旋翼機和行星齒輪系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及旋翼機和行星齒輪系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]參考圖1-2的示意性圖示說明，現(xiàn)有技術(shù)行星齒輪系10包括一系列行星齒輪12、太陽齒輪恒星齒輪14、環(huán)形齒輪或齒圈16和齒輪架(carrier) 18。太陽齒輪和環(huán)形齒輪同軸對齊，其中行星齒輪圍繞太陽齒輪和環(huán)形齒輪被隔開并且行星齒輪在太陽齒輪和環(huán)形齒輪之間嚙合。齒輪架使行星齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線相互連接。太陽齒輪和環(huán)形齒輪中的一者接地或被固定，而太陽齒輪和環(huán)形齒輪中的另一者可自由地旋轉(zhuǎn)或未被固定。因此，參考圖1，當太陽齒輪被固定時，環(huán)形齒輪的旋轉(zhuǎn)輸入導致齒輪架的旋轉(zhuǎn)輸出，反之亦然。參考圖2，當環(huán)形齒輪被固定時，太陽齒輪的旋轉(zhuǎn)輸入導致齒輪架的旋轉(zhuǎn)輸出，反之亦然。在兩種配置中且如圖1-2示意性指示的，輸入的旋轉(zhuǎn)方向與輸出的旋轉(zhuǎn)方向相同。
[0003]行星齒輪系被用于各種應用中，以將具有旋轉(zhuǎn)頻率(例如，每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)或RPM)和轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)輸入轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂胁煌D(zhuǎn)頻率和/或轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)輸出。當與變速器的其它配置相比較時，行星齒輪系通常提供同軸輸入和輸出、緊湊和徑向?qū)ΨQ設計和高效的能量傳遞(即，低部分損失)的優(yōu)點；然而，顯著的力需要在行星齒輪和齒輪架之間傳遞，從而導致需要重型軸承組件。此外，需要對軸承組件日常維護和潤滑。
[0004]在與旋翼機關(guān)聯(lián)的應用中，諸如具有大約60:1的減速比的高RPM和低轉(zhuǎn)矩發(fā)動機輸入到低RPM和高轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子輸出的變速器，變速器部件的重量和維護會是重要的?，F(xiàn)有旋翼機變速器依靠高最終傳動比以減少或消除中間減小階段，這使整個變速器系統(tǒng)重量最小化。然而，利用行星齒輪系的現(xiàn)有技術(shù)變速器依靠大直徑行星齒輪來實現(xiàn)期望的高最終傳動比，并且由于力經(jīng)由軸承組件被傳遞到行星齒輪中心附近的齒輪架，變速器的機械優(yōu)點受限于行星齒輪的直徑。因此，需要更大的行星齒輪來實現(xiàn)更高的減速比。更大的行星齒輪限制能夠被使用的行星齒輪的數(shù)量、增加系統(tǒng)重量、增加系統(tǒng)包絡并且減少多個行星齒輪之間的負載共享。因此，存在對與行星齒輪系關(guān)聯(lián)的更輕的重量、更低的維護、更大的減速比和更小的包絡的需要，諸如在與旋翼機關(guān)聯(lián)的應用中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本文公開了行星齒輪系統(tǒng)、變速器和裝置，諸如旋翼機。根據(jù)本公開的行星齒輪系統(tǒng)包括至少一個非固定式環(huán)形齒輪、至少一個非固定式太陽齒輪、在至少一個非固定式環(huán)形齒輪和至少一個非固定式太陽齒輪之間嚙合的至少一個雙聯(lián)行星齒輪、以及與至少一個雙聯(lián)行星齒輪嚙合的至少一個固定式齒輪。至少一個非固定式環(huán)形齒輪和至少一個非固定式太陽齒輪中的一者的旋轉(zhuǎn)輸入導致至少一個非固定式環(huán)形齒輪和至少一個非固定式太陽齒輪中的另一者的旋轉(zhuǎn)輸出。根據(jù)本公開的一些行星齒輪系統(tǒng)也可以被配置，以便非固定式齒輪的旋轉(zhuǎn)輸入導致兩個分離的非固定式齒輪的旋轉(zhuǎn)輸出。
[0006]根據(jù)本公開的變速器包括根據(jù)本公開的行星齒輪系統(tǒng)、輸入軸、輸出軸和外殼，其中輸入軸可操作地耦接到非固定式環(huán)形齒輪和非固定式太陽齒輪中的一者，輸出軸可操作地耦接到非固定式環(huán)形齒輪和非固定式太陽齒輪中的另一者，外殼可操作地耦接到固定式齒輪。因此，輸入軸的旋轉(zhuǎn)導致輸出軸的旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本公開的一些變速器可以包括兩個輸出軸，所述兩個輸出軸被配置成響應于輸入軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
[0007]根據(jù)本公開的旋翼機包括機身、具有根據(jù)本公開的行星齒輪系統(tǒng)的變速器、可操作地由機身支撐并且可操作地耦接到變速器的輸入軸的發(fā)動機和可操作地耦接到變速器的輸出軸的轉(zhuǎn)子。
【附圖說明】
[0008]圖1是現(xiàn)有技術(shù)行星齒輪系的示意性表示。
[0009]圖2是現(xiàn)有技術(shù)彳丁星齒輪系的另一不意性表不
[0010]圖3是根據(jù)本公開的行星齒輪系統(tǒng)的示意性表示。
[0011]圖4是根據(jù)本公開的行星齒輪系統(tǒng)的示意性表示。
[0012]圖5是根據(jù)本公開的行星齒輪系統(tǒng)的示意性表示。
[0013]圖6是根據(jù)本公開的行星齒輪系統(tǒng)的示意性表示。
[0014]圖7是根據(jù)本公開的行星齒輪系統(tǒng)的示例的等距橫截面視圖。
[0015]圖8是根據(jù)本公開的行星齒輪系統(tǒng)的另一示例的等距橫截面視圖。
[0016]圖9是根據(jù)本公開的行星齒輪系統(tǒng)的另一示例的等距橫截面視圖。
[0017]圖10是表示根據(jù)本公開的變速器和相關(guān)裝置的示意圖，其包含根據(jù)本公開的行星齒輪系統(tǒng)。
[0018]圖11是根據(jù)本公開的旋翼機的示例的透視圖。
【具體實施方式】
[0019]本文公開行星齒輪系統(tǒng)和包括行星齒輪系統(tǒng)的變速器和裝置。圖3-6示意性示出根據(jù)本公開的各種行星齒輪系統(tǒng)并且通常在100處指示。行星齒輪系統(tǒng)100附加地或替代地可以被描述為或被稱為行星齒輪系100或行星齒輪系統(tǒng)或齒輪系100。行星齒輪系統(tǒng)100包括至少一個非固定式環(huán)形齒輪102、至少一個非固定式太陽齒輪104、在至少一個非固定式環(huán)形齒輪和至少一個非固定式太陽齒輪之間嚙合的至少一個雙聯(lián)行星齒輪106和與至少一個雙聯(lián)行星齒輪嚙合的至少一個固定式齒輪108。相比于圖1-2的現(xiàn)有技術(shù)行星齒輪系10，一些行星齒輪系統(tǒng)100可以不包括和/或可以不需要包含使多個行星齒輪互相連接的齒輪架。因此，一些行星齒輪系統(tǒng)100可以被描述為無齒輪架且/或未被直接連在一起的行星齒輪。因此，不需要軸承(諸如滾柱軸承)以將來自行星齒輪的力傳遞到齒輪架且/或來自齒輪架的力用作旋轉(zhuǎn)輸入或旋轉(zhuǎn)輸出，從而導致行星齒輪系統(tǒng)100與現(xiàn)有技術(shù)行星齒輪系相比減小的重量和減少的維護。然而，一些行星齒輪系統(tǒng)100可以包括使多個行星齒輪互相連接的齒輪架，這在本公開的范圍之內(nèi)。此外，當被包括在行星齒輪系統(tǒng)100之內(nèi)時，齒輪架可以不被用作旋轉(zhuǎn)輸入或旋轉(zhuǎn)輸出，并且替代地可以被單獨提供以抑制行星齒輪并與之對齊。因為可選齒輪架未被用作旋轉(zhuǎn)輸入和/或旋轉(zhuǎn)輸出，齒輪架幾何體和關(guān)聯(lián)的軸承不需要運送和/或傳遞與現(xiàn)有技術(shù)行星齒輪系關(guān)聯(lián)的顯著力。在全部附圖中，為了便于說明，行星齒輪系統(tǒng)100的各個齒輪被去掉齒示出；然而，應當理解，各個齒輪包括任意合適的配置的對應齒。此外，雖然圖3-6未示意性示出使行星齒輪互相連接的齒輪架，但可選齒輪架可以被包括在可選實施例中，如以上所描述的。
[0020]在行星齒輪系統(tǒng)100中，非固定式環(huán)形齒輪102和非固定式太陽齒輪104中的一者的旋轉(zhuǎn)輸入導致非固定式環(huán)形齒輪和非固定式太陽齒輪中的另一者的旋轉(zhuǎn)輸出。如本文進一步所討論的，一些行星齒輪系統(tǒng)100包括不止一個非固定式太陽齒輪104，并且一些行星齒輪系統(tǒng)100包括不止一個非固定式環(huán)形齒輪102。此外，雖然圖3-6的行星齒輪系統(tǒng)100的示意性表示中的每一者均包括四個行星齒輪106，但任意數(shù)量的合適的行星齒輪可以被包括在行星齒輪系統(tǒng)100內(nèi)，例如，包括一個和更多個行星齒輪，這取決于行星齒輪系統(tǒng)的具體應用。
[0021]行星齒輪系統(tǒng)100的太陽齒輪是外齒輪或小齒輪，即具有徑向外向型齒的齒輪。行星齒輪系統(tǒng)100的環(huán)形齒輪是具有徑向內(nèi)向型齒的齒輪。環(huán)形齒輪附加地或替代地可以被稱為或描述為齒圈和/或內(nèi)齒輪。此外，環(huán)形齒輪與行星齒輪系統(tǒng)100的(一個或多個)太陽齒輪共享中心軸線。行星齒輪系統(tǒng)100的行星齒輪是在至少一個環(huán)形齒輪和至少一個太陽齒輪之間嚙合的小齒輪。
[0022]行星齒輪系統(tǒng)的齒輪可以被固定或未被固定。固定式齒輪是相對于非固定式齒輪被固定或接地并且未關(guān)于框架、外殼或支撐行星齒輪系統(tǒng)的其它結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)的齒輪，并且非固定式齒輪被配置成以相對于框架、外殼或支撐行星齒輪系統(tǒng)的其它結(jié)構(gòu)圍繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)。因此，行星齒輪系統(tǒng)100的太陽齒輪和環(huán)形齒輪共享中心軸線。非固定式太陽齒輪104和非固定式環(huán)形齒輪102被配置成圍繞主旋轉(zhuǎn)軸線110旋轉(zhuǎn)。固定式齒輪108具有與主旋轉(zhuǎn)軸線同軸的中心軸線。在附圖中示意性示出具有接地標志的固定式齒輪。
[0023]行星齒輪系統(tǒng)100的行星齒輪每個均包括旋轉(zhuǎn)軸線112，該旋轉(zhuǎn)軸線112遠離主旋轉(zhuǎn)軸線110被隔開，但行星齒輪系統(tǒng)中的一個或更多個行星齒輪在主旋轉(zhuǎn)軸線110周圍環(huán)繞或行進。因此，行星齒輪可以被描述為非固定式齒輪。
[0024]雙聯(lián)行星齒輪106包括至少兩個外齒輪或相對于公共軸被固定并且共享同一旋轉(zhuǎn)軸線112的一組齒輪齒，但雙聯(lián)行星齒輪的單個外齒輪通常具有不同的節(jié)徑。然而，具有相同節(jié)徑的兩個或更多個隔開的外齒輪段也在雙聯(lián)行星齒輪的范圍內(nèi)。雙聯(lián)行星齒輪的一組齒輪齒或單個外齒輪段可以被稱為雙聯(lián)行星齒輪的級或齒輪級。附加地或替代地，具有相同節(jié)徑的兩個隔開的齒輪段也可以被描述為形成雙聯(lián)行星齒輪的單個齒輪級。雙聯(lián)行星齒輪的單個齒輪級和/或兩個或更多個齒輪級的組合與嚙合成齒輪級的對應的一個或多