旋翼機和行星齒輪系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及旋翼機和行星齒輪系統。
【背景技術】
[0002]參考圖1-2的示意性圖示說明，現有技術行星齒輪系10包括一系列行星齒輪12、太陽齒輪恒星齒輪14、環形齒輪或齒圈16和齒輪架(carrier) 18。太陽齒輪和環形齒輪同軸對齊，其中行星齒輪圍繞太陽齒輪和環形齒輪被隔開并且行星齒輪在太陽齒輪和環形齒輪之間嚙合。齒輪架使行星齒輪的旋轉軸線相互連接。太陽齒輪和環形齒輪中的一者接地或被固定，而太陽齒輪和環形齒輪中的另一者可自由地旋轉或未被固定。因此，參考圖1，當太陽齒輪被固定時，環形齒輪的旋轉輸入導致齒輪架的旋轉輸出，反之亦然。參考圖2，當環形齒輪被固定時，太陽齒輪的旋轉輸入導致齒輪架的旋轉輸出，反之亦然。在兩種配置中且如圖1-2示意性指示的，輸入的旋轉方向與輸出的旋轉方向相同。
[0003]行星齒輪系被用于各種應用中，以將具有旋轉頻率(例如，每分鐘轉數或RPM)和轉矩的旋轉輸入轉變為具有不同旋轉頻率和/或轉矩的旋轉輸出。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、緊湊和徑向對稱設計和高效的能量傳遞(即，低部分損失)的優點；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]在與旋翼機關聯的應用中，諸如具有大約60:1的減速比的高RPM和低轉矩發動機輸入到低RPM和高轉矩轉子輸出的變速器，變速器部件的重量和維護會是重要的。現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重量最小化。然而，利用行星齒輪系的現有技術變速器依靠大直徑行星齒輪來實現期望的高最終傳動比，并且由于力經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量、增加系統重量、增加系統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聯的更輕的重量、更低的維護、更大的減速比和更小的包絡的需要，諸如在與旋翼機關聯的應用中。
【發明內容】
[0005]本文公開了行星齒輪系統、變速器和裝置，諸如旋翼機。根據本公開的行星齒輪系統包括至少一個非固定式環形齒輪、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行星齒輪、以及與至少一個雙聯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形齒輪和至少一個非固定式太陽齒輪中的一者的旋轉輸入導致至少一個非固定式環形齒輪和至少一個非固定式太陽齒輪中的另一者的旋轉輸出。根據本公開的一些行星齒輪系統也可以被配置，以便非固定式齒輪的旋轉輸入導致兩個分離的非固定式齒輪的旋轉輸出。
[0006]根據本公開的變速器包括根據本公開的行星齒輪系統、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，輸入軸的旋轉導致輸出軸的旋轉。根據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而旋轉。
[0007]根據本公開的旋翼機包括機身、具有根據本公開的行星齒輪系統的變速器、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動機和可操作地耦接到變速器的輸出軸的轉子。
【附圖說明】
[0008]圖1是現有技術行星齒輪系的示意性表示。
[0009]圖2是現有技術彳丁星齒輪系的另一不意性表不
[0010]圖3是根據本公開的行星齒輪系統的示意性表示。
[0011]圖4是根據本公開的行星齒輪系統的示意性表示。
[0012]圖5是根據本公開的行星齒輪系統的示意性表示。
[0013]圖6是根據本公開的行星齒輪系統的示意性表示。
[0014]圖7是根據本公開的行星齒輪系統的示例的等距橫截面視圖。
[0015]圖8是根據本公開的行星齒輪系統的另一示例的等距橫截面視圖。
[0016]圖9是根據本公開的行星齒輪系統的另一示例的等距橫截面視圖。
[0017]圖10是表示根據本公開的變速器和相關裝置的示意圖，其包含根據本公開的行星齒輪系統。
[0018]圖11是根據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和包括行星齒輪系統的變速器和裝置。圖3-6示意性示出根據本公開的各種行星齒輪系統并且通常在100處指示。行星齒輪系統100附加地或替代地可以被描述為或被稱為行星齒輪系100或行星齒輪系統或齒輪系100。行星齒輪系統100包括至少一個非固定式環形齒輪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行星齒輪106和與至少一個雙聯行星齒輪嚙合的至少一個固定式齒輪108。相比于圖1-2的現有技術行星齒輪系10，一些行星齒輪系統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輸入或旋轉輸出，從而導致行星齒輪系統100與現有技術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。此外，當被包括在行星齒輪系統100之內時，齒輪架可以不被用作旋轉輸入或旋轉輸出，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輸入和/或旋轉輸出，齒輪架幾何體和關聯的軸承不需要運送和/或傳遞與現有技術行星齒輪系關聯的顯著力。在全部附圖中，為了便于說明，行星齒輪系統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100中，非固定式環形齒輪102和非固定式太陽齒輪104中的一者的旋轉輸入導致非固定式環形齒輪和非固定式太陽齒輪中的另一者的旋轉輸出。如本文進一步所討論的，一些行星齒輪系統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100包括不止一個非固定式環形齒輪102。此外，雖然圖3-6的行星齒輪系統100的示意性表示中的每一者均包括四個行星齒輪106，但任意數量的合適的行星齒輪可以被包括在行星齒輪系統100內，例如，包括一個和更多個行星齒輪，這取決于行星齒輪系統的具體應用。
[0021]行星齒輪系統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100的環形齒輪是具有徑向內向型齒的齒輪。環形齒輪附加地或替代地可以被稱為或描述為齒圈和/或內齒輪。此外，環形齒輪與行星齒輪系統100的(一個或多個)太陽齒輪共享中心軸線。行星齒輪系統100的行星齒輪是在至少一個環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于框架、外殼或支撐行星齒輪系統的其它結構旋轉的齒輪，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的其它結構圍繞其中心軸線旋轉。因此，行星齒輪系統100的太陽齒輪和環形齒輪共享中心軸線。非固定式太陽齒輪104和非固定式環形齒輪102被配置成圍繞主旋轉軸線110旋轉。固定式齒輪108具有與主旋轉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100的行星齒輪每個均包括旋轉軸線112，該旋轉軸線112遠離主旋轉軸線110被隔開，但行星齒輪系統中的一個或更多個行星齒輪在主旋轉軸線110周圍環繞或行進。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軸線112的一組齒輪齒，但雙聯行星齒輪的單個外齒輪通常具有不同的節徑。然而，具有相同節徑的兩個或更多個隔開的外齒輪段也在雙聯行星齒輪的范圍內。雙聯行星齒輪的一組齒輪齒或單個外齒輪段可以被稱為雙聯行星齒輪的級或齒輪級。附加地或替代地，具有相同節徑的兩個隔開的齒輪段也可以被描述為形成雙聯行星齒輪的單個齒輪級。雙聯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