ТОРОИДАЛЬНО-ВИНТОВОЙ РЕДУКТОР-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
TOROIDAL-SCREW CONVERTING GEAR

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.