[发明专利]滚动牵引的行星传动

说明书

技术领域

本发明总体上涉及机械动力管理系统，具体涉及滚动牵引的行星传动系统。

背景技术

行星齿轮系统已经在许多应用领域中广泛地使用，这些应用领域包括车辆传动和工业设备以及许多其他设备。行星齿轮系统由围绕纵轴旋转且被一组或多组行星齿轮围绕的中心恒星齿轮构成。平面中的行星齿轮围绕恒星齿轮，每一行星齿轮的相应周边啮合恒星齿轮的外表面。环形齿轮围绕行星齿轮并在距离纵轴径向最远点的位置处啮合每一行星齿轮的周边。每一行星齿轮围绕形成其自身轴线的行星轴旋转。行星架使所有行星轴保持对齐和围绕恒星齿轮空间分布。行星架通常是围绕纵轴同轴安装且能够围绕纵轴旋转的盘状结构或一些其他结构。

行星齿轮组可提供多级转速降低或增加并且非常灵活。例如，转矩输入可以通过行星架、环形齿轮或恒星齿轮中的任何一个或其组合，而输出同样可以选自这些构件中的任何一个或其组合。例如，对于较大的速度增加，可以为行星架提供输入，固定环形齿轮使其不旋转，并从恒星齿轮中获得输出。速度或传动比的增加随环形齿轮的周长与行星齿轮的周长之比而变化；是用于该结构的行星齿轮(planetarygear)或“PG”比的函数。这意味着如果环形齿轮的周长是行星齿轮周长的四倍，那么恒星齿轮的转速将达到行星架的五倍。因此，可以在这种结构中实现五倍转速的升高，或者如果输入是通过恒星齿轮而输出是通过行星架，则产生五倍的降低。

然而，在许多现有的行星齿轮组中齿轮齿的啮合需要克服滑动摩擦，当一个齿轮的每个齿轮齿啮合另一齿轮的相应齿时会产生该滑动摩擦。这种啮合的摩擦会转变成热、噪声并引起齿轮的变形，因此不会传到齿轮组外部，从而导致齿轮组的效率降低。对于许多应用来说这种效率的降低不是令人满意的，因此一种可替换的降低或升高的传动将是有益的。尽管已有的标准齿轮齿的设计改进极大地提高了这种齿轮设计的效率，但是这种设计仍然不能以较低的成本提供较高的效率。此外，对行星齿轮组来说有益的是实现如下特性中的任何一种或全部：大的速度变化，产生任何变速比的能力，极高转速的能力，低的制造成本，长的元件寿命，用于各种应用的灵活包装(packaging)，或者这些特性的任意组合。这里描述的一些或全部实施例可以实现这些或其他优点。

发明内容

这里描述的系统和方法具有几个特征，这些特征中不只一个特征可以单独地用于所有期望的属性。在不限制如后面的权利要求所表达的范围的条件下，现在将简要地描述本发明的某些实施例的一些显著特征。在考虑这些描述之后，特别是在阅读了标题为“具体实施方式”部分之后，人们将理解这些系统和方法的特征如何提供比相关的传统系统和方法优越的几个优点。

在一个实施例中，描述了一种牵引传动系统，包括：可围绕纵轴线旋转的惰轮，多个可旋转并且通常为盘形的行星辊，每一行星辊具有内接触表面、外壳接触表面和惰轮接触表面，所述内接触表面具有第一直径，所述外壳接触表面具有第二直径以及所述惰轮接触表面具有第三直径，行星辊围绕惰轮分布且每一行星辊与惰轮在其相应的惰轮接触表面接触。该实施例的牵引传动系统还包括内环和外壳环，内环可绕纵轴线旋转并适于接触每一行星辊的内接触表面外壳环适于接触每一行星辊的外壳接触表面。在一些实施例中，每一辊的内接触表面仅接触内环，每一辊的外壳接触表面仅接触外壳环，每一辊的惰轮接触表面仅接触惰轮。

在牵引传动系统的一些实施例中，每一行星辊适于围绕通常为圆柱形的轴旋转，该轴形成通常与纵轴线平行的行星轴，其中每一行星辊的内接触表面相对其相应的轴线成一角度。在一些实施例中，每一行星辊的外壳接触表面相对其相应的行星轴线成一角度。在其他实施例中，每一行星辊的惰轮接触表面通常与其行星轴线平行。

在牵引传动系统的一些实施例中，外壳环与通常为管状的外壳连接，该外壳至少部分包围牵引传动系统的其余部件，在一些实施例中，该外壳是静止的。

在一些实施例中，牵引传动系统还包括轴向力发生器。一些实施例的轴向力发生器包括在与行星辊相对的侧面上邻近内环定位的斜面圆盘(ramp disc)，该圆盘适于围绕纵轴线旋转，并具有面对行星辊的第一侧面和朝向远离行星辊的第二侧面、围绕斜面圆盘的第一侧面径向向外的边缘分布的一组斜面以及一组斜面轴承，每一斜面轴承设置在斜面圆盘和内环之间并适于沿这组斜面中相应的一个斜面滑动。在多个实施例中，一组斜面和斜面轴承配合成将输入到斜面圆盘的转矩转换成都将传递给内环的转矩和轴向力。在一些实施例中，轴向力发生器包括至少一个弹簧。一些实施例的弹簧包括贝氏弹簧(Bellevillespring)。