine Rotationsbewegung in eine Translation umzuwandeln. Allerdings gibt es hier einen Unterschied, dass sich diese Art von System durch sehr geringe Reibung auszeichnet.
Die Rolle der Schraube in solchen Systemen übernimmt die Welle, die normalerweise aus sehr starkem Stahl besteht. Auf seiner Oberfläche hat dieses Gerät Laufbänder mit einer bestimmten Form. Es ist ein solches Gerät, das mit der Nuss interagieren kann. Allerdings erfolgt ihre Arbeit nicht direkt, wie bei einem herkömmlichen Schraubengetriebe, sondern über kleine Kugeln. Es nutzt das Prinzip der Rollreibung.
Dieses Interaktionsprinzip bietet einen sehr hohen Leistungskoeffizienten (COP) sowie hohe Überlasteigenschaften.
Anwendung und Entwicklung von Kugelgewindetrieben
Kugelumlaufspindeln werden am häufigsten in der Industrie wie dem Flugzeugbau und in der Raketenwissenschaft zum Bewegen von Rudern verwendetOberflächen in Fahrzeugen. Das breiteste Einsatzspektrum eines solchen Systems ist in der Feinwerktechnik, insbesondere bei CNC-Maschinen, zu beobachten.
Die Geschichte dieser Schraube ist ziemlich ungewöhnlich, da die allererste allergenaueste Kugelschraube unter Verwendung einer konventionellen Schraube mit geringer Präzision erh alten wurde. Das Gerät hatte folgendes Aussehen: Eine kleine Struktur aus mehreren Muttern, die durch eine Feder gespannt wurden, wurde auf die Schraube montiert, wonach sie über die gesamte Länge geläppt wurde.
Es wurde möglich, die Steigungsfehler sowohl der Schraube als auch der Mutter zu mitteln, indem die Elemente entlang der Basis verschoben und die Spannungsrichtung geändert wurden.
Kugelgewindetriebe verwenden
Um eine lange Lebensdauer des Kugelgewindetriebs zu erreichen, müssen die Betriebsregeln dieses Systems eingeh alten werden. Damit alle Anzeigen einschließlich der Genauigkeit auf dem richtigen Niveau geh alten werden können, ist es sehr wichtig, die Sauberkeit des Arbeitsbereichs des Geräts zu überwachen. Der Betriebsdampf darf keinen abrasiven Partikeln wie Staub, Spänen usw. ausgesetzt werden.
Meistens werden solche Probleme durch Anbringen eines Wellschutzes aus Gummi- oder Polymermaterialien an der Schraube mit der Mutter gelöst. Dadurch wird die Möglichkeit einer Kontamination vollständig ausgeschlossen. Wenn das System im offenen Modus arbeitet, kann dieses Problem auf andere Weise gelöst werden. In solchen Fällen wird ein Kompressor installiert, der dem Arbeitsdampf gereinigte Luft unter hohem Druck zuführt.
WeilDa das System nach dem Prinzip der Rollreibung arbeitet, ist eine Vorspannung möglich, wodurch unnötiges Getriebespiel beseitigt werden kann. Spiel ist die Lücke, die sich zwischen Rotations- und Translationsbewegung in dem Moment bildet, in dem sie ihre Richtung ändert.
Übertragungsqualität
Wie jedes andere System hat auch dieses seine Vor- und Nachteile.
Zu den Nachteilen des Geräts gehört, dass bei zu großem Betätigungswinkel des Kugelgewindetriebs die Möglichkeit einer Rückübertragung besteht. Dies geschieht, weil zu wenig Reibung vorhanden ist, sodass die Mutter beim Anheben nicht blockiert. Es wandelt lineare Kraft in Drehmoment um. Darüber hinaus wird die Verwendung solcher Übertragungssysteme auf Handheld-Geräten nicht empfohlen.
Der Vorteil liegt darin, dass durch den geringen Reibungsanteil eine geringe Verlustleistung entsteht, was wiederum die Effizienz des Gesamtsystems stark erhöht. Nach diesem Indikator ist die Kugelumlaufspindel jedem anderen Analogon des Getriebes überlegen, das an der Umwandlung der Drehbewegung in eine Translation beteiligt ist. Der maximale Wirkungsgrad für die gängigsten Kugelgewindetriebe liegt bei über 90 %. Nehmen wir zum Vergleich an, dass die nächstliegenden metrischen oder Schrägstirnräder einen maximalen Wirkungsgrad von 50 % haben.
Der praktisch schlupffreie Kugelgewindetrieb wirkt sich positiv auf die Lebensdauer des Kugelgewindetriebs und auf die Wirtschaftlichkeit aus, da Stillstandszeiten für Reparaturen, Schmierung oder Austausch von Teilen deutlich reduziert werden. Daher sind diese Geräte die meistenprofitabel.
Herstellung und Genauigkeit
Kugelgewindetriebe mit höchster Präzision können nur durch Schleifen des Materials erh alten werden. Es gibt einen anderen Weg, um eine Schraube zu bekommen - das Rändeln. Die Kosten sind viel niedriger als beim Schleifen, aber der Produktfehler beträgt etwa 50 Mikron pro 300 mm Hub. Beachten Sie, dass die meisten hochpräzisen geschliffenen Teile durch einen Fehler von 1-3 Mikron pro 300 mm und einige sogar noch weniger gekennzeichnet sind. Um einen Rohling für die spätere Schraube zu erh alten, muss das Material grob bearbeitet, anschließend gehärtet und auf den gewünschten Zustand geschliffen werden.
Die instrumentelle Ansicht des Kugelgewindetriebs hat meistens eine Genauigkeit von bis zu 250 nm pro Zentimeter. Um solche Produkte herzustellen, ist es notwendig, den Prozess des Mahlens und Mahlens zu durchlaufen. Es ist notwendig, diese Operationen auf sehr hochpräzisen Geräten durchzuführen. Das Ausgangsmaterial für solche Schrauben ist Invar oder Invar-Legierungen.
