Тороидально-винтовой редуктор-преобразователь

Авторы патента:

F16H25/22 - с шариками, роликами или подобными элементами между винтом и гайкой; детали, необходимые для применения этих элементов

Владельцы патента RU 2537501:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-техническая международная компания "РОСИ" (RU)

Изобретение относится к машиностроению, а именно к редукторам, предназначенным для увеличения числа оборотов. Тороидально-винтовой редуктор-преобразователь включает винт, выполненный в виде тора, с непрерывной резьбой на поверхности по всей длине окружности тора, преобразователь со средством контакта во внутренней цилиндрической полости, выполненный с возможностью осуществления вращательного движения вокруг своей оси посредством зацепления средства контакта с резьбой винта, размещенного во внутренней цилиндрической полости преобразователя с возможностью осуществления непрерывного поступательного движения винта через внутреннюю цилиндрическую полость преобразователя. Средство контакта может быть выполнено в виде шариков, сопряженных с отверстиями в теле преобразователя, а непрерывная резьба выполнена однозаходной или многозаходной. Обеспечивается увеличение числа оборотов. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к редукторам, предназначенным для увеличения числа оборотов.

В уже существующих редукторах эффект увеличения числа оборотов достигается при использовании взаимодействий различных угловых скоростей на зубчатых шестернях, шкивах и т.д. - за счет «окраинных» взаимодействий (см., например, Планетарный редуктор. Википедия. http://ru.wikipedia.org/).

Известные редукторы имеют сложную конструкцию.

Аналогов заявляемому изобретению не выявлено.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка простого редуктора, обеспечивающего увеличение числа оборотов.

Для решения поставленной задачи тороидально-винтовой редуктор-преобразователь, включает винт, выполненный в виде тора с непрерывной резьбой на поверхности по всей длине окружности тора, преобразователь со средством контакта во внутренней цилиндрической полости, выполненный с возможностью осуществления вращательного движения вокруг своей оси посредством зацепления средства контакта с резьбой винта, размещенного во внутренней цилиндрической полости преобразователя с возможностью осуществления непрерывного поступательного движения винта через внутреннюю цилиндрическую полость преобразователя.

Средство контакта выполнено в виде шариков, сопряженных с отверстиями в теле преобразователя.

Непрерывная резьба выполнена однозаходной.

Возможен пример выполнения редуктора, при котором резьба выполнена многозаходной.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображен редуктора, общий вид. На фиг.2 - то же, разрез А-А на фиг.1.

На фиг.3 изображен фрагмент винта для заявляемого редуктора. На фиг.4 - то же, разрез Б-Б на фиг.3.

Тороидально-винтовой редуктор-преобразователь включает винт 1, преобразователь 2. Винт 1 выполнен в виде тороида (далее тороидальный винт) правильной геометрической формы с непрерывной резьбой 3 на поверхности по всей длине окружности тора. В примере конкретного выполнения тороидальный винт 1 содержит трехзаходную резьбу. Шаг резьбы, форма и направление (правая, левая) могут быть выполнены различным образом. Тороидальный винт 1 может быть выполнен различного диаметра и сечения. Тороидальный винт 1 выполнен из металла. Также для его изготовления могут быть использованы различные материалы, например: полимеры (фторопласт, капролон, полиуретан и т.д.), комбинированные материалы (металл-полимер, металл-магнитные компоненты) и т.д. Преобразователь 2 выполнен в виде цилиндрического тела с внутренней полостью 4, отверстиями 5, взаимосвязанными с шариками 6. Тороидальный винт 1 размещен во внутренней полости 4 преобразователя 2 посредством зацепления шариков 6 с соответствующими витками резьбы 3 тороидального винта 1. В точке взаимодействия преобразователя 2 и тороидального винта 1 их оси 7 и 8 совпадают. Преобразователь 2 в свою очередь взаимосвязан с планетарной парой отбора мощности, выполненной в виде зубчатых колес 9, 10 . Также редуктор содержит опорно-приводные ролики 11, маховик привода 12.

При работе редуктора вращение с маховика привода 12 передается на опорно-приводные ролики 11, приводящие в движение тороидальный винт 1. Вращаясь вокруг оси 13, тороидальный винт 1 совершает поступательное движение через преобразователь 2, шарики 6 которого, двигаясь по резьбе 3 винта 1 как по направляющим, сообщают преобразователю 2, взаимосвязанному с планетарной парой 9,10, вращательное движение.

В работе заявляемого устройства используют «централизованный» метод взаимодействия - угловая скорость тороидального винта 1 увеличивает угловую скорость преобразователя 2 за счет прохождения в осевой части 7 преобразователя 2 шаго-витка 14 и достигается эффект передачи вращательно-поступательного движения во вращательное в замкнутом динамическом цикле, за один шаго-виток 14 - один оборот зубчатого колеса 9 любой длины окружности. Чем короче шаго-виток 14, тем длиннее шаговый цикл тороидального винта 1 на расчетной длине окружности. Эффективность закручивания преобразователя 2 достигается за счет многозаходности шаго-витка 14, при этом длина окружности тороидального винта 1 решающим образом не влияет на эффективность работы редуктора, а увеличение числа оборотов зависит от количества шаго-витков14 на одном шаговом цикле (шаговый цикл - количество шаго-витков 14 на длине окружности тороидального винта 1, совершающих один оборот).

Заявителем разработан опытный образец заявляемого изобретения, который имеет следующие параметры:

Тороидальный винт: D=400 мм

d в сечении=10мм

ПD=250 мм

ШВ=50мм

ШЦ=25 ед

Опорно-приводной ролик: D=80mm (100мм)

ПD=251мм

1 оборот - 5ШВ

Маховик привода: D=240 мм

ПD=753/251=3×5=15ШВ

Общий вес 5 кг

За один оборот маховика 12 тороидальный винт совершает 15 шаго-витков, что соответствует 15 оборотам в секунду или 900 оборотам в минуту на преобразователе 2.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет создать простой и эффективный редуктор, решающий задачу повышения числа оборотов.

Изобретение может быть использовано в редукторах, обеспечивающих функционирование дополнительных энергоресурсов, например, ветряных генераторов.

1. Тороидально-винтовой редуктор-преобразователь включает винт, выполненный в виде тора с непрерывной резьбой на поверхности по всей длине окружности тора, преобразователь со средством контакта во внутренней цилиндрической полости, выполненный с возможностью осуществления вращательного движения вокруг своей оси посредством зацепления средства контакта с резьбой винта, размещенного во внутренней цилиндрической полости преобразователя с возможностью осуществления непрерывного поступательного движения винта через внутреннюю цилиндрическую полость преобразователя.

2. Тороидально-винтовой редуктор-преобразователь по п.1, отличающийся тем, что средство контакта выполнено в виде шариков, сопряженных с отверстиями в теле преобразователя.

3. Тороидально-винтовой редуктор-преобразователь по п.1, отличающийся тем, что непрерывная резьба выполнена однозаходной.

4. Тороидально-винтовой редуктор-преобразователь по п.1, отличающийся тем, что непрерывная резьба выполнена многозаходной.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для преобразования вращательного движения управляющего двигателя в поступательное движение выходного звена.

Электромеханический линейный привод // 2522646

Изобретение относится к авиастроению и может быть применено в приводах подвижных аэродинамических поверхностей самолета, в частности предкрылков, закрылков, элеронов.

Электромеханический привод закрылка самолета // 2515014

Изобретение относится к авиастроению и может быть применено в приводе подвижной аэродинамической поверхности самолета, в частности в устройстве выдвижения закрылка.

Линейный приводной механизм // 2509935

Изобретение относится к линейному приводному механизму. Механизм содержит внешний цилиндрический корпус с внутренней винтовой дорожкой качения, внутренний цилиндрический корпус, приводной механизм, опорный механизм и устройство управления.

Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное // 2463500

Изобретение относится к устройствам для преобразования вращательного движения в поступательное. .

Планетарная роликовинтовая передача с модифицированной резьбой роликов // 2451220

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для преобразования вращательного движения в поступательное. .

Гайка ролико-винтового механизма // 2429391

Изобретение относится к машиностроению, а именно к гайкам. .

Винт-гайка качения // 2410588

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к механизмам преобразования вращательного движения в поступательное. .

Механизм преобразования вращательного/линейного движения // 2401957

Изобретение относится к механизмам преобразования вращательного/линейного движения. .

Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное на основе роликовинтовой передачи // 2399815

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к винтовым механизмам. .

Винтовая передача // 2570846

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к преобразованию вращательного движения в поступательное и обратно, а именно передаче винт-гайка. Винтовая передача содержит винт (1) и гайку (2). Один из элементов, винт или гайка, выполнен в виде цилиндрической пружины, сопрягаемой с жесткой резьбой другого элемента. При этом шаг резьбы элемента в виде цилиндрической пружины превышает шаг жесткой резьбы второго элемента. Пружина (1) имеет устройство регулирования шага витков. Винт-пружина может иметь кольцевую или криволинейную форму с осью переменной кривизны и направления, например синусоидой. Достигается расширение области применения. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное движение // 2610747

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к устройствам преобразования вращательного движения в поступательное. Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное движение состоит из винта (1) и сборного корпуса. Корпус состоит из деталей (2) и (3), соединенных крепежными винтами (4) и штифтами (5). В корпусе закреплены две втулки (6), каждая из которых имеет внутренний зубчатый венец, и установлены ролики (7). Кроме того, в корпусе закреплены разрезная цанга (8), два сепаратора (9) и тонкостенная гайка (10) с расположенным на ее торце кольцевым пояском «Д», предназначенным для осевой фиксации гайки в корпусе. Достигается упрощение конструкции. 3 ил.

Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное на основе роликовинтовой передачи // 2610794

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к механическим передачам. Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное на основе роликовинтовой передачи, содержащее винт и несколько роликов с кольцевыми выступами, снабжено гайкой, а резьба на винте и гайке и профили кольцевых выступов выполнены прямоугольными. Устройство содержит не менее двух роликов с кольцевыми выступами прямоугольного профиля, расположенных по окружности винта на равном расстоянии друг от друга. Устройство снабжено гайкой с прямоугольной резьбой с шагом и углом подъема, равными шагу и углу подъема резьбы винта, установленной соосно с винтом с возможностью поступательного перемещения в неподвижной направляющей. Кольцевые выступы роликов введены во впадины резьбы винта и гайки, а числа заходов резьбы винта и гайки либо оба четные, либо оба нечетные. Достигается уменьшение габаритов и массы. 3 ил.

Винтовая передача параллельной схемы // 2619487

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к механическим предачам. Винтовая передача параллельной схемы содержит винт (1), гайки (2), ролики (4) в сепараторах (5), стакан (6), поводки (7) и вилки (11). Гайки с роликами объединены группой Ассура с помощью поводков. Ролики (12) исключают относительное вращение гаек (2). Ролики (4) и гайки (2) имеют равенство шагов резьбы и ее углов наклона, при этом указанные углы наклона не совпадают с углом наклона резьбы винта (1). На звенья группы Ассура действует суммарная нагрузка от всех гаек. Группа Ассура является статически определимой кинематической цепью и распределение усилий в кинематических парах и на звеньях происходит однозначно. Достигается повышение нагрузочной способности. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Электропривод летательного аппарата (варианты) // 2630966

Группа изобретений относится к авиакосмическим летательным аппаратам. Электропривод для летательного аппарата содержит корпус, шарико-винтовую пару, состоящую из гайки и винта, аксиальный подшипник, электродвигатель, зубчатую передачу, датчик положения ротора, демпфер и систему управления. Система управления выполнена с возможностью отключения и включения электромагнитного возбуждения демпферов и пуска/останова электродвигателя. По первому варианту гайка шарико-винтовой пары выполнена в виде двухстороннего конического зубчатого колеса. Демпфер выполнен в виде n-электромеханических демпферов с электромагнитным возбуждением, соединенных с гайкой шарико-винтовой передачи через зубчатые колеса. Вал электродвигателя расположен перпендикулярно винту шарико-винтовой передачи и соединен с гайкой шарико-винтовой передачи также через зубчатое колесо. По второму варианту: гайка шарико-винтовой пары выполнена в виде двухстороннего конического зубчатого колеса, электродвигатель выполнен с коническим ротором, демпфер выполнен в виде n-электромеханических демпферов с электромагнитным возбуждением, соединенных с гайкой шарико-винтовой передачи через зубчатые колеса. Вал электродвигателя расположен перпендикулярно винту шарико-винтовой передачи и соединен с гайкой шарико-винтовой передачи также через зубчатое колесо. Группа изобретений направлена на повышение надежности и энергоэффективности электропривода. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Ролико-винтовой механизм // 2631096

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к ролико-винтовым механизмам (РВМ). РВМ содержит многозаходный ходовой винт с винтовой нарезкой, гайку с внутренней кольцевой нарезкой, находящиеся с ними в резьбовых зацеплениях ролики-сателлиты, установленные в сепараторе равномерно по окружности в пространстве между винтом и гайкой. Ролики-сателлиты выполнены в виде тел вращения с двумя краевыми и одной центральной зонами, при этом краевые зоны имеют одинаковый диаметр, больший, чем диаметр их центральной зоны. Внутренняя кольцевая нарезка гайки выполнена только в зонах, сопрягаемых с краевыми зонами роликов-сателлитов, также выполненными с кольцевой нарезкой. Центральная зона роликов-сателлитов выполнена в виде гладкого цилиндра, диаметр которого меньше диаметра впадин канавок кольцевой нарезки их краевых зон. Сепаратор установлен внутри гайки и выполнен в виде полого цилиндра с продольными пазами на его внутренней поверхности. Гайка выполнена из двух полугаек, установленных с возможностью изменения и фиксации осевого зазора между ними. Достигается повышение точности перемещения выходного звена. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.