技术领域
本发明总体涉及一种用于阻尼或者添加扭矩柔度设备的装置和方法，所述阻尼或
者添加扭矩柔度设备可能发生在带有电动格林（Green）滑行系统（EGTS）的航空器的起落架
组件的电动驱动机构中。
背景技术：
由辅助动力单元（APU）提供动力的EGTS可以为航空器从着陆到登机口、从登机口
到用于起飞的滑道、以及从在机场中的一个地点到在机场中的另一个地点的滑行提供推动
力。所述EGTS可以提供作为通常由航空器主发动机和独立的轻型机动车的组合所提供的推
动力的替代物的推动力。所述EGTS必须能从起落架组件的轮毂完全脱离以进行所述航空器
的起飞和着陆，并且被活动连接成在驱动界面处与所述轮毂相接合以用于滑行操作。由于
这个要求，所述EGTS的定位在所述起落架组件上的部件，并且尤其那些在所述驱动界面处
的部件必须在传递高水平的扭矩和速度的同时，能承受恶劣的环境。润滑所述驱动界面的
接触区域的方法必须能够在这些恶劣的环境中被执行。
由于所述驱动界面的物理位置，对于带有匹配几何形状的传统齿来说，向小齿轮
和所述轮毂处的链轮之间的驱动界面处提供必要的润滑可能是困难的。滚子齿轮（或者滚
子小齿轮）和链轮驱动系统的滚子可在链轮齿上滚动，而不是像齿轮齿那样滑动。可以在密
封的滚子的内部实现润滑。然而，由于所述滚子的几何形状与所述链轮齿的几何形状不匹
配，可能发生两个不同的扭矩变化-第一个是由于所述滚子齿轮所接触的齿轮齿的压力角
变化；第二个是由于用于设计共轭齿轮廓的最佳中心距离的任何变化。两个变化均可能无
法流畅地传递扭矩和速度，从而导致在所述滚子经过所述齿时的速率波动。在扭矩/速率传
递中的这种变化（也被称为传动误差）可能缩短齿轮和轴承的寿命，并且当所述变化通过所
述EGTS驱动系被回传时，可能导致马达控制问题。
阻尼或者柔度设备已经被添加到驱动系以减小或者消除在驱动系中的传动误差、
不均匀的转动速率、和/或振动。然而，添加额外的部件到驱动系可能增大所述驱动系所占
据的物理空间。在起落架组件上，空间量是有限的。添加占据额外的空间的额外的部件到所
述EGTS驱动系可能是不能接受的。
可以看到，需要一种EGTS，其在高扭矩和速度下带有阻尼以维持可接受的部件寿
命和马达控制，同时最小化所述EGTS所占据的空间。
技术实现要素：
在本发明的一个方面中，滚子齿轮包括壳体、滚子、和在所述壳体之内的弹簧状联
接件，所述壳体包括第一从动壳体部分和第二驱动壳体部分，滚子连接在所述第一从动壳
体部分和所述第二从动壳体部分之间，所述弹簧状联接件固定地连接到所述第一从动壳体
部分并且固定地连接到所述第二驱动壳体部分。
在本发明的另一个方面中，在驱动系中的阻尼或者柔度设备包括在一个端部处的
圆柱形本体、在另一个端部处的环形壁、在所述圆柱形本体和所述环形壁之间的弹簧部分；
其中，所述一个端部和所述另一个端部被配置成固定地附接到所述驱动系的部件并且完全
地设置在所述驱动系的所述部件之内；其中，所述弹簧部分包括多个圈或者螺旋形切口，所
述圈或者螺旋形切口的数量与所述阻尼或者柔度设备的纵向长度L（厘米）的比率是从大约
1:3到大约10:1。准确的长度取决于把所述传动误差降低到可接受的水平将要求的柔度程
度。
在本发明的又另一个方面中，用于电动滑行驱动系统的电动机组件包括马达、由
所述马达驱动的齿轮箱、由所述齿轮箱驱动的滚子齿轮；其中，所述滚子齿轮包括：壳体、完
全地放置在所述壳体之内的联接件；其中，所述联接件具有在从大约30N-M/度到大约800
N-M/度之间的扭转特性。
本发明的这些或者其他特征、方面和优势参照下面的附图、具体实施方式和权利
要求书将更好地被理解。
附图说明
图1A是根据本发明的示例性实施例的带有EGTS的起落架组件的透视图；
图1B是图1A的所述起落架组件的一些部件的平面图；
图2是根据本发明的示例性实施例的用于EGTS的示例性电动驱动机构的示意图；
图3A是根据本发明的示例性实施例，滚子齿轮和滚子齿轮的一些内部部件的透视图；
图3B是图3A的所述滚子齿轮沿线3B-3B切开的剖视图；
图4A是根据本发明的示例性实施例的柔性联接件的透视图；
图4B是图4A的所述柔性联接件的第二透视图。
具体实施方式
下面详细的具体实施方式是实施本发明的当前所考虑到的最佳模式。所述具体实
施方式不应在限制意义上被理解，相反，由于本发明的范围由所附权利要求最佳限定，所以
所述具体实施方式的描述仅仅是为了说明本发明的一般原理的目的。
各种创新特征在下面被描述，这些特征的每个均能独立于彼此地使用或者与其他
特征结合在一起使用。然而，任何单独的创新特征可能无法解决上面所讨论的任何问题或
者可能仅解决上面所讨论的问题中的一个。另外，上面所讨论的问题中的一个或多个可能
无法通过下面所描述的特征中的任意特征彻底地被解决。
本发明总体上提供了一种在EGTS驱动系中的柔性联接件，所述柔性联接件可以并
入到所述驱动系部件中的一个中。当扭矩和速度在驱动界面处不均匀地传输时，所述柔性
联接件在最小化所述联接件所占据的额外空间的同时，可以阻尼在驱动系中的速率波动或
者为驱动系中的速率波动提供柔度，所述速率波动被定义为上述的传动误差。
现在参照图1A，以透视图说明带有EGTS102的示例性起落架组件100。起落架组件
100可以选择性地由EGTS102驱动以在地面上移动所述航空器。起落架组件100可以是航空
器（未示出）的一部分并且可以包括轮组件110。轮组件110可以包括一个或多个轮毂124、安
置在轮毂124上的轮胎126，和带有链轮齿118的链轮116。链轮116可以固定地附接到轮毂
124。
起落架组件100可以包括电动机组件108。电动机组件108可以包括电动机114、齿
轮箱128、和带有滚子122的滚子齿轮120。滚子齿轮120可以由电动机108驱动。
电动机组件108可以在第一接合位置和第二未接合位置之间移动。图1A说明了在
所述第一接合位置中的电动机组件108，此时，滚子齿轮120的滚子122与链轮齿118接合，形
成驱动界面106。
现在参照图1B，以平面图说明起落架组件100的一些部件。EGTS102可以包括EGTS
致动器112，EGTS致动器112连接到电动机组件108以在所述第一接合位置（如在图1A和图1B
中所示）和所述第二未接合位置（未示出）之间选择性地移动电动机组件108。在一个非限制
性例子中，所述EGTS致动器可以包括液压缸组件140。
当滚子齿轮120与链轮116驱动接合时，滚子122可以在链轮齿118上滚动，并且链
轮齿118可以突出到在滚子122之间的空间355（如在图3A中所示）中，从而驱动链轮116以转
动轮毂124。因此，EGTS致动器112可以移动电动机组件108使其与轮毂124驱动连接，并且可
以移动电动机组件108使其与轮毂124脱离驱动连接。当EGTS102将在滑行期间为航空器提
供推动力时，可以移动电动机组件108以使其与轮毂124驱动连接。
现在参照图2，示意说明了在与轮组件110相接合的第一接合位置中的电动机组件
108的示例性实施例。电动机108可以把电能转换为机械转动能并且可转动地驱动第一轴
130。第一轴130可以以第一速度和扭矩把机械转动能提供给齿轮箱128。齿轮箱128可以把
处于所述第一速度和扭矩的所述机械转动能转换为处于第二速度和扭矩的机械转动能，并
且驱动第二轴132。
在第二轴132和第三轴136之间示意性地示出了EGTS阻尼/柔度设备134。EGTS阻尼
设备134可以并入到电动机组件108的部件中。例如，EGTS阻尼/柔度设备134可以实施为弹
簧状联接件302（图3B、图4A和图4B）并且可以并入到滚子齿轮120中。在另一个实施例中，
EGTS阻尼/柔度设备可以并入到齿轮箱128中。
在滚子齿轮120正在传递转动运动到链轮116，并且链轮齿118轮廓的压力角改变
并且用于确定共轭齿轮廓的真实中心距离可能改变时，随着每个滚子齿轮齿与每个齿轮齿
116进行接触时，被定义上述的传动误差的速率波动可能发生。所述速率波动可以包括在将
被传递到链轮116的期望且命令的稳态转动速率和在驱动界面106处的实际转动速率之间
的偏差。更大的传动误差可能增大在电动机组件108的驱动系中的噪声或者振动问题的风
险。这些应力可能缩短电动机组件108和/或齿轮箱部件128的部件的寿命或者对电动机组
件108和/或齿轮箱部件128的部件造成损伤。
EGTS阻尼/柔度设备134能减小起源在滚子齿轮120和链轮116之间的驱动界面106
中的速率波动和/或传动误差，并且在降低对下游部件（108&128）的影响上将有甚至更大的
作用。EGTS阻尼/柔度设备134可以被配置成在电动机114输出和驱动界面106之间的允许一
些转动错位。在阻尼设备134并入到滚子齿轮120中的实施例中，所允许的转动柔度可以是
从大约0.1度到大约10度、或者是从大约0.25度到大约7度、或者是从大约0.5度到大约5度。
所允许的转动柔度可以被实现，例如，当阻尼/柔度设备134是联接件302（图3B、图
4A和图4B）并且阻尼/柔度设备134在功能上与弹簧相似且在构造上是螺旋形时。联接件302
能允许扭动。联接件302的扭动可以允许在部件之间的转动柔度，并且因此允许电动机114
和驱动界面106之间的转动柔度。所允许的扭动量可能取决于联接件302的物理几何形状和
材料。在示出的实施例中，当通过联接件弹簧刚度和扭矩测量时，扭动量或者扭转量可以是
从大约0.25度到大约8度、或者是从大约0.5度到大约5度、或者是从大约0.5度到大约4度。
由电动机114驱动的部件可以固定地连接到联接件302的第一联接件端部301（示
出在图3B、图4A和图4B中并结合图3B、图4A和图4B在下面被描述）。固定地连接到驱动界面
106的另一个部件可以固定地连接到联接件302的第二联接件端部303（示出在图3B、图4A和
图4B中并结合图3B、图4A和图4B在下面被描述）。
被配置成在电动机114和驱动界面106之间允许一些转动柔度的EGTS阻尼设备134
的其他非限制性例子可以包括液力耦合器、用于连接驱动系的部件的柔性材料、或者可以
用于谐振频率的阻尼的在本领域中已知的其他阻尼设备，所述谐振频率可能存在在柔度弹
簧302或者整个组件中。
EGTS阻尼/柔度设备134的设计和阻尼能力可以至少部分地依据驱动界面106的速
度和扭矩传递要求，以及用于在所述起落架组件上定位ETS阻尼设备134的可用空间来选
择。EGTS阻尼/柔度设备134的阻尼能力和传动误差降低能通过传动误差测试模型，比如振
动测试或者声波测量定量地被表征。使用这样的测试模型，并且在阻尼/柔度设备134并入
到滚子齿轮120中的实施例中，所述阻尼能力可能是从大约1%到大约95%的、或者从大约3%
到大约90%的、或者从大约5%到大约70%的传动误差降低。
仍然参照图2，第三轴136可以可转动地由齿轮箱128提供动力并且可以可转动地
驱动滚子齿轮120。当滚子齿轮120与链轮116驱动地相接合时，滚子齿轮120可以驱动链轮
116。链轮116可以驱动在其上安置有轮胎126的轮毂124。在轮毂124和轮胎126之间示意性
地示出了轮阻尼设备138。轮阻尼设备138的示例性实施例可以包括在本领域中已知的用于
减小速率波动和/或传动误差的轮胎124壁和/或在链轮116和轮胎124之间的柔性联接件。
现在参照图3A，以示出了一些内部部件的透视图说明滚子齿轮120的示例性实施
例。滚子齿轮120可以包括壳体304和多个滚子122。壳体304可以包括配置成可转动地被驱
动的第一从动壳体部分306和第二驱动壳体部分308，第二传动壳体部分308包括第一环形
轨道344和第二环形轨道348。在一个例子中，当电动机组件108在接合位置中时，第一从动
壳体部分306可以由电动机114驱动，并且第二驱动壳体部分308可以驱动链轮116。多个滚
子112可以可转动地连接在第一环形轨道344和第二环形轨道348之间并且可转动地连接到
第一环形轨道344和第二环形轨道348。
现在参照图3B，说明滚子齿轮120沿图3A的线3B-3B的剖视图。联接件302可以包括
第一联接件端部301和第二联接件端部303。第一联接件端部301可以经由销324固定地连接
到第一从动壳体部分306。第二联接件端部303可以经由销364固定地连接到第二驱动壳体
部分308。
第一从动壳体部分306可以包括带有凸起的环形部分318的轴310，轴310可以是细
长的且大体是圆柱形状的构件。轴310可以包括第一轴端部311和第二轴端部313。轴310的
部分可以是中空的以减轻重量并且从而提供把壳体304固定到来自齿轮箱128的输出轴132
的方法。第一从动壳体部分306可以包括从凸出的环形部分318向外辐射且固定地连接到凸
出的环形部分318的径向环形盘326。所述径向环形盘可以大体上垂直于轴310。轴310可以
包括外部轴半部312和内部轴半部314。外部轴半部312可以从径向环形盘326开始在一个方
向上延伸，并且内部轴半部314可以从径向环形盘326开始在相反的方向上延伸。内部轴半
部314可以包括外壁316。外壁316可以包括轴套环形凹陷320，轴套环形凹陷320在形状上可
以大体上是环形且圆柱形的。
轴310可以通过齿322和销324（图3A）在第一轴端部311处驱动地附接到驱动部件，
其例子如下所述。例如，当滚子齿轮120是ETS102的部件时，轴310可以驱动地附接到由齿
轮箱128驱动的另一个轴上，或者齿轮箱128可以包括与齿322互为镜像的齿，并且齿轮箱
128可以驱动地连接到齿322。在替代的实施例中，驱动连接可以包括，但不限于，带有用于
螺栓连接到其他盘的孔的盘、用于焊接到驱动部件的凸缘、或者在本领域中已知的其他驱
动连接。
径向环形盘326可以包括一个或多个连接器孔328，以经由销把径向环形盘326连
接到第一联接件端部301，并且因此把第一从动壳体部分306连接到第一联接件端部301。径
向环形盘326可以包括盘内表面330。
第二驱动壳体部分308可以包括中空的圆柱形构件332、第一环形轨道344、第二环
形轨道348、和盘构件356。中空的圆柱形构件332可以包括带有内圆柱形壁表面338和外圆
柱形壁表面342的圆柱形构件壁333、第一圆柱形构件端部334、和第二圆柱形构件端部336。
内圆柱形壁表面338可以包括在第二圆柱形构件端部336附近的轴套环形凹陷340，轴套环
形凹陷340在形状上可以大体上是环形且圆柱形的。
第一环形轨道344可以在第二圆柱形构件端部336处从中空的圆柱形构件332向外
辐射并且固定地被连接到中空的圆柱形构件332，并且第一环形轨道344可以包括第一轨道
外表面346和第一轨道内表面347。第一轨道外表面346的一部分可以紧靠盘内表面330的一
部分。第二环形轨道348可以比第一环形轨道344更接近第一圆柱形构件端部334地从中空
的圆柱形构件332向外辐射并且固定地连接到中空的圆柱形构件332，并且第二环形轨道
348可以包括第二轨道外表面349和第二轨道内表面350。
第一环形轨道344和第二环形轨道348可以基本上互相平行，并且每条轨道均可以
包括多个滚子孔419（图3A）。在第一环形轨道344上的每个滚子孔419可以与在所述第二环
形轨道上的对应的滚子孔419相对准，这样使得每个滚子122均可以可转动地连接在第一环
形轨道344上的滚子孔351和第二环形轨道348上的滚子孔419之间。滚子轴承420可以放置
在滚子孔419中以把滚子122可转动地连接在第一环形轨道344和第二环形轨道348之间。在
非限制性实施例中，滚子轴承420可以是滚针轴承。
盘构件356可以大体上垂直于圆柱形构件壁333的固定地附接到第一圆柱形构件
端部334，并且可以包括盘内表面358（图3B）。盘构件356可以包括一个或多个连接器孔360，
以把盘构件356连接到第二联接件端部303，并且因此把第二驱动壳体部分308连接到第二
联接件端部303。盘内表面358的一部分也可以紧靠第一轴端部311。
内轴套368可以定位在轴套环形凹陷320中（图3B）。外轴套370可以定位在轴套环
形凹陷340中。内轴套368和外轴套370可以在第一从动壳体部分306和第二驱动壳体部分
308之间提供一些阻尼，并且当滚子齿轮120是EGTS102的部件时，可以为EGTS102提供一
些阻尼。
第一连接器362可以连接第一从动壳体部分306和第一联接件端部301（图3B）。在
所说明的实施例中，第一连接器362可以包括一个或多个销364，每个销364均穿过在径向环
形盘326上的连接器孔328中的一个插到在联接件302上的对准的顶部连接器孔414（图4A）
中。第二连接器366可以连接第二驱动壳体部分308和第二联接件端部303。在所说明的实施
例中，第二连接器364可以包括一个或多个销364，每个销364均穿过在盘构件356上的连接
器孔360中的一个插到在柔性联接件302上的对准的底部连接器孔416（图4A）中。
在一些高扭矩传递应用中，比如当所述航空器可能必须从完全停止的状态开始移
动时，可能需要限制联接件302的任何扭动和/或阻尼/柔度能力，以确保防止对所述联接件
和/或其他的EGTS102部件造成损伤。滚子齿轮120可以包括止动设备372以限制联接件302
的阻尼（图3A）。止动设备372可以，如在所说明的实施例中的那样，包括凹口376，凹口376可
以定位在第二驱动壳体部分308上，例如定位在第一轨道外表面346上。止动设备372可以还
包括键374，键374可以装配在凹口376中并且限制第二驱动壳体部分308相对于第一从动壳
体部分306转动时可以错位的程度。键374可以定位在第一从动壳体部分306上，例如定位在
盘内表面330上。可以替代地使用其他的止动设备372。
现在参照图4A和图4B，说明示例性联接件302。当联接件302联接在驱动系的两个
部件之间时，联接件302可以允许在这两个驱动系部件之间的转动柔度。在实施例中，联接
件302可以完全地定位在壳体304之内，以及完全地定位在第一和第二从动壳体部分306、
308之内。
在实施例中，联接件302可以由柔性材料制成。在本发明的情况下，“柔性”被定义
为弹簧钢或者其他的高强度钢。因此，例如，能使用一个或多个聚合物比如聚氨酯。在其他
的实施例中，联接件302可以由一个或多个高弹体制成，比如丁腈橡胶、丁基橡胶、天然橡
胶、和氟橡胶。
在所说明的实施例中（图4A-4B），联接件302可以包括中空的圆柱形本体402，中空
的圆柱形本体402包括环形壁404。环形壁404可以包括内表面406和外表面408。环形壁404
可以包括螺旋形弹簧部分418，弹簧部分418包括从内表面406到外表面408径向向外地延伸
的螺旋形路径或者匝或者圈（从大约1个到6个）。因此，可以有多个在轴向上在相同地方起
始和结束的螺旋路径，但这些螺旋路径在径向上开始于均匀间隔开的位置。在实施例中，螺
旋形路径或者圈的数量与联接件的纵向长度L（厘米）的比率可以是大约0.25:10、或者大约
0.5:8、或者大约2:5。
联接件302可以包括顶部表面410，顶部表面410的一部分可以紧邻盘内表面330的
一部分。螺旋形联接件302可以包括底部表面412，底部表面412的一部分可以紧靠盘内表面
358。
联接件302可以包括一个或多个顶部连接器孔414，顶部连接器孔414可以与在径
向环形盘326上的连接器孔328对准。螺旋形联接件302可以包括一个或多个底部连接器孔
416，底部连接器孔416可以与在盘构件356上的连接器孔360对准。外表面408的一部分可以
紧靠内圆柱形壁表面338的一部分和外轴套370。内表面406的一部分可以紧靠凸出的环形
部分318的一部分和内轴套368分。可能发生在转动柔度期间的来自这些部件（408到370到
338和406到368到318）的摩擦，可能添加一定程度的对谐振频率的阻尼。
联接件302可以包括外直径OD、内直径ID、环形壁404的厚度T。在实施例中，OD与ID
的比率可以是大约20:1、或者大约10:1、或者大约1.1:1。
在实施例中，长度L与厚度T的比率可以是大约40:1、或者大约20:1、或者大约4:1。
在实施例中，联接件302可以具有从大约100N-M/度到大约1500N-M/度的，或者
从大约200N-M/度到大约700N-M/度的、或者从大约400N-M/度到大约700N-M/度的扭动
特性。
根据本发明，联接件302能消除以往的阻尼设备所需要的额外的空间要求，所述以
往的阻尼设备未被并入到驱动系的已经存在的部件中。例如，联接件302能消除EGTS在驱动
系中的以往的空间要求，所述空间要求从大约4厘米到大约20厘米、或者从大约5厘米到大
约12厘米、或者从大约6厘米到大约10厘米。
由于有限的空间和令人担忧的恶劣环境，包括联接件302的本发明为驱动系中的
传动误差/波动问题提供了非显而易见的解决方案，尤其是为在航空器的EGTS的低扭矩、高
低速应用中所使用的滚子齿轮提供了非显而易见的解决方案。本发明是非显而易见的解决
方案的一个原因是由于高速和高扭矩将阻止使用带有已知传动误差问题的滚动齿轮。另一
个原因在于，示意性地，柔度/阻尼设备作为驱动轴的一部分同轴地出现，并且未被“折叠”
到滚子齿轮中。
在本发明的操作中，当航空器在地面上滑行时，可能想要使用辅助动力单元（APU）
（未示出）而不是主发动机（未示出）来为EGTS102提供电力并且提供推动力。EGTS致动器
112可以移动电动机组件108这样使得滚子122与链轮齿118相接合以提供来自所述APU的
所述推动力。
电动机108可以由所述APU提供动力以可转动地驱动滚子齿轮120。电动机108可以
驱动齿轮箱128，齿轮箱128可以驱动滚子齿轮120的第一从动壳体部分306，第一从动壳体
部分306可以驱动联接件302，以及联接件302可以驱动滚子齿轮120的第二驱动壳体部分
308。当第二驱动壳体部分308可转动地被驱动时，第一和第二环形轨道344、348可以转动，
从而促使滚子122一个接一个地与链轮齿118相接触。当第一和第二环形轨道344、348转动
时，滚子122可以与链轮齿118相接合，沿着该链轮齿118滑动，并且然后与该链轮齿118脱离
接合。当滚子122与该链轮齿118脱离接合时，或者脱离接合之后，另一个滚子122可以与另
一个链轮齿118相接合，从而驱动链轮116。随着滚子齿轮120持续地被驱动，以及电动机组
件108持续地处在滚子122与链轮齿118相接合的位置中，当每个滚子122与链轮齿118相接
合以及从链轮齿118脱离接合时，这个循环持续地重复其本身。
由于滚子122可能不是链轮齿118的镜像，因此当滚子122中的一个沿着链轮齿118
移动，并且传递速度和扭矩时，由于接触角因滚子122和链轮齿188之间的轮廓差异而改变，
在循环期间从滚子齿轮120传递到链轮116的速度和扭矩的量可能有小的变化。这导致在
EGTS102驱动系中的速率波动。联接件302可以是足够柔性的以扭动并在第一从动壳体部
分306和第二驱动壳体部分308之间允许轴向转动柔度。联接件302的这个扭动运动可以阻
尼所述速率波动。
当然，应理解的是上述涉及本发明的示例性实施例，并且在不脱离如在下面的权
利要求书中所陈述的那样的本发明的精神和范围的情况下，可以进行修改。