Технология изготовления и контроля основных элементов планетарных передач с резьбовыми роликами

    Передача  удовлетворяет нормам кинематической точности, если действительное внутришаговое  отклонение в пределах одного оборота  меньше, либо равно допустимому внутришаговому отклонению.

    Следует учесть, что на практике в связи  с требованиями эксплуатации часто  задается накопленная погрешность  по шагу и внутришаговое отклонение отдельно. Объясняется это тем, что  накопленная погрешность легко  отслеживается в следящем приводе, как низкочастотная, а внутришаговое отклонение, как высокочастотную погрешность компенсировать сложнее, к тому же внутришаговая погрешность определяет несущую способность и жесткость передачи.

    На  МГК “Полюс” разработана методика расчета кинематической точности роликовых передач на основе их математической модели.

    Кинематическая  точность передачи в осевом перемещении  ходовой гайки можно выразить:

    ΔS=х₂–х₁–(ІІ₂–ІІ₁)·P,

    где   ІІ₁·P – номинальное положение опорной гайки; ІІ₂ ·P – номинальное текущее положение ходовой гайки; х₁ – текущее положение опорной гайки, определяемое на основании математической модели; х₂ – текущее положение ходовой гайки, определяемое на основании математической модели.

    Для анализа кинематической точности передачи определяют число последовательно расположенных подвижных сопряжений. В передаче с длинными роликами имеем два последовательно расположенных подвижных сопряжения: “опорная гайка - длинный ролик”, а третье сопряжение “длинный ролик - винт” вследствие большого числа параллельных точек контактов этого резьбового сопряжения оказывает существенно меньшее влияние на точность кинематической цепи. Согласно принципу кратчайшей кинематической цепи кинематическая точность механизма при прочих равных условиях выше, чем меньше число последовательно расположенных подвижных сопряжений звеньев кинематической цепи. Кинематическая точность передачи определяется как разность действительного и номинального расстояний между ходовой и опорной гайками. Моделирование кинематической погрешности передачи заключалось в определении на математической модели с помощью ЭВМ множества разностей действительного и номинального расстояний между ходовой и опорной гайками при различных дискретных номинальных положениях ходовой гайки на заданной длине перемещения.

4.2.Обеспечение свинчиваемости РВП

    Без обеспечения условия свинчиваемости роликовая передача может или  вообще не собраться или собраться, но с большими радиальными зазорами, которые приводят в передаче без  натяга к большим осевым зазорам, что отрицательно влияет на устойчивость и точность привода. В передаче с натягом осевой зазор исключается, но большой радиальный зазор снижает качество передачи.

    Для обеспечения условия свинчиваемости передачи суммарный зазор в сопряжении “винт-ролики” и “ролики-гайки” должны быть не менее нуля. Натяг создается после сборки передачи путем осевого поджатия гаек друг к другу. Радиальный зазор в сопряжении “гайка-ролик” или “ролик-винт” принимаем в качестве замыкающего звена в размерной цепи “гайка-ролик-винт-ролик-гайка-зазор”.

    Если предположить, что погрешность размеров звеньев подчиняются закону нормального распределения и допустить малую вероятность (0,27%) несоблюдения предельных значений замыкающего звена, то по теоретико-вероятностному методу допуск на величину зазора:

      
 
 
 

    , где Td_1,2,3 - допуски на средние диаметры резьб винта, ролика, гайки соответственно, мкм;

    ΔP_1,2,3 - допуски на накопленную погрешность по шагу резьб винта, ролика, гайки соответственно, мкм;

    Δd_1,2,3 - допуски на погрешности половин угла профиля резьб винта, ролика, гайки; угл. мин;

    Р - шаг резьбы, мм;

    a - угол профиля резьбы.

    При выпуклом круговинтовом профиле  резьбы ролика и линейных профилях резьб винта и гайки сопряжение резьбовых поверхностей осуществляется в точках и влияние на свинчиваемость погрешности углов профиля резьб винта, ролика, гайки будет очень малыми и ими можно пренебречь.

    Тогда при α=π/2:

      
 

    При внеполностном сопряжении ролика с  винтом или гайкой необходимо ввести диаметральную компенсацию перекрещивания витков сопряженных резьб. Для передачи с длинными роликами (при внеполностном сопряжении с ходовой гайкой) увеличение среднего диаметра резьбы ходовой гайки определяется по формуле:

      
 
 

    ,где  δ₂ - полярный угол точки контакта на ролике;

    d₂, d₃ - средние диаметры резьбы ролика и гайки соответственно, мм;

    z₂, z₃ - число заходов резьб на ходовом участке ролика и ходовой гайки соответственно.

    Тогда предельное отклонение среднего диаметра ходовой гайки:

      
 
 
 
 

    Среднее отклонение размеров E_m связаны зависимостью:

    E_m(S₁)=E_m(d₃) – E_m(d₁) – 2E_m(d₂) – (ΔP₁+ΔP₂+ΔP₃).

Можно принять E_m(S₁)=ZAZZ.

ZAZZ - заданная  величина зазора, мкм; тогда

      
 

    ,где  к - отношение среднего диаметра  винта к среднему диаметру  ролика.

    E_m(d₁)=E_m(d₂)·k, 

                         

4.3. Контроль среднего  диаметра резьбы на SIP 414M.

    Станок 414 М служит для универсального измерения, имеет широкое поле применения; он обладает высокой точностью и  абсолютно надежен.

    1. Спецификация.

    1.1. Направление замеров: продольное (Х)−400 мм, поперечное (У)−100 мм, вертикальное (Z)−145 мм.

    1.2. Точность замера.

    Машина  и оборудование.

    Считывание−0.1мм.

    Неточность  замера перемещений общих по х, у, z в середине объема замера при 95% возможности (20)  (0.5+L/1200) мм, где L – длина, измеряемая в мм.

    Угловые замеры:

    1. Разделительный диск

• считывание−10'';
• угловое перемещение−12''.

    2. Барабанный разделитель

• считывание−10'';
• угловое перемещение−40''.

    Вышеуказанные значения подсчитываются по закону Гаусса, они соответствуют вероятности 20, пусть будет 95%.

    Для достижения этих результатов измеряемые детали должны быть геометрически точными, качество поверхности должны быть удовлетворительными, должна приниматься во внимание температура полос сетки замеряемой детали. Значения вероятности угловых замеров достигаются без коррекции.

3. Мощность.

    Полезная  поверхность чугунного стола             520 х 200 мм

    Диаметр и допустимая длина между линиями  110 х 500 мм

                                                                           или   145 х 400 мм

    Резьба  прозрачного стола                                    415 х 110 мм

    Проход  между захватом трехмерного датчика  асс. ZO и чугунным столом 203 мм 

4. Электрическое подключение.

    Однофазное  питание                                             110 В или 220 В

                                                                                    50 – 60 Гц

    Допуск  перепадов напряжения                             ± 10%

    Установленная мощность:

    коробка управления + машина                             1100 В

    датчик  СИП – КЭРИ                                              35 Вт

    счетчик НР                                                              410 Вт

    принтер НР                                                             110 В ∙А

    Углы  профиля: в = р − о, с = 180 – (в + а)

    Угол  симметрии: i = в + d/2, а = g – р

    Замер эффективного диаметра обычной цилиндрической резьбы с симметричным профилем, заключается, в том, что сравнивают диаметр L, замеряемый на резьбе с деталью-образцом размера А. Таким образом, А позволяет определить L, которая позволяет рассчитать эффективный диаметр F. Замер эффективного диаметра требует осуществить перемещение полушага Р/2 между двумя отсчетами М_L1 и М_L2.

    Способ  для резьбы с вертикальной осью. Деталь с резьбой сравнивается с  деталью-образцом. Обе сравниваемые детали закрепляются на чугунном столе. Если замеряемая деталь не имеет перпендикулярного основания ее можно выровнять вертикально при помощи регулировочного стола.

    Поправочный член С.

    Вводя известную величину R_а с заданием размера замеряя М_а. При замере М_L получается R.

    F = 2 (M_L – (M_а –R_а) + C₁P + C₂a - C )

    Значения  констант сведены в таблицу 4.6.

    Таблица 4.6.

    Способ  для резьбы с горизонтальной осью.

    Деталь  с резьбой сравнивается с цилиндрическим калибром для отверстий, который является образцом. Детали ставятся в центра один за одним.

    При помощи описанного способа сравнивают не диаметры, а их лучи. Появляется погрешность, если деталь не точно зацентрирована, если центра имеют зазор или плохо выровнены. Погрешность в большинстве случаев очень мала.

    В общем, детали, вращающиеся или исправленные в центрах симметричны оси  центровки.

    Центра  станка SIP без зазора и выровнены  с достаточной точностью.

    Набор специальных щупов для замеров резьбы.

    Щупы  с двумя шариками, находящиеся  в коробке предназначены для  замеров резьбы. Диаметры шариков  были рассчитаны таким образом, чтобы  свести до минимума влияние погрешности  угла профиля для замера эффективного диаметра.

    Трехмерный  датчик SIP.

    Этот  датчик, установленный на стержне  опоры станка, чувствителен и производит замеры во всех направлениях объема. Любые  перемещения шарика щупа разлагаются  на свои три компоненты Х, У, Z , значения которых индицируются на электронном  шарике с разрешающей способностью 0.1 мм. Предел измерения ± 3 мм для трех координат.