6. ВИНТОВЫЕ ПЕРЕДАЧИ
Винтовые передачи обеспечивают высокую плавность хода и точность перемещения устройств и механизмов при значительных передаточных отношениях. В настоящее время наибольшее распространение получили два типа винтовых передач: с трением скольжения (обычная винтовая передача) или трением качения (шариковинтовая передача). Винтовая передача с кинематической парой скольжения состоит из ходового винта 1 и гайки 2 (рис. XV.27, а). В винтовую передачу с кинематической парой качения, кроме винта 1 и гайки 2, входят шарики 3, перекатывающиеся через перепускной канал 4.
Винт 5 уменьшает влияние люфта в передаче (рис. XV.27, б). Из сравнения принципиальных схем двух типов винтовых передач можно отметить ряд преимуществ шариковинтовых передач: высокий к. п. д., малые значения осевого люфта, минимальный износ и высокая кинематическая чувствительность [16]. К недостаткам шарико-винтовых передач следует отнести относительную сложность и трудоемкость изготовления.
Рис. XV.27. Винтовые передачи: а — с кинематическими парами скольжения; б — качения
Винтовые передачи с кинематической парой скольжения имеют трапецеидальный профиль резьбы с углом 30° винтовой пары определяют по формуле
где 
— угол подъема средней винтовой линии резьбы; 
— уголтрения в резьбе (обычно 6—8 угл. град.).
Рис. XV.28. К. п. д. винтовых передач
На рис. XV.28 кривой 1 показаны к. п. д. винтовых механизмов в зависимости от угла подъема винтовой линии 
Из рис. XV.28 видно, что к. п. д. винтовой пары достаточно мал, так как при 
он не превышает 60%.
От действия момента нагрузки происходит закручивание ходового винта и в винтовой передаче изменяется шаг резьбы. Величину этого изменения определяют по формуле
где М — момент нагрузки;
— шаг резьбы;
— модуль сдвига материала, из которого сделан ходовой винт;
— полярный момент инерции сечения винта.
Кинематическая точность винтовой пары скольжения определяется люфтом в винтовой паре 
и изменением шага резьбы 
Винтовые передачи с кинематической парой качения имеют различные виды профилей резьбы: прямолинейный, треугольный, трапецеидальный, криволинейный и т. п. Наибольшее распространение получили лишь первые три вида профилей из-за их простоты изготовления и постоянства угла контакта. Однако эти виды профилей значительно уступают криволинейному по допустимой величине перегрузки на шарик.
В винтовых передачах с кинематической парой качения к. п. д. определяют по формуле
где 
— коэффициент трения качения;
— диаметр шарика;
— половина угла профиля впадины резьбы винта.
На рис. XV.28 кривой 2 показано изменение к. п. д. винтовой пары качения в зависимости от угла подъема винтовой линии. При углах 
превышает 95%.
Диаметр шарика определяется в зависимости от шага резьбы 
т. е.
В таких передачах шарики изготовляют по 
и 0 степеням точности по 
Зазоры в винтовых передачах определяют по формулам: радиальный
осевой
где 
— радиус желоба (для дуговых профилей винта); 
— радиус шарика; 
— угол контакта шарика с профилем.
Винты в винтовых передачах с кинематическими парами скольжения и качения должны проверяться на значение критической угловой скорости вращения (для первого тока колебаний)
где 
— приведенный диаметр винта;
— расстояние между опорами;
Е — модуль упругости материала винта;
— плотность материала винта.
Для обеспечения нормальной работы винтовых передач необходимо выбирать наибольшие значения допустимой угловой скорости вращения содоп на 20% меньше сокр. В случае нарушения этого условия следует увеличивать диаметр ходового винта или увеличивать шаг резьбы.
