Воздушный летательный аппарат и системы планетарных передач
AIRBORNE VEHICLE AND PLANETARY GEAR SYSTEMS

РОДСТВЕННАЯ ЗАЯВКА
[0001] Настоящая заявка является частичным продолжением и испрашивает приоритет в соответствии с Законом 35 Свода законов США §120 патентной заявки США №14/301,263, названной "ROTORCRAFT AND PLANETARY GEAR SYSTEMS" (Винтокрылый летательный аппарат и системы планетарных передач), поданной 10 июня 2014, которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящее изобретение относится к воздушному летательному аппарату и системам планетарных передач.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Со ссылкой на схематические иллюстрации на ФИГ. 1-2, показаны известные системы планетарных передач 10, которые содержат комплект сателлитов 12, центральное зубчатое колесо 14, круговое или кольцевое зубчатое колесо 16 и водило 18. Центральное зубчатое колесо и кольцевое зубчатое колесо являются соосно выровненными, и сателлиты разнесены по окружности и входят в зацепление между центральным зубчатым колесом и кольцевым зубчатым колесом. Водило объединяет оси вращения сателлитов. Одно из центрального зубчатого колеса, кольцевого зубчатого колеса и водила зафиксировано или закреплено, а другие элементы, выбираемые из центрального зубчатого колеса, кольцевого зубчатого колеса и водила, являются свободно вращающимися или подвижными. Соответственно, как показано на ФИГ. 1, если центральное зубчатое колесо является неподвижным, входной крутящий момент, приложенный к кольцевому зубчатому колесу, имеет результатом выходной крутящий момент водила, и наоборот. Как показано на ФИГ. 2, если кольцевое зубчатое колесо является неподвижным, применение входного крутящего момента к центральному зубчатому колесу имеет результатом выходной крутящий момент водила, и наоборот. В обеих конфигурациях, как схематично показано на ФИГ. 1-2, направление вращения входа является тем же самым, как и направление вращения выхода. Однако, несмотря на то, что это не показано на чертежах, если водило является неподвижным, применение входного крутящего момента к одному колесу из центрального зубчатого колеса и кольцевого зубчатого колеса имеет результатом действующий в противоположных направлениях выходной крутящий момент другого колеса из центрального зубчатого колеса и кольцевого зубчатого колеса.
[0004] Системы планетарных передач используются в различных случаях для передачи входного вращения, имеющего частоту вращения (например в оборотах в минуту или об/мин) и крутящий момент, выходным вращением, имеющим другую частоту вращения и/или вращающий момент. По сравнению с другими конфигурациями трансмиссий системы планетарных передач обычно обеспечивают преимущества, заключающиеся в соосном входе и выходе, компактной и радиально симметричной конструкции и высокой эффективности передачи энергии (т.е. низких фрикционных потерях); однако для передачи значительной силы между сателлитами и водилом требуется использование тяжелых подшипниковых узлов. Кроме того, также требуются регулярная проверка и смазка подшипниковых узлов.
[0005] В относящихся к винтокрылому летательному аппарату случаях применения, таких как трансмиссия с входом от высокооборотного двигателя с небольшим крутящим моментом, передающая энергию к низкооборотному выходному ротору с большим крутящим моментом и передаточным отношением порядка 60:1, вес и обслуживание компонентов трансмиссии могут быть значительными. Существующие трансмиссии винтокрылого летательного аппарата рассчитаны на высокое конечное передаточное число для сокращения или устранения промежуточных редукторных ступеней, что минимизирует общий вес трансмиссионной системы. Однако известные трансмиссии, в которых для достижения необходимого высокого конечного передаточного числа используются системы планетарных передач, основанные на сателлитах с большими диаметрами, и поскольку сила передается водилу центром сателлитов через подшипниковые узлы, механическое преимущество трансмиссии ограничено диаметром сателлитов. Также, для данного диаметра кольцевого зубчатого колеса большие сателлиты необходимы, чтобы обеспечить более высокие передаточные отношения. Увеличение размера сателлитов ограничивает указанное количество используемых сателлитов, что уменьшает распределение нагрузки и увеличивает вес системы и габариты системы. Соответственно, имеется потребность в снижении веса, сокращении обслуживания, увеличении передаточных отношений и уменьшении габаритов, относящихся к планетарным передачам, таким как в случаях применения, относящихся к винтокрылым летательным аппаратам.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] В настоящей заявке описаны системы планетарных передач, трансмиссии и устройства, такие как воздушный летательный аппарат, а также составные зубчатые колеса и водила для использования в системах планетарных передач. Система планетарной передачи согласно настоящему изобретению содержит по меньшей мере одно подвижное кольцевое зубчатое колесо, по меньшей мере одно подвижное центральное зубчатое колесо, по меньшей мере один составной сателлит, входящий в зацепление по меньшей мере между одним подвижным кольцевым зубчатым колесом и по меньшей мере одним подвижным центральным зубчатым колесом, и по меньшей мере одно неподвижное зубчатое колесо, входящее в зацепление по меньшей мере с одним составным сателлитом. Применение входного крутящего момента к одному из по меньшей мере одного подвижного кольцевого зубчатого колеса и по меньшей мере одного подвижного центрального зубчатого колеса приводит к выходному крутящему моменту другого по меньшей мере одного подвижного кольцевого зубчатого колеса и по меньшей мере одного подвижного центрального зубчатого колеса. Некоторые системы планетарных передач согласно настоящему изобретению также могут быть выполнены с возможностью применения входного крутящего момента к подвижному зубчатому колесу с получением выходных крутящих моментов у двух или большего количества отдельных подвижных зубчатых колес.
[0007] Трансмиссии согласно настоящему изобретению содержат систему планетарной передачи, входной вал, который функционально соединен с одним из подвижного кольцевого зубчатого колеса и подвижного центрального зубчатого колеса, выходной вал, который функционально соединен с другим из подвижного кольцевого зубчатого колеса и подвижного центрального зубчатого колеса, и корпус, функционально соединенный с неподвижным зубчатым колесом. Соответственно, вращение входного вала приводит к вращению выходного вала. Некоторые трансмиссии согласно настоящему изобретению могут содержать два выходных вала, которые выполнены с возможностью вращения в ответ на вращение входного вала.
[0008] Воздушные летательные аппараты согласно настоящему изобретению содержат фюзеляж, трансмиссию, имеющую систему планетарной передачи согласно настоящему изобретению, двигатель, функционально поддерживаемый фюзеляжем и функционально соединенный с входным валом трансмиссии, и ротор или воздушный винт, функционально соединенный с выходным валом трансмиссии.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0009] На ФИГ. 1 показано схематическое представление известных систем планетарных передач.
[0010] На ФИГ. 2 показано другое схематическое представление известных систем планетарных передач.
[0011] На ФИГ. 3 показано схематическое представление систем планетарных передач согласно настоящему изобретению.
[0012] На ФИГ. 4 показано схематическое представление систем планетарных передач согласно настоящему изобретению.
[0013] На ФИГ. 5 показано схематическое представление систем планетарных передач согласно настоящему изобретению.
[0014] На ФИГ. 6 показано схематическое представление систем планетарных передач согласно настоящему изобретению.
[0015] На ФИГ. 7 показан перспективный вид в разрезе примера системы планетарной передачи согласно настоящему изобретению.
[0016] На ФИГ. 8 показан перспективный вид в разрезе еще одного примера системы планетарной передачи согласно настоящему изобретению.
[0017] На ФИГ. 9 показан перспективный вид в разрезе еще одного примера системы планетарной передачи согласно настоящему изобретению.
[0018] На ФИГ. 10 показан перспективный вид в разрезе и местный вид еще одного примера системы планетарной передачи согласно настоящему изобретению.
[0019] На ФИГ. 11 показан перспективный вид в разрезе и местный вид части системы планетарной передачи, показанной на ФИГ. 10.
[0020] На ФИГ. 12 показан перспективный вид составного сателлита системы планетарной передачи, показанной на ФИГ. 10.
[0021] На ФИГ. 13 показан перспективный вид водила системы планетарной передачи, показанной на ФИГ. 10.
[0022] На ФИГ. 14 показан перспективный вид альтернативного водила, которое может быть использовано с системой планетарной передачи, показанной на ФИГ. 10.
[0023] На ФИГ. 15 показана принципиальная схема, представляющая трансмиссии и относящиеся к ним устройства согласно настоящему изобретению, которые содержат систему планетарной передачи согласно настоящему изобретению.
[0024] На ФИГ. 16 показан перспективный вид примера винтокрылого летательного аппарата согласно настоящему изобретению.
[0025] На ФИГ. 17 показан перспективный вид примерного воздушного летательного аппарата с фиксированным крылом согласно настоящему изобретению.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0026] В настоящей заявке описаны системы планетарных передач и трансмиссии, а также устройства, в которых содержатся системы планетарной передачи. Различные системы планетарных передач согласно настоящему изобретению схематично представлены на ФИГ. 3-6 и в целом обозначены позиционным номером 100. Системы 100 планетарных передач в дополнение к данному или согласно другому варианту реализации могут быть описаны или указаны как планетарные передачи 100 или как эпициклические зубчатые передачи 100, или зубчатые передачи 100. Системы 100 планетарной передачи содержат по меньшей мере одно подвижное кольцевое зубчатое колесо 102, по меньшей мере одно подвижное центральное зубчатое колесо 104, по меньшей мере один составной сателлит 106, входящий в зацепление по меньшей мере между одним подвижным кольцевым зубчатым колесом и по меньшей мере одним подвижным центральным зубчатым колесом, и по меньшей мере одно неподвижное зубчатое колесо 108, входящее в зацепление по меньшей мере с одним составным сателлитом.
[0027] Некоторые системы 100 планетарных передач согласно настоящему изобретению содержат водило, которое объединяет множество сателлитов. Однако, некоторые системы 100 планетарных передач согласно настоящему изобретению могут не содержать водило и/или могут не требовать включения в свой состав водила, которое объединяет множество сателлитов. Соответственно некоторая система 100 планетарной передачи может быть описана как свободная от водила система и/или как система без непосредственного объединения сателлитов. В результате, в таких примерах, которые не содержат водила, отсутствуют подшипники, такие как роликовые подшипники, которые обычно передают нагрузку от сателлитов к водилу и/или от водила, используемого в качестве вращательного входа или вращательного выхода. Таким образом, указанные неисключительные примеры систем 100 планетарных передач могут иметь уменьшенный вес и сниженную потребность в обслуживании по сравнению с системами планетарных передач уровня техники, которые содержат водила. Однако, как описано в настоящей заявке, именно в рамках настоящего изобретения некоторые системы 100 планетарных передач могут содержать водило, которое объединяет множество сателлитов. Кроме того, содержащееся в системах 100 планетарных передач водило может не использоваться в качестве входа для крутящего момента или выхода для крутящего момента, а вместо этого может использоваться исключительно для удерживания и выравнивания сателлитов. Поскольку необязательное водило не используется в качестве входа для крутящего момента и/или выхода для крутящего момента, конфигурация водила и относящиеся к нему подшипники могут не нести и/или не передавать значительную силу, обычную для планетарных передач уровня техники. На всех чертежах различные зубчатые колеса систем 100 планетарных передач могут быть показаны без зубьев для упрощения иллюстрации; однако подразумевается, что такие показанные на чертеже зубчатые колеса содержат соответствующие зубья любой соответствующей формы. Кроме того, несмотря на то, что на ФИГ. 3-6 схематично не показано водило, которое объединяет сателлиты, необязательное водило может содержаться в дополнительных вариантах реализации, как описано выше.
[0028] В системах 100 планетарных передач подача крутящего момента к одному из подвижного кольцевого зубчатого колеса 102 или подвижного центрального зубчатого колеса 104 имеет результатом выход крутящего момента от другого подвижного кольцевого зубчатого колеса и подвижного центрального зубчатого колеса. Как описано ниже в настоящей заявке, некоторые системы 100 планетарных передач содержат два и более подвижных центральных зубчатых колес 104, и некоторые системы 100 планетарных передач содержат два и более подвижных кольцевых зубчатых колес 102. Кроме того, несмотря на то, что каждое из схематических представлений систем 100 планетарных передач на ФИГ. 3-6 содержит четыре сателлита 106, любое количество соответствующих сателлитов может содержаться в системе 100 планетарной передачи, включая один или большее количество сателлитов, например в зависимости от конкретного случая применения указанной системы планетарной передачи.
[0029] Центральное зубчатое колесо системы 100 планетарной передачи имеет зубья, направленные радиально наружу. В дополнение к данному или согласно другому варианту реализации центральное зубчатое колесо может быть названо или описано как шестерня и/или зубчатое колесо с наружным зацеплением. Кольцевое зубчатое колесо системы 100 планетарной передачи имеет зубья, направленные радиально внутрь. В дополнение к данному или согласно другому варианту реализации кольцевое зубчатое колесо может быть названо или описано как кольцеобразное зубчатое колесо и/или как зубчатое колесо с внутренним зацеплением. Кроме того, кольцевое зубчатое колесо имеет общую центральную ось с центральным зубчатым колесом (колесами) системы 100 планетарной передачи. Сателлит системы 100 планетарной передачи представляет собой шестерню, которая входит в зацепление по меньшей мере между одним кольцевым зубчатым колесом и по меньшей мере одним центральным зубчатым колесом.
[0030] Зубчатые колеса системы планетарной передачи могут быть неподвижными или подвижными. Неподвижным зубчатым колесом является зубчатое колесо, которое закреплено или неподвижно относительно подвижного зубчатого колеса и не вращается относительно рамы, корпуса или другой конструкции, которая удерживает систему планетарной передачи, и подвижное зубчатое колесо выполнено с возможностью вращения вокруг его центральной оси относительно рамы, корпуса или другой конструкции, которая поддерживает систему планетарной передачи. Соответственно, центральные зубчатые колеса и кольцевые зубчатые колеса системы 100 планетарной передачи совместно используют центральную ось. Подвижное центральное зубчатое колесо 104 и подвижное кольцевое зубчатое колесо 102 выполнены с возможностью вращения вокруг основной оси 110 вращения. Неподвижное зубчатое колесо 108 имеет центральную ось, которая соосна с основной осью вращения. Неподвижные зубчатые колеса схематично обозначены на чертежах символом заземления.
[0031] Каждый из сателлитов систем 100 планетарных передач содержит ось 112 вращения, которая разнесена с основной осью 110 вращения, но один или большее количество сателлитов обращаются по орбите системы планетарной передачи или перемещаются вокруг основной оси 110 вращения. Соответственно сателлиты могут быть описаны как подвижные зубчатые колеса.
[0032] Составные сателлиты 106 содержат по меньшей мере два зубчатых колеса с внешним зацеплением или наборы зубьев, которые неподвижны относительно общего вала и которые используют ту же самую ось 112 вращения, но являются отдельными зубчатыми колесами с внешним зацеплением, входящими в состав составного сателлита и обычно имеют различные начальные диаметры. Однако составные сателлиты также могут иметь две или большее количеств разнесенных секций зубчатого колеса внешнего зацепления, имеющих одинаковый начальный диаметр. Ряд зубьев или индивидуальная секция зубчатого колеса внешнего зацепления составного сателлита может быть названа как ступень или передаточная ступень составного сателлита. В дополнение к данному или согласно другому варианту реализации две разнесенные секции зубчатого колеса, имеющие тот же самый начальный диаметр, также быть могут быть описаны как формирующие одиночную передаточную ступень составного сателлита. Индивидуальные передаточные ступени и/или комбинация двух или более передаточных ступеней составного сателлита вместе с соответствующим зубчатым колесом или зубчатыми колесами, с которыми передаточные ступени находятся в зацеплении, могут образовать конфигурацию двойного спирального зацепления или другую конфигурацию с осевым взаимодействием для поддерживания зацепления, ограниченного в осевом направлении, составных сателлитов с соответствующим зубчатым колесом или зубчатыми колесами.
[0033] На ФИГ. 3 схематично показаны примеры систем 100 планетарных передач, в целом обозначенные позиционным номером 120. Системы 120 планетарных передач содержат подвижное кольцевое зубчатое колесо 102, подвижное центральное зубчатое колесо 104, по меньшей мере один составной сателлит 106 и неподвижное зубчатое колесо 108 в форме неподвижного центрального зубчатого колеса 122. Каждый составной сателлит 106 функционально расположен между (i) подвижным кольцевым зубчатым колесом и (и) подвижным центральным зубчатым колесом, а также неподвижным центральным зубчатым колесом и объединен с ними. Каждый составной сателлит содержит большую передаточную ступень 124 сателлита и меньшую передаточную ступень 126 сателлита. Большая передаточная ступень сателлита может быть описана как имеющая больший начальный диаметр, и меньшая передаточная ступень сателлита может быть описана как имеющая меньшей начальный диаметр, который меньше, чем больший начальный диаметр. В некоторых системах 120 планетарных передачах большая передаточная ступень сателлита находится в зацеплении между подвижным центральным зубчатым колесом 104 и подвижным кольцевым зубчатым колесом 102, в то время как меньшая передаточная ступень сателлита находится в зацеплении только с неподвижным центральным зубчатым колесом 122. Однако, как схематично дополнительно показано штриховыми линиями на ФИГ. 3, также в объем защиты системы 120 планетарных передач включено то, что меньшая передаточная ступень сателлита 126 также находится в зацеплении между подвижным кольцевым зубчатым колесом 102 и неподвижным центральным зубчатым колесом 122, в то время как большая передаточная ступень сателлита 124 находится в зацеплении только с подвижным центральным зубчатым колесом 104. В дополнение к данному или согласно другому варианту реализации, как указано штриховыми и сплошными линиями для колес 104 и 122 на ФИГ. 3, в системах 120 планетарных передач подвижное центральное зубчатое колесо 104 находится в зацеплении с меньшей передаточной ступенью сателлита 126, и неподвижное центральное зубчатое колесо 122 находится в зацеплении с большей передаточной ступенью 124 сателлита. Таким образом, в такой конфигурации подвижное центральное зубчатое колесо может иметь больший начальный диаметр чем неподвижное центральное зубчатое колесо. В зависимости от относительных размеров начальных диаметров передаточных ступеней составных сателлитов и их соответствующего зацепления с центральными зубчатыми колесами и кольцевым зубчатым колесом, вращение подвижного кольцевого зубчатого колеса 102 может привести к вращению в противоположном направлении подвижного центрального зубчатого колеса 104, и наоборот, как схематично обозначено стрелками на ФИГ. 3. Однако, в некоторых конфигурациях систем 120 планетарных передач в зависимости от относительного размера и соответствующего зацепления передаточных ступеней составного сателлита может быть получен выходной крутящий момент в том же самом направлении вращения, как и входной. Например, направление вращения подвижного центрального зубчатого колеса 104 может быть тем же самым, как и направление вращения подвижного кольцевого зубчатого колеса 102, если меньшие из этих двух центральных зубчатых колес будут неподвижными, и большие из этих двух центральных зубчатых колес не будут неподвижными, в противоположность тому, как показано на ФИГ. 3.
[0034] На ФИГ. 4 схематично представлены дополнительные примеры систем 100 планетарных передач, в целом обозначенных позиционным номером 130. Подобно системам 120 планетарных передач, системы 130 планетарных передач содержат подвижное кольцевое зубчатое колесо 102, подвижное центральное зубчатое колесо 104 и по меньшей мере один составной сателлит 106. Однако в отличие от систем 120 планетарных передач системы 130 планетарных передач содержат неподвижное зубчатое колесо 108 в форме неподвижного кольцевого зубчатого колеса 132. Каждый составной сателлит 106 функционально расположен между (i) подвижным центральным зубчатым колесом 104 и (ii) подвижным кольцевым зубчатым колесом 102, а также неподвижным кольцевым зубчатым колесом 132, и находится в зацеплении с указанными колесами. Каждый составной сателлит содержит большую передаточную ступень 124 сателлита и меньшую передаточную ступень 126 сателлита. В некоторых системах 130 планетарных передачах большая передаточная ступень 124 сателлита находится в зацеплении между подвижным кольцевым зубчатым колесом 102 и подвижным центральным зубчатым колесом 104, в то время как меньшая передаточная ступень сателлита находится в зацеплении только с неподвижным кольцевым зубчатым колесом 132. Однако, как дополнительно схематично показано штриховыми линиями на ФИГ. 4, также в объем защиты систем 130 планетарных передач включено то, что меньшая передаточная ступень 126 сателлита находится в зацеплении между неподвижным кольцевым зубчатым колесом 132 и подвижным центральным зубчатым колесом 104, в то время как большая передаточная ступень 124 сателлита находится в зацеплении только с подвижным кольцевым зубчатым колесом 102. В дополнение к данному или согласно другому варианту реализации, как указано штриховыми-сплошными линиями для колес 102 и 132 на ФИГ. 4, также в системах 130 планетарных передач подвижное кольцевое зубчатое колесо 102 находится в зацеплении с меньшей передаточной ступенью 126 сателлита, и неподвижное кольцевое зубчатое колесо 132 находится в зацеплении с большей передаточной ступенью 124 сателлита. Таким образом, в такой конфигурации подвижное кольцевое зубчатое колесо может иметь меньший начальный диаметр чем неподвижное кольцевое зубчатое колесо. В зависимости от относительных размеров начальных диаметров передаточных ступеней составных сателлитов и их соответствующего зацепления с кольцевыми зубчатыми колесами и центральным зубчатым колесом вращение подвижного кольцевого зубчатого колеса 102 может привести к вращению подвижного центрального зубчатого колеса 104 в противоположном направлении, и наоборот, как схематично обозначено стрелками на ФИГ. 4. Однако в некоторых конфигурациях систем 130 планетарных передач в зависимости от относительного размера и соответствующего зацепления передаточных ступеней составного сателлита может быть получен выходной крутящий момент в том же самом направлении вращения, как и входной. Например, направление вращения подвижного кольцевого зубчатого колеса 102 может быть тем же самым, как направление вращения подвижного центрального зубчатого колеса 104, если большие из этих двух кольцевых зубчатых колес будут неподвижными, и меньшие из этих двух кольцевых зубчатых колес не будут неподвижными, в противоположность тому, как показано на ФИГ. 4.
[0035] Как в системах 120 планетарных передач, так и в системах 130 планетарных передач входной крутящий момент, приложенный к подвижному зубчатому колесу, вызывает появление выходного крутящего момента на одиночном отдельном подвижном зубчатом колесе. Однако системы 100 планетарных передач также могут быть выполнены так, что подача крутящего момента к подвижному зубчатому колесу приводит к появлению выходного крутящего момента на двух отдельных подвижных зубчатых колесах.
[0036] Например, на ФИГ. 5 схематично представлены примеры таких систем 100 планетарных передач, в целом обозначенных позиционным номером 140. Системы 140 планетарных передач содержат подвижное кольцевое зубчатое колесо 102, два подвижных центральных зубчатых колеса 104, по меньшей мере один составной сателлит 106 и неподвижное зубчатое колесо 108 в форме неподвижного центрального зубчатого колеса 122. Каждый составной сателлит 106 содержит большую передаточную ступень 124 сателлита, меньшую передаточную ступень 126 сателлита и наименьшую передаточную ступень 142 сателлита, имеющую наименьший начальный диаметр, который меньше, чем начальный диаметр меньшей передаточной ступени сателлита. На ФИГ. 5 два подвижных центральных зубчатых колеса 104 обозначены как первое подвижное центральное зубчатое колесо 144 и второе подвижное центральное зубчатое колесо 146, причем первое подвижное центральное зубчатое колесо имеет начальный диаметр, который меньше, чем начальный диаметр неподвижного центрального зубчатого колеса 122, и начальный диаметр неподвижного центрального зубчатого колеса меньше, чем начальный диаметр второго подвижного центрального зубчатого колеса. В некоторых системах 140 планетарных передач большая передаточная ступень 124 сателлита находится в зацеплении между подвижным кольцевым зубчатым колесом 102 и первым подвижным центральным зубчатым колесом 144, в то время как меньшая передаточная ступень 126 сателлита находится в зацеплении только с неподвижным центральным зубчатым колесом 122, при этом наименьшая передаточная ступень 142 сателлита находится в зацеплении только с вторым подвижным центральным зубчатым колесом 146. Однако, как схематично дополнительно показано штриховыми линиями и штрихпунктирными линиями на ФИГ. 5, также в объем защиты систем 140 планетарных передач включено то, что большая передаточная ступень 124 сателлита не находится в зацеплении с подвижным кольцевым зубчатым колесом 102, а вместо этого меньшая передаточная ступень 126 сателлита или наименьшая передаточная ступень 142 сателлита соответственно находятся в зацеплении с подвижным кольцевым зубчатым колесом. В дополнение к данному или согласно другому варианту реализации несмотря на то, что показанный на чертеже пример содержит неподвижное центральное зубчатое колесо с начальным диаметром между начальными диаметрами двух подвижных центральных зубчатых колес, также в системах 140 планетарных передачах неподвижное центральное зубчатое колесо может иметь начальный диаметр, который больше, чем оба из двух подвижных центральных зубчатых колес, или может иметь начальный диаметр, который меньше, чем оба из двух подвижных центральных зубчатых колес, в результате чего центральные зубчатые колеса находятся в зацеплении с соответствующими передаточными ступенями зубчатой передачи составных сателлитов. В зависимости от относительных размеров начальных диаметров передаточных ступеней составных сателлитов и их соответствующего зацепления с центральными зубчатыми колесами и кольцевым зубчатым колесом, вращение подвижного кольцевого зубчатого колеса может привести к вращению второго подвижного центрального зубчатого колеса 146 в том же самом направлении вращения, как и подвижное кольцевое зубчатое колесо, и вращению первого подвижного центрального зубчатого колеса 144 в противоположном направлении вращения, как схематично показано стрелками на ФИГ. 5.
[0037] Кроме того, некоторые системы 140 планетарных передач могут быть выполнены так, что первое подвижное центральное зубчатое колесо 144 и второе подвижное центральное зубчатое колесо 146 вращаются в противоположных направлениях с той же самой (или по существу той же самой) частотой вращения (например, в об/мин) в ответ на приложение крутящего момента к подвижному кольцевому зубчатому колесу 102. Например, вращение подвижных центральных зубчатых колес 144, 146 в противоположных направлениях с той же самой частотой вращения в системе 140 планетарной передачи имеет место, если начальный диаметр или указанное количество зубьев (или счет зубьев) для составляющих зубчатых колес удовлетворяют нижеследующему равенству:
(Уравнение 1. Равные и противоположные выходы в системах 140 планетарных передач), где
122
N - начальный диаметр или количество зубьев неподвижного центрального зубчатого колеса 122,
126
N - начальный диаметр или количество зубьев меньшей передаточной ступени 126 сателлита,
124
N - начальный диаметр или количество зубьев большей передаточной ступени 124 сателлита,
146
N - начальный диаметр или количество зубьев большего подвижного центрального зубчатого колеса 146,
142
N - начальный диаметр или количество зубьев наименьшей передаточной ступени 142 сателлита и
144
N - начальный диаметр или количество зубьев меньшего подвижного центрального зубчатого колеса 144.
[0038] Однако в некоторых конфигурациях систем 140 планетарных передач в зависимости от относительного размера, количеств зубьев и соответствующего зацепления передаточных ступеней составного сателлита с центральными зубчатыми колесами и кольцевым зубчатым колесом могут иметь место выходные моменты с различными направлениями вращения и/или частотами вращения, и вышеуказанные примеры не являются исключительными.
[0039] На ФИГ. 6 схематично представлены дополнительные примеры систем 100 планетарных передач с двумя выходами крутящего момента, вызванными одиночным входом крутящего момента, и в целом указаны позиционным номером 150. Системы 150 планетарных передачи содержат два подвижных кольцевых зубчатых колеса 102, одиночное подвижное центральное зубчатое колесо 104, по меньшей мере один составной сателлит 106 и неподвижное зубчатое колесо 108 в форме неподвижного кольцевого зубчатого колеса 132. Каждый составной сателлит 106 содержит большую передаточную ступень 124 сателлита, меньшую передаточную ступень 126 сателлита и наименьшую передаточную ступень 142 сателлита. На ФИГ. 6 два подвижных кольцевых зубчатых колеса 102 обозначены как первое подвижное кольцевое зубчатое колесо 152 и второе подвижное кольцевое зубчатое колесо 154, причем первое подвижное кольцевым зубчатое колесо 152 имеет начальный диаметр, который больше чем начальный диаметр неподвижного кольцевого зубчатого колеса 132, и начальный диаметр неподвижного кольцевого зубчатого колеса 132 больше чем начальный диаметр второго подвижного кольцевого зубчатого колеса 154. В некоторых системах 150 планетарных передач большая передаточная ступень 124 сателлита находится в зацеплении между первым подвижным кольцевым зубчатым колесом 152 и подвижным центральным зубчатым колесом 104, в то время как меньшая передаточная ступень 126 сателлита находится в зацеплении только с неподвижным кольцевым зубчатым колесом 132, при этом наименьшая передаточная ступень 142 сателлита находится в зацеплении только с вторым подвижным кольцевым зубчатым колесом 154. Однако, как схематично и дополнительно показано штриховыми линиями и штрихпунктирными линиями на ФИГ. 6, также в объем защиты систем 150 планетарных передач включено то, что большая передаточная ступень 124 сателлита не входит в зацепление с подвижным центральным зубчатым колесом 104, меньшей передаточной ступенью 126 сателлита или наименьшей передаточной ступенью 142 сателлита соответственно, а вместо этого входит в зацепление с подвижным центральным зубчатым колесом. В дополнение к данному или согласно другому варианту реализации, несмотря на то, что показанный на чертеже пример содержит неподвижное кольцевое зубчатое колесо с начальным диаметром, находящимся между начальными диаметрами двух подвижных кольцевых зубчатых колес, также в объем защиты систем 150 планетарных передач включено то, что неподвижное кольцевое зубчатое колесо может иметь начальный диаметр, который больше чем начальные диаметры обоих двух подвижных кольцевых зубчатых колес, или может иметь начальный диаметр, который меньше, чем начальные диаметры обоих двух подвижных кольцевых зубчатых колес, в результате чего кольцевые зубчатые колеса находятся в зацеплении с соответствующими передаточными ступенями зубчатой передачи составных сателлитов. В зависимости от относительных размеров начальных диаметров передаточных ступеней составных сателлитов и их соответствующего зацепления с кольцевыми зубчатыми колесами и центральным зубчатым колесом, вращение подвижного центрального зубчатого колеса может привести к вращению второго подвижного кольцевого зубчатого колеса 154 в том же самом направлении, в котором вращается подвижное центральное зубчатое колесо, и к вращению первого подвижного кольцевого зубчатого колеса 152 в противоположном направлении, как схематично показано стрелками на ФИГ. 6.
[0040] Кроме того, некоторые системы 150 планетарных передач могут быть выполнены так, что первое подвижное кольцевое зубчатое колесо 152 и второе подвижное кольцевое зубчатое колесо 154 вращаются в противоположных направлениях с той же самой (или по существу той же самой) частотой вращения (например, в об/мин) и/или с тем же самым (или по существу тем же самым) абсолютным значением вращающего момента в ответ на приложение крутящего момента к подвижному центральному зубчатому колесу 104. Например, противоположные направления вращения подвижных кольцевых зубчатых колес 152, 154 с той же самой частотой вращения в системе 150 планетарной передачи имеют место, если начальный диаметр или количество зубьев (или счет зубьев) для каждого зубчатого колеса удовлетворяют нижеследующему равенству:
(Уравнение 2. Равные выходы для системы 150 планетарных передач с противоположным направлением вращения), где
132
N - начальный диаметр или количество зубьев неподвижного кольцевого зубчатого колеса 132,
126
N - начальный диаметр или количество зубьев меньшей передаточной ступени 126 сателлита,
124
N - начальный диаметр или количество зубьев большей передаточной ступени 124 сателлита,
152
N - начальный диаметр или количество зубьев большего подвижного кольцевого зубчатого колеса 152,
142
N - начальный диаметр или количество зубьев наименьшей передаточной ступени 142 сателлита и
154
N - начальный диаметр или количество зубьев меньшего подвижного кольцевого зубчатого колеса 154.
[0041] На чертежах в качестве неисключительного примера показана система 150 планетарной передачи, имеющая нижеследующие отношения количеств зубьев или начальных диаметров, которые приводят к вращению подвижных кольцевых зубчатых колес 152, 154 в противоположных направлениях с той же самой (или по существу той же самой) частотой вращения в ответ на приложение крутящего момента к подвижному центральному зубчатому колесу 104, если подвижное центральное зубчатое колесо 104 находится в зацеплении с меньшим сателлитом 126, как схематично показано на ФИГ. 6 штрихпунктирной линией, обозначающей подвижное центральное зубчатое колесо 104:
,
,
, где
132
T - количество зубьев или начальный диаметр неподвижного кольцевого зубчатого колеса 132,
126
T - количество зубьев или начальный диаметр меньшей передаточной ступени 126 сателлита,
104
Т - количество зубьев или начальный диаметр подвижного центрального зубчатого колеса 104,
152
T - количество зубьев или начальный диаметр большего подвижного кольцевого зубчатого колеса 152,
124
T - количество зубьев или начальный диаметр большей передаточной ступени 124 сателлита,
154
Т - количество зубьев или начальный диаметр меньшего подвижного кольцевого зубчатого колеса 154 и
142
T - количество зубьев или начальный диаметр наименьшей передаточной ступени 142 сателлита.
Системы 150 планетарных передач также могут иметь количества зубьев или начальные диаметры, соблюдающие подобные отношения, находящиеся в нижеследующих диапазонах:
,
,
.
[0042] Системы 150 планетарных передач также могут быть описаны такими характеристиками, как диаметральный питч (количество зубьев, разделенное на начальный диаметр в дюймах) передаточных ступеней зубчатой передачи составных сателлитов 106. Как показано на чертежах, неисключительные примеры составного сателлита 106 системы 150 планетарной передачи могут иметь диаметральный питч 5,65 для меньшей передаточной ступени 126 сателлита (и таким образом также для неподвижного кольцевого зубчатого колеса 132 и большего подвижного центрального зубчатого колеса 104), диаметральный питч 6,3348 для большей передаточной ступени 124 сателлита (и таким образом также для большего подвижного кольцевого зубчатого колеса 152) и диаметральный питч 6,8485 для наименьшей передаточной ступени 142 сателлита (и таким образом также для меньшего подвижного кольцевого зубчатого колеса 154). Однако в различных случаях применения могут быть предпочтительными различные диаметральные питчи. Например, в случаях применения для винтокрылого летательного аппарата может быть предпочтительным конструирование составных сателлитов 106 систем 150 планетарных передач таким образом, чтобы каждая передаточная ступень имела диаметральный питч в диапазоне приблизительно 4-10; однако диаметральные питчи, выходящие за пределами этого диапазона, также попадают в объем защиты настоящего изобретения и могут быть использованы в системах 150 планетарных передачах.
[0043] На ФИГ. 7-10 показаны неисключительные примеры систем 100 планетарных передач, обозначенные как система 200 планетарной передачи, система 300 планетарной передачи, система 350 планетарной передачи и система 800 планетарной передачи соответственно. В случае необходимости, позиционные номера из схематических иллюстраций на ФИГ. 3-6 используются для обозначения соответствующих элементов систем 200, 300, 350 и 800 планетарных передач; однако примеры на ФИГ. 7-10 являются неисключительными и не ограничивают системы 100 планетарных передач показанными на чертеже вариантами реализации системами 200, 300, 350 и 800 планетарных передач. Таким образом, системы 100 планетарных передач не ограничены конкретными вариантами реализации, показанными на ФИГ. 7-10, и системы 100 планетарных передач могут включать любое количество различных аспектов, конфигураций, характеристик, свойств и т.п. вариантов реализации систем планетарных передач, которые показаны на сопроводительных чертежах и описаны со ссылкой на ФИГ. 3-6, и/или вариантов реализации, которые показаны на ФИГ. 7-10, а также их изменений без необходимости включения всех таких аспектов, конфигураций, характеристик, свойств и т.п.
[0044] В качестве неисключительного примера на ФИГ. 7 показана система 200 планетарной передачи, которая является примером системы 130 планетарной передачи, схематично показанной на ФИГ. 4 и описанной в настоящей заявке. Каждый из составных сателлитов 106 системы 200 планетарной передачи содержит верхнюю передаточную ступень 202, среднюю передаточную ступень 204 и нижнюю передаточную ступень 206. Верхняя передаточная ступень и нижняя передаточная ступень каждого составного сателлита имеют тот же самый начальный диаметр и находятся в зацеплении с неподвижным кольцевым зубчатым колесом 132, которое имеет верхнюю часть 212 и нижнюю часть 214, как представлено в показанном на чертеже примере. Верхняя и нижняя части неподвижного кольцевого зубчатого колеса 132 имеют тот же самые начальные диаметры и расположены выше и ниже средней передаточной ступени 204 для симметрирования силы зубчатого зацепления, действующей на составные сателлиты 106. Средняя передаточная ступень сателлита находится в зацеплении между подвижным кольцевым зубчатым колесом 102 и подвижным центральным зубчатым колесом 104. Кроме того, верхняя передаточная ступень и нижняя передаточная ступень каждого составного сателлита все вместе образуют большую передаточную ступень 124 сателлита, и средняя передаточная ступень образует меньшую передаточную ступень 126 сателлита. Соответственно, в показанном на чертеже примере неподвижное кольцевое зубчатое колесо имеет больший начальный диаметр, который больше чем у подвижного кольцевого зубчатого колеса. Однако, модифицированная система 200 планетарной передачи может представлять собой противоположную конструкцию с верхней передаточной ступенью и нижней передаточной ступенью, вместе образующими меньшую передаточную ступень сателлита, и средней передаточной ступенью, образующей большую передаточную ступень сателлита.
[0045] Подвижное центральное зубчатое колесо 104 системы 200 планетарной передачи образует центральное отверстие 208, и неподвижное кольцевое зубчатое колесо 132 проходит от верхних передаточных ступеней 202 составных сателлитов поверх составных сателлитов с последующим образованием вала 210, который проходит через центральное отверстие подвижного центрального зубчатого колеса. Соответственно, система 200 планетарной передачи может быть установлена в корпусе или другом основании или иным образом прикреплена к корпусу или другому основанию, или к неподвижной конструкции посредством вала 210 неподвижного кольцевого зубчатого колеса 132.
[0046] Кроме того, неподвижное кольцевое зубчатое колесо 132 системы 200 планетарной передачи содержит первую верхнюю часть 212 и вторую нижнюю часть 214, причем верхняя часть находится в зацеплении с верхними передаточными ступенями 202 составных сателлитов, и нижняя часть находится в зацеплении с нижними передаточными ступенями 206 составных сателлитов. Кроме того, верхняя часть 212 выполнена за одно целое или иным образом функционально соединена с валом 210. Несмотря на то, что верхняя часть и нижняя часть вместе образуют неподвижное кольцевое зубчатое колесо, верхняя часть и нижняя часть могут быть разнесены друг от друга как различные конструкции без физического взаимодействия. Такая конфигурация может уравновешивать силы, действующие на составные сателлиты.
[0047] Система 200 планетарной передачи также содержит два статорных кольца или бандажи 216, которые функционально взаимодействуют с составными сателлитами 106. Эти статорные кольца служат для поддерживания, облегчения или обеспечения иным образом функционального зацепления составных сателлитов с подвижным кольцевым зубчатым колесом и подвижным центральным зубчатым колесом. В показанном на чертеже примере верхнее статорное кольцо расположено на радиально внутренней стороне составных сателлитов между верхними зубчатыми колесами 202 и средними зубчатыми колесами 204, и нижнее статорное кольцо расположено на радиально внутренней стороне составных сателлитов между средними зубчатыми колесами 204 и нижними зубчатыми колесами 206. Также в объем защиты настоящего изобретения попадают статорные кольца, которые расположены на радиально наружной стороне составных сателлитов. Кроме того, другие конфигурации, размещение и количества статорных колец 216 могут быть использованы в системах 100 планетарных передач помимо системы 200 планетарной передачи. В дополнение к данному или согласно другому варианту реализации, как описано в настоящей заявке, может быть предусмотрено опциональное водило, которое объединяет составные сателлиты системы 100 планетарной передачи, включая систему 200 планетарной передачи.
[0048] В качестве неисключительного примера на ФИГ. 8 показана система 300 планетарной передачи, которая является примером системы 140 планетарной передачи, схематично показанной на ФИГ. 5 и описанной выше в настоящей заявке. Каждый из составных сателлитов 106 системы 300 планетарной передачи содержит самую верхнюю передаточную ступень 302, верхнюю передаточную ступень 304, нижнюю среднюю передаточную ступень 306 и самую нижнюю передаточную ступень 308 сателлита. Самые верхние передаточные ступени и самые нижние передаточные ступени сателлита имеют тот же самый начальный диаметр и находятся в зацеплении между неподвижным центральным зубчатым колесом 122 и подвижным кольцевым зубчатым колесом 102, верхние средние передаточные ступени находятся в зацеплении с вторым подвижным центральным зубчатым колесом 146, и нижние средние передаточные ступени сателлитов находятся в зацеплении с первым подвижным центральным зубчатым колесом 144. В этом примере нижняя средняя передаточная ступень каждого составного сателлита образует большую передаточную ступень 124 сателлита. Самые верхние и самые нижние передаточные ступени каждого составного сателлита вместе образуют меньшую передаточную ступень 126 сателлита и, будучи расположенными как самые верхние и самые нижние передаточные ступени, служат для симметрирования силы зубчатого сцепления, действующей на составные сателлиты 106. Верхняя средняя передаточная ступень каждого составного сателлита образует наименьшую передаточную ступень 142 сателлита. Однако другие варианты систем 140 планетарных передач, описанных в настоящей заявке, также могут быть реализованы и в системе 300 планетарной передачи.
[0049] Система 300 планетарной передачи содержит водило 316, объединяющее составные сателлиты 106, и не содержит статорные кольца, как в примере системы 200 планетарной передачи, показанном на ФИГ. 7. Водило ограничивает составные сателлиты и служит для поддерживания, облегчения и/или иным образом обеспечивает функциональное зацепление составных сателлитов с подвижным кольцевым зубчатым колесом и подвижными центральными зубчатыми колесами. В отличие от систем планетарных передач уровня техники, водило системы 300 планетарной передачи не используется в качестве входа или выхода крутящего момента.
[0050] Второе подвижное центральное зубчатое колесо 146 системы 300 планетарной передачи образует центральное отверстие 310, и первое подвижное центральное зубчатое колесо 144 образует вал 312, который проходит через указанное центральное отверстие. Модификации системы 300 планетарной передачи могут включать обратную конфигурацию, в которой второе подвижное центральное зубчатое колесо имеет вал, который проходит через центральное отверстие первого подвижного центрального зубчатого колеса.
[0051] В качестве неисключительного примера на ФИГ. 9 показана система 350 планетарной передачи, которая является другим примером системы 140 планетарной передачи, такой как схематично показанная на ФИГ. 5 и описанная выше в настоящей заявке. Подобно системе 300 планетарной передачи, показанной на ФИГ. 8, каждый из составных сателлитов 106 системы 350 планетарной передачи содержит самую верхнюю передаточную ступень 302, верхнюю среднюю передаточную ступень 304, нижнюю среднюю передаточную ступень 306 и самую нижнюю передаточную ступень 308. Самые верхние передаточные ступени и самые нижние передаточные ступени имеют тот же самый начальный диаметр и находятся в зацеплении только с неподвижным центральным зубчатым колесом 122. В показанном на чертеже примере неподвижное центральное зубчатое колесо 122 содержит две части, верхнюю часть 123 и нижнюю часть 125, для преодоления опрокидывающего момента, который является результатом выходных сил зацепления, действующих в противоположных направлениях. Верхние средние передаточные ступени находятся в зацеплении со вторым подвижным центральным зубчатым колесом 146. Нижние средние передаточные ступени находятся в зацеплении между первым подвижным центральным зубчатым колесом 144 и подвижным кольцевым зубчатым колесом 102, имеющим передаточную секцию 356, как показано на ФИГ. 9. В этом примере нижняя средняя передаточная ступень каждого составного сателлита образует большую передаточную ступень 124 сателлита, самые верхние и самые нижние передаточные ступени каждого составного сателлита вместе образуют меньшую передаточную ступень 126 сателлита, и верхняя средняя передаточная ступень каждого составного сателлита образует наименьшую передаточную ступень 142 сателлита.
[0052] В дополнение к включению различных передаточных ступеней, составные сателлиты системы 350 планетарной передачи также содержат две разнесенные опорные поверхности 352, и подвижное кольцевое зубчатое колесо 102 содержит соответствующие две разнесенные дорожки 354 качения, которые непосредственно взаимодействуют с опорными поверхностями составных сателлитов. Опорные поверхности и соответствующие дорожки качения не содержат зубьев и имеют диаметры, которые отражают начальные диаметры и/или соответствуют начальным диаметрам больших передаточных ступеней 124 сателлита и передаточной секции 356 подвижного кольцевого зубчатого колеса 102. Соответственно, эти поверхности несут только радиальные нагрузки и противостоят центробежным силам, действующим на каждый сателлит в наружном направлении, для удерживания каждого сателлита в функциональном зацеплении с центральными зубчатыми колесами. Эти опорные поверхности обеспечивают функциональное зацепление составных сателлитов, в результате чего в данном случае не требуется использование водила, как в примере системы 300 планетарной передачи на ФИГ. 8 и системе 800 планетарной передачи на ФИГ. 10, или статорных колец, как в примере системы 200 планетарной передачи на ФИГ. 7.
[0053] Подобно системе 300 планетарной передачи, второе подвижное центральное зубчатое колесо 146 системы 350 планетарной передачи образует центральное отверстие 310, и первое подвижное центральное зубчатое колесо 144 образует вал 312, который проходит через указанное центральное отверстие.
[0054] В качестве неисключительного примера на ФИГ. 10 показана система 800 планетарной передачи, которая является примером системы 150 планетарной передачи, такой как схематично показанная на ФИГ. 6 и описанная выше в настоящей заявке. Более конкретно, система 800 планетарной передачи содержит два подвижных кольцевых зубчатых колеса 102, одиночное подвижное центральное зубчатое колесо 104, двенадцать составных сателлитов 106, неподвижное зубчатое колесо 108 в форме неподвижного кольцевого зубчатого колеса 132 и водило 802. Два подвижных кольцевых зубчатых колеса представляют собой первое подвижное кольцевое зубчатое колесо 152 и второе подвижное кольцевое зубчатое колесо 154. Несмотря на то, что показанный на ФИГ. 10 пример содержит двенадцать составных сателлитов 106, любое подходящее количество составных сателлитов может быть использовано в другой системе планетарной передачи, имеющей конфигурацию, подобную системе планетарной передачи 800, показанной и описанной в настоящей заявке.
[0055] Каждый из составных сателлитов 106 системы 800 планетарной передачи содержит верхнюю передаточную ступень 804, среднюю передаточную ступень 806 и нижнюю передаточную ступень 808, как показано на ФИГ. 11-12. Как показано на ФИГ. 11, верхние передаточные ступени находятся в зацеплении с вторым подвижным кольцевым зубчатым колесом 154, средние передаточные ступени находятся в зацеплении с первым подвижным кольцевым зубчатым колесом 152, и нижние передаточные ступени находятся в зацеплении между подвижным центральным зубчатым колесом 104 и неподвижным кольцевым зубчатым колесом 132. В этом примере средняя передаточная ступень каждого составного сателлита образует большую передаточную ступень 124 сателлита, нижняя передаточная ступень каждого составного сателлита образует меньшую передаточную ступень 126, и верхняя передаточная ступень каждого составного сателлита образует наименьшую передаточную ступень 142. Кроме того, как показано на ФИГ. 11-12, верхние передаточные ступени 804 составных сателлитов 106 и второе подвижное кольцевое зубчатое колесо 154, с которым находятся в зацеплении верхние передаточные ступени, имеют конфигурации шевронного зуба. Напротив, средние передаточные ступени 806 и нижние передаточные ступени 808 составных сателлитов 106 имеют прямозубые конфигурации, также как и первое подвижное кольцевое зубчатое колесо 152, неподвижное кольцевое зубчатое колесо 132 и подвижное центральное зубчатое колесо 104, которые находятся в зацеплении с нижними передаточными ступенями 808. Однако другие варианты реализации систем 150 планетарных передач, описанных в настоящей заявке, также попадают в объем защиты настоящего изобретения, включая системы 150 планетарных передач, выполненные так же, как и система 800 планетарной передачи, но с другими конфигурациями зубчатого зацепления, такими как помимо прочего имеющими первое подвижное кольцевое зубчатое колесо 152, находящееся в зацеплении со средними передаточными ступенями 806, имеющими шевронную конфигурацию, в то время как второе подвижное кольцевое зубчатое колесо 154 и верхние передаточные ступени 804 имеют прямозубые конфигурации.
[0056] Как указано выше, система 800 планетарной передачи содержит водило 802. Водило объединяет составные сателлиты 106, ограничивает составные сателлиты и служит для поддерживания, облегчения и/или иным образом обеспечения функционального зацепления составных сателлитов с подвижными кольцевыми зубчатыми колесами 102, подвижным центральным зубчатым колесом 104 и неподвижным кольцевым зубчатым колесом 108. Как показано на ФИГ. 10 и 13, водило 802 содержит: внутреннюю стенку 810, расположенную радиально внутри составных сателлитов; верхний радиальный фланец 812, проходящий радиально в наружном направлении от внутренней стенки и образующий верхние отверстия 814, и нижний радиальный фланец 816, проходящий радиально в наружном направлении от внутренней стенки и образующий нижние отверстия 818, причем верхние и нижние отверстия соответствуют указанным двенадцати составным сателлитам 106. Таким образом, составные сателлиты расположены внутри соответствующих верхних и нижних отверстий радиальных фланцев водила. Внутренняя стенка 810 в целом может быть описана как цилиндрическая и образующая полый вал, который в целом проходит вертикально и который расположен радиально внутри составных сателлитов 106.
[0057] Системы 800 планетарных передач также содержат верхние подшипниковые элементы 820 (в качестве варианта роликовые подшипники), удерживаемые в верхних отверстиях 814 между водилом 802 и составными сателлитами, и нижние подшипниковые элементы 822 (в качестве варианта роликовые подшипники), удерживаемые в нижних отверстиях 818 между водилом и составными сателлитами, так что составные сателлиты вращаются вокруг их соответствующих осей 112 вращения относительно водила, и так что составные сателлиты все вместе обращаются по орбите вокруг основной оси вращения 110 системы 800 планетарной передачи с вращением водила вокруг основной оси вращения.
[0058] В показанном на чертеже примере верхний радиальный фланец 812 и верхние подшипниковые элементы 820 расположены выше верхних передаточных ступеней 804 составных сателлитов 106, в то время как нижний радиальный фланец 816 и нижние подшипниковые элементы 822 расположены между средними передаточными ступенями 806 и нижними передаточными ступенями 808 составных сателлитов. Однако могут быть использованы другие конфигурации водила с системами планетарных передач, подобными системе 800 планетарной передачи.
[0059] Как показано на ФИГ. 11-12, каждый составной сателлит 106 системы 800 планетарной передачи содержит обращенный вверх заплечик 824, который предотвращает вертикальное смещение составного сателлита мимо соответствующего верхнего подшипникового элемента 820, и обращенный вниз заплечик 826, который предотвращает вертикальное смещение составного сателлита мимо соответствующего нижнего подшипникового элемента 822 в противоположном направлении. Поскольку верхние и нижние подшипниковые элементы функционально удерживаются в верхних и нижних отверстиях водила соответственно, верхние и нижние заплечики ограничивают смещение водила в вертикальном направлении относительно составных сателлитов. Кроме того, смещение второго подвижного кольцевого зубчатого колеса 154 в вертикальном направлении относительно каждого составного сателлита 106 ограничено посредством шевронной передаточной конфигурации верхней передаточной ступени 804, которая проявляет положительное осевое зацепление. Также, смещение водила, составных сателлитов и второго подвижного кольцевого зубчатого колеса всех вместе в вертикальном направлении ограничено для облегчения достижения соответствующей структурной опоры и ограничения смещения в осевом направлении. В качестве неисключительного примера, верхняя часть 838 второго подвижного кольцевого зубчатого колеса 154 может быть сконструирована с достаточной прочностью для вертикальной поддержки второго подвижного кольцевого зубчатого колеса, составных сателлитов и водила. Такой подход обеспечивает более плотное соединение системы 800 планетарной передачи с выходным валом, соединенным с вторым подвижным кольцевым зубчатым колесом. Согласно другому варианту реализации водило может быть вертикально поддержано вращающимся подшипниковым элементом, установленным в отдельном корпусе (например корпусе редуктора), в котором также вертикально расположены составные сателлиты и второе подвижное кольцевое зубчатое колесо. Этот дополнительный вариант реализации настоящего изобретения может быть полезен для защиты планетарной системы от отклонений выходного вала, которые могут ухудшить характеристики жесткости/опоры вала ротора. В дополнение к данному или согласно другому варианту реализации второе подвижное кольцевое зубчатое колесо 154 может быть поддержано в вертикальном направлении вращающимся подшипниковым элементом первого подвижного кольцевого зубчатого колеса 152, которое в свою очередь может быть поддержано в вертикальном направлении вращающимся подшипниковым элементом, установленным в отдельном корпусе (например, корпусе редуктора). Этот дополнительный вариант позволяет защитить планетарную систему от отклонений выходного вала, но может усложнить узел редуктора из-за подшипниковых элементов, размещенных в гнездах между первым и вторым подвижными кольцевыми зубчатыми колесами. В итоге, различные конфигурации систем планетарных передач, подобных системе 800 планетарной передачи, могут создать потребность в различных монтажных схемах для вертикального расположения составных сателлитов, водила и верхнего подвижного кольцевого зубчатого колеса, включенных или не включенных в примеры, описанные в настоящей заявке.
[0060] Не являющееся обязательным элементом, водило 802 сформировано из двух компонентов, включая верхнюю часть 828 и нижнюю часть 830, соединенную с верхней частью, как показано на ФИГ. 10-11 и 13. Верхняя часть 828 содержит верхний радиальный фланец 812, и нижняя часть 830 содержит нижний радиальный фланец 816. Такая двухкомпонентная конструкция может облегчить сборку системы 800 планетарной передачи. Кроме того, двухкомпонентная конструкция позволяет полностью инкапсулировать верхние подшипниковые элементы 820 и нижние подшипниковые элементы 822 соответствующего размера посредством верхних отверстий 814 и нижних отверстий 818, поскольку в противном случае сборка меньшего подвижного кольцевого зубчатого колеса 152 была бы невозможна. Водило 802 может быть выполнено из стали, что позволяет обеспечить передачу нагрузки посредством крепежного соединения между верхними и нижними частями, которое имеет тенденцию концентрировать в себе нагрузки и увеличивать напряжение материала в компонентах водила.
[0061] Однако также может быть использовано водило, выполненное в форме моноблока или монолитного компонента, и ФИГ. 14 показывает неисключительный пример такого моноблочного водила 832. Водило 832 содержит внутреннюю стенку 810, верхний радиальный фланец 812, нижний радиальный фланец 816 и вертикальные перегородки 834, которые проходят между верхним радиальным фланцем и нижним радиальным фланцем и между смежными составными сателлитами 106 в собранной системе планетарной передачи. Несмотря на то, что это не является обязательным в моноблочном водиле, верхние отверстия 814 верхнего радиального фланца 812 водила 832 не образуют полные окружности 360°, а вместо этого образуют дугу с угловым размером приблизительно 235°. Однако любая конфигурация отверстий с угловым размером больше чем 180°, которая функционально удерживает соответствующие подшипниковые элементы, может быть использована в водиле. Кроме того, такие конфигурации отверстий не ограничиваются использованием только в моноблочных водилах, и также могут быть использованы в двухкомпонентных водилах. В случае однокомпонентной конструкции распределение материала между верхними отверстиями 814 и нижними отверстиями 818 не является ограниченным в отношении выдерживаемых нагрузок, передаваемых посредством механического крепежного соединения. В результате, можно избежать концентраций напряжений, связанных с механическим крепежным соединением, что обеспечивает использование облегченных материалов с уменьшенными прочностными характеристиками, таких как титан (или алюминий). Материалы с нижней плотностью занимают больший объем для данного веса, что обеспечивает более расширенную и более жесткую конфигурацию водила. Соответственно, водило 832 в целом может быть более жестким (что обеспечивает улучшенное центрирование шестерен) чем водило 802. По сравнению с водилом 832, водило 802 может иметь улучшенную физическую опору, локальную относительно верхних отверстий 814, и может лучше подходить для некоторых конфигураций систем 150 планетарных передач, которые прикладывают большую силу, действующую в наружном направлении на верхние отверстия 814 (т.е. может принимать большие и/или более тяжелые составные сателлиты 106). Кроме того, моноблочное водило позволяет избежать суммирования допусков между двумя частями, так что может быть достигнут более жесткий допуск между верхними и нижними отверстиями.
[0062] Как показано на ФИГ. 10, подвижные кольцевые зубчатые колеса 152, 154 выполнены таким образом, что проходят вверх от их соответствующей области зацепления с составными сателлитами 106 и обхватывают или проходят поверх составных сателлитов и водила 802 для функционального соединения с соответствующими выходными валами, имеющими диаметры меньше, чем диаметры самих подвижных кольцевых зубчатых колес. В системе 800 планетарной передачи каждое из подвижных кольцевых зубчатых колес 152, 154 выполнено в форме двух частей. Более конкретно, первое подвижное кольцевое зубчатое колесо 152 содержит нижнюю часть 832, которая содержит зубья, и верхнюю часть 834, которая соединена с нижней частью и которая проходит вверх и поверх составных сателлитов и водила. Схожим образом второе подвижное кольцевое зубчатое колесо 154 содержит нижнюю часть 836, которая содержит зубья, и верхнюю часть 838, которая соединена с нижней частью и которая проходит вверх и поверх составных сателлитов и водила. Однако, такие двухкомпонентные конструкции не обязательно должны использоваться во всех вариантах реализации.
[0063] Система 800 планетарной передачи выполнена с применением Равенств 2-8. Более конкретно, в показанном на чертежах неисключительном примере системы 800 планетарной передачи неподвижное кольцевое зубчатое колесо 132 может иметь 156 зубьев и начальный диаметр 27,6106 дюймов (701 мм); меньшая передаточная ступень 126 сателлита может иметь 24 зуба и начальный диаметр 4,2478 дюймов (108 мм); подвижное центральное зубчатое колесо 104 может иметь 108 зубьев и начальный диаметр 19,1150 дюймов (485,4 мм); первое подвижное кольцевое зубчатое колесо 152 может иметь 182 зуба и начальный диаметр 28,7302 дюймов (729,7 мм); большая передаточная ступень 124 сателлита может иметь 34 зуба и начальный диаметр 5,3672 дюймов (136,3 мм); второе подвижное кольцевое зубчатое колесо 154 может иметь 182 зуба и начальный диаметр 26,5752 (675 мм); и наименьшая передаточная ступень 142 сателлита может иметь 22 зуба и начальный диаметр 3,2124 дюймов (81,59 мм).
[0064] Кроме того, система 800 планетарной передачи может иметь отношение входного крутящего момента к выходному крутящему моменту (т.е., частоту вращения подвижного центрального зубчатого колеса 104 относительно частоты вращения подвижных кольцевых зубчатых колес 152, 154) приблизительно 11,4; однако системы 150 планетарных передач могут быть выполнены так же как и системы 800 планетарных передач, но могут иметь различное отношению входа к выходы, включая помимо прочего отношения входа к выходу меньше чем 11,4, больше чем 11,4, и в пределах таких диапазонов как 5-80, 5-60, 5-40 и 5-20. Несмотря на то, что возможны отношения входа к выходу столь высокие как 80, такие высокие скорости ввода обычно создают динамические проблемы и проблемы, связанные с потере мощности, в конструкции системы планетарной передачи. В системе 800 планетарной передачи отношение входа к выходу 11,4 было выбрано только после существенной проработки с заданием размеров различных конфигураций. Отношение 11,4 оказалось хорошим балансом между отношением, скоростью ввода (тангенциальной скоростью) и тепловыми потерями (потерями мощности). Кроме того, значительная работа потребовалась для достижения решения с использованием в общей сложности двенадцати составных сателлитов описанного размера (в отличие от вариантов с использованием меньшего количества составных сателлитов, имеющих больший размер) чтобы добиться баланса между весом (распределением нагрузки) и эффективностью (скоростью водила, содержащего сателлиты меньшего размера). Например, составные сателлиты принимают крутящие нагрузки от одного подвижного кольцевого зубчатого колеса и передают другому вращающемуся в противоположном направлении подвижному кольцевому зубчатому колесу, нагружая один выход в противопоставление другому и таким образом минимизируя передачу нагрузок в другие части системы. Нагрузки от подвижных кольцевых зубчатых колес принимаются составными сателлитами и посредством составных сателлитов передаются в значительной степени в локальной области без передачи подшипниковым элементам, расположенным между составными сателлитами и водилом. Таким образом, подшипниковые элементы непосредственно не включены в передачу мощности к выходным подвижным кольцевым зубчатым колесам. В системе 800 планетарной передачи составные сателлиты имеют точную фиксированную угловую ориентацию между передаточными элементами. При сборке системы 800 планетарной передачи составные сателлиты вводят в зацепление с шевронными зубьями второго подвижного кольцевого зубчатого колеса с радиальным взаимодействием, после чего выполняют сборку водила, которое захватывает составные сателлиты и подшипниковые элементы.
[0065] Как указано выше, также в объем защиты настоящего изобретения попадают трансмиссии и устройства, которые содержат системы 100 планетарных передач согласно настоящему изобретению. Как показано на ФИГ. 15, трансмиссии согласно настоящему изобретению в целом схематично представлены и указаны позиционным номером 400. Трансмиссии 400 содержат по меньшей мере систему 100 планетарной передачи, входной вал 402, выходной вал 404 и раму или корпус 406. Входной вал функционально соединен с одним из подвижного центрального зубчатого колеса или подвижного кольцевого зубчатого колеса системы планетарной передачи, и выходной вал аналогично функционально соединен с одним из подвижного центрального зубчатого колеса или подвижного кольцевого зубчатого колеса системы планетарной передачи. Корпус функционально соединен с неподвижным зубчатым колесом системы планетарной передачи. Соответственно, вращение входного вала приводит к вращению в противоположном направлении выходного вала, как схематично обозначено стрелками на ФИГ. 15.
[0066] В примерах систем 100 планетарных передач, которые выполнены таким образом, что применение входного крутящего момента к подвижному зубчатому колесу приводит к появлению выходного крутящего момента на двух отдельных соосных подвижных зубчатых колесах, как описано в настоящей заявке, причем соответствующая трансмиссия 400 может содержать второй выходной вал 408, который является соосным с выходным валом 404 и вращается относительно него в противоположном направлении в ответ на вращение входного вала 402, как схематично в качестве варианта показано штриховыми линиями на ФИГ. 15.
[0067] На ФИГ. 15 схематично представлены устройства согласно настоящему изобретению и в целом указаны позиционным номером 500. Устройства 500 содержат по меньшей мере корпус 502, трансмиссию 400, поддерживаемую корпусом, вход 504, функционально поддерживаемый корпусом и функционально соединенный с входным валом 402 трансмиссии, и один или большее количество выходов 506, функционально соединенных с выходным валом (валами) 408 трансмиссии. Согласно другому варианту реализации вход 504 может быть выполнен в форме выхода, и выход (выходы) 506 могут быть выполнены в форме входа (входов). Устройства 500 согласно настоящему изобретению могут иметь любую подходящую форму и могут быть использованы в любом подходящем случае применения. Показанные на чертежах в качестве неисключительных примеров, устройства могут содержать транспортные средства, включая наземные транспортные средства, морские транспортные средства, воздушные транспортные средства и космические транспортные средства; машины, включая машины, используемые в промышленном производстве; генерирующее энергию оборудование, включая ветрогенераторы и гидрогенераторы; насосы; и т.п. В примере устройства 500, выполненного в форме воздушного транспортного средства, ввод 504 может содержать двигатель, выход (выходы) 506 могут содержать один или большее количество роторов или воздушных винтов, и корпус может содержать фюзеляж. В примере устройства, выполненного в форме ветрогенератора, вход может быть выполнен в форме одного или большего количества роторов, выход может быть выполнен в форме генератора, и корпус может быть выполнен в форме мачты. В объем защиты настоящего изобретения также попадают другие типы и конфигурации устройств 500.
[0068] В качестве неисключительного примера на ФИГ. 16 показаны примеры устройства 500 в форме винтокрылого летательного аппарата, который содержит одновинтовой вертолет 600 с одиночным выходом 506 в форме ротора и двухвинтовой вертолет 700 и двумя соосными выходами 506 в форме роторов. В качестве еще одного неисключительного примера на ФИГ. 17 показаны примеры устройства 500 в форме воздушного летательного аппарата 900 с крылом, имеющим неизменяемую геометрию, который содержит трансмиссию 400, поддержанную каждым крылом. В одном примере каждая трансмиссия может быть соединена с одиночным выходом 506 в форме одиночного пропеллера, и в другом примере каждая трансмиссия может быть соединена с двумя выходами 506 в форме вращающихся в противоположных направлениях соосных воздушных винтов.
[0069] Показанные на чертежах неисключительные примеры предмета настоящего изобретения описаны в нижеследующих пронумерованных параграфах:
[0070] А. Система планетарной передачи, содержащая:
подвижное кольцевое зубчатое колесо, выполненное с возможностью вращения вокруг основной оси вращения;
подвижное центральное зубчатое колесо, выполненное с возможностью вращения вокруг основной оси вращения;
составной сателлит, функционально расположенный между подвижным кольцевым зубчатым колесом и подвижным центральным зубчатым колесом и входящий в зацепление с ними, причем указанный составной сателлит содержит большую передаточную ступень сателлита, имеющую больший начальный диаметр, и меньшую передаточную ступень сателлита, функционально соединенную с большей передаточной ступенью сателлита и имеющую меньший начальный диаметр, который меньше, чем начальный диаметр большей передаточной ступени, при этом одна из большей передаточной ступени сателлита и меньшей передаточной ступени сателлита функционально входит в зацепление с подвижным центральным зубчатым колесом, и причем одна из большей передаточной ступени сателлита и меньшей передаточной ступени сателлита функционально входит в зацепление с подвижным кольцевым зубчатым колесом; и
неподвижное зубчатое колесо, имеющее центральную ось, соосную с основной осью вращения, причем неподвижное зубчатое колесо, является одним из:
неподвижного центрального зубчатого колеса, функционально входящего в зацепление с одной из большей передаточной ступени сателлита и меньшей передаточной ступени сателлита; и
неподвижного кольцевого зубчатого колеса, функционально входящего в зацепление с одной из большей передаточной ступени сателлита и меньшей передаточной ступени сателлита.
[0071] А1. Система планетарной передачи по параграфу А, в которой большая передаточная ступень сателлита функционально входит в зацепление с подвижным кольцевым зубчатым колесом.
[0072] А2. Система планетарной передачи по параграфу А, в которой меньшая передаточная ступень сателлита функционально входит в зацепление с подвижным кольцевым зубчатым колесом.
[0073] A3. Система планетарной передачи по любому из параграфов А-А2, в которой неподвижным зубчатым колесом является неподвижное центральное зубчатое колесо, функционально входящее в зацепление с одной из большей передаточной ступени сателлита и меньшей передаточной ступени сателлита.
[0074] А4. Система планетарной передачи по любому из параграфов А-А2, в которой неподвижным зубчатым колесом является неподвижное кольцевое зубчатое колесо, функционально входящее в зацепление с одной из большей передаточной ступени сателлита и меньшей передаточной ступени сателлита.
[0075] А4.1. Система планетарной передачи по параграфу А4, в которой составной сателлит содержит верхнюю передаточную ступень, среднюю передаточную ступень и нижнюю передаточную ступень, причем верхняя передаточная ступень и нижняя передаточная ступень входят в зацепление с неподвижным кольцевым зубчатым колесом, и при этом средняя передаточная ступень входит в зацепление с подвижным кольцевым зубчатым колесом и подвижным центральным зубчатым колесом.
[0076] А4.1.1. Система планетарной передачи по параграфу А4.1, в которой большая передаточная ступень сателлита содержит верхнюю передаточную ступень и нижнюю передаточную ступень, причем меньшая передаточная ступень сателлита содержит среднюю передаточную ступень.
[0077] А4.1.2. Система планетарной передачи по параграфу А4.1, в которой меньшая передаточная ступень сателлита содержит верхнюю передаточную ступень и нижнюю передаточную ступень, причем большая передаточная ступень сателлита содержит среднюю передаточную ступень.
[0078] А4.1.3. Система планетарной передачи по любому из параграфов А4.1-А4.1.2, в которой подвижное центральное зубчатое колесо образует центральное отверстие, причем неподвижное кольцевое зубчатое колесо проходит поверх составного сателлита и образует вал, который проходит через центральное отверстие подвижного центрального зубчатого колеса.
[0079] А5. Система планетарной передачи по любому из параграфов А-А4,
в которой составной сателлит дополнительно содержит наименьшую передаточную ступень сателлита, функционально соединенную с большей передаточной ступенью сателлита и меньшей передаточной ступенью сателлита и имеющую наименьший начальный диаметр, который меньше, чем начальный диаметр меньшей передаточной ступени;
причем справедливо одно из следующего:
[0080] (i) подвижным центральным зубчатым колесом является первое подвижное центральное зубчатое колесо, и система планетарной передачи дополнительно содержит второе подвижное центральное зубчатое колесо, выполненное с возможностью вращения вокруг основной оси вращения и функционально входящее в зацепление с наименьшей передаточной ступенью сателлита; и
[0081] (ii) подвижным кольцевым зубчатым колесом является первое подвижное кольцевое зубчатое колесо, и система планетарной передачи дополнительно содержит второе подвижное кольцевое зубчатое колесо, выполненное с возможностью вращения вокруг основной оси вращения и функционально входящее в зацепление с наименьшей передаточной ступенью сателлита.
[0082] А5.1. Система планетарной передачи по параграфу А5, в которой подвижным центральным зубчатым колесом является первое подвижное центральное зубчатое колесо, и система планетарной передачи дополнительно содержит второе подвижное центральное зубчатое колесо, выполненное с возможностью вращения вокруг основной оси вращения и функционально входящее в зацепление с наименьшей передаточной ступенью сателлита.
[0083] А5.1.1. Система планетарной передачи по параграфу А5.1,
в которой неподвижным зубчатым колесом является неподвижное центральное зубчатое колесо; и
составной сателлит содержит самую верхнюю передаточную ступень, верхнюю среднюю передаточную ступень, нижнюю среднюю передаточную ступень и самую нижнюю передаточную ступень, причем самая верхняя передаточная ступень и самая нижняя передаточная ступень входят в зацепление с подвижным кольцевым зубчатым колесом и неподвижным центральным зубчатым колесом, при этом верхняя средняя передаточная ступень входит в зацепление с одним из первого подвижного центрального зубчатого колеса и второго подвижного центрального зубчатого колеса, причем нижняя средняя передаточная ступень входит в зацепление с другим первым подвижным центральным зубчатым колесом и вторым подвижным центральным зубчатым колесом.
[0084] А5.1.1.1. Система планетарной передачи по параграфу А5.1.1, в которой большая передаточная ступень содержит нижнюю среднюю передаточную ступень, причем меньшая передаточная ступень содержит самую верхнюю передаточную ступень и самую нижнюю передаточную ступень, и наименьшая передаточная ступень содержит верхнюю среднюю передаточную ступень.
[0085] А5.1.1.2. Система планетарной передачи по параграфу А5.1.1, в которой большая передаточная ступень содержит верхнюю среднюю передаточную ступень, причем меньшая передаточная ступень содержит самую верхнюю передаточную ступень и самую нижнюю передаточную ступень, и наименьшая передаточная ступень содержит более низкую среднюю передаточную ступень.
[0086] А5.1.2. Система планетарной передачи по любому из параграфов А5.1-А5.1.1.2, в которой одно из первого подвижного центрального зубчатого колеса и второго подвижного центрального зубчатого колеса образует центральное отверстие, причем другое первое подвижное центральное зубчатое колесо и второе подвижное центральное зубчатое колесо образуют вал, который проходит через центральное отверстие.
[0087] А5.1.3. Система планетарной передачи по любому из параграфов А5.1-А5.1.1.2, в которой применение входного крутящего момента к подвижному кольцевому зубчатому колесу приводит к действующим в противоположных направлениях выходным крутящим моментам первого подвижного центрального зубчатого колеса и второго подвижного центрального зубчатого колеса, вращающихся с той же самой (или по существу той же самой) частотой вращения.
[0088] А5.2. Система планетарной передачи по параграфу А5, в которой подвижным кольцевым зубчатым колесом является первое подвижное кольцевое зубчатое колесо, и система планетарной передачи дополнительно содержит второе подвижное кольцевое зубчатое колесо, выполненное с возможностью вращения вокруг основной оси вращения и функционально входящее в зацепление с наименьшей передаточной ступенью сателлита.
[0089] А5.2.1. Система планетарной передачи по параграфу А5.2, в которой неподвижным зубчатым колесом является неподвижное кольцевое зубчатое колесо.
[0090] А5.2.2. Система планетарной передачи по любому из параграфов А5.2-А5.2.1, в которой применение входного крутящего момента к подвижному центральному зубчатому колесу приводит к действующим в противоположных направлениях выходным крутящим моментам первого подвижного кольцевого зубчатого колеса и второго подвижного кольцевого зубчатого колеса, вращающихся с той же самой (или по существу той же самой) частотой вращения.
[0091] А6. Система планетарной передачи по любому из параграфов А-А5.2.2, дополнительно содержащая:
множество составных сателлитов, которые функционально расположены между подвижным кольцевым зубчатым колесом и подвижным центральным зубчатым колесом, входят в зацепление с подвижным кольцевым зубчатым колесом и подвижным центральным зубчатым колесом и разнесены вокруг подвижного кольцевого зубчатого колеса и подвижного центрального зубчатого колеса.
[0092] А6.1. Система планетарной передачи по параграфу А6, дополнительно содержащая:
водило, которое объединяет множество составных сателлитов.
[0093] А6.1.1. Система планетарной передачи по параграфу А6.1, в которой водило не образует входа или выхода системы планетарной передачи.
[0094] А6.2. Система планетарной передачи по параграфу А6, в которой система планетарной передачи не содержит водило, объединяющее множество составных сателлитов.
[0095] А6.3. Система планетарной передачи по любому из параграфов А6-А6.1, в которой система планетарной передачи не содержит роликовые подшипники, относящиеся к множеству составных сателлитов.
[0096] А6.4. Система планетарной передачи по любому из параграфов А6-А6.3, дополнительно содержащая:
статорное кольцо, функционально взаимодействующее с множеством составных сателлитов и выполненное с возможностью поддерживания функционального зацепления множества составных сателлитов с подвижным кольцевым зубчатым колесом и подвижным центральным зубчатым колесом.
[0097] А7. Система планетарной передачи по любому из параграфов А-А6.4, в которой по меньшей мере поднабор зубчатых колес образует шевронные зубчатые передаточные конфигурации или прямозубые передаточные конфигурации.
[0098] А8. Система планетарной передачи по любому из параграфов А-А7, в которой каждое из подвижного кольцевого зубчатого колеса и подвижного центрального зубчатого колеса выполнено с возможностью непрерывного вращения на 360° вокруг основной оси вращения.
[0099] А9. Система планетарной передачи по любому из параграфов А-А8, в которой составной сателлит содержит по меньшей мере одну опорную поверхность, и подвижное кольцевое зубчатое колесо содержит по меньшей мере одну дорожку качения, взаимодействующая по меньшей мере с одной опорной поверхностью.
[00100] В. Система планетарной передачи, содержащая по меньшей мере одно подвижное кольцевое зубчатое колесо, по меньшей мере одно подвижное центральное зубчатое колесо, по меньшей мере один составной сателлит, входящий в зацепление по меньшей мере между одним подвижным кольцевым зубчатым колесом и по меньшей мере одним подвижным центральным зубчатым колесом, и по меньшей мере одно неподвижное зубчатое колесо, входящее в зацепление по меньшей мере с одним составным сателлитом, причем применение входного крутящего момента к одному по меньшей мере из одного подвижного кольцевого зубчатого колеса и по меньшей мере одного подвижного центрального зубчатого колеса приводит к действующему в противоположных направлениях выходному крутящему моменту другого по меньшей мере одного подвижного кольцевого зубчатого колеса и по меньшей мере одного подвижного центрального зубчатого колеса.
[00101] В1. Система планетарной передачи по параграфу В, дополнительно содержащая предмет настоящего изобретения по любому из параграфов А-А9.
[00102] С. Трансмиссия, содержащая:
систему планетарной передачи по любому из параграфов А-В1;
входной вал, функционально соединенный с одним из подвижного кольцевого зубчатого колеса и подвижного центрального зубчатого колеса;
выходной вал, функционально соединенный с другим подвижным кольцевым зубчатым колесом и подвижным центральным зубчатым колесом; и
корпус, функционально соединенный с неподвижным зубчатым колесом;
причем вращение входного вала в первом направлении вращения приводит к вращению выходного вала во втором направлении, противоположном первому направлению вращения.
[00103] С1. Трансмиссия по параграфу С, в которой в зависимости от параграфа А5.1 выходным валом является первый выходной вал, и дополнительно первый выходной вал функционально соединен с первым подвижным центральным зубчатым колесом, дополнительно содержащая:
второй выходной вал, функционально соединенный с вторым подвижным центральным зубчатым колесом;
причем вращение входного вала приводит к вращению первого выходного вала во втором направлении вращения и вращению второго выходного вала в первом направлении вращения.
[00104] С2. Трансмиссия по параграфу С, в которой в зависимости от параграфа А5.2 выходным валом является первый выходной вал, и дополнительно первый выходной вал функционально соединен с первым подвижным кольцевым зубчатым колесом, дополнительно содержащая:
второй выходной вал, функционально соединенный с вторым подвижным кольцевым зубчатым колесом;
причем вращение входного вала приводит к вращению первого выходного вала во втором направлении вращения и вращению второго выходного вала в первом направлении вращения.
[00105] D. Устройство, содержащее:
корпус;
трансмиссию по любому из параграфов С-С2, поддерживаемую корпусом;
вход, функционально поддерживаемый корпусом и функционально соединенный с входным валом трансмиссии; и
выход, функционально соединенный с выходным валом трансмиссии.
[00106] D1. Устройство по параграфу D, в котором в зависимости от параграфа С1 или С2, выходом является первый выход, дополнительно содержащее:
второй выход, функционально соединенный с вторым выходным валом трансмиссии.
[00107] D2. Устройство по любому из параграфов D-D1, в котором устройством является воздушный летательный аппарат, корпус содержит фюзеляж, входом является двигатель, и выходом является ротор или воздушный винт, причем в зависимости от параграфа D1 первым выходом является первый ротор или первый воздушный винт, и вторым выходом является второй ротор или второй воздушный винт.
[00108] Е. Система планетарной передачи, содержащая:
множество составных сателлитов, выполненных с возможностью обращения по орбите вокруг основной оси вращения, причем каждый сателлит содержит три передаточных ступени;
первое подвижное кольцевое зубчатое колесо, выполненное с возможностью вращения вокруг основной оси вращения и функционально входящее в зацепление с одной из указанных трех передаточных ступеней;
второе подвижное кольцевое зубчатое колесо, выполненное с возможностью вращения вокруг основной оси вращения и функционально входящее в зацепление с одной из указанных трех передаточных ступеней;
неподвижное кольцевое зубчатое колесо с центральной осью, которая является соосной с основной осью вращения, функционально входящее в зацепление с одной из указанных трех передаточных ступеней; и
подвижное центральное зубчатое колесо, выполненное с возможностью вращения вокруг основной оси вращения и функционально входящее в зацепление с одной из указанных трех передаточных ступеней.
[00109] Е1. Система планетарной передачи по параграфу Е, в которой указанные три передаточные ступени содержат: большую передаточную ступень сателлита, имеющую больший начальный диаметр; меньшую передаточную ступень сателлита, имеющую меньший начальный диаметр, который меньше чем больший начальный диаметр; и наименьшую передаточную ступень сателлита, имеющую наименьший начальный диаметр, который меньше чем меньший начальный диаметр.
[00110] Е1.1. Система планетарной передачи по параграфу Е1, в которой большая передаточная ступень каждого составного сателлита функционально входит в зацепление с первым подвижным кольцевым зубчатым колесом, причем меньшая передаточная ступень каждого составного сателлита функционально входит в зацепление с неподвижным кольцевым зубчатым колесом и подвижным центральным зубчатым колесом, и наименьшая передаточная ступень каждого составного сателлита функционально входит в зацепление с вторым подвижным кольцевым зубчатым колесом.
[00111] Е1.2. Система планетарной передачи по любому из параграфов Е1-Е1.1, в которой большей передаточной ступенью каждого составного сателлита является средняя передаточная ступень, меньшей передаточной ступенью каждого составного сателлита является нижняя передаточная ступень, расположенная ниже средней передаточной ступени, и наименьшей передаточной ступенью каждого составного сателлита является верхняя передаточная ступень, расположенная выше средней передаточной ступени.
[00112] Е1.3. Система планетарной передачи по любому из параграфов Е1-Е1.2, для которой справедливо одно из нижеследующего:
наименьшая передаточная ступень каждого составного сателлита и второе подвижное кольцевое зубчатое колесо образуют шевронную зубчатую передаточную конфигурацию или прямозубую передаточную конфигурацию; и
большая передаточная ступень каждого составного сателлита и первое подвижное кольцевое зубчатое колесо образуют шевронную зубчатую передаточную конфигурацию или прямозубую передаточную конфигурацию.
[00113] Е1.4. Система планетарной передачи по любому из параграфов Е1-Е1.3, в которой справедливо одно из нижеследующего:
наименьшая передаточная ступень каждого составного сателлита и второе подвижное кольцевое зубчатое колесо образуют конфигурацию прямозубого зацепления или конфигурацию косозубого зацепления; и
большая передаточная ступень каждого составного сателлита и первое подвижное кольцевое зубчатое колесо образуют конфигурацию прямозубого зацепления или конфигурацию косозубого зацепления.
[00114] Е1.5. Система планетарной передачи по любому из параграфов Е1-Е1.4, в которой справедливо одно или более из нижеследующего:
отношение количества зубьев неподвижного кольцевого зубчатого колеса к количеству зубьев меньшей передаточной ступени сателлита и количеству зубьев подвижного центрального зубчатого колеса составляет (или приблизительно составляет) 156:24:108;
отношение количества зубьев первого подвижного кольцевого зубчатого колеса к количеству зубьев большей передаточной ступени сателлита составляет (или приблизительно составляет) 182:34; и
отношение количества зубьев второго подвижного кольцевого зубчатого колеса к количеству зубьев наименьшей передаточной ступени сателлита составляет (или приблизительно составляет) 182:22.
[00115] E1.6. Система планетарной передачи по любому из параграфов Е1-Е1.5, в которой справедливо одно или более из нижеследующего:
отношение количества зубьев неподвижного кольцевого зубчатого колеса к количеству зубьев меньшей передаточной ступени сателлита и к количеству зубьев подвижного центрального зубчатого колеса находится (или приблизительно находится) в диапазоне (110-200):(18-30):(80-150);
отношение количества зубьев первого подвижного кольцевого зубчатого колеса к количеству зубьев большей передаточной ступени сателлита находится (или приблизительно находится) в диапазоне (110-200):(18-40); и
отношение количества зубьев второго подвижного кольцевого зубчатого колеса к количеству зубьев наименьшей передаточной ступени сателлита находится (или приблизительно находится) в диапазоне (110-200):(20-26).
[00116] Е1.7. Система планетарной передачи по любому из параграфов Е1-Е1.6, в которой справедливо одно или более из нижеследующего:
отношение начального диаметра неподвижного кольцевого зубчатого колеса к начальному диаметру меньшей передаточной ступени сателлита и к начальному диаметру подвижного центрального зубчатого колеса составляет (или приблизительно составляет) 156:24:108;
отношение начального диаметра первого подвижного кольцевого зубчатого колеса к начальному диаметру большей передаточной ступени сателлита составляет (или приблизительно составляет) 182:34; и
отношение начального диаметра второго подвижного кольцевого зубчатого колеса к начальному диаметру наименьшей передаточной ступени сателлита составляет (или приблизительно составляет) 182:22.
[00117] Е1.8. Система планетарной передачи по любому из параграфов Е1-Е1.7, в которой справедливо одно или более из нижеследующего:
отношение начального диаметра неподвижного кольцевого зубчатого колеса к начальному диаметру меньшей передаточной ступени сателлита и к начальному диаметру подвижного центрального зубчатого колеса находится (или приблизительно находится) в диапазоне (110-200):(18-30):(80-150);
отношение начального диаметра большей передаточной ступени сателлита к начальному диаметру второго подвижного кольцевого зубчатого колеса находится (или приблизительно находится) в диапазоне (110-200):(18-40); и
отношение начального диаметра наименьшей передаточной ступени сателлита находится (или приблизительно находится) в диапазоне (110-200):(20-26).
[00118] E1.9. Система планетарной передачи по любому из параграфов Е1-Е1.8, в которой справедливо одно или более из нижеследующего:
диаметральный питч меньшей передаточной ступени сателлита составляет (или приблизительно составляет) 5,65 или приблизительно 6;
диаметральный питч большей передаточной ступени сателлита составляет (или приблизительно составляет) 6,3348 или приблизительно 6; и
диаметральный питч наименьшей передаточной ступени сателлита составляет (или приблизительно составляет) 6,8485 или приблизительно 6.
[00119] Е2. Система планетарной передачи по любому из параграфов Е-Е1.9, в которой применение входного крутящего момента к подвижному центральному зубчатому колесу приводит к действующим в противоположных направлениях выходным крутящим моментам первого подвижного кольцевого зубчатого колеса и второго подвижного кольцевого зубчатого колеса с той же самой (или по существу той же самой) частотой вращения.
[00120] Е3. Система планетарной передачи по любому из параграфов Е-Е2, дополнительно содержащая:
водило, которое объединяет множество составных сателлитов.
[00121] Е3.1. Система планетарной передачи по параграфу Е3, в которой водило не образует входа или выхода системы планетарной передачи.
[00122] Е3.2. Система планетарной передачи по любому из параграфов Е3-Е3.1, в которой водило содержит внутреннюю стенку, расположенную радиально внутри множества составных сателлитов, и по меньшей мере один радиальный фланец, проходящий радиально в наружном направлении от внутренней стенки, причем по меньшей мере указанный один радиальный фланец образует множество отверстий, соответствующих множеству составных сателлитов, и каждый из множества составных сателлитов расположен внутри соответствующего отверстия из указанного множества отверстий.
[00123] Е3.2.1. Система планетарной передачи по параграфу Е3.2, дополнительно содержащая:
множество подшипниковых элементов, удерживаемых внутри множества отверстий между водилом и каждым из множества составных сателлитов.
[00124] Е3.2.2. Система планетарной передачи по любому из параграфов Е3.2-Е3.2.1, в которой по меньшей мере один радиальный фланец содержит верхний радиальный фланец и нижний радиальный фланец, причем множество отверстий содержит множество верхних отверстий, образованных верхним радиальным фланцем, и множество нижних отверстий, образованных нижним радиальным фланцем.
[00125] Е3.2.2.1. Система планетарной передачи по параграфу Е3.2.2, в которой верхний радиальный фланец расположен выше наименьшей передаточной ступени каждого составного сателлита, и нижний радиальный фланец расположен между большей передаточной ступенью сателлита и меньшей передаточной ступенью каждого составного сателлита.
[00126] Е3.2.2.2. Система планетарной передачи по любому из параграфов Е3.2.2-Е3.2.2.1, в которой каждый составной сателлит содержит обращенный вверх заплечик и обращенный вниз заплечик, расположенный ниже обращенного вверх заплечика, причем обращенный вверх заплечик взаимодействует с соответствующим одним из множества подшипниковых элементов, и обращенный вниз заплечик взаимодействует с соответствующим одним из множества подшипниковых элементов для ограничения вертикального перемещения множества составных сателлитов относительно водила.
[00127] Е3.2.2.2.1. Система планетарной передачи по параграфу Е3.2.2.2, в которой обращенный вверх заплечик расположен выше верхней передаточной ступени каждого составного сателлита, и обращенный вниз заплечик расположен ниже нижней передаточной ступени каждого составного сателлита.
[00128] Е4. Система планетарной передачи по любому из параграфов Е-Е3.2.2.2.1, дополнительно содержащая предмет настоящего изобретения по любому из параграфов А-В1.
[00129] F. Трансмиссия, содержащая:
систему планетарной передачи по любому из параграфов Е-Е4;
входной вал, функционально соединенный с подвижным центральным зубчатым колесом;
первый выходной вал, функционально соединенный с первым подвижным кольцевым зубчатым колесом;
второй выходной вал, функционально соединенный с вторым подвижным кольцевым зубчатым колесом; и
корпус, функционально соединенный с неподвижным кольцевым зубчатым колесом;
причем вращение входного вала в первом направлении вращения приводит к вращению одного вала из первого выходного вала и второго выходного вала в первом направлении вращения и вращению другого вала из первого выходного вала и второго выходного вала во втором направлении вращения, противоположном первому направлению вращения.
[00130] G. Устройство, содержащее:
корпус;
трансмиссию по параграфу F, поддерживаемую корпусом;
вход, функционально поддерживаемый корпусом и функционально соединенный с входным валом трансмиссии;
первый выход, функционально соединенный с первым выходным валом трансмиссии; и
второй выход, функционально соединенный с вторым выходным валом трансмиссии.
[00131] G1. Устройство по параграфу G, в котором устройством является воздушный летательный аппарат, корпус содержит фюзеляж, входом является двигатель, первым выходом является первый ротор или первый воздушный винт, и вторым выходом является второй ротор или второй воздушный винт.
[00132] Н. Составное зубчатое колесо для использования в качестве сателлита системы планетарной передачи, содержащее:
большую передаточную ступень сателлита, имеющую больший начальный диаметр;
меньшую передаточную ступень сателлита, функционально соединенную с большей передаточной ступенью сателлита и имеющую меньший начальный диаметр, который меньше чем больший начальный диаметр; и
наименьшую передаточную ступень сателлита, прикрепленную к большей передаточной ступени сателлита и меньшей передаточной ступени сателлита и имеющую наименьший начальный диаметр, который меньше чем меньший начальный диаметр;
[00133] H1. Составное зубчатое колесо по параграфу Н, в котором большей передаточной ступенью сателлита является средняя передаточная ступень составного зубчатого колеса, меньшей передаточной ступенью сателлита является нижняя передаточная ступень составного зубчатого колеса, и наименьшей передаточной ступенью сателлита является верхняя передаточная ступень составного зубчатого колеса.
[00134] Н2. Составное зубчатое колесо по любому из параграфов Н-Н1, в котором справедливо одно из нижеследующего:
наименьшая передаточная ступень сателлита образует шевронную конфигурацию; и
большая передаточная ступень сателлита образует шевронную конфигурацию.
[00135] Н3. Составное зубчатое колесо по любому из параграфов Н-Н2, в котором справедливо одно из нижеследующего:
наименьшая передаточная ступень сателлита образует прямозубую конфигурацию или косозубую конфигурацию; и
большая передаточная ступень сателлита образует прямозубую конфигурацию или косозубую конфигурацию.
[00136] Н4. Составное зубчатое колесо по любому из параграфов Н-Н3, в котором количество зубьев меньшей передаточной ступени сателлита составляет (или приблизительно составляет) 24, количество зубьев большей передаточной ступени сателлита составляет (или приблизительно составляет) 34, и количество зубьев наименьшей передаточной ступени сателлита составляет (или приблизительно составляет) 22.
[00137] Н5. Составное зубчатое колесо по любому из параграфов Н-Н4, в котором начальный диаметр меньшей передаточной ступени сателлита составляет (или приблизительно составляет) 4,2478, начальный диаметр большей передаточной ступени сателлита составляет (или приблизительно составляет) 5,3671, и начальный диаметр наименьшей передаточной ступени сателлита составляет (или приблизительно составляет) 3,2124.
[00138] Н6. Составное зубчатое колесо по любому из параграфов Н-Н5, в котором диаметральный питч меньшей передаточной ступени сателлита составляет (или приблизительно составляет) 5,65 или 6, диаметральный питч наибольшей передаточной ступени сателлита составляет (или приблизительно составляет) 6,3348 или 6, и диаметральный питч наименьшей передаточной ступени сателлита составляет (или приблизительно составляет) 6,8485 или 6.
[00139] Н7. Составное зубчатое колесо по любому из параграфов Н-Н6, дополнительно содержащее:
обращенный вверх заплечик, выполненный с возможностью поддерживания подшипникового элемента; и
обращенный вниз заплечик, расположенный ниже обращенного вверх заплечика и выполненный с возможностью поддерживания подшипникового элемента.
[00140] Н7.1. Составное зубчатое колесо по параграфу Н7, в котором обращенный вверх заплечик расположен выше наименьшей передаточной ступени сателлита, и обращенный вниз заплечик расположен ниже меньшей передаточной ступени сателлита.
[00141] I. Водило для системы планетарной передачи, содержащее:
внутреннюю стенку; и
по меньшей мере один радиальный фланец, проходящий радиально в наружном направлении от внутренней стенки, причем указанный по меньшей мере один радиальный фланец образует множество отверстий, выполненных с возможностью приема соответствующего множества сателлитов.
[00142] I1. Водило по параграфу I, в котором множество отверстий состоит из двенадцати отверстий.
[00143] I2. Водило по любому из параграфов I-I1, в котором по меньшей мере один радиальный фланец содержит верхний радиальный фланец и нижний радиальный фланец, и множество отверстий содержит множество верхних отверстий, образованных верхним радиальным фланцем, и множеством нижних отверстий, образованных нижним радиальным фланцем.
[00144] I2.1. Водило по параграфу I2, в котором множество верхних отверстий состоит из двенадцати отверстий, и множество нижних отверстий состоит из двенадцати отверстий.
[00145] I2.2. Водило по любому из параграфов I2-I2.1, выполненное в двух частях, включая:
верхнюю часть, которая содержит верхний радиальный фланец и которая образует часть внутренней стенки; и
нижнюю часть, которая содержит нижний радиальный фланец и которая образует часть внутренней стенки, причем нижняя часть соединена с верхней частью.
[00146] I3. Водило по любому из параграфов I-I2.2, в котором внутренняя стенка в целом является цилиндрической и образует полый вал.
[00147] Используемые в настоящей заявке термины "приспособленный" и "выполненный с возможностью" означают, что элемент, компонент или другой предмет настоящего изобретения сконструированы и/или предназначены для исполнения данной функции. Таким образом, использование терминов "приспособленный" и "выполненный с возможностью" не должно рассматриваться как означающее, что данный элемент, компонент или другой предмет настоящего изобретения просто "способен" к исполнению данной функции, но что элемент, компонент и/или другой предмет настоящего изобретения специально выбраны, созданы, осуществлены, использованы, запрограммированы и/или сконструированы с целью исполнения указанной функции. Также попадают в объем защиты настоящего изобретения элементы, компоненты и/или другой описанный предмет настоящего изобретения, которые описаны как приспособленные для исполнения конкретной функции, в дополнение к данному или согласно другому варианту реализации могут быть описаны как выполненные с возможностью исполнения данной функции, и наоборот. Схожим образом, предмет настоящего изобретения, который описан как выполненный с возможностью исполнения конкретной функции, в дополнение к данному или согласно другому варианту реализации может быть описан как использующийся для исполнения данной функции.
[00148] Различные элементы систем и других устройств, описанные в настоящей заявке, не являются обязательными для всех устройств согласно настоящему изобретению, и настоящее изобретение охватывает все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных элементов, описанных в настоящей заявке. Кроме того, один или большее количество различных элементов, описанных в настоящей заявке, могут образовывать независимый предмет настоящего изобретения, который является индивидуальным и отдельным от всего описанного устройства. Соответственно, такой предмет настоящего изобретения не обязательно относится к специализированным устройствам, которые явно описаны в настоящей заявке, и такой предмет настоящего изобретения может быть использован в устройствах, которые явно не описаны в настоящей заявке.