CN105899851A - 变速器及其部件 - Google Patents

Abstract

提供一种变速器及其部件。一方面变速器部件具有一个或多个形成部，一个或多个形成部是大体长形的且沿部件的接合面延伸，形成部配置成与第二变速器部件的大体长形的凹进部摩擦地可接合；和/或(ii)一个或多个凹进部，一个或多个凹进部是大体长形的且沿部件的接合面延伸，凹进部配置成与第二变速器部件的大体长形的形成部摩擦地可接合。第二方面变速器具有第一变速器部件和具有一个或多个大体长形的凹进部的第二变速器部件，其中第一变速器部件的形成部与第二变速器部件的凹进部摩擦地可接合使在使用中第一变速器部件能驱动第二变速器部件。第三方面提供通过设置或调节涉及穿过变速器的转矩流动的两部件之间的摩擦接合量提高变速器的转矩密度的方法。

Description

变速器及其部件

亚当·查尔斯·埃里森

优先权要求/相关申请

本申请根据美国法典第35条119(e)款和120款要求于2014年1月7日提交并且题为“Transmission and Components Thereof”的序列号为61/924,346的美国临时专利申请的利益和优先权，其整体通过引用本文并入本文。

领域

本公开涉及一种动力变速器设备。更具体地，本公开提供了基于附着摩擦力的机械变速器和变速器部件，其减少了产生附着摩擦力所需的预负载力，这样提高了转矩密度并且也避免了间隙(backlash)。减少产生给定附着摩擦力所需的预负载力提高了有效附着摩擦系数，是现有设计的1.1至10倍。此种提高在实践中仅受限于给定应用中可接受的自旋损失(spin loss)和及使用的材料和润滑剂的选择。

背景

动力变速器设备被用在多种装置中，通常用于从以第一速度转动的输入轴传递转动运动至处于不同于第一的速度的输出轴。例如，减速传动系统被用在车辆变速器中以使高速旋转的发动机输出降低至适合用于车辆车轮转动的较低速度。如另一个实例，伺服电动机的转动输出通常被减慢以便使输出更有用。

现有技术的机械变速器通常由齿轮组成，齿轮的啮合布置允许一个齿轮驱动另一个。通过啮合具有不同半径(并且因此具有不同数量的齿)的齿轮，转动速度可相对于输入增大或降低。

间隙(也被称为“余隙(lash)”或“游隙(play)”)在齿轮的使用中是熟知的问题。间隙是在齿轮的节圆处测量的齿轮的齿槽宽度超过接合的齿的厚度的量。对于所有依靠齿轮的变速器，间隙是一个问题，然而在例如机器人的精确定位应用中间隙是特别不想要的。例如，在机器人手臂中常见的伺服机械变速器中，伺服机构的转动方向需要频繁地反转。考虑到补偿轮齿之间的空隙所需的时间，伺服机械变速器中的间隙导致输出轴的反转中的时间延迟。

现有技术对变速器中间隙问题的途径依靠应变波传动系统(strain wavegearing)、摆线变速器(cycloidal transmission)和弹簧预负载系统(sprung pre-loadsystem)。虽然部分有效，但是这些现有技术解决方案引入了进一步的复杂性至变速器中，并且在任何情况下没有完全消除间隙。

虽然不是想要的，但间隙是必要的，这是机械工程的一项原则，以便适应制造误差，提供空间用于润滑并且允许部件的热膨胀。

基于附着摩擦力的变速器不受间隙影响，然而在这些系统中，大的预负载是运行必需的。保持大的预负载降低了变速器的效率，并且可能随时间损伤接合表面。另外，由于支撑传输转矩必需的大的预负载所需的部件的质量和强度，基于附着摩擦力的变速器呈现相对低的转矩密度。

本领域中进一步的问题在于，基于附着摩擦力的变速器中次优的内力路径可以导致总体上变速器的显著的动力损失。例如，基于附着摩擦力的变速器通常通过转动的轴承传送产生附着摩擦力所需要的预负载力，这产生寄生动力损失。不通过转动的轴承传送的短的力路径将减小支撑给定转矩输出和变矩系数所必需的部件的质量，并且减少寄生动力损失。

概述

本公开的一方面是通过提供能高输出转矩和大的转矩系数、大体上没有间隙和/或提供提高或优化变速器中的力路径的能力的变速器和变速器部件来克服或减轻先前技术的问题。进一步的方面是提供一种现有技术变速器部件和现有技术变速器的替代方案。

在第一方面中，本公开提供了一种变速器部件，包括：(i)一个或多个形成部，该一个或多个形成部是大体长形的并且沿着部件的接合面延伸，该形成部被配置以便与第二变速器部件的大体上长形的凹进部是摩擦地可接合的；和/或(ii)一个或多个凹进部，该一个或多个凹进部是大体长形的并且沿着部件的接合面延伸，该凹进部被配置以便与第二变速器部件的大体上长形的形成部是摩擦地可接合的。

在部件是大体圆形的实施方案中，大体上长形的形成部绕着部件大体周向地延伸。例如，部件在应变波变速器实施方案中可以是圆形的、是变形的圆形，或在一个实施方案中是非圆形的齿轮。在一个实施方案中，形成部的横截面轮廓是大体齿形的，并且可以包括两个倾斜表面。在一个实施方案中，两个相邻的形成部的倾斜表面形成凹进部，该凹进部被配置以便与第二变速器部件的大体上长形的形成部是摩擦地可接合的。

在一个实施方案中，形成部可以是大体楔形的。在一个实施方案中，变速器部件包括多个形成部和/或凹进部。在一个实施方案中，变速器部件的形成部可以形成大体的锯齿形的横截面轮廓。

在一个实施方案中，变速器部件被配置成是可转动地可安装的，并且可以被配置为变速器，并且特别是行星变速器或应变波变速器的齿轮状的部件。行星变速器可以是复合行星变速器，其中该部件被配置为太阳齿轮状的部件或行星齿轮状的部件，或环形齿轮状的部件。

在本公开的第二方面中，提供了一种变速器，包括：如本文描述的第一变速器部件和具有一个或多个大体上长形的凹进部的第二变速器部件，其中该第一变速器部件的形成部与第二变速器部件的凹进部是摩擦地可接合的，使得在使用中第一变速器部件能驱动第二变速器部件。

在一个实施方案中，第二变速器部件的凹进部大体是第一变速器部件的形成部的共轭(conjugate)或倒置。凹进部也可以与第一变速器部件的形成部互补。

在一个实施方案中，形成部和凹进部的形状和尺寸被设计成使得在使用中变速器大体上没有自由游隙。具体地，变速器具有不可计量的间隙，因为形成部和凹进部的表面在形成部和凹进部之间的界面处经历库伦摩擦。结果，变速器几乎没有自由游隙或间隙。

在一个实施方案中，变速器包括调节机构，其被配置成改变第一变速器部件相对于第二变速器部件的位置。调节机构可以被配置成调节由第一变速器部件的形成部施加在第二变速器部件的凹进部上的力。力可以被调节成与通过变速器传输的转矩成比例，以便优化变速器中的损失，或力可以通过一些外部机构被改变。

在一个实施方案中，调节机构包括斜面，该斜面相对于变速器部件可滑动，以便侧向地位移变速器部件。

在一个实施方案中，变速器是行星变速器或应变波变速器，并且可以是复合行星变速器。

在一个实施方案中，变速器是速度倍增变速器(speed multipliertransmission)。

在一个实施方案中，变速器是减速变速器。

在一个实施方案中，变速器与伺服马达可运行的组合。

在第三方面中，本公开提供了一种用于提高变速器的转矩密度的方法，该方法包括设置或调节两个部件之间的摩擦接合的量的步骤，该两个部件涉及通过变速器的转矩流动。

在一个实施方案中，两个部件是如本文描述的任意两个变速器部件。

附图简述

图1A和图1B示出了两个变速器部件，该两个变速器部件摩擦地接合以形成简单的变速器，其中图1A是两个接合部件的透视图，并且图1B是(穿过平面B-B)的横截面图，更清楚地示出了部件的交替的形成部和凹进部；

图2A和图2B示出了图1的简单变速器的侧面图，但是在图2A中是侧面视图，而图2B示出了变速器的横截面图，以便示出两个部件之间相互作用的区域；

图3A-图3D示意性地并且以横截面图示出了形成部和凹进部轮廓的多个可替代方案，其中结合表面的曲率被放大；

图4A示出了在内部结合面上具有形成部和凹进部的齿圈的透视图，并且具有互补的形成部和凹进部的小齿轮与齿圈摩擦地接合；

图4B是图4A的布置方案的穿过如在图4C中界定的平面C-C横截面图；

图4C是图4A的布置方案的另一个视图；

图5A示出了具有固定比率的差动行星配置的变速器的透视图；

图5B是图5A的变速器的穿过如在图5C中界定的平面D-D的横截面图；；

图5C是图5A的布置方案的另一个视图；

图6A至图6C示出了图5的变速器的透视图，其中(i)添加用于改变摩擦接合的部件之间的预负载的调节机构，和(ii)较大的和较小的环形齿轮的位置的反转；

图7以横截面图示出了在图6中示出的变速器的预负载调节机构的较高等级的细节；

图8示出了图5和图6的变速器的拓扑布局；

图9A以透视图示出了应变波变速器；

图9B是图9A的变速器的穿过如在图9C中界定的平面H-H的横截面图；

图9C是图9A的变速器的前视图；

图9D说明了在图9A中的变速器的进一步细节；

图10A以横截面图示出了两个变速器部件的摩擦接合的形成部和凹进部；

图10B是在图10A中的圆圈区域的矢量力简图；

图11是具有形成部和凹进部的齿条和小齿轮变速器；

图12A和图12B分别是具有形成部和凹进部的锥变速器的透视图和俯视图；

图13A和图13B分别是具有形成部和凹进部的冠状齿轮和小齿轮变速器的透视图和俯视图。

一个或多个实施方案的详述

考虑本说明书之后，对本领域技术人员来说将显见的是，本发明如何在多样可替代的实施方案和可替代的应用中实施。然而，尽管本公开的多样实施方案将在本文中被描述，但是应理解，这些实施方案仅通过示例的方式被呈现，并且是非限制的。这样，多样可替代的实施方案的这种描述不应该被解释为限制本公开的范围或广度。另外，优势或其他方面的声明施加至具体的示例的实施方案，并且无需至权利要求覆盖的所有实施方案。

在整个说明书和本说明书的权利要求中，单词“包括(comprise)”和该单词的变型，例如“包括(comprising)”和“包括(comprises)”不意在排除其他附加物、部件、整体或步骤。

在整个说明书中提到的“一个实施方案(one embodiment)”、“实施方案(anembodiment)”意味着结合该实施方案描述的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施方案中。因此在整个说明书中的多样位置出现的短语“在一个实施方案中(in oneembodiment)”或“在实施方案中(in an embodiment)”不一定全部指代同一实施方案，但是可能是同一实施方案。

术语“第一(first)”、“第二(second)”和用于描述变速器部件的其他序数术语仅用于标示部件的单独的性质。术语不被解释为标示重要性、尺寸、时间或任何其他考虑，除非这种目的被另外清楚地说明。

因此，在第一方面，但不必是范围最大的方面中，本公开提供了一种变速器部件，包括：(i)一个或多个形成部，该一个或多个形成部是大体长形的并且沿着部件的接合面延伸，该形成部被配置以便与第二变速器部件的大体上长形的凹进部是摩擦地可接合的；和/或(ii)一个或多个凹进部，该一个或多个凹进部是大体长形的并且沿着部件的接合面延伸，该凹进部被配置以便与第二变速器部件的大体上长形的形成部是摩擦地可接合的。

本公开表现了与现有技术变速器的齿轮的显著的背离，根据现有技术变速器的齿轮，齿的啮合布置方案影响从一个齿轮至另一个齿轮的转动运动的传递。在本公开中，在变速器中，第一部件的接合表面上的长形的形成部与第二部件的接合表面上的凹进部摩擦地接合，使得转动运动从第一部件传递至第二部件。

通过去除了啮合的齿的必要性，将理解，通过在变速器中使用本发明的部件，间隙完全地被消除。转动运动在部件之间被即时传递，而不具有任何延迟时间。这在伺服机械应用中，特别是在其中机器人手臂例如可以反转方向的间隙可能显著地影响速度的伺服机械应用中，具有明显的优势。另外，在精确定位应用中，当试图确定零件在三维空间上的位置时，不需要考虑间隙。

如本文使用的，术语“形成部(formation)”旨在指能与第二变速器部件中的凹进部摩擦地接合的任何结构。

在部件是圆形的情况下，接合面是圆周面。在那种情况下，形成部环绕部件，并且向外和径向延伸，以促进与相邻部件的凹进部的接触。在部件是可转动地可安装的情况下，形成部的纵向轴线通常垂直于部件的转动轴线。在应变波实施方案(变形的圆形)或非环形齿轮实施方案中，部件也可以是大体圆形的，其中形成部环绕部件，并且向外和径向延伸，以促进与相邻部件的凹进部的接触。

将理解，虽然本公开部件将通常是圆形的并且是转动地可安装的(并且可以因此被认为是齿轮状的部件)，但是其他布置方案是被设想的。例如，本公开的部件可以是齿条状的部件，由此形成部沿着齿条的纵向轴线延伸。这样的齿条状的部件可以被配置成与具有互补的凹进部的齿轮状部件摩擦地接合，使得齿轮状部件的转动引起齿条状部件的纵向位移。

本发明的部件的形成部通常具有沿着它们长度的均匀的横截面轮廓，并且可以具有适合需要的摩擦接合功能的任何轮廓。横截面轮廓可以是例如手指型、齿型、弓型、楔型、三角形的、矩形的、梯形的或半圆形的。

优选地，形成部包括两个倾斜表面，该两个倾斜表面可形成尖端。两个表面(在该处大体平坦)可以布置在被相对于彼此的任何角度处，包括至少约5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80或85度。

参考图10A，示出了具有两个倾斜表面82和84的形成部80，该形成部80与相邻部件88的凹进部86接合。由图10B的矢量图能够注意到，由两个倾斜表面82和84形成的角度确定垂直于面的力(其对于提供附着摩擦力是想要的)与预负载力(其通常是不想要的，因为它必须通过整体变速器系统传送)的比例，这提供了合成的局部反作用力。

优选的是具有距转动轴线趋近(但不到达)90度的接触角度。实际上，制作很尖的谷部和峰部的加工限制阻止了这一点，并且因此与轴线呈45至85度之间的面角通常被使用。

在一个实施方案中，形成部是大体的楔形的。楔形形状提供了优势在于，通过形成部插入第二部件的凹进部中的程度，摩擦接合的量可变化。使形成部更加全部地布置到凹进部内导致较大的力施加至凹进部表面(并且反之亦然)，由此增加部件之间的摩擦接合。现有技术齿轮以固定的方式传输转动运动，其中第一齿轮的齿简单地位移第二齿轮的啮合齿，直至齿轮终止啮合。

楔形的形成部以与劈木机(log splitter)相似的方式充当力放大器。通过推动楔形的形成部更加全部地进入互补的凹进部内，楔的较宽的部分被推动紧靠凹进部壁，以增加对抗凹进部壁的侧向力矢量，由此增加两个部件之间的摩擦接合。改变楔的几何形状(并且特别是楔的斜度)允许在楔插入的距离和摩擦接合的增长之间建立需要的关系。通过从本说明书中的获益，技术人员能实现适合用于给定应用的楔的斜度。

改变本发明的部件之间的摩擦接合量的能力是优于现有技术的显著的优势，并且允许从一个部件传输至另一个的动力的量在连续域上变化(varied across acontinuum)。因此，在需要较高等级的转矩穿过两个部件流动的情况下，该两个部件被保持紧靠在一起，以便确保形成部更深地延伸进入凹进部内，由此增加摩擦接合。替代地，在需要较低的转矩流的情况下，两个部件稍微分开，使得摩擦接合减小。这允许峰值转矩容量与寄生损失(例如自旋损失和赫兹接触应力(Hertzian contact stress)的迟滞)的平衡。

一些实施方案的另一个优势是减少了包括齿轮状部件的变速器的自旋损失。自旋损失是用于由两个接合表面之间的接触区域内的半径差引起的摩擦损失的术语。自旋损失是接触区域内最外部接触点和最内部接触点之间的半径差的函数。本公开通过使用具有相对小的形成部尺寸的多个个体减少了平均接触半径差，因此保持延伸的接触线的优势，同时最小化了自旋损失。

本发明的齿轮状部件的进一步的优势在于，它们不仅传输转矩，而且支撑通常由变速器中的外部轴承支撑的径向力的能力。这样在体积或质量约束的布置方案，例如机器人手臂关节中提供了特别的优势。特别地，垂直于啮合表面的圆周的力(在此文件中称为预负载力)可以支撑外部负载，同时仍提供充足的预负载以传递转矩。例如，在图5、图6和图9A至图9D中示出的应变波或行星实施方案中，行星状部件可以支撑太阳状部件和环状部件之间的径向负载以及小的轴向负载。在应变波实施方案中，在一些实施方案中，在应变波部件和环形部件之间的更多的轴向力可以被支撑。在复合行星实施方案中，除了上面描述的力，在两个环形部件之间的多种力可以被支撑。对于使用此变速器的电力驱动应用，马达可以不需要它自身的轴承(只要它近似地在机构中心)，因为转子可以集成到太阳组件中。

本发明的部件可以被配置成用来允许改变两个部件之间的摩擦接合的等级。例如，在部件可转动地安装的情况下，部件/安装组合可以是侧向地可位移的以便增加或减少与相邻部件接合的量。

在一些实施方案中，部件不具有用来促进摩擦接合的改变的关联的硬件。例如，在部件安装在两个其他部件之间的情况下，(例如在行星布置方案中，行星齿轮状部件安装在太阳齿轮状部件和环形齿轮状部件之间的情况下)，则行星齿轮状部件可以在环形齿轮状部件和太阳齿轮状部件之间被牢固地压缩。中空的部件(例如行星变速器的行星部件)可以作为弹簧被利用，以在部件之间均匀地施加预负载力。在这样的实施方案中，中空的部件可以被配置为弹性地可变形的，并且因此轻微地偏离圆形。任一齿轮状部件(太阳、行星或环形齿轮状部件)的直径可以被配置成用来增加或减少齿轮状部件之间的摩擦接合的等级。中空的部件还允许例如在行星布置方案中的另外的过盈设计的组装。中空的部件可以暂时变形，足以消除用于啮合的形成部的峰部，并且随后被释放以提供在机构中所需的预负载力。

每个部件可以具有一个形成部。如从前述将清楚的，部件也能经由多个形成部/凹进部接合。因此，在这样的实施方案中的每个部件具有至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19个或多个形成部，并且具有通常大体相等数量的凹进部。例如，第一部件可以具有10个形成部和10个凹进部；并且第二部件具有10个形成部(每个能与第一部件的凹进部接合)和10个凹进部(每个能与第一部件的形成部接合)。每个部件还可以具有上至100个形成部和100个凹进部。

通过从本说明书中的获益，对于任意给定的形成部，技术人员能实现能够与那些形成部摩擦接合的凹进部。例如，在形成部是楔形的情况下，凹进部可以是V形的。凹进部无需(并且在一些情况下不想要)是形成部的大体的共轭或或倒置。例如，凹进部可以比形成部的高更深，或比形成部的宽度更窄，使得形成部不会完全坐落在凹进部内(当然假定部件的可用刚性)。

在部件的一个实施方案中，在形成部是楔形的情况下，两个相邻的形成部的倾斜表面形成凹进部，该凹进部被配置以便与第二变速器部件的大体上长形的形成部是摩擦地可接合的。因此，形成部的表面被配置成用来界定形成部和凹进部两者，由此允许第一部件与第二部件的凹进部接合，并且第二部件的形成部与第一部件的凹进部接合。

形成部的两个倾斜表面结合以形成楔处的尖端可以不是尖的，并且可以是圆的或甚至是方形的。类似的，在凹进部通过相邻形成部的两个倾斜表面的结合形成的情况下，底部可以是圆的或方形的。

在一个实施方案中，形成部形成大体锯齿形的横截面轮廓，其中倾斜表面形成一系列交替的形成部和凹进部。此实施方案允许部件的几乎所有圆周表面参与摩擦接合，由此优化对于一定尺寸部件的动力传输。

虽然接合面可以全部地用于提供形成部和/或凹进部(例如在上面描述的锯齿形布置方案中)，但是在一些实施方案中在形成部和凹进部之间布置有不涉及摩擦接合的区域。

有利地，锯齿形摩擦接合表面的使用产生了两个齿轮状部件之间的延伸的接触线，当通过给定的垂直力被结合时，该两个齿轮状部件确定可传输的可能的剪力，并且因此转矩可以通过给定的“齿轮”半径和宽度被传输。

在一个实施方案中，形成部是大体连续的，并且在部件是圆形的情况下，形成部可以绕着部件的圆周无尽地延伸。

部件可以被认为是常规齿轮的替代，并且因此部件被配置为变速器的齿轮状部件。它们通常是可转动地可安装的，但是它们可以被固定(例如在形成部和凹进部被设置在行星变速器的环形齿轮的内圆周表面上的情况下)。部件也可以被配置成在行星变速器(或甚至复合的行星系变速器)的情景内是可操作的，并且被配置为太阳、行星或环形齿轮状部件。

本发明的部件可以由从本说明书中的获益的技术人员认定的合适的材料制成。当然，考虑到通过形成部施加在凹进部上的力的量，材料必须具有充足的摩擦属性，以便产生部件之间转动运动的传输。因此，在部件具有较低的摩擦属性的情况下，与具有较高摩擦属性的部件相比，通过形成部置于凹进部上的力的量将较高。进一步考虑的是，为了抵抗涉及形成部/凹进部相互作用的高的力，材料需要最小的刚性。刚性不够的材料将变形，由此不允许部件之间形成需要的摩擦接合。还期望的是，材料具有对循环应力和疲劳的一些抵抗力。通用的轴承钢例如AISI/SAE 52100和440C不锈钢具有这种属性。

本发明的齿轮状部件可以由与现有技术齿轮大体相同的材料加工而成。然而，由于不具有齿轮系统中固有的冲击应力，本发明的部件也可以由例如氮化硅和氮化锆的陶瓷制造。

相比现有技术被滚铣、刮削或磨铣而成的齿轮，本齿轮状部件的优势在于，周向的形成部和凹进部可以在车床中车削或滚轧成型。因此，本发明的部件可以比现有技术齿轮更具成本效率且在更短的时间内加工而成。

形成部和凹进部可以处于宏观尺度，并且因此能用常规工具可靠地制成。在宏观尺度上，形成部和凹进部可以具有至少约0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm或更大的高度或深度。在宏观尺度上，本发明的部件可以被铸造、烧结、滚轧成型、磨削、锻造或通过CNC或技术人员熟知的手动机械加工技术生产。进一步设想的是，在形成部和凹进部的尺寸设计在宏观尺度的下端处、或在微观尺寸处(即下降至约100nm)的情况下，可以利用化学蚀刻、滚轧成型、激光蚀刻和电火花加工(EDM)技术。

在纳米尺度上的形成部和凹进部的实施对于很小的滚动元件或设计成在没有润滑的情况下运行的很精密的布置方案可以是实用的。在纳米尺度上，可能的加工技术包括聚焦离子束加工、纳米压印光刻(nanoimprint lithography)、光学光刻、X射线光刻、蘸笔纳米光刻、电子束光刻、原子层沉积、分子气相沉积(molecular vapor deposition)、分子自组装(molecular self-assembly)技术。

应理解，本发明的变速器部件可以在从简单至较复杂的范围的变速器类型中使用。鉴于本说明书的益处，技术人员能评定在任何现有的变速器类型中本发明的部件的合适性以及对于现有技术的带齿部件的更换。

在第二方面中，本公开提供了一种变速器，其包括如本文描述的第一变速器部件和如本文描述的第二变速器部件，该第二变速器部件具有一个或多个大体上长形的凹进部，其中第一变速器部件的形成部与第二变速器部件的凹进部是摩擦地可接合的，使得在使用中第一变速器部件能驱动第二变速器部件。

上面叙述的关于变速器部件的任何特征意在可选择作为本变速器的部件。仅为了简洁和清晰的目的，这些特征通过引用并入此处，并且以便不模糊主要的发明构思。

如本文使用的，术语“变速器(transmission)”意在广泛地解释为仅指从输入传递转动运动至输出所需要的最少的部件。虽然本公开变速器可以具有下列部件中的任意一个或多个，但这些部件不是本公开的必要特征：离合器、壳体或罩壳、支架、输入轴、输出轴、变矩器、润滑剂、阀、螺线管、飞轮、涡轮或调节器。

任一变速器必须具有至少两个本发明的部件，其中第一部件包括至少一个形成部(和可选地至少一个凹进部)，并且第二部件包括至少一个凹进部(和可选地至少一个形成部)。

在一些实施方案中，为了确保充足的摩擦接合，凹进部可以是形成部的共轭或倒置，或与其意在接合的形成部互补。例如，在形成部是楔形的情况下，凹进部可以具有以与楔的壁相同或相似的角度布置的壁，以促进接合。

然而，应理解，具有非镜像关系的形成部和轮廓仍然是有用的。图3示出了多样轮廓组合在多种应用中可以是有用的。例如，具有凸出的轮廓的形成部可以与具有平直的轮廓的凹进部摩擦地接合(见图3A；曲率被放大以便更清楚地示出布置方案)。鉴于形成部的尖端不能与凹进部壁摩擦地接合，这限制了接触表面，并且当变速器处于相对轻的负载时可能是有用的，从而提高了效率。当变速器被加载时，接触区域增大，同时钢轻微变形。

优选地，形成部和凹进部的形状和尺寸设计成使得在使用中部件之间大体上没有自由游隙。

在一个实施方案中，变速器是行星变速器。在行星变速器中，鉴于动力通过多个传动系统部件可以流动穿过设备以及使用齿轮状部件的可变摩擦接合提高或优化力路径的能力，摩擦接合的齿轮状部件的使用是特别有利的。

一种特别类型的行星变速器包括两个不同直径的环形齿轮。较大直径的环或较小直径的环可以被用于高转矩输出，同时另一个提供反作用转矩。

在一个实施方案中，变速器包括调节机构，该调节机构被配置成用来改变第一变速器部件相对于第二变速器部件的位置。如上面描述的，这样允许预负载的设置，并且由此允许改变两个部件之间的摩擦接合的量。

鉴于本说明书的益处，技术人员将能设计出可以使用的许多调节机构。例如，一个部件的支架可以布置在轨道上，以便允许该部件沿着轨道行进，同时保持可转动地安装。支架可以被(可逆地，半永久地或永久地)锁定在沿着轨道的期望的位置中，以便提供对于给定应用有利的固定级别的摩擦接合。

在一个实施方案中，调节机构被配置以便基于系统中的转矩动态地施加预负载。这样的机构对技术人员是已知的。动态的预负载机构被考虑在较大的系统中是有用的，在较大的系统中变速器的首要功能是在变化的负载的情况下有效地传输动力，如例如在汽车变速器中或风力涡轮机变速器中需要的。

虽然不是必要的，但是为了提高寿命和/或转矩，本变速器可以通过附着流体(traction fluid)润滑，当在接触点处被压缩时，该附着流体提供了高的剪切阻力，以便允许润滑剂的薄膜传输转矩。流体也可以为其他变速器部件提供润滑。在使用液体润滑剂的情况下，飞溅、雾或加压的输送系统可以被实现。

非液体(油脂状)润滑剂也可以是可使用的，由此取消了对输送系统的需要。使用例如工程陶瓷或金属涂层的先进材料和表面处理来制造部件，可以允许本变速器在没有任何润滑的情况下有效运行。

除了上面的其中润滑剂可以与变速器一起使用的实施方案，由于相对于通常齿轮的大大减少的表面滑动，变速器和其部件可以在没有传统的液体润滑剂来保护表面免受磨损的情况下进行操作。因此，变速器和其部件可以使用类似在铬钢或不锈钢基底上镀金的涂层，在变速器和其部件中涂层被示出，以相比于未处理的表面减少高达130倍的来自滑动摩擦的表面损伤(如例如http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/653974.pdf中所示，其通过引用并入本文)。可替代地，变速器和其部件可以使用特殊用途的润滑剂，该润滑剂在压力下保持一些剪切强度。这样的附着流体的一个实例是日本出光公司(Idemitsu)的TDF(附着驱动流体(Traction Drive Fluid))，其在http://www.idemitsu.com/products/lubricants/tdf/中被更详细描述并且通过引用并入本文。

鉴于本说明书的益处，技术人员能根据本公开设计变速器系统。有利地，鉴于不具有齿，任何设计不被节圆直径是整数倍的通常要求(对于齿轮)所约束。因此，可以创建许多更可能的比率。

为了计算传动比，将转动轴线和中间(或平均)接触点之间的最短距离作为齿轮状部件的有效半径。对于对称的形成部，这将是最外部接触半径和最内部接触半径之间的中间点。应理解，鉴于在负载下微小滑动的可能性，基于两个半径计算精确的齿轮比是不可能的。

值得注意的是，基于附着摩擦力的设计不必要基于这些半径提供精确的齿轮比。差异是由于在负载下的滑动。预见上至2％的滑动将是常见的。

在另一个方面中，本公开提供了一种用于提高变速器的转矩密度的方法，该方法包括设置或调节变速器的两个部件之间的摩擦接合的量的步骤。

如应理解的，两个部件之间的摩擦接合的量可以基于理论和实验基础提出，并且在加工时设置。例如，两个齿轮状部件的转动轴线可以在其间设置有固定的、预定的距离，以便在二者之间提供预定等级的摩擦接合。可替代的，转动轴线之间的距离通过调节机构可以是变化的。调节将允许经验手段，该经验手段带着改善变速器转矩路径的目的用于确定部件之间的摩擦接合的优选等级，并且最终导致提高的输出参数(例如转矩或rpm)或总体变速器参数(例如动力损失或效率)。

应用本方法的变速器和其部件可具有上面记载的任一特征。仅为了简洁和清晰的目的，这些特征通过引用并入此处，并且以便不模糊主要的发明构思。

本公开还提供了一种变速器部件，如在本文中参考任一附图描述的。

本公开又提供了一种变速器，如在本文中参考任一附图描述的。

虽然本公开主要参考行星变速器和应变波变速器进行描述，应理解，本文描述的齿轮状部件在其他类型的变速器中将是有用的。鉴于本说明书的益处，技术人员能将几乎任一变速器的任一齿轮啮合替换为本公开部件。

例如，应边波变速器可以通过将圆形花键轮(circular spline)和柔性花键轮(flex spline)的齿替换为摩擦地接合的形成部和凹进部。在这样的实施方案中，接合表面上的点可以屈曲成与另一个接合表面接触或脱离接触。应变波变速器可以具有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多的行星滚子。在如图9A至图9D中描绘的行星滚子通过太阳滚子驱动的情况下，变速器的总体比率可以通过在2:1和9:1之间的进一步的比率乘法器来变化。这样允许应变波设计在紧凑的形状规格中实现非常高的转矩比率或倍数比率。实际的变速器比率可以在9:1和2000:1或更高之间实现。应变波实施方案也可以通过非圆形滚子元件轴承(在本领域中被称为波发生器)驱动。所述波发生器轴承内圈可以是椭圆的、偏心的、长圆形的、余摆线的、摆线的或其他相似形状的，以便推动柔性花键轮状的部件的形成部在绕着环面间隔开的1、2、3、4、5、6、7、9、10或更多的点处紧靠环面的形成部。波发生器轴承的外圈通常是径向地分离的柔性部件，其装配在柔性花键轮状的部件内部，以便绕着环面驱动接合点。

本公开也可适合于斜齿轮、冠状齿轮和小齿轮状系统、齿条和小齿轮状系统或偏心系统。

应理解，在本文的本发明的示例性实施方案的描述中，本发明的多种特征有时共同分组在单一实施方案、图或其描述中，用于简化本公开并且帮助多种发明方面中的一个或多个的理解的目的。然而，本公开的方法不得解释为反映要求保护的发明需要比每项权利要求中明确提到的更多的特征的意图。相反，如以下权利要求反映的，发明方面存在于少于单个前述公开的实施方案的全部特征。因此，跟随详细描述的权利要求据此清楚地被并入此详细描述中，其中每一项权利要求独立地作为本发明的单独的实施方式。

另外，虽然本文描述的一些实施方案包括在其他实施方案中包括的一些特征而不是其他特征，但是不同实施方案的特征的组合旨在本发明范围内，并且形成不同的实施方案，如本领域技术人员将理解的。例如，在以下权利要求中，要求保护的实施方案中的任一个可以在任一组合中使用。

在本文提供的描述中，许多具体细节被陈述。然而，应理解，本发明的实施方案可以在无这些具体细节的情况下被实践。在其他例子中，众所周知的方法、结构和技术未被详细地示出，以便不模糊对本描述的理解。

因此，虽然已经描述了被认为是本公开的多种实施方案，但是本领域技术人员将意识到，可以对其进行其他和进一步的修改，而不离开本公开的精神，并且它意在要求所有这样的改变和修改落在本公开的范围内。现在，本公开将会通过参考以下非限制的实例性实施方案进行更全面地描述。

参考图1A，示出了简单的变速器10，其包括两个变速器部件12和14，两个变速器部件12和14通过在每个部件12、14中的交替的楔形的形成部24和凹进部26互相地摩擦地接合。

在此实例中，部件12和14具有相等的半径，并且因此没有获得机械增益。然而，变速器也可以具有不同半径的部件，使得获得机械增益。变速器部件包括界定转动轴线16和18的轴架(20和22，没有示出轴)。

交替的楔形形成部24和凹进部26在图1B的横截面图中更清晰地示出。锯齿形轮廓界定在单一接合表面上的一系列交替的形成部和凹进部。部件12和14两者(当互相比较时)具有大体相同的形状和尺寸的形成部，并且也具有大体相同的形状和尺寸的凹进部。凹进部是形成部的共轭、倒置或与形成部互补，使得形成部能插入到凹进部内，其中形成部的倾斜表面被配置成接触凹进部的倾斜壁。除了在图1A至图1B中示出的配置以外，形成部24可以在第一部件12上，并且凹进部26可以在第二部件14上，或反之亦然。在运行中，形成部24和凹进部26可以互相摩擦地接合，以便在第一部件和第二部件之间传输转矩。此外，由于形成部和凹进部互相摩擦地接合，变速器不具有任何间隙。

在剩下的图中部件的编号总体上与图1的编号一致。

图2A示出了图1的变速器10的示意性侧视图。部件12和14运行以在类似现有技术变速器的齿轮的部件之间传递转矩，并且部件12和14可以被认为具有相等的齿根圆32。部件12、14的摩擦接合的区域30特别有意义，负责将转动运动从一个部件传输至另一个。在此实施方案中，形成部是楔形的，并且凹进部大体与楔形形状互补。圆周接合面的整体用于界定形成部表面和凹进部壁，不存在不能参加摩擦接合的接合面的区域，这通过如在图2B中示出的参考区域30是清楚的。

图3示意性地示出了在本公开的情境中可操作的多个其他优选的形成部和凹进部组合。在图3A中，上部的部件的形成部和凹进部具有平直的轮廓，其中形成部的倾斜表面是严格的平面的。在图3A中下部的部件具有带有凸起的轮廓的形成部，其中形成部的倾斜表面轻微的向外拱起。图3B示出了那个情形的反转，其中上部的部件具有带有凸起的轮廓的形成部，并且下部的部件具有带有平直的轮廓的形成部。图3C示出了具有带有凸起的轮廓的形成部的两个部件，而图3D示出了在上部的部件和下部的部件两者上的非常细微的凸起的轮廓。

在图4A至图4C中示出了一种可替代的变速器40，其具有环形齿轮状部件42和小齿轮状部件44。环形部件的内表面具有绕着内圆周延伸的一系列长形的形成部和凹进部。小齿轮部件的外圆周具有与环形部件的那些形成部和凹进部互补的形成部和凹进部。在环形部件转动时，摩擦接合引起小齿轮的转动，或反之亦然。图4C以虚线示出了可替代的变速器的摩擦接合的区域。

图5A至图5C示出了利用本发明的部件并且具有固定比率差动的复杂的行星变速器50。变速器50具有包括较大的内直径部分52和较小的内直径部分54的环形齿轮状部件、太阳齿轮状部件56和5个行星齿轮状部件58。行星部件58中的每个具有较大的直径部分和较小的直径部分，该较大的直径部分和较小的直径部分适合于容纳在环形部分52、54的较大的内直径部分和较小的内直径部分内。相似地，太阳部件56具有较大的直径部分和较小的直径部分，该较大的直径部分和较小的直径部分适合于容纳行星部件58的较大的直径和较小的直径。

环形部件52、54具有在它内表面上的形成部和凹进部，该形成部和凹进部被配置以便与行星部件58的外接合面上的互补的形成部和凹进部摩擦地接合。太阳部件56的外接合面具有与行星齿轮的那些形成部和凹进部互补的形成部和凹进部。

图6A至图6C的行星变速器包括调节机构59，该调节机构59允许预负载放置在太阳齿轮和行星齿轮的接合面上。调节机构的实例可以是一组无头螺钉60，其可以根据需要向内转动以增加预负载并且向外转动以减少预负载。增加预负载(并且因此当变速器运行时增加在太阳齿轮和行星齿轮之间的摩擦接合的量)提高了变速器的转矩密度。这样提供了调整变速器的性能并且抵消磨损的能力，特别是考虑到如在图8中示出的拓扑布局。调节机构59也可以被用于本文描述的变速器的其他实例中。

在图6A至图6C中的实施方案被制作为用于小尺度机器人手臂的变速器，并且被配置成通过伺服马达驱动。变速器的楔形的形成部具有0.2mm的高度。

图7更详细地示出了预负载调节机构59并且特别是无头螺钉60。无头螺钉60装配在中心轴和太阳部件56之间的孔内。只有孔的中心侧70具有螺纹，而外侧72是具有过盈配合的盲孔。当无头螺钉60被拧紧时，它推动两个太阳部件朝向彼此，同时同步地作为键槽，阻止一个部件相对另一个的转动。

参考图5和图6的实施方案，应理解，进一步的部件，如行星架部件、滚动元件架、输入轴和输出轴、密封件和壳体将通常被需要以便提供可工作的变速器。技术人员能通过仅常规方法提供这样的附加部件。

本公开也可适合于应变波变速器(也称为谐波驱动系统)，如在图9中示出的。鉴于缺乏间隙和有用的转矩输出，图5、图6和图9的变速器已示出在伺服机械应用中尤其有用。

图9A至图9D示出了应变波变速器实施方案100，在图9A处的透视图示出的。变速器包括固定的圆形花键轮状部件102，该固定的圆形花键轮状部件102具有环绕内接合表面的形成部和凹进部。圆形花键轮102的内部是柔性花键轮状部件104。柔性花键轮状部件104具有环绕外接合表面的形成部和凹进部，并且可操作地连接至输出轴(没有示出)。柔性花键轮状部件104和圆形花键轮状部件102的形成部和凹进部是互补的并且摩擦地接合。柔性花键轮状部件104的内部是波发生器，该波发生器包括中心轮毂106(可操作地连接至输入轴108)和绕轮毂106等距布置的三个滚子110。每个滚子100接触柔性花键轮状部件104的内表面和轮毂106的外表面。在转动输入至变速器时，轮毂106转动引起滚子100反向转动，由此绕轮毂以行星方式轨道运行。轨道运行的滚子110引起柔性花键轮状部件104的变形，以便提供应变波。

变速器100的横截面图在图9B中示出，截面穿过如在图9C中示出的平面H-H截取。图9B的圆形区域的细节在图9D中示出，图9D更清晰地示出了柔性花键轮状部件104的外接合面，其通过滚子110被推动紧靠固定的花键轮状部件102的内接合面。

现在返回参考图9B，在变速器的最低区域处，应注意柔性花键轮状部件104在区域104a处向内地拱起。这是当不通过滚子110被推动紧靠固定的花键轮状部件102的内接合表面时，柔性花键轮状部件104的配置。至于现有技术的应变波变速器，柔性花键轮状部件使用柔性材料制造。应考虑，在现有技术变速器中使用的任何材料将可应用至本应变波变速器。

作为此优选实施方案的变型，波发生器轮毂可以是圆形的，使用转动的行星来形成波(如上面描绘且描述的)，或波发生器轮毂可以配置成在其轮廓中包含波，其中滚子将形状的改变简单地传输至柔性花键轮状部件，如同现有技术的具有带齿的花键轮的应变波变速器的运行。

应变波实施方案的优势包括制造的简化和方便，以及通过太阳/行星关系实现的高的转矩比率。

变速器的可替代的配置

除了上面陈述的变速器的实例，变速器和它的部件可以具有其他配置。例如，变速器可以具有谐波齿轮/应变波配置(其中一个实例在上面的图9A至图9D中示出)、锥配置、齿条和小齿轮配置以及冠状齿轮和小齿轮配置。

图11是具有形成部和凹进部的齿条和小齿轮状变速器，其中变速器具有齿条部件1101和小齿轮部件1100。齿条和小齿轮状配置(齿轮和附着摩擦力轮)可以被用于将转动运动转换成直线运动，并且反之亦然。齿条和小齿轮状配置通常用在车辆转向机构和笛卡尔运动控制机构(Cartesian motion control mechanisms)中。如在图11中示出的，齿条1101和小齿轮1100可以各具有一个或多个形成部24和一个或多个凹进部26，该一个或多个形成部24和一个或多个凹进部26如上面已经描述的进行配合。

图12A和图12B分别是具有形成部和凹进部的锥状变速器的透视图和俯视图，其具有第一部件1200和第二部件1202。在锥状配置中，两个轴的轴线(如在图12A和图12B中通过虚线示出的)成一定角度相交，该角度通常在1度和90度之间，其中在两个部件/轮1200、1202之间具有啮合表面，该啮合表面允许转矩的传递。两个部件/轮可以是相同的尺寸，以便允许转矩承载轴的重定向，或它们可以是不同的尺寸，以便允许减少或增加转矩以及允许改变方向。如示出的，部件中的每个具有一个或多个形成部24和一个或多个凹进部，该一个或多个形成部24和一个或多个凹进部如上面已经描述的进行配合。

图13A和图13B分别是具有形成部和凹进部的冠状齿轮和小齿轮状变速器的透视图和俯视图。此变速器具有冠状部件1300和小齿轮部件1302，冠状部件1300和小齿轮部件1302使用一个或多个形成部24和一个或多个凹进部26彼此互相作用，如示出的。在此变速器中，两个部件的轴线(如在图13A和图13B中通过虚线示出的)可以接近90度，其中在两个部件/轮1300、1302之间具有啮合表面，该啮合表面允许转矩的传递。

虽然上述已经参考本公开的特别实施方案，但是本领域技术人员应理解，此实施方案中的改变可以在不离开本公开的原理和精神的情况下做出，本公开的范围通过附加的权利要求界定。

Claims (63)

1.一种变速器部件，包括：

具有接合面的部件；

一个或多个形成部，其中每个形成部是大体长形的，所述一个或多个形成部沿着所述部件的所述接合面延伸，所述一个或多个形成部被配置成与第二变速器部件的大体长形的凹进部是摩擦地可接合的；或者

一个或多个凹进部，其中每个凹进部是大体长形的，所述一个或多个凹进部沿着所述部件的所述接合面延伸，所述一个或多个凹进部被配置成与第二变速器部件的大体长形的形成部是摩擦地可接合的。

2.如权利要求1所述的变速器部件，其中所述部件是圆形的，并且所述一个或多个形成部绕着所述部件大体周向地延伸。

3.如权利要求1或2所述的变速器部件，其中所述一个或多个形成部中的至少一个在横截面轮廓中是大体齿形的。

4.如权利要求1至3中任一项所述的变速器部件，其中所述一个或多个形成部中的至少一个形成部具有两个倾斜表面。

5.如权利要求4所述的变速器部件，其中两个相邻的形成部的所述倾斜表面形成凹进部，所述凹进部被配置成与第二变速器部件的大体长形的形成部是摩擦地可接合的。

6.如权利要求1至5中任一项所述的变速器部件，其中所述一个或多个形成部中的所述至少一个是大体楔形的。

7.如权利要求1至6中任一项所述的变速器部件，包括多个形成部和多个凹进部。

8.如权利要求1至7中任一项所述的变速器部件，其中所述一个或多个形成部形成大体锯齿形的横截面轮廓。

9.如权利要求1至8中任一项所述的变速器部件，所述变速器部件被配置为是可转动地可安装的。

10.如权利要求1至9中任一项所述的变速器部件，所述变速器部件被配置为变速器的齿轮状部件。

11.如权利要求1至9中任一项所述的变速器部件，所述变速器部件被配置为行星变速器和应变波变速器中的一个的齿轮状部件。

12.如权利要求11所述的变速器部件，其中所述行星变速器是复合行星变速器。

13.如权利要求11或权利要求12所述的变速器部件，所述变速器部件被配置为太阳齿轮状部件，或行星齿轮状部件，或环形齿轮状部件。

14.一种变速器，包括：

根据权利要求1至13中任一项所述的第一变速器部件，其中所述第一变速器部件具有一个或多个长形的形成部；

第二变速器部件，所述第二变速器部件具有一个或多个大体长形的凹进部；并且

其中所述第一变速器部件的所述一个或多个形成部与所述第二变速器部件的所述一个或多个凹进部是摩擦地可接合的，使得在使用中所述第一变速器部件能驱动所述第二变速器部件。

15.如权利要求14所述的变速器，其中所述第二变速器部件的所述一个或多个凹进部与所述第一变速器部件的所述一个或多个形成部大体互补。

16.如权利要求14或权利要求15所述的变速器，其中所述一个或多个形成部和所述一个或多个凹进部的形状和尺寸被设计成使得在使用中所述变速器大体没有自由游隙。

17.如权利要求14至16中任一项所述的变速器，还包括调节机构，所述调节机构被配置成用来改变所述第一变速器部件相对于所述第二变速器部件的位置。

18.如权利要求17所述的变速器，其中所述调节机构被配置成用来调节通过所述第一变速器部件的所述一个或多个形成部施加在所述第二变速器部件的所述一个或多个凹进部上的力。

19.如权利要求17或权利要求18的任一项所述的变速器，其中所述调节机构包括斜面，所述斜面相对于所述变速器部件是可滑动的，以便侧向地位移所述第一变速器部件。

20.如权利要求14至19中任一项所述的变速器，其中所述变速器是行星变速器和应变波变速器中的一个。

21.如权利要求20所述的变速器，其中所述行星变速器是复合行星变速器。

22.如权利要求14至21中任一项所述的变速器，其中所述变速器是减速变速器。

23.如权利要求14至22中任一项所述的变速器，所述变速器与伺服马达可操作的组合。

24.一种用于提高变速器的转矩密度的方法，所述方法包括：

提供第一变速器部件和第二变速器部件，所述第一变速器部件具有一个或多个长形的形成部，所述第二变速器部件具有一个或多个长形的凹进部；

使所述第一变速器部件的所述一个或多个形成部和所述第二变速器部件的所述一个或多个凹进部摩擦地接合；以及

设置所述变速器的两个部件之间的摩擦接合量，以提高所述变速器的转矩密度。

25.如权利要求24所述的方法，其中两个变速器部件是权利要求1至13中任一项所述的任意两个部件。

26.如权利要求24或权利要求25所述的方法，其中所述变速器是权利要求14至23中任一项所述的变速器。

27.如权利要求24所述的方法，还包括调节所述变速器的两个部件之间的摩擦接合量。

28.一种变速器部件，包括：

具有接合面的部件；和

一个或多个形成部，其中每个形成部是大体长形的，所述一个或多个形成部沿着所述部件的所述接合面延伸，所述一个或多个形成部被配置成与第二变速器部件的大体长形的凹进部是摩擦地可接合的。

29.如权利要求28所述的变速器部件，其中所述部件是圆形的，并且所述一个或多个形成部绕着所述部件大体周向地延伸。

30.如权利要求28所述的变速器部件，其中所述一个或多个形成部中的至少一个在横截面轮廓中是大体齿形的。

31.如权利要求28所述的变速器部件，其中所述一个或多个形成部中的至少一个形成部具有两个倾斜表面。

32.如权利要求31所述的变速器部件，其中两个相邻的形成部的所述倾斜表面形成凹进部，所述凹进部被配置成与第二变速器部件的大体长形的形成部是摩擦地可接合的。

33.如权利要求28所述的变速器部件，其中所述一个或多个形成部中的至少一个是大体楔形的。

34.如权利要求28所述的变速器部件，还包括多个形成部和多个凹进部。

35.如权利要求28所述的变速器部件，其中所述一个或多个形成部形成大体锯齿形的横截面轮廓。

36.如权利要求28所述的变速器部件，所述变速器部件被配置为是可转动地可安装的。

37.如权利要求28所述的变速器部件，所述变速器部件被配置为变速器的齿轮状部件。

38.如权利要求28所述的变速器部件，所述变速器部件被配置为行星变速器和应变波变速器中的一个的齿轮状部件。

39.如权利要求38所述的变速器部件，其中所述行星变速器是复合行星变速器。

40.如权利要求28所述的变速器部件，所述变速器部件被配置为太阳齿轮状部件，或行星齿轮状部件，或环形齿轮状部件。

41.一种变速器部件，包括：

具有接合面的部件；

一个或多个凹进部，其中每个凹进部是大体长形的，所述一个或多个凹进部沿着所述部件的所述接合面延伸，所述一个或多个凹进部被配置成与第二变速器部件的大体长形的形成部是摩擦地可接合的。

42.如权利要求41所述的变速器部件，其中所述部件是圆形的，并且所述一个或多个凹进部绕着所述部件大体周向地延伸。

43.如权利要求41所述的变速器部件，其中每个凹进部还包括由沿着所述部件的所述接合面延伸的两个相邻的形成部形成的第一倾斜表面和第二倾斜表面。

44.如权利要求43所述的变速器部件，其中所述形成部中的至少一个是大体楔形的。

45.如任一权利要求41所述的变速器部件，还包括多个形成部和多个凹进部，其中每个凹进部与两个形成部相邻。

46.如权利要求43所述的变速器部件，其中所述形成部形成大体锯齿形的横截面轮廓。

47.如权利要求41所述的变速器部件，所述变速器部件被配置为是可转动地可安装的。

48.如权利要求41所述的变速器部件，所述变速器部件被配置为变速器的齿轮状部件。

49.如权利要求41所述的变速器部件，所述变速器部件被配置为行星变速器和应变波变速器中的一个的齿轮状部件。

50.如权利要求49所述的变速器部件，其中所述行星变速器是复合行星变速器。

51.如权利要求41所述的变速器部件，所述变速器部件被配置为太阳齿轮状部件，或行星齿轮状部件，或环形齿轮状部件。

52.一种变速器，包括：

第一变速器部件，所述第一变速器部件具有一个或多个长形的形成部；

第二变速器部件，所述第二变速器部件具有一个或多个大体长形的凹进部；并且

其中所述第一变速器部件的所述一个或多个形成部与所述第二变速器部件的所述一个或多个凹进部是摩擦地可接合的，使得在使用中所述第一变速器部件能驱动所述第二变速器部件。

53.如权利要求52所述的变速器，其中所述第二变速器部件的所述一个或多个凹进部与所述第一变速器部件的所述一个或多个形成部大体互补。

54.如权利要求52所述的变速器，其中所述一个或多个形成部和所述一个或多个凹进部的形状和尺寸被设计成使得在使用中所述变速器大体没有自由游隙。

55.如权利要求52所述的变速器，还包括调节机构，所述调节机构被配置成用来改变所述第一变速器部件相对于所述第二变速器部件的位置。

56.如权利要求55所述的变速器，其中所述调节机构被配置成用来调节通过所述第一变速器部件的所述一个或多个形成部施加在所述第二变速器部件的所述一个或多个凹进部上的力。

57.如权利要求55所述的变速器，其中所述调节机构包括斜面，所述斜面相对于变速器部件是可滑动的，以便侧向地位移所述第一变速器部件。

58.如权利要求52所述的变速器，其中所述变速器是行星变速器和应变波变速器中的一个。

59.如权利要求58所述的变速器，其中所述行星变速器是复合行星变速器。

60.如权利要求52所述的变速器，其中所述行星变速器是减速变速器。

61.如权利要求52所述的变速器，所述变速器与伺服马达可操作的组合。

62.一种用于提高变速器的转矩密度的方法，所述方法包括：

提供第一变速器部件和第二变速器部件，所述第一变速器部件具有一个或多个长形的形成部，所述第二变速器部件具有一个或多个长形的凹进部；

使所述第一变速器部件的所述一个或多个形成部和所述第二变速器部件的所述一个或多个凹进部摩擦地接合；以及

设置所述变速器的两个部件之间的摩擦接合量，以提高所述变速器的转矩密度。

63.如权利要求62所述的方法，还包括调节所述变速器的两个部件之间的摩擦接合量。