[发明专利]复合行星摩擦驱动装置

说明书

复合行星摩擦驱动装置，其包括驱动太阳轮的输入轴，其中所述太阳轮啮合行星轮，所述行星轮设置有具有第一半径的第一部分和具有不同于第一半径的第二半径的第二部分，并且其中设置有环形圆柱体，所述环形圆柱体与所述行星轮啮合，使得所述太阳轮与所述行星轮的第一部分摩擦配合，并且所述环形圆柱体与所述行星轮的第二部分摩擦配合，其中所述行星轮是中空的和可压缩的。

技术领域

本发明涉及复合行星摩擦驱动装置，其包括第一太阳轮，其中所述第一太阳轮啮合行星轮，所述行星轮设置有具有第一半径的第一部分和具有第二半径的第二部分，其中所述第二半径不同于所述第一半径，并且在所述第一部分和所述第二部分之间设置有过渡区域，并且其中提供由所述行星轮驱动的至少一个环形轮，其中所述太阳轮与所述行星轮的所述第一部分摩擦配合，所述行星轮的所述第一部分与第一环形轮摩擦配合，并且第二环形轮与所述行星轮的第二部分摩擦配合。

背景技术

JP S58 65361公开了一种行星摩擦驱动装置，其具有行星辊，所述行星辊具有不同半径并且彼此同轴地连接。

根据前序部分的复合行星摩擦驱动装置从US 3,216,285已知。复合行星摩擦驱动装置很好地与具有离散齿轮齿的常规复合行星驱动装置区分开。本发明明确地限于不具有这种离散齿轮齿的复合行星摩擦驱动装置。

在现有复合行星摩擦驱动装置的设计或实施中存在困难。一般来说，摩擦驱动装置需要非常高的精度以有效地运行，特别是当驱动装置由非常刚性的材料(例如钢)制成时。由于钢具有高应力/应变关系，超出公差仅1/1000毫米可导致压缩力将达到数百或数千牛顿的力，其超过材料的失效极限。

摩擦驱动装置还具有最小实际尺寸，其一方面受到需要承载的扭矩的总量以及所使用的材料的限制。这是因为当两个圆柱体接触放置时，它们彼此接触的线变形。接触的两个圆柱体所经受的最大应力与最小圆柱体的直径成反比，在所有其他条件相同的情况下，这使得摩擦驱动装置的设计者应用更大直径的圆柱体。

合起来，这两个问题意味着紧凑的高出力摩擦驱动装置是不可制造的。不可能保证圆柱形太阳轮和行星轮之间的高(但不是太高)接触力。由于这太具有挑战性以至于不能保证小摩擦驱动装置的接触力将保持在一定水平以下，使得复合驱动装置甚至不太有吸引力或是一个更大的挑战，因为有效的高比率驱动需要驱动装置输出级中的接触力水平的非常精确的控制。结果，现在摩擦行星驱动装置通常以高速、低力减少使用，例如在多级行星驱动装置的第一级中。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种复合行星摩擦驱动装置，其能够同时提供高齿轮比和传递高扭矩的能力。

首先，根据本发明，行星轮沿着它们跨越第一部分、过渡区域和第二部分的整个长度是中空的并且可不间断地压缩。在这方面，词语“长度”是指行星轮在其纵向方向上的尺寸，或换句话说是沿着它们的体轴或与其体轴平行的尺寸。通过设置复合行星摩擦驱动装置的行星轮沿其整个长度是中空的，行星轮可以沿着它们的整个主体像箍弹簧般压缩。这解决了公差问题，其通常对于制造稳健且有效的摩擦行星驱动装置而言是个问题。制造具有实心行星轮的几乎不起作用的小摩擦驱动装置所需的公差在0.001mm范围内或甚至更好。对于本发明的以中空可压缩行星轮体现的复合行星摩擦驱动装置，其满足行星轮以0.01mm的公差可压缩，这是容易十倍的系数。如果设计者希望追求，甚至更高的公差也是可能的，提供10:1宽松公差的例子仅仅是为了说明本发明能够实现的实际改进。

在本发明的另一方面，行星轮的第二部分与空转的第二太阳轮协作。这解决了与在典型的行星驱动装置中应用中空行星轮相关的问题，即没有地方附接输出，没有毂、没有轴附接以承载行星轮的负载。利用本发明的复合驱动装置，行星轮的第二部分的中空壁由空转的第二太阳轮的中空壁和第二环形轮限定，这意味着不需要将任何东西附接到每个行星轮的中心以保持这些轮子到位。输出从典型的行星架到第二环形轮的这种转换也传达了通过驱动装置的动力流完全通过彼此滚动摩擦接触的圆柱形部件的优点。因此，增强了驱动装置的效率。