Влияние заходности резьбы ведущей гайки планетарного роликовинтового привода на КПД механизма

Планетарные роликовинтовые механизмы созданы для плавного преобразования вращательного движения гайки в поступательное перемещение винта благодаря наличию резьбовых роликов, расположенных между внутренней резьбой ведущей гайки и внешней резьбой ведомого винта. Положение роликов по окружности определяют два сепаратора, расположенные на их концах. Гладкие цилиндрические отверстия в сепараторах сопряжены по посадке с зазором. На обоих концах резьбовых роликов имеются зубчатые колеса, которые зацепляются с зубчатыми колесами на концах винта. Таким образом, между винтом и гайкой расположены вращающиеся ролики, и трение скольжения витков резьбы обычного винта и гайки в планетарном роликовинтовом механизме заменяется трением качения. Потери на трение при работе механизма существенно снижаются. Значительное количество точек контакта в резьбах гайки, винта и роликов способствует повышению несущей способности механизма. Варьирование шага и заходности резьбы на винте и гайке регулирует скорости осевого перемещения винта относительно гайки механизма. Увеличение заходности резьбы на гайке и винте повышают КПД механизма.

Литература

[1] Толков А.В., Круглов А.В., Жданов А.В. Исследование износа роликовинтовых планетарных механизмов с кольцевыми роликами. Трение и смазка в машинах и механизмах, 2011, № 5, с. 22–26.

[2] Козырев В.В. Конструкция, теория и методика проектирования и исследования планетарных передач винт-гайка с резьбовыми роликами и мехатронных моделей на их базе. Владимир, Изд-во ВлГУ, 2011. 238 с.

[3] Соколов П.А., Блинов Д.С., Ряховский О.А. Перспективные преобразователи вращательного движения в поступательное. Вестник машиностроения, 2008, № 10, с. 35–40.

[4] Ряховский О.А., Романов Н.О. Особенности кинематики планетарного роликовинтового механизма с ведущей гайкой. Технология металлов, 2020, № 4, с. 61–64.

[5] Колесников К.С., ред. Курс теоретической механики. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 735 с.

[6] Кудрявцев В.Н. Планетарные передачи. Ленинград, Машиностроение, 1966. 307 с.

[7] Елисеев В.В. Механика упругих тел. Санкт-Петербург, Изд-во СПбГПУ, 2003. 336 с.

[8] Planetary roller screws. Exlar, 2017.

[9] Lepagneul J., Tadrist L., Sprauel J.-M. et al. Fatigue lifespan of a planetary roller-screw mechanism. Mech. Mach. Theory, 2022, vol. 172, art. 104769, doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2022.104769

[10] Yao Q., Liu Y., Ma S. et al. Stress cycle behaviors of planetary roller screw mechanism based on kinematic analysis. Huanan Ligong Daxue Xuebao/J. South China Univ. Technol. (Nat. Sci.), 2021, vol. 49, no. 9, pp. 135–144.

[11] Du X., Chen B., Zheng Z. Investigation on mechanical behavior of planetary roller screw mechanism with the effects of external loads and machining errors. Tribol. Int., 2021, vol. 154, art. 106689, doi: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2020.106689

[12] Li L., Fu Y., Zheng S. et al. Friction torque analysis of planetary roller screw mechanism in roller jamming. Math. Probl. Eng., 2020, vol. 2020, art. 1392380, doi: https://doi.org/10.1155/2020/1392380

[13] Brecher C., Frenken T., Hildebrand M. et al. Berechnung von Planetenrollengewindetrieben — Berechnungsmethoden zur analytischen Beschreibung der W?lzkontakte von Planetenrollengewindetrieben. Werkstattstechnik, 2019, vol. 109, no. 5, pp. 365–369.

[14] Guo J.-N., He P., Liu Z.-S. et al. Dynamic characteristic and experiment analysis of planetary roller screw. J. Chin. Soc. Mech. Eng., 2018, vol. 39, no. 2, pp. 171–178.