CN105202130B - 旋翼机和行星齿轮系统 - Google Patents

Abstract

行星齿轮系统、变速器和装置包括至少一个非固定式环形齿轮、至少一个非固定式太阳齿轮、在至少一个非固定式环形齿轮和至少一个非固定式太阳齿轮之间啮合的至少一个双联行星齿轮、以及与至少一个双联行星齿轮啮合的至少一个固定式齿轮。至少一个非固定式环形齿轮和至少一个非固定式太阳齿轮中的一者的旋转输入导致至少一个非固定式环形齿轮和至少一个非固定式太阳齿轮中的另一者的相反旋转输出。

Description

旋翼机和行星齿轮系统

技术领域

本公开涉及旋翼机和行星齿轮系统。

背景技术

参考图1-2的示意性图示说明，现有技术行星齿轮系10包括一系列行星齿轮12、太阳齿轮恒星齿轮14、环形齿轮或齿圈16和齿轮架(carrier)18。太阳齿轮和环形齿轮同轴对齐，其中行星齿轮围绕太阳齿轮和环形齿轮被隔开并且行星齿轮在太阳齿轮和环形齿轮之间啮合。齿轮架使行星齿轮的旋转轴线相互连接。太阳齿轮和环形齿轮中的一者接地或被固定，而太阳齿轮和环形齿轮中的另一者可自由地旋转或未被固定。因此，参考图1，当太阳齿轮被固定时，环形齿轮的旋转输入导致齿轮架的旋转输出，反之亦然。参考图2，当环形齿轮被固定时，太阳齿轮的旋转输入导致齿轮架的旋转输出，反之亦然。在两种配置中且如图1-2示意性指示的，输入的旋转方向与输出的旋转方向相同。

行星齿轮系被用于各种应用中，以将具有旋转频率(例如，每分钟转数或RPM)和转矩的旋转输入转变为具有不同旋转频率和/或转矩的旋转输出。当与变速器的其它配置相比较时，行星齿轮系通常提供同轴输入和输出、紧凑和径向对称设计和高效的能量传递(即，低部分损失)的优点；然而，显著的力需要在行星齿轮和齿轮架之间传递，从而导致需要重型轴承组件。此外，需要对轴承组件日常维护和润滑。

在与旋翼机关联的应用中，诸如具有大约60:1的减速比的高RPM和低转矩发动机输入到低RPM和高转矩转子输出的变速器，变速器部件的重量和维护会是重要的。现有旋翼机变速器依靠高最终传动比以减少或消除中间减小阶段，这使整个变速器系统重量最小化。然而，利用行星齿轮系的现有技术变速器依靠大直径行星齿轮来实现期望的高最终传动比，并且由于力经由轴承组件被传递到行星齿轮中心附近的齿轮架，变速器的机械优点受限于行星齿轮的直径。因此，需要更大的行星齿轮来实现更高的减速比。更大的行星齿轮限制能够被使用的行星齿轮的数量、增加系统重量、增加系统包络并且减少多个行星齿轮之间的负载共享。因此，存在对与行星齿轮系关联的更轻的重量、更低的维护、更大的减速比和更小的包络的需要，诸如在与旋翼机关联的应用中。

发明内容

本文公开了行星齿轮系统、变速器和装置，诸如旋翼机。根据本公开的行星齿轮系统包括至少一个非固定式环形齿轮、至少一个非固定式太阳齿轮、在至少一个非固定式环形齿轮和至少一个非固定式太阳齿轮之间啮合的至少一个双联行星齿轮、以及与至少一个双联行星齿轮啮合的至少一个固定式齿轮。至少一个非固定式环形齿轮和至少一个非固定式太阳齿轮中的一者的旋转输入导致至少一个非固定式环形齿轮和至少一个非固定式太阳齿轮中的另一者的旋转输出。根据本公开的一些行星齿轮系统也可以被配置，以便非固定式齿轮的旋转输入导致两个分离的非固定式齿轮的旋转输出。

根据本公开的变速器包括根据本公开的行星齿轮系统、输入轴、输出轴和外壳，其中输入轴可操作地耦接到非固定式环形齿轮和非固定式太阳齿轮中的一者，输出轴可操作地耦接到非固定式环形齿轮和非固定式太阳齿轮中的另一者，外壳可操作地耦接到固定式齿轮。因此，输入轴的旋转导致输出轴的旋转。根据本公开的一些变速器可以包括两个输出轴，所述两个输出轴被配置成响应于输入轴的旋转而旋转。

根据本公开的旋翼机包括机身、具有根据本公开的行星齿轮系统的变速器、可操作地由机身支撑并且可操作地耦接到变速器的输入轴的发动机和可操作地耦接到变速器的输出轴的转子。

附图说明

图1是现有技术行星齿轮系的示意性表示。

图2是现有技术行星齿轮系的另一示意性表示

图3是根据本公开的行星齿轮系统的示意性表示。

图4是根据本公开的行星齿轮系统的示意性表示。

图5是根据本公开的行星齿轮系统的示意性表示。

图6是根据本公开的行星齿轮系统的示意性表示。

图7是根据本公开的行星齿轮系统的示例的等距横截面视图。

图8是根据本公开的行星齿轮系统的另一示例的等距横截面视图。

图9是根据本公开的行星齿轮系统的另一示例的等距横截面视图。

图10是表示根据本公开的变速器和相关装置的示意图，其包含根据本公开的行星齿轮系统。

图11是根据本公开的旋翼机的示例的透视图。

具体实施方式

本文公开行星齿轮系统和包括行星齿轮系统的变速器和装置。图3-6示意性示出根据本公开的各种行星齿轮系统并且通常在100处指示。行星齿轮系统100附加地或替代地可以被描述为或被称为行星齿轮系100或行星齿轮系统或齿轮系100。行星齿轮系统100包括至少一个非固定式环形齿轮102、至少一个非固定式太阳齿轮104、在至少一个非固定式环形齿轮和至少一个非固定式太阳齿轮之间啮合的至少一个双联行星齿轮106和与至少一个双联行星齿轮啮合的至少一个固定式齿轮108。相比于图1-2的现有技术行星齿轮系10，一些行星齿轮系统100可以不包括和/或可以不需要包含使多个行星齿轮互相连接的齿轮架。因此，一些行星齿轮系统100可以被描述为无齿轮架且/或未被直接连在一起的行星齿轮。因此，不需要轴承(诸如滚柱轴承)以将来自行星齿轮的力传递到齿轮架且/或来自齿轮架的力用作旋转输入或旋转输出，从而导致行星齿轮系统100与现有技术行星齿轮系相比减小的重量和减少的维护。然而，一些行星齿轮系统100可以包括使多个行星齿轮互相连接的齿轮架，这在本公开的范围之内。此外，当被包括在行星齿轮系统100之内时，齿轮架可以不被用作旋转输入或旋转输出，并且替代地可以被单独提供以抑制行星齿轮并与之对齐。因为可选齿轮架未被用作旋转输入和/或旋转输出，齿轮架几何体和关联的轴承不需要运送和/或传递与现有技术行星齿轮系关联的显著力。在全部附图中，为了便于说明，行星齿轮系统100的各个齿轮被去掉齿示出；然而，应当理解，各个齿轮包括任意合适的配置的对应齿。此外，虽然图3-6未示意性示出使行星齿轮互相连接的齿轮架，但可选齿轮架可以被包括在可选实施例中，如以上所描述的。

在行星齿轮系统100中，非固定式环形齿轮102和非固定式太阳齿轮104中的一者的旋转输入导致非固定式环形齿轮和非固定式太阳齿轮中的另一者的旋转输出。如本文进一步所讨论的，一些行星齿轮系统100包括不止一个非固定式太阳齿轮104，并且一些行星齿轮系统100包括不止一个非固定式环形齿轮102。此外，虽然图3-6的行星齿轮系统100的示意性表示中的每一者均包括四个行星齿轮106，但任意数量的合适的行星齿轮可以被包括在行星齿轮系统100内，例如，包括一个和更多个行星齿轮，这取决于行星齿轮系统的具体应用。

行星齿轮系统100的太阳齿轮是外齿轮或小齿轮，即具有径向外向型齿的齿轮。行星齿轮系统100的环形齿轮是具有径向内向型齿的齿轮。环形齿轮附加地或替代地可以被称为或描述为齿圈和/或内齿轮。此外，环形齿轮与行星齿轮系统100的(一个或多个)太阳齿轮共享中心轴线。行星齿轮系统100的行星齿轮是在至少一个环形齿轮和至少一个太阳齿轮之间啮合的小齿轮。

行星齿轮系统的齿轮可以被固定或未被固定。固定式齿轮是相对于非固定式齿轮被固定或接地并且未关于框架、外壳或支撑行星齿轮系统的其它结构旋转的齿轮，并且非固定式齿轮被配置成以相对于框架、外壳或支撑行星齿轮系统的其它结构围绕其中心轴线旋转。因此，行星齿轮系统100的太阳齿轮和环形齿轮共享中心轴线。非固定式太阳齿轮104和非固定式环形齿轮102被配置成围绕主旋转轴线110旋转。固定式齿轮108具有与主旋转轴线同轴的中心轴线。在附图中示意性示出具有接地标志的固定式齿轮。

行星齿轮系统100的行星齿轮每个均包括旋转轴线112，该旋转轴线112远离主旋转轴线110被隔开，但行星齿轮系统中的一个或更多个行星齿轮在主旋转轴线110周围环绕或行进。因此，行星齿轮可以被描述为非固定式齿轮。

双联行星齿轮106包括至少两个外齿轮或相对于公共轴被固定并且共享同一旋转轴线112的一组齿轮齿，但双联行星齿轮的单个外齿轮通常具有不同的节径。然而，具有相同节径的两个或更多个隔开的外齿轮段也在双联行星齿轮的范围内。双联行星齿轮的一组齿轮齿或单个外齿轮段可以被称为双联行星齿轮的级或齿轮级。附加地或替代地，具有相同节径的两个隔开的齿轮段也可以被描述为形成双联行星齿轮的单个齿轮级。双联行星齿轮的单个齿轮级和/或两个或更多个齿轮级的组合与啮合成齿轮级的对应的一个或多个齿轮一起可以限定双螺旋啮合配置和/或C-齿轮(弧齿轮)配置以维持双联行星齿轮与对应的一个或多个齿轮的啮合，并且轴向抑制双联行星齿轮与对应的一个或多个齿轮。

首先参考图3，其示意性示出行星齿轮系统100的示例并且通常在120处指示。行星齿轮系统120包括非固定式环形齿轮102、非固定式太阳齿轮104、至少一个双联行星齿轮106和固定式太阳齿轮122形式的固定式齿轮108。每个双联行星齿轮106可操作地定位在(i)非固定式环形齿轮和(ii)非固定式太阳齿轮和固定式太阳齿轮之间并且与其啮合。每个双联行星齿轮包括较大的行星齿轮级124和较小的行星齿轮及126。较大的行星齿轮级可以被描述为具有较大的节径，并且较小的行星齿轮级可以被描述为具有小于较大的节径的较小的节径。在一些行星齿轮系统120中，较大的行星齿轮级在非固定式太阳齿轮104和非固定式环形齿轮102之间啮合，而较小的行星齿轮级仅与固定式太阳齿轮122啮合。然而，如图3中的虚线示意性且可选地示出的，较小的行星齿轮级126在非固定式环形齿轮102和固定式太阳齿轮122之间啮合，而较大的行星齿轮级124仅与非固定式太阳齿轮104啮合也在行星齿轮系统120的范围之内。附加地或替代地，如图3中的虚引线104和122所指示的，非固定式太阳齿轮104与较小的行星齿轮级126啮合并且固定式太阳齿轮122与较大的行星齿轮级124啮合也在行星齿轮系统120的范围之内。在这种配置中，非固定式太阳齿轮因此将具有比非固定式太阳齿轮大的节径。根据双联行星齿轮的级的节径的相对尺寸和其与太阳齿轮和环形齿轮的相应啮合，非固定式环形齿轮102的旋转可以导致非固定式太阳齿轮104的反向旋转，反之亦然，如图3的箭头示意性示出的。然而，根据双联行星齿轮级的相对尺寸和相应啮合，行星齿轮系统120的一些配置可以导致与输入旋转方向相同的输出。

现转至图4，其示意性示出行星齿轮系统100的附加示例并且通常在130处指示。类似于行星齿轮系统120，行星齿轮系统130包括非固定式环形齿轮102、非固定式太阳齿轮104和至少一个双联行星齿轮106。然而，不像行星齿轮系统120，行星齿轮系统130包括以固定式环形齿轮132的形式的固定式齿轮108。每个双联行星齿轮106可操作地定位在(i)非固定式太阳齿轮104和(ii)非固定式环形齿轮102和固定式环形齿轮132之间并且与其啮合。每个双联行星齿轮包括较大的行星齿轮级124和较小的行星齿轮级126。在一些行星齿轮系统130中，较大的行星齿轮级124在非固定式环形齿轮102和非固定式太阳齿轮104之间啮合，而较小的行星齿轮级仅与固定式环形齿轮132啮合。然而，如图4中的虚线示意性和任选地示出的，较小的行星齿轮级126在固定式环形齿轮132和非固定式太阳齿轮104之间啮合，而较大的行星齿轮级124仅与非固定式环形齿轮102啮合也在行星齿轮系统130的范围之内。附加地或替代地，如图4中的虚引线102和132所指示的，非固定式环形齿轮102与较小的行星齿轮级126啮合并且固定式环形齿轮132与较大的行星齿轮级124啮合也在行星齿轮系统130的范围之内。在这种配置中，非固定式环形齿轮因此将具有比固定式环形齿轮小的节径。根据双联行星齿轮的级的节径的相对尺寸和其与环形齿轮和太阳齿轮的相应啮合，非固定式环形齿轮102的旋转可以导致非固定式太阳齿轮104的反向旋转，且反之亦然，如图4的箭头示意性示出的。然而，根据双联行星齿轮级的相对尺寸和相应啮合，行星齿轮系统130的一些配置可以导致与输入旋转方向相同的输出。

在行星齿轮系统120和行星齿轮系统130两者中，非固定式齿轮的旋转输入导致单个分离的非固定式齿轮的旋转输出。然而，行星齿轮系统100也可以被配置成使得非固定式齿轮的旋转输入导致两个分离的非固定式齿轮的旋转输出。

例如，参考图5，其示意性示出并且大体在140处指示这种行星齿轮系统100的示例。行星齿轮系统140可以包括非固定式环形齿轮102、两个非固定式太阳齿轮104、至少一个双联行星齿轮106和固定式太阳齿轮122形式的固定式齿轮108。每个双联行星齿轮106包括较大的行星齿轮级124、较小的行星齿轮级126和最小的行星齿轮级142，行星齿轮级142具有小于较小的行星齿轮级的较小的节径的最小节径。在图5中，两个非固定式太阳齿轮104被提供为第一非固定式太阳齿轮144和第二非固定式太阳齿轮146，其中第一非固定式太阳齿轮具有比固定式太阳齿轮122的节径小的节径，并且固定式太阳齿轮的节径小于第二非固定式太阳齿轮的节径。在一些行星齿轮系统140中，较大的行星齿轮级124在非固定式环形齿轮102和第一非固定式太阳齿轮144之间啮合，而较小的行星齿轮级126仅与固定式太阳齿轮122啮合，并且同时最小的行星齿轮级142仅与第二非固定式太阳齿轮146啮合。然而，如图5中的虚线和虚点线示意性和任选地示出的，较大的行星齿轮级124不是分别与非固定式环形齿轮102、较小的行星齿轮级126或最小的行星齿轮级142啮合，而是替代地与非固定式环形齿轮啮合也在行星齿轮系统140的范围之内。附加地或替代地，虽然所示示例包括具有两个非固定式太阳齿轮的节径之间的节径的固定式太阳齿轮，但对于具有大于两个非固定式太阳齿轮的两个节径的节径或具有小于两个非固定式太阳齿轮的两个节径的节径的固定式太阳齿轮，其也在行星齿轮系统140的范围之内，从而导致太阳齿轮与双联行星齿轮的对应齿轮级啮合。根据双联行星齿轮的级的节径的相对尺寸和其与太阳齿轮和环形齿轮的相应啮合，非固定式环形齿轮的旋转可以导致第二非固定式太阳齿轮146以与非固定式环形齿轮相同的旋转方向的旋转，且第一非固定式太阳齿轮144以相反的旋转方向的旋转，如图5的箭头示意性示出的。然而，根据双联行星齿轮级的相对尺寸和相应啮合，行星齿轮系统140的一些配置可以导致具有不同旋转方向的输出。

现转至图6，其示意性示出并且大体在150处指示具有由单个旋转输入产生的两个旋转输出的行星齿轮系统100的附加示例。行星齿轮系统150包括两个非固定式环形齿轮102、单个非固定式太阳齿轮104、至少一个双联行星齿轮106和固定式环形齿轮132形式的固定式齿轮108。每个双联行星齿轮106包括较大的行星齿轮级124、较小的行星齿轮级126和最小的行星齿轮级142。在图6中，两个非固定式环形齿轮102被提供为第一非固定式环形齿轮152和第二非固定式环形齿轮154，其中第一非固定式环形齿轮具有大于固定式环形齿轮132的节径的节径，并且固定式环形齿轮的节径大于第二非固定式环形齿轮的节径。在一些行星齿轮系统150中，较大的行星齿轮级124在第一非固定式环形齿轮152和非固定式太阳齿轮104之间啮合，而较小的行星齿轮级126仅与固定式环形齿轮132啮合，并且同时最小的行星齿轮级仅与第二非固定式环形齿轮154啮合。然而，如图6中的虚线和虚点线示意性和任选地示出的，较大的行星齿轮级124不是分别与非固定式太阳齿轮104、较小的行星齿轮级126或最小的行星齿轮级142啮合，而是替代地与非固定式太阳齿轮啮合，这也在行星齿轮系统150的范围之内。附加地或替代地，虽然所示示例包括具有两个非固定式环形齿轮的节径之间的节径的固定式环形齿轮，但具有大于两个非固定式环形齿轮的两个节径的节径或具有小于两个非固定式环形齿轮的两个节径的节径的固定式环形齿轮也在行星齿轮系统150的范围之内，从而导致环形齿轮与双联行星齿轮的对应齿轮级啮合。根据双联行星齿轮的级的节径的相对尺寸和其与环形齿轮和太阳齿轮的相应啮合，非固定式太阳齿轮的旋转可以导致第二非固定式环形齿轮154以与非固定式太阳齿轮相同的旋转方向的旋转且第一非固定式环形齿轮152以相反的旋转方向的旋转，如图6的箭头示意性示出的。然而，根据双联行星齿轮级的相对尺寸和相应啮合，行星齿轮系统150的一些配置可以导致不同的旋转输出。

现转至图7-9，行星齿轮系统100的说明性非排它性示例被示出并且分别地指定为行星齿轮系统200、行星齿轮系统300和行星齿轮系统350。在适当的情况下，图3-6的示意性图示说明的参考数字被用于指定行星齿轮系统200、300和350的相应部分；然而，图7-9的示例是非排它性的并且未将行星齿轮系统100限制于所图示说明的行星齿轮系统200、300和350的实施例。即，行星齿轮系统100不限于图7-9的具体实施例，并且行星齿轮系统100可以包含参考图3-6的示意性表示和/或图7-9的实施例所图示说明和讨论的行星齿轮系统的任意数量的各个方面、配置、特性、性质等，以及其变化，而不需要包含所有这些方面、配置、特性、性质等。

首先参考图7的说明性、非排它性示例，行星齿轮系统200是诸如图4示意性示出的和本文所讨论的行星齿轮系统130的示例。行星齿轮系统200的双联行星齿轮106每个均包括上齿轮级202、中齿轮级204和下齿轮级206。每个双联行星齿轮的上齿轮级和下齿轮级具有相同的节径并且与固定式环形齿轮132啮合，并且中齿轮级在非固定式环形齿轮102和非固定式太阳齿轮104之间啮合。此外，每个双联行星齿轮的上齿轮级和下齿轮级共同限定较大的行星齿轮级124，并且中齿轮级限定较小的行星齿轮级126。因此，在所示示例中，固定式环形齿轮具有比非固定式环形齿轮大的节径。然而，行星齿轮系统200的变化可以包括相反面，即上齿轮级和下齿轮级共同限定较小的行星齿轮级并且中齿轮级限定较大的行星齿轮级。

行星齿轮系统200的非固定式太阳齿轮104限定中心孔208，并且固定式环形齿轮132从双联行星齿轮的上齿轮级202延伸越过双联行星齿轮，然后限定延伸通过非固定式太阳齿轮的中心孔的轴210。因此，行星齿轮系统200可以经由固定式环形齿轮132的轴210安装或以其它方式固定到外壳或其它接地或固定结构。

附加地，行星齿轮系统200的固定式环形齿轮132包括第一上部212和第二下部214，其中上部与双联行星齿轮的上齿轮级202啮合并且下部与双联行星齿轮的下齿轮级206啮合。此外，上部212与轴210成一体或以其它方式可操作地连接到轴210。虽然上部和下部共同限定固定式环形齿轮，但上部和下部可以被彼此隔开为不同的结构，而不用物理接合。这种配置可以平衡作用在双联行星齿轮上的力。

行星齿轮系统200还包括可操作地与双联行星齿轮106接合的两个扣环或扣带216。这些扣环有助于维持、促进或以其它方式确保具有非固定式环形齿轮和非固定式太阳齿轮的双联行星齿轮的有效啮合。在所示示例中，上扣环被定位在上齿轮202和中齿轮204之间的双联行星齿轮的径向内向侧上，并且下扣环被定位在中齿轮204和下齿轮206之间的双联行星齿轮的径向内向侧上。被定位在双联行星齿轮的径向外向侧上的扣环也在本公开的范围内。此外，扣环216的其他配置、布置和数量可以包含在行星齿轮系统100内，而不是行星齿轮系统200。附加地或替代地，如本文所讨论的，可以提供可选齿轮架，其使行星齿轮系统100(包括行星齿轮系统200)的双联行星齿轮互相连接。

现转至图8的说明性、非排它性示例，行星齿轮系统300是诸如图5示意性示出的和本文讨论的行星齿轮系统140的示例。行星齿轮系统300的双联行星齿轮106每个均可以包括最上齿轮级302、中上齿轮级304、中下齿轮级306和最下齿轮级308。最上齿轮级和最下齿轮级在固定式太阳齿轮122和非固定式环形齿轮102之间啮合，中上齿轮级与第二非固定式太阳齿轮146啮合，并且中下齿轮级与第一非固定式太阳齿轮144啮合。在该示例中，每个双联行星齿轮的中下齿轮级限定较大的行星齿轮级124，每个双联行星齿轮的最上和最下齿轮级共同限定较小的行星齿轮级126，并且每个双联行星齿轮的中上齿轮级限定最小的行星齿轮级142。然而，如本文所讨论的，行星齿轮系统140的其它变化可以被类似于行星齿轮系统300配置。

行星齿轮系统300包括使双联行星齿轮106互相连接的齿轮架316，而不包括如在图7的行星齿轮系统200的示例中的扣环。齿轮架抑制双联行星齿轮并且用作维持、促进和/或以其它方式确保具有非固定式环形齿轮和非固定式太阳齿轮的双联行星齿轮的有效啮合。不像现有技术行星齿轮系统，行星齿轮系统300的齿轮架不被用作输入或输出。

行星齿轮系统300的第二非固定式太阳齿轮146限定中心孔130，并且第一非固定式太阳齿轮144限定延伸通过中心孔的轴312。行星齿轮系统300的变化可以包括相反的配置，其中第二非固定式太阳齿轮具有延伸通过第一非固定式太阳齿轮的中心孔的轴。

现转至图9的说明性、非排它性示例，行星齿轮系统350是诸如图5示意性示出的和本文讨论的行星齿轮系统140的另一示例。类似于图8的行星齿轮系统300，行星齿轮系统350的双联行星齿轮106每个均包括最上齿轮级302、中上齿轮级304、中下齿轮级306和最下齿轮级308。最上齿轮级和最下齿轮级仅与固定式太阳齿轮122啮合。中上齿轮级与第二非固定式太阳齿轮146啮合。中下齿轮级在第一非固定式太阳齿轮144和非固定式环形齿轮102之间啮合，非固定式环形齿轮具有齿轮段356，如图9所示。在该示例中，每个双联行星齿轮的中下齿轮级限定较大的行星齿轮级124，每个双联行星齿轮的最上和最下齿轮级共同地限定较小的行星齿轮级126，并且每个双联行星齿轮的中上齿轮级限定最小的行星齿轮级142。

除了包括各种齿轮级之外，行星齿轮系统350的双联行星齿轮还包括两个隔开的轴承表面352，并且非固定式环形齿轮102包括对应的两个隔开的轴承座圈354，所述两个隔开的轴承座圈直接与双联行星齿轮的轴承表面接合。轴承表面和对应的轴承座圈不包括齿并且具有反映和/或对应于非固定式环形齿轮102的较大的行星齿轮级124和齿轮段356的节径的直径。因此，这些表面仅反应径向负载并且克服向外拉每个行星齿轮的离心力，从而保持每个行星齿轮可操作地与太阳齿轮啮合。这些轴承表面确保双联行星齿轮的有效啮合，因而不需要如图8的行星齿轮系统300的示例中的齿轮架或如图7的行星齿轮系统200的示例中的扣环。

类似于行星齿轮系统300，行星齿轮系统350的第二非固定式太阳齿轮146限定中心孔310，并且第一非固定式太阳齿轮144限定延伸通过中心孔的轴312。

如所提及的，包括根据本公开的行星齿轮系统100的变速器和装置也在本公开的范围之内。现转至图10，根据本公开的变速器被示意性示出并且通常在400处指示。变速器400包括至少一个行星齿轮系统100、输入轴402、输出轴404和框架或外壳406。输入轴可操作地耦接到行星齿轮系统的非固定式太阳齿轮和非固定式环形齿轮中的一者，并且输出轴同样可操作地耦接到行星齿轮系统的非固定式太阳齿轮和非固定式环形齿轮中的一者。外壳可操作地耦接到行星齿轮系统的固定式齿轮。因此，输入轴的旋转导致输出轴的反向旋转，如由图10中的箭头示意性示出的。

如本文所讨论的，在被配置成使得非固定式齿轮的旋转输入导致两个分离的非固定式齿轮的旋转输出的行星齿轮系统100的示例中，相应的变速器400可以包括第二输出轴408，该第二输出轴响应于输入轴402的旋转以输出轴404的相反方向旋转，如图10中的虚线示意性和任选地示出的。

继续参考图10，其示意性示出并且大体在500处指示根据本公开的装置。装置500包括至少一个主体502、由主体支撑的变速器400、可操作地由主体支撑并且可操作地耦接到变速器的输入轴402的输入端504和可操作地耦接到变速器的(一个或多个)输出轴408的一个或更多个输出端504。替代地，输入端504可以是输出端的形式，并且(一个或多个)输出端506可以是(一个或多个)输入端的形式。根据本公开的装置500可以采取任何合适的形式并且执行任何合适的应用。作为说明性、非排它性示例，装置可以包括交通工具、机器、能量产生设备、泵等，其中交通工具包括陆地交通工具、海上交通工具、空中交通工具和太空交通工具；机器包括用以制造的机器；能量产生设备包括风力涡轮机和水力涡轮机。在空中交通工具形式的装置500的示例中，输入端504可以包括发动机，(一个或多个)输出端506可以包括一个或更多个转子，并且主体可以包括机身。在风力涡轮机形式的装置的示例中，输入端可以是一个或更多个转子的形式，输出端可以是发电机的形式，并且主体可以是桅杆的形式。装置500的其它类型和配置也在本公开的范围之内。

作为说明性、非排它性示例，图11示出旋翼机形式的示例装置500，该旋翼机包括具有转子形式的单个输出端506的单转子直升机600和具有转子形式的两个输出端506的双转子直升机700。

下面列举的段落描述了根据本公开的发明主体的说明性、非排它性示例：

A.一种行星齿轮系统，其包含：

非固定式环形齿轮，其被配置成围绕主旋转轴线旋转；

非固定式太阳齿轮，其定位在所述非固定式环形齿轮内并且被配置成围绕所述主旋转轴线旋转；

双联行星齿轮，其可操作地定位在所述非固定式环形齿轮和所述非固定式太阳齿轮之间并且与所述非固定式环形齿轮和所述非固定式太阳齿轮啮合，其中所述双联行星齿轮包括较大的行星齿轮级和较小的行星齿轮级，较大的行星齿轮级具有较大的节径，较小的行星齿轮级可操作地连接到所述较大的行星齿轮级并且具有小于所述较大的节径的更小的节径，其中所述较大的行星齿轮级和所述较小的行星齿轮级中的一者可操作地与所述非固定式太阳齿轮啮合，并且其中所述较大的行星齿轮级和所述较小的行星齿轮级中的一者可操作地与所述非固定式环形齿轮啮合；以及

固定式齿轮，其具有与所述主旋转轴线同轴的中心轴线，其中所述固定式齿轮为下列中的一者：

固定式太阳齿轮，其可操作地与所述较大的行星齿轮级和所述较小的行星齿轮级中的一者啮合；

固定式环形齿轮，其可操作地与所述较大的行星齿轮级和所述较小的行星齿轮级中的一者啮合。

A1.根据段落A所述的行星齿轮系统，其中所述较大的行星齿轮级可操作地与所述非固定式环形齿轮啮合。

A2.根据段落A所述的行星齿轮系统，其中所述较小的行星齿轮级可操作地与所述非固定式环形齿轮啮合。

A3.根据段落A-A2中任一段落所述的行星齿轮系统，其中所述固定式齿轮是可操作地与所述较大的行星齿轮级和所述较小的行星齿轮级中的一者啮合的所述固定式太阳齿轮。

A4.根据段落A-A2中任一段落所述的行星齿轮系统，其中所述固定式齿轮是可操作地与所述较大的行星齿轮级和所述较小的行星齿轮级中的一者啮合的所述固定式环形齿轮。

A4.1.根据段落A4所述的行星齿轮系统，其中所述双联行星齿轮包括上齿轮级、中齿轮级和下齿轮级，其中所述上齿轮级和所述下齿轮级与所述固定式环形齿轮啮合，并且其中所述中齿轮级与所述非固定式环形齿轮和非固定式太阳齿轮啮合。

A4.1.1.根据段落A4.1所述的行星齿轮系统，其中所述较大的行星齿轮级包括所述上齿轮级和所述下齿轮级，并且其中所述较小的行星齿轮级包括所述中齿轮级。

A4.1.2.根据段落A4.1所述的行星齿轮系统，其中所述较小的行星齿轮级包括上齿轮级和所述下齿轮级，并且其中所述较大的行星齿轮级包括所述中齿轮级。

A4.1.3.根据段落A4.1-A4.1.2中任一段落所述的行星齿轮系统，其中所述非固定式太阳齿轮限定中心孔，并且其中所述固定式环形齿轮延伸越过所述双联行星齿轮并且限定延伸通过所述非固定式太阳齿轮的中心孔的轴。

A5.根据段落A-A4中任一段落所述的行星齿轮系统，

其中所述双联行星齿轮进一步包括最小的行星齿轮级，所述最小的行星齿轮级具有小于较小的节径的最小的节径；

其中下列中的一者：

(i)所述非固定式太阳齿轮是第一非固定式太阳齿轮并且所述行星齿轮系统进一步包含第二非固定式太阳齿轮，所述第二非固定式太阳齿轮被配置成围绕所述主旋转轴线旋转并且可操作地与所述最小的行星齿轮级啮合；以及

(ii)所述非固定式环形齿轮是第一非固定式环形齿轮并且所述行星齿轮系统进一步包含第二非固定式环形齿轮，所述第二非固定式环形齿轮被配置成围绕所述主旋转轴线旋转并且可操作地与所述最小的行星齿轮级啮合。

A5.1.根据段落A5所述的行星齿轮系统，其中所述非固定式太阳齿轮是第一非固定式太阳齿轮并且所述行星齿轮系统进一步包含第二非固定式太阳齿轮，所述第二非固定式太阳齿轮被配置成围绕所述主旋转轴线旋转并且可操作地与所述最小的行星齿轮级啮合。

A5.1.1.根据段落A5.1所述的行星齿轮系统，

其中所述固定式齿轮是所述固定式太阳齿轮；以及

其中所述双联行星齿轮包括最上齿轮级、中上齿轮级、中下齿轮级和最下齿轮级，其中所述最上齿轮级和所述最下齿轮级与所述非固定式环形齿轮和所述固定式太阳齿轮啮合，其中所述中上齿轮级与所述第一非固定式太阳齿轮和所述第二非固定式太阳齿轮中的一者啮合，并且其中所述中下齿轮级与所述第一非固定式太阳齿轮和所述第二非固定式太阳齿轮中的另一者啮合。

A5.1.1.1.根据段落A5.1.1所述的行星齿轮系统，其中所述较大的齿轮级包括所述中下齿轮级，其中所述较小的齿轮级包括所述最上齿轮级和所述最下齿轮级，并且其中所述最小的齿轮级包括所述中上齿轮级。

A5.1.1.2.根据段落A5.1.1所述的行星齿轮系统，其中所述较大的齿轮级包括所述中上齿轮级，其中所述较小的齿轮级包括所述最上齿轮级和所述最下齿轮级，并且其中所述最小的齿轮级包括所述中下齿轮级。

A5.1.2.根据段落A5.1-A5.1.1.2中任一段落所述的行星齿轮系统，其中所述第一非固定式太阳齿轮和所述第二非固定式太阳齿轮中的一者限定中心孔，并且其中所述第一非固定式太阳齿轮和所述第二非固定式太阳齿轮中的另一者限定延伸通过所述中心孔的轴。

A5.2.根据段落A5所述的行星齿轮系统，其中所述非固定式环形齿轮是第一非固定式环形齿轮，并且所述行星齿轮系统进一步包含第二非固定式环形齿轮，所述第二非固定式环形齿轮被配置成围绕所述主旋转轴线旋转并且可操作地与所述最小的行星齿轮级啮合。

A6.根据段落A-A5.2中任一段落所述的行星齿轮系统，进一步包含：

多个双联行星齿轮，其可操作地定位在所述非固定式环形齿轮和所述非固定式太阳齿轮之间、并与所述非固定式环形齿轮和所述非固定式太阳齿轮啮合，并且所述多个双联行星齿轮围绕所述非固定式环形齿轮和所述非固定式太阳齿轮被隔开。

A6.1.根据段落A6所述的行星齿轮系统，进一步包含：

齿轮架，其使所述多个双联行星齿轮互相连接。

A6.1.1.根据段落A6.1所述的行星齿轮系统，其中所述齿轮架不限定所述行星齿轮系统的输入和输出。

A6.2.根据段落A6所述的行星齿轮系统，其中所述行星齿轮系统没有使所述多个双联行星齿轮互相连接的齿轮架。

A6.3.根据段落A6-A6.1中任一段落所述的行星齿轮系统，其中所述行星齿轮系统没有与所述多个双联行星齿轮关联的滚柱轴承。

A6.4.根据段落A6-A6.3中任一段落所述的行星齿轮系统，进一步包含：

扣环，其可操作地与所述多个双联行星齿轮接合并且被配置成维持所述多个双联行星齿轮与所述非固定式环形齿轮和所述非固定式太阳齿轮的有效啮合。

A7.根据段落A-A6.4中任一段落所述的行星齿轮系统，其中至少一个子组的齿轮限定双螺旋啮合配置和/或C-齿轮配置。

A8.根据段落A-A7中任一段落所述的行星齿轮系统，其中所述非固定式环形齿轮和所述非固定式太阳齿轮每个均被配置成围绕所述主旋转轴线持续旋转360度。

A9.根据段落A-A8中任一段落所述的行星齿轮系统，其中所述双联行星齿轮包括至少一个轴承表面，并且其中所述非固定式环形齿轮包括与所述至少一个轴承表面接合的至少一个轴承座圈。

B.一种行星齿轮系统，其包含至少一个非固定式环形齿轮、至少一个非固定式太阳齿轮、在所述至少一个非固定式环形齿轮和所述至少一个非固定式太阳齿轮之间啮合的至少一个双联行星齿轮和与所述至少一个双联行星齿轮啮合的至少一个固定式齿轮，其中所述至少一个非固定式环形齿轮和所述至少一个非固定式太阳齿轮中的一者的旋转输入导致所述至少一个非固定式环形齿轮和所述至少一个非固定式太阳齿轮中的另一者的反向旋转输出。

B1.根据段落B所述的行星齿轮系统，进一步包含：根据段落A-A9中任一段落所述的主题。

C.一种变速器，其包含：

段落A-B1中任一段落所述的行星齿轮系统；

输入轴，其可操作地耦接到所述非固定式环形齿轮和所述非固定式太阳齿轮中的一者；

输出轴，其可操作地耦接到所述非固定式环形齿轮和所述非固定式太阳齿轮中的另一者；

外壳，其可操作地耦接到所述固定式齿轮；

其中所述输出轴在第一旋转方向上的旋转导致所述第二轴在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上的旋转。

C1.当根据段落A5.1时的段落C所述的变速器，其中所述输出轴是第一输出轴，并且进一步其中所述第一输出轴可操作地耦接到所述第一非固定式太阳齿轮，所述变速器进一步包含：

第二输出轴，其可操作地耦接到所述第二非固定式太阳齿轮；

其中所述输入轴的旋转导致所述第一输出轴在所述第二旋转方向上的旋转和所述第二输出轴在所述第一旋转方向上的旋转。

C2.当根据段落A5.2时的段落C所述的变速器，其中所述输出轴是第一输出轴，并且进一步其中所述第一输出轴可操作地耦接到所述第一非固定式环形齿轮，所述变速器进一步包含：

第二输出轴，其可操作地耦接到所述第二非固定式环形齿轮；

其中所述输入轴的旋转导致所述第一输出轴在所述第二旋转方向上的旋转和所述第二输出轴在所述第一旋转方向上的旋转。

D.一种装置，其包含：

主体；

段落C-C2中任一段落所述的变速器，其由所述主体支撑；

输入端，其可操作地由所述主体支撑并且可操作地耦接到所述变速器的输入轴；和

输出端，其可操作地耦接到所述变速器的输出轴。

D1.当根据段落C1或段落C2时的段落D所述的装置，其中所述输出端是第一输出端，所述装置进一步包含：

第二输出端，其可操作地耦接到所述变速器的第二输出轴。

D2.根据段落D-D1中任一段落所述的装置，其中所述装置是旋翼机，所述主体是机身，所述输入端是发动机并且所述输出端是转子，并且当根据段落D1时，其中所述第一输出端是第一转子并且第二输出端是第二转子。

如本文所使用的，术语“适应”和“被配置”意味着元件、部件或其它主题被设计为且/或旨在执行给定功能。因此，术语“适应”和“被配置”的使用不应被构造为意味着给定元件、部件或其它主题仅“能够”执行给定功能，而是元件、部件和/或其它主题为了执行功能的目的被具体选定、创造、实施、利用、程序化和/或设计。元件、部件和/或被详述为适应执行特定功能的其它所详述的主题可以附加地或替代地被描述为被配置成执行所述功能，这也在本公开的范围之内，且反之亦然。类似地，被详述为被配置成执行特定功能的主题可以附加地或替代地被描述为可操作的以执行所述功能。

本文公开的系统和其他装置的各种公开的元件对于根据本公开的所有装置是不需要的，并且本公开包括本文公开的各种元件的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。此外，本文公开的各种元件中的一个或更多个可以限定独立的发明主题，而不脱离所公开的装置的整体。因此，此发明主题不需要与本文明确公开的具体装置关联，并且此发明主题可以在本文未明确公开的装置中发现效用。

Claims (14)

1.一种行星齿轮系统，其包含：

非固定式环形齿轮，其被配置成围绕主旋转轴线旋转；

非固定式太阳齿轮，其定位在所述非固定式环形齿轮内并且被配置成围绕所述主旋转轴线旋转；

双联行星齿轮，其可操作地定位在所述非固定式环形齿轮和所述非固定式太阳齿轮之间并且与所述非固定式环形齿轮和所述非固定式太阳齿轮啮合，其中所述双联行星齿轮包括较大的行星齿轮级和较小的行星齿轮级，所述较大的行星齿轮级具有较大的节径，所述较小的行星齿轮级固定到所述较大的行星齿轮级并且具有小于所述较大的节径的较小的节径，其中所述较大的行星齿轮级和所述较小的行星齿轮级中的一者可操作地与所述非固定式太阳齿轮啮合，并且其中所述较大的行星齿轮级和所述较小的行星齿轮级中的一者可操作地与所述非固定式环形齿轮啮合；和

固定式齿轮，其具有与所述主旋转轴线同轴的中心轴线，其中所述固定式齿轮为下列中的一者：

固定式太阳齿轮，其可操作地与所述较大的行星齿轮级和所述较小的行星齿轮级中的一者啮合；和

固定式环形齿轮，其可操作地与所述较大的行星齿轮级和所述较小的行星齿轮级中的一者啮合，

其中所述双联行星齿轮进一步包括最小的行星齿轮级，所述最小的行星齿轮级具有小于所述较小的节径的最小的节径；

其中存在下列中的一者：

(i)所述非固定式太阳齿轮是第一非固定式太阳齿轮并且所述行星齿轮系统进一步包含第二非固定式太阳齿轮，所述第二非固定式太阳齿轮被配置成围绕所述主旋转轴线旋转并且可操作地与所述最小的行星齿轮级啮合；和

(ii)所述非固定式环形齿轮是第一非固定式环形齿轮并且所述行星齿轮系统进一步包含第二非固定式环形齿轮，所述第二非固定式环形齿轮被配置成围绕所述主旋转轴线旋转并且可操作地与最小的行星齿轮级啮合。

2.根据权利要求1所述的行星齿轮系统，其中所述较大的行星齿轮级可操作地与所述非固定式环形齿轮啮合或者所述较小的行星齿轮级可操作地与所述非固定式环形齿轮啮合。

3.根据权利要求1所述的行星齿轮系统，其中所述固定式齿轮是可操作地与所述较大的行星齿轮级和所述较小的行星齿轮级中的一者啮合的所述固定式环形齿轮，并且

其中所述非固定式太阳齿轮限定中心孔，并且其中所述固定式环形齿轮延伸越过所述双联行星齿轮并且限定延伸通过所述非固定式太阳齿轮的所述中心孔的轴。

4.根据权利要求2所述的行星齿轮系统，其中所述固定式齿轮是可操作地与所述较大的行星齿轮级和所述较小的行星齿轮级中的一者啮合的所述固定式环形齿轮，并且

其中所述非固定式太阳齿轮限定中心孔，并且其中所述固定式环形齿轮延伸越过所述双联行星齿轮并且限定延伸通过所述非固定式太阳齿轮的所述中心孔的轴。

5.根据权利要求1所述的行星齿轮系统，其中所述非固定式太阳齿轮是第一非固定式太阳齿轮并且所述行星齿轮系统进一步包含第二非固定式太阳齿轮，所述第二非固定式太阳齿轮被配置成围绕所述主旋转轴线旋转并且可操作地与所述最小的行星齿轮级啮合。

6.根据权利要求5所述的行星齿轮系统，

其中所述固定式齿轮是所述固定式太阳齿轮；以及

其中所述双联行星齿轮包括最上齿轮级、中上齿轮级、中下齿轮级和最下齿轮级，其中所述最上齿轮级和所述最下齿轮级与所述非固定式环形齿轮和所述固定式太阳齿轮啮合，其中所述中上齿轮级与所述第一非固定式太阳齿轮和所述第二非固定式太阳齿轮中的一者啮合，并且其中所述中下齿轮级与所述第一非固定式太阳齿轮和所述第二非固定式太阳齿轮中的另一者啮合。

7.根据权利要求6所述的行星齿轮系统，其中所述较大的齿轮级包括所述中下齿轮级，其中所述较小的齿轮级包括所述最上齿轮级和所述最下齿轮级，并且其中所述最小的齿轮级包括所述中上齿轮级。

8.根据权利要求6所述的行星齿轮系统，其中所述较大的齿轮级包括所述中上齿轮级，其中所述较小的齿轮级包括所述最上齿轮级和所述最下齿轮级，并且其中所述最小的齿轮级包括所述中下齿轮级。

9.根据权利要求5所述的行星齿轮系统，其中所述第一非固定式太阳齿轮和所述第二非固定式太阳齿轮中的一者限定中心孔，并且其中所述第一非固定式太阳齿轮和所述第二非固定式太阳齿轮中的另一者限定延伸通过所述中心孔的轴。

10.根据权利要求1所述的行星齿轮系统，其中所述非固定式环形齿轮是第一非固定式环形齿轮并且所述行星齿轮系统进一步包含第二非固定式环形齿轮，所述第二非固定式环形齿轮被配置成围绕所述主旋转轴线旋转并且可操作地与所述最小的行星齿轮级啮合。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的行星齿轮系统，进一步包含：

多个双联行星齿轮，其可操作地定位在所述非固定式环形齿轮和所述非固定式太阳齿轮之间，与所述非固定式环形齿轮和所述非固定式太阳齿轮啮合，并且所述多个双联行星齿轮围绕所述非固定式环形齿轮和所述非固定式太阳齿轮被隔开。

12.根据权利要求1-10中任一项所述的行星齿轮系统，进一步包含：

扣环，其可操作地与多个双联行星齿轮接合并且被配置成维持所述多个双联行星齿轮与所述非固定式环形齿轮和所述非固定式太阳齿轮的有效啮合。

13.根据权利要求1-10中任一项所述的行星齿轮系统，其中所述非固定式环形齿轮和所述非固定式太阳齿轮每个均被配置成围绕所述主旋转轴线持续旋转360度。

14.一种旋翼机，其包含：

机身；

变速器，其由所述机身支撑，所述变速器包含根据权利要求1-13中任一项的行星齿轮系统。