Передача «винт — гайка»

Внешние изображения
Внешние изображения
	12-метровая винтовая передача Beaver Ball Screw — одна из самых длинных для своего времени (1960)

Передача «винт — гайка» — винтовая механическая передача, преобразующая вращательное движение в поступательное, или наоборот. В общем случае она состоит из винта и гайки.

Шариковинтовая передача, с разобранным возвратным каналом

Винтовые передачи делятся на:

передачи скольжения;
передачи качения:
- шариковинтовые передачи качения (ШВП);
- роликовинтовые передачи качения.

Передаточное отношение ( $i$ ) винтовой передачи равно:

i={\frac {\pi d}{P_{1}}}

,

где $d$ — диаметр окружности, по которой перемещается точка приложения силы; $P_{1}$ — ход винта, выраженный в метрах. Это передаточное отношение справедливо, если рассматриваются осевая сила и окружная сила, вращающая винт.

Передаточное отношение между моментом на винте и осевой силой:

i={\frac {2\pi }{P_{1}}}

Это следует из принципа равенства работ осевой силы и момента на винте.

Ход винта равен:

P_{1}=P\times n

,

где $P$ — шаг резьбы; $n$ — число заходов резьбы.

Винтовая передача с возвратно-поступательным движением

Существуют винтовые передачи, осуществляющие циклическое возвратно-поступательное движение исполнительного устройства («гайки») при неизменном вращательном движении приводного вала. У этих передач приводной вал имеет и левую, и правую резьбы с плавными переходами между ними на концах. Резьба гайки вырождается в единственный выступ (штырь, шпонку), скользящий по резьбе вала. Такая винтовая передача применяется, в частности, в небольших принтерах, механизмах укладки каната в барабан и т. п.

Применение

приводы исполнительных органов (например: металлообрабатывающие станки, кузнечно-прессовое оборудование, в 3Д принтерах отвечают за перемещение по высоте (ось Z ));
регулировочные винты и болты в машинах и механизмах (например, регулируемые по высоте опоры мебели и оборудования (выкручивающиеся ножки));
инструменты (слесарные тиски, струбцины, съёмники, штопоры, винтовые домкраты);
детские игрушки: для запуска юлы и летающего винта.

Пара «болт — гайка» хотя и представляет собой, по сути, винтовую передачу, однако предназначена она не для перемещения, а для закрепления деталей, поэтому относится к соединениям. Аналогично шурупы и винтовые (червячные) металлические хомуты.

Винтовые передачи скольжения с используемыми обычно шагами резьбы винта относятся к самотормозящимся, в норме осевая нагрузка на винт не способна вызвать вращение приводной гайки. В то же время, из-за крайне низкого трения, винтовые передачи качения таким свойством не обладают, что следует учитывать в плане безопасности.

Литература

Винтовая передача : [арх. 17 октября 2022] / А. М. Маханько // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
Общетехнический справочник / Под ред. Е. А. Скороходова. — М.: Машиностроение, 1982. — 416 с.
Гулиа Н. В., Клоков В. Г., Юрков С. А. Детали машин. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. — 416 с. — ISBN 5-7695-1384-5.
Богданов В. Н., Малежик И. Ф., Верхола А. П. и др. Справочное руководство по черчению. — М.: Машиностроение, 1989. — С. 438—480. — 864 с. — ISBN 5-217-00403-7.
О.Д. Егоров. Конструирование механизмов роботов. Учебник. — М.: Абрис, 2012. — С. 160-173. — 444 с. — ISBN 978-5-4372-0012-4.

См. также

Винтовой домкрат