[发明专利]具有柔性销以及螺旋齿轮传动装置的行星齿轮系统

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求2008年6月13日提交的美国临时申请61/061,390以及2008年7月1日提交的美国临时申请61/077,386的优先权或者其它权益，所述两申请通过引用的方式结合到本文中。

技术领域

本申请大体涉及行星齿轮系统，并且更具体地，涉及具有柔性销以及螺旋齿轮传动装置的行星齿轮系统。

背景技术

典型的行星齿轮系统具有中心齿轮、围绕所述中心齿轮的环形齿轮以及若干——通常为三个——行星小齿轮，所述行星小齿轮位于所述中心齿轮与所述环形齿轮之间并且与所述中心齿轮和所述环形齿轮啮合，并且除此之外，所述行星齿轮系统具有耦连于行星架，所述行星架耦连于所述行星小齿轮，从而建立所述行星小齿轮绕行星架转动的轴线。通过这种方式构造的齿轮系统将通过该系统传输的扭矩分为若干负载路径，所述负载路径的数目等于行星小齿轮的数目。这减小了每次啮合的力并且使得系统能够以相对紧凑的构造传输大量动力。换句话说，其提供高动力密度。

通常，环形齿轮保持固定，而行星架以及中心齿轮进行转动。在这种设置中，动力可以应用于行星架的一端并且以不同的速度和扭矩通过中心齿轮进行传递。这适用于利用风能产生动力并且将动力转化为电能的风力涡轮机中的传动系统。

典型地，行星齿轮系统依赖正齿轮传动，在正齿轮中，齿轮齿与齿轮轴线平行。但是，尽管螺旋齿轮和双螺旋齿轮都是可用的，但是并非有利的。

不考虑齿轮装置的类型，制造这种齿轮的过程中的加工公差使得若干行星小齿轮与中心齿轮和环形齿轮之间的啮合存在变化。当扭矩施加于系统，具有最小间隙的啮合通过本身传递载荷，直到该啮合达到足够偏斜，从而使得具有下一个最小间隙的啮合能够经受一部分载荷。这种情况持续进行，直到所有的啮合都承担载荷。但是，一些啮合相比其它啮合支承更多的载荷。

许多行星齿轮系统都利用其中行星小齿轮在两壁之间于销上转动的跨式行星架，所述销在所述两壁之间延伸并且每个销的两端都锚定于所述壁中。当扭矩在一个端壁处施加于行星架时，行星架将使每个销的一端扭转并且向前运动超过另一端。这使得行星小齿轮相对于中心齿轮和环形齿轮偏斜，并且干扰了行星小齿轮与中心齿轮和环形齿轮之间的啮合。

其中行星小齿轮支承在所谓的“柔性销”上并且围绕所述“柔性销”转动的行星齿轮系统有助于缓解行星小齿轮之间的不均匀的载荷分配以及小齿轮的偏斜。在这方面，用于行星小齿轮的柔性销作为行星架的一个部件在一端锚定于所述行星架的壁中并且自所述壁以悬臂方式延伸。所述柔性销的另一端具有牢靠地装配于其上的套管，并且所述套管在所述柔性销上向后延伸或者与所述柔性销径向分开。所述套管形成轴承的一部分或者承载轴承，所述轴承支承行星小齿轮中的一个。在行星架壁处，所述柔性销相对于主轴线在一个方向上沿圆周弯曲，并且其相对端在另一个方向上同样沿圆周弯曲，从而使得套管与轴线保持平行。换句话说，柔性销工艺采用双悬臂用以平衡载荷分配并且补偿有可能发生的其它偏斜。对柔性销工艺的进一步探讨见于US 7,297,086以及WO2007/016336中，上述专利通过引用的方式结合于本文中。

相比正齿轮，螺旋齿轮的操作更加平顺并且噪声更小。而且，相比同等尺寸的正齿轮上的齿，螺旋齿轮上的齿更长并且更坚固。但是，因为行星小齿轮在中心齿轮与行星小齿轮之间的啮合处经受推力负荷并且在确实沿相反方向的行星小齿轮与环形齿轮之间的啮合处经受额外的推力负荷，所以并未发现螺旋齿轮装置在利用柔性销工艺的行星齿轮系统中是有利的。因此，每个行星小齿轮都进行配合，从而使得所述行星小齿轮绕之转动的套管在朝向或远离系统主轴线的方向上倾斜。尽管柔性销沿行星架节圆的圆周方向的弯度用于改善行星小齿轮与中心齿轮和环形齿轮之间的啮合，但是朝向和远离主轴线的弯度干扰了啮合，从而增加了磨损和噪声。无疑，具有双螺旋线的人字齿轮消除了这一问题，但是制造这种齿轮引入了螺旋齿轮所不具有的复杂性以及高成本。

附图说明

图1是根据本发明构造并且实施本发明的行星齿轮系统的局部剖切截面立体图；

图2是形成行星齿轮系统的一部分并且具有偏斜抑制件的柔性销组件的纵向截面图；

图3是沿图2中的线3-3截取的柔性销组件的局部截面图；

图4是具有可替换的偏斜抑制件的柔性销组件的纵向截面图；

图5是沿线5-5截取的局部截面图；

图6是与图5类似但是示出了另一种可替换偏斜抑制件的局部截面图；以及

图7是类似于图5并且示出了又一种可替换偏斜抑制件的局部截面图。

具体实施方式