行星齿轮系统、扭转保险装置及操作传动系统的方法与流程

本申请涉及车辆传送系统中的行星齿轮系统，更具体地讲，涉及具有扭转保险装置的行星齿轮系统、传送系统中的扭转保险装置以及操作传送系统的方法。

背景技术：

传动系统可以包括行星或其他扭矩传递系统。作为一个非限制性示例，行星齿轮系统包括居中位于中心轴上的太阳齿轮。太阳齿轮与多个行星(planetary或planet)齿轮啮合接合，并且行星齿轮与外齿圈啮合接合。行星齿轮可旋转地安装在相对于太阳齿轮可以旋转的行星架上。第二轴可以联接到行星架上，以从行星齿轮系统接收扭矩或向行星齿轮系统提供扭矩。可以在中心轴和第二轴之间实现速度和扭矩差。行星齿轮系统的部件中的一个或多个可以在行星齿轮系统操作期间接收具有变化幅值的扭矩。类似地，类似的齿轮系统或其他传动系统的一个或多个部件可以在传动系统的操作期间接收具有不同幅值(包括极限扭矩值)的扭矩。

技术实现要素：

在权利要求中阐述了本公开的实施例的各个方面。

在本公开的实施例中，行星齿轮系统包括：壳体；轴，该轴被构造为相对于壳体旋转；太阳齿轮，该太阳齿轮被设置为与轴同心；多个行星齿轮，该多个行星齿轮围绕太阳齿轮设置；齿圈，该齿圈围绕多个行星齿轮设置；行星架，该行星架连接多个行星齿轮；以及扭转保险装置，该扭转保险装置由第一扭转保险装置部分和第二扭转保险装置部分之间的界面限定，该扭转保险装置被构造成在扭转保险装置处施加阈值扭矩时允许第一扭转保险装置部分和第二扭转保险装置部分之间的旋转。

在本公开的实施例中，传动系统中的扭转保险装置包括：第一扭转保险装置部分，该第一扭转保险装置部分具有第一直径；第二扭转保险装置部分，该第二扭转保险装置部分具有不同于第一扭转保险装置部分的第一直径的第二直径，由于第一扭转保险装置部分的第一直径和第二扭转保险装置部分的第二直径之间的差，而使第一扭转保险装置部分与第二扭转保险装置部分压配合；以及所述第一扭转保险装置部分和第二扭转保险装置部分之间的界面，该界面被构造成在扭转保险装置处施加阈值扭矩时允许第一扭转保险装置部分和第二扭转保险装置部分之间的相对旋转，阈值扭矩与第一扭转保险装置部分的第一直径和第二扭转保险装置部分的第二直径之间的差相关。

第一扭转保险装置部分可以被固定到轴，并且第二扭转保险装置部分可以被固定到齿圈。第一扭转保险装置部分可以包括径向延伸的构件，使得扭转保险装置被设置在径向延伸的构件和齿圈之间。第二扭转保险装置部分可以包括径向延伸的构件，使得扭转保险装置被设置在径向延伸的构件和轴之间。第一扭转保险装置部分可以被固定到齿圈，并且第二扭转保险装置部分可以被固定到壳体。第一扭转保险装置部分可以被固定到太阳齿轮，并且第二扭转保险装置部分可以被固定到第二轴，该第二轴固定到壳体。该界面可以包括在第一扭转保险装置部分和第二扭转保险装置部分中的至少一个中轴向延伸的多个凹部。第一扭转保险装置部分可以包括第一直径，并且第二扭转保险装置部分可以包括第二直径，使得由于第一直径和第二直径之间的差而使第一扭转保险装置部分与第二扭转保险装置部分压配合。阈值扭矩可以与第一直径和第二直径之间的差相关。该系统或保险装置还可以包括保持器，该保持器被构造成限制第一扭转保险装置部分和第二扭转保险装置部分之间的轴向移动。该系统或保险装置还可以包括在第一扭转保险装置部分和第二扭转保险装置部分中的至少一个中的多个凹部。多个凹部可以在第一扭转保险装置部分和第二扭转保险装置部分中的至少一个中轴向延伸。第一扭转保险装置部分可以被固定到传动系统的轴，并且第二扭转保险装置部分可以被固定到传动系统的齿圈。第一扭转保险装置部分可以被固定到传动系统的齿圈，并且第二扭转保险装置部分可以被固定到传动系统的壳体。第一扭转保险装置部分可以被固定到传动系统的太阳齿轮，并且第二扭转保险装置部分可以被固定到轴，该轴固定到传动系统的壳体。

在本公开的实施例中，提供了一种操作传动系统的方法，该传动系统具有由界面限定的扭转保险装置，该界面位于压配合的第二扭转保险装置部分的第一扭转保险装置部分之间。该方法包括：通过界面接收扭矩，并且在扭转保险装置处接收到阈值扭矩时，使第一扭转保险装置部分和第二扭转保险装置部分中的一个相对于第一扭转保险装置部分和第二扭转保险装置部分中的另一个旋转。

该方法可以包括利用保持器在界面处限制第一扭转保险装置部分和第二扭转保险装置部分之间的轴向移动。该方法可以包括：在使第一扭转保险装置部分和第二扭转保险装置部分中的一个相对于第一扭转保险装置部分和第二扭转保险装置部分中的另一个旋转时，将材料从界面转移到第一扭转保险装置部分和第二扭转保险装置部分中的至少一个中的多个凹部中的一个。

根据以下描述和附图，以上特征和其他特征将变得显而易见。

附图说明

附图的详细描述参考附图，在附图中：

图1是根据本公开的实施例的传动系统的剖视图；

图2是根据本公开的实施例的传动系统的剖视图；

图3是根据本公开的实施例的传动系统的剖视图；以及

图4是根据本公开的实施例的传动系统的剖视图。

贯穿几个图，相同的附图标记用于指示相同的元件。

具体实施方式

通过参考附图的图1至图4，可以理解本公开的主题的至少一个示例实施例。

现在参考图1至图3，根据本公开的各种实施例，示出了传动系统，特别是行星齿轮系统10。尽管系统10在所示出的实施例中被示出为行星齿轮系统，但是未示出的实施例的系统10包括任何变速器、最终传动组件、齿轮箱、分动箱或被构造成接收、提供或传递扭矩的其他部件、系统或组件。图1至图3的系统10包括太阳齿轮12和围绕太阳齿轮12设置的多个行星(planetary或planet)齿轮14。太阳齿轮12通过太阳齿轮齿部和行星齿轮齿部与行星齿轮14啮合。所示出的实施例的系统10包括齿圈16，该齿圈围绕行星齿轮14和太阳齿轮12设置，并通过齿圈齿部22接合行星齿轮14。系统10还包括连接行星齿轮14的行星架30。系统10还包括壳体40，在未示出的非限制性示例中，该壳体被接地或固定以防止随着车辆、建筑结构或另一外部结构移动。系统10还包括轴38，该轴被构造为相对于壳体40旋转。应当理解的是，所示出的实施例的轴38可以是输入轴或输出轴，并且可以从系统10的其他部件接收扭矩或者向系统10的其他部件提供扭矩。在所示出的实施例中，太阳齿轮12与轴38同心。如下面将针对所示出的每个实施例进一步详细解释的那样，系统10还包括扭转保险装置50，该扭转保险装置被构造成：在扭转保险装置50处或通过该扭转保险装置施加或接收、达到、或超过阈值扭矩时，允许第一扭转保险装置部分52和第二扭转保险装置部分54之间的旋转。

具体参照图1的实施例，所示出的行星架30被构造为相对于壳体40旋转。第二轴42被固定成用于与太阳齿轮12一起相对于壳体40旋转。在图1的实施例中，系统10通常被构造成使得扭矩在轴38和第二轴42之间传输。图1的系统10还包括设置在齿圈16和壳体40处或在它们之间的扭转保险装置50。在图1中示出的实施例中，扭转保险装置50的界面(对接部)56形成在被设置在齿圈16的外表面处的第一扭转保险装置部分52和设置在壳体40的内表面处的第二扭转保险装置部分54之间。在至少一个实施例中，扭转保险装置50被构造成在界面56处或通过该界面施加或接收、达到、或超过阈值扭矩时，允许第一扭转保险装置部分52和第二扭转保险装置部分54之间的旋转。

在通过扭转保险装置50施加或接收、达到、或超过阈值扭矩时，扭转保险装置50允许或被构造成允许第一扭转保险装置部分52和第二扭转保险装置部分54之间的旋转。换句话说，一旦达到或超过阈值扭矩，第一扭转保险装置部分52或第二扭转保险装置部分54相对于另一个旋转以吸收升高的扭矩。这种阈值或升高的扭矩值可能是这样的结果，即，由于电机或发动机输入波动、车辆或其他外部系统冲击或输入而引起的短暂但升高的或极端的扭矩事件、或其他意外或不期望的扭矩事件。

第一扭转保险装置部分52包括第一直径58，并且第二扭转保险装置部分54包括第二直径60。在图1的实施例中，齿圈16处的第一直径58大于壳体40处的第二直径60，使得第一扭转保险装置部分52与第二扭转保险装置部分54压配合或过盈配合。进一步，在特定实施例中，扭转保险装置50的第一直径58和第二直径60之间的差异确定阈值扭矩、与阈值扭矩相关联或与阈值扭矩相关，使得当达到或超过阈值扭矩时，第一扭转保险装置部分52相对于第二扭转保险装置部分54或系统10旋转，或者扭转保险装置50允许第一扭转保险装置部分52和第二扭转保险装置部分54之间的旋转。如所示，在图1的系统10中的这些事件期间，齿圈16将在界面56处相对于壳体40旋转，以在这些事件期间吸收扭矩、将扭矩转换成运动或以其他方式接收扭矩。关于直径58、60的差异和阈值扭矩之间的相关性，换句话说，在图1中示出的实施例中，阈值扭矩可以通过增加第一直径58和/或减少第二直径60来增加，从而增加第一直径58和第二直径60之间的差异。类似地，阈值扭矩可以通过减小第一直径58和/或增加第二直径60来减小，从而减小第一直径58和第二直径60之间的差。在另外的实施例中，界面56和/或其他结构特征的接触面积可以确定阈值扭矩、与阈值扭矩相关联或与阈值扭矩相关。

图2示出了系统10的实施例，其中行星架30被固定以免移动到壳体40，并且齿圈16旋转或被构造成相对于该壳体随着该轴旋转。在图2的实施例中，第二轴42也相对于壳体40旋转。在所示的实施例中，第一扭转保险装置部分52被直接或间接固定到轴38，并且第二扭转保险装置部分54被直接或间接固定到齿圈16。图2的系统10包括设置在轴38和齿圈16之间的径向延伸的构件62。

在图2的第一实施例中，扭转保险装置50设置在径向延伸的构件62的径向外端64处，使得第一扭转保险装置部分52设置在径向延伸的构件62处或包括该径向延伸的构件，并且第二扭转保险装置部分54设置在齿圈16处或包括该齿圈。因此，在图2的第一实施例中，扭转保险装置50设置在径向延伸的构件62和齿圈16处或在它们之间。

在图2的第二实施例中，扭转保险装置50设置在径向延伸的构件62的径向内端66处，使得第二扭转保险装置部分54设置在径向延伸的构件62处或包括该径向延伸的构件，并且第一扭转保险装置部分52设置在轴38处或包括该轴。因此，在图2的第二实施例中，扭转保险装置50设置在径向延伸的构件62和轴38处或在它们之间。应当理解的是，在未示出的附加实施例中，多个扭转保险装置50可以被包括在径向内端66和径向外端64两者处和/或被包括其间的任何位置处。径向延伸的构件62可以通过花键或不与扭转保险装置50联接的其他联接装置旋转地固定到轴38或齿圈16。

图3示出了系统10的实施例，其中行星架30被固定成随着轴38旋转，并且太阳齿轮12不被构造成在第二轴42上旋转，在该实施例中，该第二轴是静止的或者被固定为防止移动，但是被构造成通常固定为防止随着与壳体40移动。因此，扭矩通过行星架30在齿圈16和轴38之间传递。在图3中示出的实施例中，扭转保险装置50设置在太阳齿轮12的内径和第二轴42的外径处。第一扭转保险装置部分52被固定到太阳齿轮12或包括该太阳齿轮12，并且第二扭转保险装置部分54被固定到第二轴42或包括该第二轴42，该第二轴42固定到壳体40。

应当理解的是，在未示出的附加实施例中，扭转保险装置50可以形成在系统10的其他部件之间或者形成在系统10的同一部件内。类似地，第一扭转保险装置部分52和第二扭转保险装置部分54可以设置在系统10中作为系统10的分离的或不同的部件，而不是与部件(诸如所示出的实施例中的齿圈16、轴38或太阳轮12)一体形成。

现在参考图4，该图示出了系统10的实施例，其中界面56包括第一扭转保险装置部分52和/或第二扭转保险装置部分54中的凹部68。尽管图4中没有示出内部的第一扭转保险装置部分52，但是凹部68可以与所示的第二扭转保险装置部分54类似地设置。在实施例中，凹部68在第一扭转保险装置部分52和第二扭转保险装置部分54中轴向延伸，但是在未示出的附加实施例中，该凹部可以替代地或者也可以至少部分地周向延伸。进一步，未示出的实施例的凹部68可以不是线性凹部，而是可以根据凹部68的期望性能形成圆形形状、扇形形状或其他形状，如下面进一步详细讨论的那样。

当在系统10中达到或超过阈值扭矩时，在第一扭转保险装置部分52和第二扭转保险装置部分54之间相对旋转时在来自界面56的表面的材料可能被转移或移除的地方可能发生毛边。凹部68被构造成使得材料从界面56转移到凹部68。进一步，凹部68接收或被构造成接收穿过其中的油或其他润滑剂，以向界面56的表面提供润滑。再进一步，在附加实施例中，被提供到凹部68的油或其他润滑剂用于从凹部68移除材料。材料的这种移除或转移以及润滑剂经由凹部68的提供改善了在系统10的操作期间对阈值扭矩的控制，并且防止了例如在一个或多个升高的扭矩事件之后阈值扭矩增加。由此，凹部68允许阈值扭矩通过重复的升高的扭矩事件而保持一致。

结合图2的第一实施例示出图4中示出的实施例。然而，应当理解的是，凹部68被包括在与本公开中描述的实施例的任何其他扭转保险装置50相关的附加实施例中。

再次参考图4，本文所述的任何实施例的系统10包括保持器70，该保持器限制或被构造成限制在界面56处第一扭转保险装置部分52和第二扭转保险装置部分54之间的轴向移动。如图4所示，保持器70是定位在第一扭转保险装置部分52和/或第二扭转保险装置部分54的狭槽中的卡环或其他分离的结构。此外，保持器70可以与第一扭转保险装置部分52和/或第二扭转保险装置部分54和/或系统10的另一结构一体形成，以限制第一扭转保险装置部分52和/或第二扭转保险装置部分54的轴向移动。如图4所示，保持器70也可以由齿圈齿部22形成。当系统10中达到或超过阈值扭矩时，(多个)保持器70防止、最小化或以其他方式限制或被构造成限制在第一扭转保险装置部分52和第二扭转保险装置部分54相对于彼此旋转时在界面56处第一扭转保险装置部分52和第二扭转保险装置部分54之间的轴向移动。

根据本公开的另外的实施例和方面，提供了一种操作传动系统的方法。系统10包括在压配合的第一扭转保险装置部分52和第二扭转保险装置部分54之间由界面56限定的扭转保险装置50。该方法包括通过界面56接收扭矩的步骤，如本公开的各种实施例中所述。该方法还包括在扭转保险装置50处施加或接收、达到或超过阈值扭矩时，使第一扭转保险装置部分52或第二扭转保险装置部分54相对于另一个旋转或允许第一扭转保险装置部分52或第二扭转保险装置部分54相对于另一个旋转。在附加实施例中，该方法包括在界面56处利用保持器70限制第一扭转保险装置部分52和第二扭转保险装置部分54之间的轴向移动。在附加实施例中，该方法还包括在使第一扭转保险装置部分52或第二扭转保险装置部分54相对于另一个旋转时，将材料从界面56传递到第一扭转保险装置部分52和/或第二扭转保险装置部分54中的凹部68中的一个或多个。在本公开的附加实施例中，关于系统10的实施例描述的任何特征、步骤、功能或结构被应用于本文描述的方法，反之亦然。

在不以任何方式限制下面出现的权利要求的范围、解释或应用的情况下，应当理解的是，本公开的实施例提供了系统10和用于处理系统10中的阈值扭矩或升高的扭矩的方法。一旦达到或超过阈值扭矩，发生相对旋转以吸收第一扭转保险装置部分52和第二扭转保险装置部分54之间的扭矩，否则它们压配合在一起防止正常操作期间的相对移动。扭转冲击、或处于或高于阈值扭矩的升高的或极端的扭矩在通过扭转保险装置50而不是通过系统10的其他部件接收的情况下可以最小化或防止这些部件或系统10的损坏和/或故障。进一步，扭转保险装置50被构造为可复位的保险装置，其中在接收阈值或升高的扭矩并如本文中的实施例中所描述的那样操作之后，扭转保险装置50可以继续如预期的那样操作，以随着系统10的持续操作吸收或接收未来的阈值扭矩事件。进一步，至少部分由于本文所述的各种实施例的凹部68，扭转保险装置50可以继续根据保持一致或至少基本一致的阈值扭矩操作。最后，与被设计成吸收升高的扭矩水平的传统部件或系统(例如滑动离合器或类似装置)相比，本文所述的系统10、系统10的扭转保险装置50和方法实施例提供了关于减少了重量、空间要求、成本和复杂性描述的益处。

如本文所用，“例如”用于非穷尽性地列出示例，并且具有与替代性说明性短语(诸如“包括”、“包括但不限于”和“包括而不限于”)相同的含义。如本文所用，除非另有限制或修改，否则具有由连结术语(例如，“和”)分隔的元件并且前面还有短语“一个或多个”、“至少一个”、“至少”或类似短语的元件的列表指示潜在地包括列表的各个元件或它们的任意组合的构造或布置。例如，“a、b和c中的至少一个”和“a、b和c中的一个或多个”分别指示只有a、只有b、只有c或a、b和c中的两个或多个的任意组合的可能性(a和b、a和c、b和c、或a、b、c)。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指出。此外，“包括”、“包含”和类似短语旨在指定所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或添加。

虽然已经在附图和前面的描述中示出并详细描述了本公开，但是这种示出和描述本质上不是限制性的，应当理解的是，已经示出和描述了(多个)说明性实施例，并且期望保护落入本公开的精神内的所有变化和修改。本公开的替代性实施例可能不包括所描述的所有特征，但仍然受益于这些特征的优点中的至少一些。本领域的普通技术人员可以设计他们自己的实施方式，这些实施方式结合了本公开的特征中的一个或多个，并且落入所附权利要求的精神和范围内。