[发明专利]齿轮箱

说明书

本发明提供了一种行星齿轮箱，在内座圈和同轴外座圈之间有两排行星轮。输入齿轮也可以与内行星轮或外行星轮啮合。为了避免由于施加的扭矩产生的扭曲而造成所述齿轮的分离啮合，可以使用凸轮效应，其中施加的扭矩产生径向预载。与所述输入齿轮啮合的所述齿轮可以在也与所述内座圈或所述外座圈中对应的一个啮合的所述齿轮的部分处啮合。行星轮可以与具有不同螺旋角的轴向部分齿轮接合。所述内座圈或所述外座圈可以由以不同螺旋角齿轮接合的两个部件形成，以与所述行星轮的所述不同轴向部分啮合。通过使用这些不同的部件，组装变得容易，因为所述部件可以轴向地滑动到所述行星轮上。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求以下文献的优先权：2019年4月1日提交的美国临时专利申请序列号62/827,786和2019年4月2日提交的美国临时专利申请序列号62/828,320，这些申请中的每一者全文以引用方式并入本文。

背景技术

在公布的专利申请号WO2013173928A1中，示出了一种装置，该装置用两排基于滚子的行星轮增加扭矩，所有这些基于滚子的行星轮都与另外两个基于滚子的行星轮接触，并且行星轮的数量足够多，从而实现低凸轮角度。在此角度以下，当装置加载时发生的凸轮作用增加了齿轮接合或滚动构件之间的力以及在内行星轮和外行星轮之间、内行星轮和内座圈之间以及外行星轮和外座圈之间的接触处的接触压力。

实现足够高的摩擦系数以允许这种凸轮作用发生是一个挑战，因为许多普通的材料组合，诸如钢钢组合，具有比这种装置的典型凸轮角度所需的摩擦系数(CF)更低的摩擦系数。因此，必须使用诸如镍合金或其他材料组合的材料来实现足够高的CF，以允许凸轮角度几何形状提供与传输的扭矩成比例的牵引压力。

滚动接触型的另一个挑战是保持所有行星轮等距地周向间隔开。滚动接触本身不会相对于其他行星轮“周向错开”，并且如果行星轮的周向间距不受控制，两排行星轮固有地不稳定。所谓不稳定是指，如果行星轮变得不等距地间隔开，内座圈将不会与外座圈保持同心。

基于滚子的齿轮箱的实施方案的另一个挑战是需要轴承来保持外座圈与内座圈轴向地对齐。

诸如常规齿轮减速器的齿轮装置将通常使用具有轴和轴承的行星齿轮架来定位行星轮。行星齿轮架增加了旋转质量、成本和复杂性。

发明内容

提供了一种齿轮箱装置，该齿轮箱装置具有内座圈和外座圈，该内座圈具有外表面并限定轴线，该外座圈具有内表面并与内座圈同轴。齿轮箱装置具有一组轨道行星轮，该轨道行星轮包括与内座圈的外表面齿轮接触的内行星轮和与外座圈的内表面齿轮接触的外行星轮，每个内行星轮与两个外行星齿轮接触，并且每个外行星轮与两个内行星轮齿轮接触。可存在输入环，其与内座圈和外座圈同轴，并与内行星轮或与外行星轮齿轮接触。

在一个实施方案中，存在A或B中的一种情况，其中，A是外行星轮比内行星轮长，并且每个外行星轮具有与该外行星轮所接触的内行星轮啮合的相应的第一部分，并且输入环具有与该输入环所接触的每个外行星轮的相应的第二部分啮合的外表面，外行星轮的第一部分和第二部分都与外座圈啮合；并且B是内行星轮比外行星轮长，并且每个内行星轮具有与该内行星轮所接触的外行星轮啮合的相应的第一部分，并且输入环具有与该输入环所接触的每个内行星轮的相应的第二部分啮合的内表面，内行星轮的第一部分和第二部分都与内座圈啮合。

在另一个实施方案中，内行星轮和外行星轮具有齿轮接触的长度，并且齿轮和座圈具有相应的直径，这些直径被选择成在输入环上产生扭矩，以使内行星轮和外行星轮的增加的径向载荷足以克服由输入环上的扭矩产生的齿轮之间的分离力。

在另一个实施方案中，内座圈的外表面和外座圈的内表面中的至少一个由具有不同螺旋角的两个成角度齿轮表面形成。这两个成角度齿轮表面可以定位在轴向相邻的部件上。这种布置可用于使部件能够轴向地运动到与行星齿轮齿轮啮合接触，从而便于组装。