WO2014042559A2 - Toroidal screw for a reduction gear - Google Patents
Toroidal screw for a reduction gear Download PDFInfo
- Publication number
- WO2014042559A2 WO2014042559A2 PCT/RU2013/000792 RU2013000792W WO2014042559A2 WO 2014042559 A2 WO2014042559 A2 WO 2014042559A2 RU 2013000792 W RU2013000792 W RU 2013000792W WO 2014042559 A2 WO2014042559 A2 WO 2014042559A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- screw
- thread
- reduction gear
- gearbox
- toroidal
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
- F16H1/04—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
- F16H1/12—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
- F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
Definitions
- the invention relates to structural elements of gears and can be used in gearboxes designed primarily to increase the number of revolutions. State of the art
- a prerequisite for the creation of the claimed invention is the development of a simple gearbox that provides an increase in the number of revolutions.
- a known screw for the gearbox adopted for the prototype, including thread on the surface (see Worm gear. Wikipedia. Http: //ru.wikipedia.orgA).
- Known screw is not intended for translational motion. His work provides rotational motion.
- a gearbox equipped with a known screw solves the problem of transferring rotational motion into rotational motion and is not intended to transmit translational motion into rotational motion.
- the problem to which the invention is directed is the development of a screw that creates a continuous translational movement in the gear unit of the gearbox.
- the screw for the gearbox including thread on the surface of the screw, according to the invention is made in the form of a torus with continuous thread on the surface along the entire circumference.
- the thread on the surface of the screw is made single.
- Fig 1. shows a screw for a gearbox with a three-thread, a General view in the 3/4 view.
- FIG. 4 shows a gearbox with the inventive screw.
- FIG. 5 is the same, section BB in FIG. 4.
- the screw 1 is made in the form of a toroid (hereinafter toroidal screw) of regular geometric shape.
- Toroidal screw 1 can be made of various diameters and cross sections. In a specific example run toroidal screw 1 contains a three-thread 2, made continuous along the entire circumference. The thread pitch, shape and direction (right, left) can be performed in various ways.
- Toroidal screw 1 is made of metal. Also, various materials can be used for its manufacture, for example: polymers (fluoroplast, caprolon, polyurethane, etc.), combined materials (metal-polymer, metal-magnetic components), etc. Toroidal screw 1 is made with the possibility of installation in the gearbox.
- the gearbox contains a transmission including a toroidal screw 1, a converter 3, interconnected with a planetary power take-off pair made in the form of gears 4, 5.
- the gearbox also contains support-drive rollers 6, the flywheel of the drive 7.
- the angular velocity of the toroidal screw 1 increases the angular velocity of the transducer 3 due to the passage in the axial part 10 of the transducer 3 of the step-turn 11 and the effect of transferring rotational-translational motion into rotational in a closed dynamic cycle is achieved one step-turn - one revolution of gear 4 of any circumference.
- the twisting efficiency of the transducer 3 is achieved due to the multi-start of the step-turn 11, while the circumference of the toroidal screw 1 does not decisively affect the efficiency operation of the gearbox, and the increase in the number of revolutions depends on the number of step turns 1 1 on one step cycle (step cycle — the number of step turns 1 1 on the circumference of the toroidal screw 1, making one revolution).
- the inventive toroidal screw 1 can be made in various ways: by machining: cutting, broaching, grinding, knurling, curling, segment-welding assembly, etc .; casting, stamping, pressing; in a combined way: drawing on a contour of a toroid of inhomogeneous metals marked out by a helical step.
- the toroidal screw 1 makes 15 steps, which corresponds to 15 revolutions per second or 900 revolutions per minute on the converter.
- the claimed invention allows to provide in the transmission unit of the gearbox continuous translational movement of the screw, which is leading to the converter, performing a rotational movement, which ensures the efficient operation of the gearbox, which solves the problem of increasing the number of revolutions.
- the invention can be used in gearboxes that provide the operation of additional energy resources, for example, wind generators.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Gear Transmission (AREA)
- Friction Gearing (AREA)
Abstract
The invention relates to structural components for gear systems and can be used in reduction gears that are primarily intended for increasing the number of revolutions. The reduction gear screw is in the form of a torus, the surface of which is provided with a continuous thread extending over the entire length of the circumference of the torus. The thread on the surface of the screw can be a single thread or a multiple thread. The invention permits the continuous translational movement of the screw in the transmission unit of the reduction gear, said screw driving a converter which performs rotational movement, thus enabling the efficient working of the reduction gear and solving the problem of increasing the number of revolutions. The invention can be used in reduction gears which enable the functioning of supplementary energy sources such as wind generators.
Description
Тороидальный винт для редуктора Toroidal screw for gearbox
Область техники Technical field
Изобретение относится к конструктивным элементам зубчатых передач и может быть использовано в редукторах, предназначенных преимущественно для увеличения числа оборотов. Предшествующий уровень техники The invention relates to structural elements of gears and can be used in gearboxes designed primarily to increase the number of revolutions. State of the art
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. In existing gearboxes, the effect of increasing the speed is achieved by using interactions of various angular speeds on gears, pulleys, etc. - due to "marginal" interactions.
Известные редукторы имеют сложную конструкцию. Known gearboxes have a complex structure.
Предпосылкой создания заявляемого изобретения является разработка простого редуктора, обеспечивающего увеличение числа оборотов. A prerequisite for the creation of the claimed invention is the development of a simple gearbox that provides an increase in the number of revolutions.
Заявителем предложено решение задачи по увеличению числа оборотов с использованием «централизованного» метода взаимодействия - угловая скорость винта увеличивает угловую скорость зубчатого колеса преобразователя за счет прохождения в его осевой части шага витка, то есть в блоке механической передачи редуктора достигается эффект передачи поступательного движения во вращательное в замкнутом динамическом цикле. The applicant proposed a solution to the problem of increasing the number of revolutions using the “centralized” interaction method — the angular speed of the screw increases the angular speed of the converter gear due to the passage of a revolution step in its axial part, that is, the effect of translating into rotational motion is achieved in the mechanical transmission unit of the gearbox closed dynamic cycle.
Анализ существующего уровня техники показал отсутствие винта, отвечающего требованиям разрабатываемого редуктора. Analysis of the current level of technology showed the absence of a screw that meets the requirements of the gearbox being developed.
Известен винт для редуктора, принятый за прототип, включающий резьбу на поверхности (см. Червячный редуктор. Википедия. http://ru.wikipedia.orgA).
Известный винт не предназначен для осуществления поступательного движения. Его работа обеспечивает вращательное движение. Редуктор, снабженный известным винтом решает задачу передачи вращательного движения во вращательное и не предназначен для передачи поступательного движения во вращательное. A known screw for the gearbox, adopted for the prototype, including thread on the surface (see Worm gear. Wikipedia. Http: //ru.wikipedia.orgA). Known screw is not intended for translational motion. His work provides rotational motion. A gearbox equipped with a known screw solves the problem of transferring rotational motion into rotational motion and is not intended to transmit translational motion into rotational motion.
Раскрытие изобретения Disclosure of invention
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка винта, создающего в блоке передачи редуктора непрерывное поступательное движение. The problem to which the invention is directed is the development of a screw that creates a continuous translational movement in the gear unit of the gearbox.
Для решения поставленной задачи винт для редуктора, включающий резьбу на поверхности винта, согласно изобретению выполнен в виде тора с непрерывной резьбой на поверхности по всей длине окружности. To solve the problem, the screw for the gearbox, including thread on the surface of the screw, according to the invention is made in the form of a torus with continuous thread on the surface along the entire circumference.
Резьба на поверхности винта выполнена однозаходной. The thread on the surface of the screw is made single.
Возможен пример выполнения винта для редуктора, при котором резьба выполнена многозаходной. A possible example of the execution of the screw for the gearbox, in which the thread is made multiple.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами. The claimed invention is illustrated by drawings.
На фиг 1. изображен винт для редуктора с трехзаходной резьбой, общий вид в ракурсе 3/4. In Fig 1. shows a screw for a gearbox with a three-thread, a General view in the 3/4 view.
На фиг.2 то же, фрагмент винта. In Fig.2 the same fragment of the screw.
На фиг. 3 то же, разрез А-А на фиг.2. In FIG. 3 the same, section aa in figure 2.
На фиг. 4 изображен редуктор с заявляемым винтом. In FIG. 4 shows a gearbox with the inventive screw.
На фиг. 5 то же, разрез Б-Б на фиг.4. In FIG. 5 is the same, section BB in FIG. 4.
Пример осуществления изобретения An example embodiment of the invention
Винт 1 выполнен в виде тороида (далее тороидальный винт) правильной геометрической формы. Тороидальный винт 1 может быть выполнен различного диаметра и сечения. В примере конкретного
выполнения тороидальный винт 1 содержит трехзаходную резьбу 2, выполненную непрерывной по всей длине окружности. Шаг резьбы, форма и направление (правая, левая) могут быть выполнены различным образом. 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. Тороидальный винт 1 выполнен с возможностью установки в редуктор. The screw 1 is made in the form of a toroid (hereinafter toroidal screw) of regular geometric shape. Toroidal screw 1 can be made of various diameters and cross sections. In a specific example run toroidal screw 1 contains a three-thread 2, made continuous along the entire circumference. The thread pitch, shape and direction (right, left) can be performed in various ways. Toroidal screw 1 is made of metal. Also, various materials can be used for its manufacture, for example: polymers (fluoroplast, caprolon, polyurethane, etc.), combined materials (metal-polymer, metal-magnetic components), etc. Toroidal screw 1 is made with the possibility of installation in the gearbox.
В примере конкретного выполнения редуктор содержит передачу, включающую тороидальный винт 1, преобразователь 3, взаимосвязанный с планетарной парой отбора мощности, выполненной в виде зубчатых колес 4, 5. Также редуктор содержит опорно-приводные ролики 6, маховик привода 7. In an example of a specific embodiment, the gearbox contains a transmission including a toroidal screw 1, a converter 3, interconnected with a planetary power take-off pair made in the form of gears 4, 5. The gearbox also contains support-drive rollers 6, the flywheel of the drive 7.
При работе редуктора вращение с маховика привода 7 передается на опорно-приводные ролики 6, приводящие в движение тороидальный винт 1. Вращаясь вокруг оси 8, тороидальный винт 1 совершает поступательное движение через преобразователь 3, шарики 9 которого, двигаясь по резьбе 2 тороидального винта 1 как по направляющим сообщают преобразователю 3, взаимосвязанному с планетарной парой вращательное движение. When the gearbox is operating, the rotation from the flywheel of the drive 7 is transmitted to the supporting-drive rollers 6, which drive the toroidal screw 1. Rotating around the axis 8, the toroidal screw 1 translates through the converter 3, the balls 9 of which, moving along the thread 2 of the toroidal screw 1 as along the guides inform the converter 3, interconnected with the planetary pair, rotational movement.
В работе заявляемого устройства используют «централизованный» метод взаимодействия — угловая скорость тороидального винта 1 увеличивает угловую скорость преобразователя 3 за счет прохождения в осевой части 10 преобразователя 3 шаго-витка 11 и достигается эффект передачи вращательно-поступательного движения во вращательное в замкнутом динамическом цикле, за один шаго-виток - один оборот зубчатого колеса 4 любой длины окружности. Чем короче шаго-виток 11, тем длиннее шаговый цикл тороидального винта 1 на расчетной длине окружности. Эффективность закручивания преобразователя 3 достигается за счет многозаходности шаго-витка 11, при этом длина окружности тороидального винта 1 решающим образом не влияет на эффективность
работы редуктора, а увеличение числа оборотов зависит от количества шаго- витков 1 1 на одном шаговом цикле (шаговый цикл— количество шаго-витков 1 1 на длине окружности тороидального винта 1 , совершающих один оборот). In the operation of the claimed device using the "centralized" interaction method - the angular velocity of the toroidal screw 1 increases the angular velocity of the transducer 3 due to the passage in the axial part 10 of the transducer 3 of the step-turn 11 and the effect of transferring rotational-translational motion into rotational in a closed dynamic cycle is achieved one step-turn - one revolution of gear 4 of any circumference. The shorter the step-turn 11, the longer the step cycle of the toroidal screw 1 at the calculated circumference. The twisting efficiency of the transducer 3 is achieved due to the multi-start of the step-turn 11, while the circumference of the toroidal screw 1 does not decisively affect the efficiency operation of the gearbox, and the increase in the number of revolutions depends on the number of step turns 1 1 on one step cycle (step cycle — the number of step turns 1 1 on the circumference of the toroidal screw 1, making one revolution).
Заявляемый тороидальный винт 1 может быть изготовлен различными способами: механической обработкой: резанием, протяжкой, шлифовкой, накаткой, свивкой, сегментно-сварочной сборкой и т.д.; литьем, штамповкой, прессовкой; комбинированным способом: нанесение на размеченный винтовым шагом контур тороида неоднородных металлов. The inventive toroidal screw 1 can be made in various ways: by machining: cutting, broaching, grinding, knurling, curling, segment-welding assembly, etc .; casting, stamping, pressing; in a combined way: drawing on a contour of a toroid of inhomogeneous metals marked out by a helical step.
Заявителем разработан опытный образец заявляемого изобретения, который имеет следующие параметры: The applicant has developed a prototype of the claimed invention, which has the following parameters:
Тороидальный винт: D=400 мм Toroidal screw: D = 400 mm
d в сечении =10мм d section = 10mm
л£>=1250 мм l £> = 1250 mm
ШВ=50мм ШВ = 50mm
ШЦ=25 ед ШЦ = 25 units
Опорно-приводной ролик: D=80MM (100мм) Support roller: D = 80MM (100mm)
я£> =251мм i £> = 251mm
1 оборот- 5ШВ 1 revolution - 5ShV
Маховик привода: D=240 мм Flywheel drive: D = 240 mm
nD =753/251=3x5=15 ШВ nD = 753/251 = 3x5 = 15 seam
Общий вес 5 кг Total weight 5 kg
За один оборот маховика 7 тороидальный винт 1 совершает 15 шаго- витков, что соответствует 15 оборотам в секунду или 900 оборотам в минуту на преобразователе. For one turn of the flywheel 7, the toroidal screw 1 makes 15 steps, which corresponds to 15 revolutions per second or 900 revolutions per minute on the converter.
Промышленная применимость Industrial applicability
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет обеспечить в блоке передачи редуктора непрерывное поступательное движение винта,
являющегося ведущим на преобразователь, совершающий вращательное движение, что обеспечивает эффективную работу редуктора, решающего задачу повышения числа оборотов. Thus, the claimed invention allows to provide in the transmission unit of the gearbox continuous translational movement of the screw, which is leading to the converter, performing a rotational movement, which ensures the efficient operation of the gearbox, which solves the problem of increasing the number of revolutions.
Изобретение может быть использовано в редукторах, обеспечивающих функционирование дополнительных энергоресурсов, например, ветряных генераторов.
The invention can be used in gearboxes that provide the operation of additional energy resources, for example, wind generators.
Claims
1. Винт для редуктора, включающий резьбу на поверхности винта, отличающийся тем, что винт выполнен в виде тора с непрерывной резьбой на поверхности по всей длине окружности. 1. The screw for the gearbox, including thread on the surface of the screw, characterized in that the screw is made in the form of a torus with continuous thread on the surface along the entire circumference.
2. Винт для редуктора по п.1, отличающийся тем, что резьба выполнена однозаходной. 2. The screw for the gearbox according to claim 1, characterized in that the thread is made single.
3. Винт для редуктора по п.1, отличающийся тем, что резьба выполнена многозаходной.
3. The screw for the gearbox according to claim 1, characterized in that the thread is multi-start.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012139564 | 2012-09-14 | ||
| RU2012139564/12A RU2012139564A (en) | 2012-09-14 | 2012-09-14 | TOROIDAL SCREW FOR REDUCER |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2014042559A2 true WO2014042559A2 (en) | 2014-03-20 |
| WO2014042559A3 WO2014042559A3 (en) | 2014-05-15 |
Family
ID=50278824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2013/000792 WO2014042559A2 (en) | 2012-09-14 | 2013-09-12 | Toroidal screw for a reduction gear |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2012139564A (en) |
| WO (1) | WO2014042559A2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU896284A1 (en) * | 1980-05-28 | 1982-01-07 | Могилевский Машиностроительный Институт | Toothed gearing for converting motion |
| DE3633656A1 (en) * | 1986-10-03 | 1988-04-14 | Franz Martin Arndt | Annular screw mechanism |
| RU2121092C1 (en) * | 1995-12-20 | 1998-10-27 | Отделение N 1 Московского государственного инженерно-физического института | Helical gearing |
| WO2010058403A1 (en) * | 2008-11-23 | 2010-05-27 | Technospin Inc. | Mechanism for transferring rotational movement |
| RU2390674C1 (en) * | 2009-02-18 | 2010-05-27 | Юрий Михайлович Ермаков | Off-centre screw gear |
-
2012
- 2012-09-14 RU RU2012139564/12A patent/RU2012139564A/en unknown
-
2013
- 2013-09-12 WO PCT/RU2013/000792 patent/WO2014042559A2/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU896284A1 (en) * | 1980-05-28 | 1982-01-07 | Могилевский Машиностроительный Институт | Toothed gearing for converting motion |
| DE3633656A1 (en) * | 1986-10-03 | 1988-04-14 | Franz Martin Arndt | Annular screw mechanism |
| RU2121092C1 (en) * | 1995-12-20 | 1998-10-27 | Отделение N 1 Московского государственного инженерно-физического института | Helical gearing |
| WO2010058403A1 (en) * | 2008-11-23 | 2010-05-27 | Technospin Inc. | Mechanism for transferring rotational movement |
| RU2390674C1 (en) * | 2009-02-18 | 2010-05-27 | Юрий Михайлович Ермаков | Off-centre screw gear |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2014042559A3 (en) | 2014-05-15 |
| RU2012139564A (en) | 2014-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104999474A (en) | Speed reduction mechanism applied to robot joint bearing speed reducer | |
| RU124343U1 (en) | TOROIDAL SCREW FOR REDUCER | |
| CN201560903U (en) | Oscillating tooth transmission speed increasing box for wind driven generator | |
| CN202334142U (en) | Worm gear speed-reducing motor | |
| WO2014042559A2 (en) | Toroidal screw for a reduction gear | |
| KR20120037898A (en) | Assembled transmission device with bi-rotating directional input and constant rotating directional output | |
| CN202914243U (en) | Multipoint meshing type pitch-variable driving device and wind generating set adopting device | |
| CN104999476A (en) | Joint bearing reducer of robot | |
| CN102152156A (en) | Transmission gear converting one input into two outputs | |
| RU2537501C2 (en) | Toroidal-screw converting gear | |
| RU124342U1 (en) | TOROIDAL SCREW REDUCER-CONVERTER | |
| CN104061295A (en) | Friction planetary reducer | |
| CN102900608A (en) | Multipoint meshing type pitch-variable driving device and wind generating set adopting device | |
| CN202555918U (en) | Power head of automatic tapping machine | |
| CN202334134U (en) | Double-turbine reducer motor | |
| CN201593590U (en) | Efficient planetary transmission device | |
| CN204900699U (en) | Gear change machine | |
| CN205896077U (en) | Monolithic buncher | |
| CN213541199U (en) | Simple beam type tower crane rotary speed reducer | |
| CN103925310A (en) | Spring pressure friction gear mesh clutch | |
| CN202447958U (en) | Transmission device for side tool rest of vertical lathe | |
| CN104896024A (en) | Duplex internal tooth speed reducer | |
| CN102777556A (en) | Gear-rack precise transmission structure for heavy machinery | |
| CN205136487U (en) | Reduction gear for robot | |
| CN202846233U (en) | Threading machine with gear transmission device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 13836453 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |