CN107023646B - 椭圆对接变速箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种椭圆对接变速箱。椭圆对接变速箱系统可包括具有旋转轴线和多个输入齿的输入板。变速箱系统可包括摆动板，摆动板具有相对于旋转轴线以非零角度布置的摆动轴线、后端面和布置在后端面上的多个端面齿。摆动板可进一步包括布置在垂直于摆动轴线的第一平面中的多个第一摆动齿和布置在垂直于摆动轴线的第二平面中的多个第二摆动齿。第二平面可沿着摆动轴线与第一平面间隔开。变速箱系统可包括具有多个定子齿的定子齿轮和具有与旋转轴线大致对准的输出轴线并具有多个输出齿的输出板。多个输入齿可构造成与多个端面齿啮合，多个第一摆动齿可构造成与多个定子齿啮合，且多个第二摆动齿可构造成在摆动板围绕定子齿轮章动时与多个输出齿啮合。

Description

椭圆对接变速箱
技术领域
本公开总体上涉及变速箱。更具体地，本公开的实施方式涉及一种包括摆动板的椭圆对接变速箱。
背景技术
变速箱可以用于在减小轴的旋转速度的同时增大扭矩。例如，输出轴能以比输入轴更慢的速度旋转。这种减速可以通过将两个以上具有不同数目的齿轮齿的齿轮对接来实现并且可提供机械优势。
有许多方式来布置齿轮，使得第一齿轮的单次旋转将导致第二齿轮在相同的时间量内旋转多于或少于一次。传动比是这两者旋转之比。在第二齿轮的旋转少于第一齿轮的情况下，齿轮组合可以被认为提供齿轮减速。在某些应用中，期望使变速箱具有相对较高的传动比，其中在最小可能容积中发生齿轮减速。例如，驱动机构将输入轴的许多次旋转转换为输出轴的单次旋转。
历史上，摆动板驱动机构似乎是朝向在小容积内具有高传动比的装置的有前途的路线。这样的摆动板驱动机构的背景示例公开在美国专利公开号US20140285072和US20150015174中。更早系统的背景示例公开在US2275827和US3249776中。
在摆动板机构中，齿轮、摆动板中的一者围绕另一齿轮(例如定子齿轮)章动。如果摆动板和定子齿轮上的齿轮齿数相差一个，则这样的系统的传动比就等于定子齿轮上的齿数。
原则上，摆动板驱动机构的传动比可能相当高。在小容积内，仅使用两个齿轮的理论摆动板驱动机构可实现相对较高的传动比。然而，在实践中，高效而有效的摆动板驱动系统已证明是难以捉摸的，因为涉及的力经常导致下列情况中的一种或多种：机构脱离，不可接受的振动水平，或者由于摩擦使效率变低。
关于这些及其它考虑，呈现了在这里作出的公开内容。
发明内容
一种椭圆对接变速箱系统可包括输入板，所述输入板具有旋转轴线和多个输入齿。所述变速箱系统可包括摆动板，所述摆动板具有相对于所述旋转轴线以非零角度布置的摆动轴线、后端面以及布置在所述后端面上的多个端面齿。所述摆动板可进一步包括布置在垂直于所述摆动轴线的第一平面中的多个第一摆动齿以及布置在垂直于所述摆动轴线的第二平面中的多个第二摆动齿。所述第二平面可沿着所述摆动轴线与所述第一平面间隔开。所述变速箱系统可包括：定子齿轮，所述定子齿轮具有多个定子齿；和输出板，所述输出板具有与所述旋转轴线大致对准的输出轴线并具有多个输出齿。所述多个输入齿可构造成与所述多个端面齿啮合，所述多个第一摆动齿可构造成与所述多个定子齿啮合，并且所述多个第二摆动齿可构造成在所述摆动板围绕所述定子齿轮章动时与所述多个输出齿啮合。
一种用在椭圆对接变速箱系统中的摆动板可包括摆动轴线、多个第一摆动齿、多个第二摆动齿以及多个端面齿。所述多个第一摆动齿可布置在垂直于所述摆动轴线的第一平面中。所述多个第二摆动齿可布置在垂直于所述摆动轴线的第二平面中，并且所述第二平面可沿着所述摆动轴线与所述第一平面间隔开。所述多个端面齿可布置在垂直于所述摆动轴线的第三平面中，并且所述第三平面可沿着所述摆动轴线与所述第一平面和所述第二平面间隔开。所述多个第一摆动齿和所述多个第二摆动齿中的至少一个摆动齿可具有至少部分地由圆和椭圆的复合渐开线限定的横截面形状。
一种用于操作椭圆对接变速箱机构的方法可包括：使包括多个输入齿的输入板旋转。所述方法可包括：将所述多个输入齿与摆动板的多个端面齿啮合，从而致使所述摆动板关于支点章动。所述方法可进一步包括：在所述摆动板章动时，将所述摆动板的多个第一摆动齿与定子齿轮的多个定子齿啮合。所述方法可包括：在所述摆动板章动时，将所述摆动板的多个第二摆动齿与输出板的多个输出齿啮合。
所述本公开提供了各种设备和方法及其使用。在一些实施方式中，装置可包括输入板、摆动板、定子齿轮和输出板。在一些实施方式中，所述摆动板可随着所述输入板的旋转而围绕所述定子、所述输入板和所述输出板章动。在一些实施方式中，所述输出板可随着所述摆动板的章动而旋转。在一些实施方式中，所述摆动板、所述定子齿轮和所述输出板均可包括将形状设计成限制偏心力的一组齿。在一些实施方式中，所述摆动板的齿、所述定子齿轮的齿以及所述输出板的齿可设计成经由滚动接触来啮合，可限制由于摩擦造成的损失。特征、功能和优点可在本公开的各种实施方式中独立地实现，或者可在其它实施方式中组合，其进一步细节可以参照以下描述和附图看到。
附图说明
图1是变速箱系统的实施方式的横截面视图的示意图。
图2是变速箱系统的另一实施方式的横截面视图的示意图。
图3是变速箱系统的另一实施方式的横截面视图的示意图。
图4是变速箱系统的另一实施方式的等轴视图的图形表示。
图5是图4的变速箱系统的等轴分解正视图的图形表示。
图6是图4的变速箱系统的等轴分解后视图的图形表示。
图7是图4的变速箱系统的输入板的等轴后视图的图形表示，示出了输入轴。
图8是图4的输入板的等轴正视图的图形表示，示出了多个输入齿。
图9是图8的详细视图的图形表示，示出了图4的输入板的若干输入齿。
图10是图4的输入板的俯视平面图的图形表示，示出了输入齿的子组。
图11是沿着图10中的平面11-11截取的单个输入齿的横截面视图的图形表示。
图12是图4的变速箱系统的摆动板的等轴后视图的图形表示，示出了多个端面齿。
图13是图12的详细视图的图形表示，示出了图4的摆动板的若干端面齿。
图14是图4的摆动板的仰视平面图的图形表示，示出了端面齿的子组。
图15是沿着图14中的平面15-15截取的单个摆动齿的横截面视图的图形表示。
图16是图4的摆动板的等轴正视图的图形表示，示出了多个第一摆动齿和多个第二摆动齿。
图17是图16的详细视图的图形表示，示出了图4的摆动板的多个第一摆动齿和多个第二摆动齿的子组。
图18是图4的摆动板的俯视平面图的图形表示，示出了多个第一摆动齿和多个第二摆动齿的子组。
图19是沿着图18中的平面19-19截取的单个摆动齿的横截面视图的图形表示。
图20是图4的变速箱系统的定子齿轮的等轴正视图的图形表示，示出了多个定子齿。
图21是图20的详细视图的图形表示，示出了图4的定子齿轮的若干定子齿。
图22是图4的定子齿轮的俯视平面图的图形表示，示出了定子齿的子组。
图23是沿着图22中的平面23-23截取的单个定子齿的横截面视图的图形表示。
图24是图4的变速箱系统的输出板的等轴后视图的图形表示，示出了多个输出齿。
图25是图24的详细视图的图形表示，示出了图4的输出板的若干输出齿。
图26是图4的输出板的仰视平面图的图形表示，示出了输出齿的子组。
图27是沿着图26中的平面27-27截取的单个输出齿的横截面视图的图形表示。
图28是图4的变速箱系统的轴的等轴正视图的图形表示，示出了多个输出齿。
图29是图4的变速箱系统的横截面视图的图形表示。
图30是第一椭圆齿子组的单个齿和第二椭圆齿子组的两个齿的图形表示，示出了摆动板的一次完整章动过程中的五个位置处的单个齿。
图31是靠近摆动板的0度位置的多个第一摆动齿的子组、多个定子齿的子组、多个第二摆动齿的子组和多个输出齿的子组的图形表示。
图32是图示用于操作椭圆对接变速箱机构的方法的流程图的图形表示。
具体实施方式
概述
涉及具有摆动板的变速箱的设备及方法的各种实施方式在下文描述并且图示在关联的图中。除非另有指定，否则设备或方法和/或其各种部件可(但不要求)包含描述、图示和/或结合到本文中的结构、部件、功能性和/或变型中的至少一者。此外，结合本教导描述、图示和/或结合到本文中的结构、部件、功能性和/或变型可(但不要求)包括在其它类似的设备或方法中。各种实施方式的以下描述本质上仅仅是示例性的，决非旨在限制本公开、其应用或用途。另外，由下面描述的实施方式提供的优点实际上是说明性的，并非所有的实施方式都提供相同的优点或相同程度的优点。
示例、部件和替代
以下章节描述了示例性变速箱系统以及相关系统和/或方法的选定方面。这些章节中的示例旨在用于说明，并且不应该被解释为限制本公开的整个范围。每个章节可包括一个或多个独特发明，和/或包括上下文或相关信息、功能和/或结构。
示例1：
该示例描述了说明性变速箱系统，参见图1。
图1是变速箱系统或变速箱(总体以10指示)的示意性横截面视图。变速箱系统10可包括输入板12、摆动板14、定子齿轮16和输出板18。
输入板12可联接到输入轴20并且可构造成围绕旋转轴线A1旋转。输入板12可响应于例如由输入轴20施加到输入板的扭矩而围绕旋转轴线A1旋转。输入板可具有布置在输入板的环形输入表面24上的多个输入齿22。
摆动板14可具有摆动轴线A2，该摆动轴线A2相对于旋转轴线A1以非零角度Q1布置。在图1中，角度Q1可能被夸大。摆动板14可具有后端面26和布置在后端面上的多个端面齿28。摆动板14可包括：多个第一摆动齿30，其布置在可垂直于摆动轴线A2的第一平面P1中；以及多个第二摆动齿32，其布置在可垂直于摆动轴线A2的第二平面P2中。第二平面P2可沿着摆动轴线与第一平面P1间隔开。多个端面齿28可被认为布置在垂直于摆动轴线A2的第三平面P3中。第三平面可沿着摆动轴线与第一平面P1和第二平面P2间隔开。
摆动板14可构造成与输入板12接合并且响应于输入板的旋转而旋转。摆动板和输入板的接合可包括多个端面齿28与多个输入齿22之间的啮合。摆动板的旋转可根据输入板与摆动板之间的第一传动比。
第一传动比可取决于摆动板的多个输入齿22的计数和多个端面齿28的计数。在一些实施方式中，第一传动比可以是1:1。即，对于输入板的每一次旋转，摆动板可旋转一次。第一传动比的其它值也是可能的，包括摆动板旋转得比输入板更快或更慢的实施方式。
在其变速箱10为一个部件的装置的背景内，定子16可以是固定的。定子16可包括多个定子齿34。摆动板14可构造成与定子接合并且响应于摆动板的旋转而章动。即，响应于输入板的旋转，摆动板可同时关于定子旋转和章动。随着摆动板14的章动，摆动轴线A2可在维持摆动轴线与旋转轴线之间的角距Q1的同时围绕旋转轴线A1进动。摆动板和定子的接合可包括多个第一摆动齿30和多个定子齿34之间的啮合。
摆动板14的章动可根据摆动板与定子16之间的第二传动比。即，对于摆动板的每一次旋转，摆动板可完成多次章动。第二传动比可以是摆动板完成的章动次数的计数与摆动板的对应旋转次数的计数之比。第二传动比可取决于多个第一摆动齿30的计数和多个定子齿34的计数。例如，可能有91个定子齿与90个摆动齿相互作用。在这种情况下，对于摆动板的每一次完整旋转，摆动板可完成91次章动，第二传动比为91:1。
输出板18可具有可与旋转轴线A1大致对准的输出轴线A3。输出板18可具有多个输出齿36。输出板可构造成与摆动板14接合并且可响应于摆动板的章动而围绕输出轴线A3旋转。输出板与摆动板的接合可包括多个输出齿36与多个第二摆动齿32之间的啮合。输出板相对于摆动板的旋转可根据摆动板与输出板之间的第三传动比。
第三传动比可以是摆动板完成的章动次数的计数与输出板相对于摆动板的对应旋转次数的计数之比。第三传动比可取决于多个第二摆动齿32的计数和多个输出齿36的计数。例如，可能有86个输出齿与85个摆动齿相互作用。在这种情况下，对于输出板相对于摆动板的每一次旋转，摆动板可完成86次章动，第三传动比为86:1。
变速箱系统10可具有取决于第一传动比、第二传动比和第三传动比的总传动比。总传动比可以是输入板的旋转次数与输出板的对应旋转次数之比。总传动比可取决于多个输入齿、多个端面齿、多个第一摆动齿、多个第二摆动齿、多个定子齿和多个输出齿的计数。在输入齿和端面齿的数目相等、定子齿比第一摆动齿多一个齿、并且输出齿比第二摆动齿多一个齿的情况下，变速箱系统的总传动比可以是定子齿和输出齿的计数的乘积除以定子齿和输出齿的计数之差。总传动比可大于100:1，大于1000:1，或大于10,000:1。
变速箱系统10可构造成在摆动板围绕定子齿轮章动时使得多个第一摆动齿的每个齿均经由滚动接触与多个定子齿的齿啮合。多个第二摆动齿的每个齿均可构造成在摆动板围绕定子齿轮章动时经由滚动接触而啮合多个输出齿的齿。这可能与来自不同齿轮的齿经由滑动接触相互作用的大多数齿轮系统相反。与滑动接触相比，经由滚动接触的啮合可减小变速箱内的摩擦力，因为对于一对物体或材料，滚动摩擦系数一般小于滑动摩擦系数。
经由滚动接触的啮合可增加变速箱系统10的效率。变速箱系统的效率可以是输入板的旋转能量变换为输出板的旋转能量的百分比的量度。由于摩擦力，能量可能在变速箱系统内损失而生成热。变速箱系统10能以大于80％的效率运行。
输出板18可联接到输出轴38。输出轴38可连同输出板18围绕输出轴线A3旋转。
示例2：
该示例描述了例证性变速箱系统，参见图2。
图2是变速箱系统(总体以100指示)的示意性横截面视图。变速箱系统100可包括拷贝示例1的第一个变速箱系统(以10指示)和拷贝示例1的第二个变速箱系统(以10’指示)。带引号的附图标记将用于参考第二变速箱系统10’的部件，而不带引号的附图标记将用于参考第一变速箱系统10的部件。变速箱10和变速箱10’可串联连接。
变速箱系统100可具有变速箱10的输出板18，该输出板18联接到变速箱10’的输入板12’。输出板18可通过将输出轴38联接到输入轴20’而联接到输入板12’，使得输出板18、输出轴38、输入轴20’和输入板12’充当单个刚性单元。变速箱系统100的传动比可以是变速箱10的总传动比的平方。例如，如果变速箱10的总传动比为1000:1并且变速箱10’的总传动比也为1000:1，则变速箱系统100的传动比可以是1,000,000:1。变速箱系统可仅具有五个运动部件：输入板12、摆动板14、与输入板12’一起的输出板18、摆动板14’和输出板18’。
示例3：
该示例描述了例证性变速箱系统，参见图3。
图3是变速箱系统(总体以200指示)的示意性横截面视图。变速箱系统200可在思想上类似于示例2中描述的变速箱系统100。然而，代替经由如示例2中的输出轴38和输入轴20’将输出板18连接到输入板12’，变速箱系统200可免除输出轴、第二输入轴甚至还有输入板，并且具有与输出板18直接接合的摆动板14’。
变速箱系统200可具有输入板12，该输入板12与摆动板14接合并且驱动摆动板14的旋转。摆动板14可与定子16接合并且在其旋转时围绕定子16章动。摆动板14可与输出板18接合并且在摆动板14围绕定子16章动时驱动输出板18的旋转。输出板18可与摆动板14’接合并且驱动摆动板14’的旋转。输出板18可经由布置在输出板18的环形输入表面24’上的多个第二输入齿22’和布置在摆动板14’的后端面26’上的多个端面齿28’与摆动板14’接合。摆动板14’可与定子16’接合并且在其旋转时围绕定子16’章动。摆动板14’可与输出板18’接合并且在摆动板14’围绕定子16’章动时驱动输出板18’的旋转。
变速箱系统200的传动比可类似于变速箱系统100的传动比。同样，变速箱系统200可具有1,000,000:1以上的传动比，仅具有五个运动部件：输入板12、摆动板14、输出板18、摆动板14’和输出板18’。
示例4：
该示例描述了例证性变速箱系统，参见图4至图31。
图4是椭圆对接变速箱系统或变速箱(总体以300指示)的示例性实施方式的等轴视图。图5是变速箱300的分解等轴正视图。图6是变速箱300的分解等轴后视图。图4至图6在本文中作为一组进行讨论。变速箱300可类似于示例1中描述的变速箱10。即，变速箱系统300中的实施方式的同样命名的元件可类似于变速箱系统10中的元件。例如，下文描述的输入板302可类似于上文描述的输入板12，等等。
变速箱300可包括输入板302、摆动板304、定子齿轮306、输出板308和支撑轴310。输入板302可具有旋转轴线A5。摆动板304可具有相对于旋转轴线以非零角度布置的摆动轴线。在图4至图6中，摆动轴线与旋转轴线A5之间的角度可能较小且难以辨别。摆动轴线可以例如在图16中看到，并且摆动轴线与旋转轴线A5之间的角度可以例如在图29中看到。
输入板302可包括多个输入齿312。摆动板304可包括多个端面齿314、多个第一摆动齿316和多个第二摆动齿318。定子306可包括多个定子齿320。输出板308可包括多个输出齿322。
输入板302可联接到输入轴324，并且输出板308可联接到输出轴326。输入轴、输出轴和支撑轴310可沿着旋转轴线A5被对准。
图7是输入板302的后视等轴视图。输入轴324可直接联接到输入板302，使得输入轴的单次旋转可导致输入板的单次旋转。
图8是输入板302的正视等轴视图，示出了多个输入齿312。多个输入齿312可布置在环形输入表面328上(在图9和图10中最佳可见)。环形输入表面328可具有如从旋转轴线A5测量的内半径R1和外半径R2。多个输入齿均可具有靠近内半径R1的近端330和靠近外半径R2的远端332。
环形输入表面328可以是截头圆锥表面。即，环形输入表面可相对于与旋转轴线A5垂直的平面倾斜，使得环形输入表面上的每个点均包括截头圆锥线334，该截头圆锥线334可以延伸到截头圆锥顶点336，该截头圆锥顶点336位于旋转轴线上并位于输入板302之上。当与变速箱系统300的其余部分组装时，环形输入表面的截头圆锥顶点336可靠近摆动板304的质心。
多个输入齿312的计数可以是任何适当的数量。输入齿的计数可大于、小于或等于多个端面齿的计数。在图8描绘的示例性实施方式中，存在135个输入齿。
图9是输入板302的详细视图，示出了布置在环形输入表面328上的若干输入齿312。每个输入齿均可包括第一驱动面338。第一驱动面338可在图8中更清楚地看到。第一驱动面可从输入齿的近端330向远端332延伸。第一驱动面可以是平面的，由超过一个平面构成，或者可由具有曲率的一个或多个表面构成。
在输入齿312的与第一驱动面338相反的那一侧可以是第二驱动面340。第二驱动面可从输入齿的近端330向远端332延伸。第二驱动面340可以是平面的，由超过一个平面构成，或者可由具有曲率的一个或多个表面构成。
每个输入齿312均可具有从第一驱动面338向第二驱动面340延伸的上表面342。上表面342可将输入齿高度H1限定为沿着平行于旋转轴线的方向测量的环形输入表面328与输入齿的上表面342之间的距离。输入齿高度H1沿着输入齿可恒定或可不恒定。输入齿高度H1可具有靠近输入齿的近端330的最小值。
图10是输入板302的俯视平面图，示出了输入齿312的子组。每个输入齿均可在环形输入表面328上具有楔形轨迹。即，由第一驱动面338与环形输入表面328的汇合处形成的线344可延伸穿过旋转轴线。由第二驱动面340与环形输入表面的汇合处形成的另一线346可延伸穿过旋转轴线。
图11是示例性单个输入齿312的沿着图10中的平面11-11截取的横截面视图。第一驱动面338和第二驱动面340中的一者或两者可基本上是平面的。每个输入齿的上表面342可具有宽度W1。上表面的宽度可沿着输入齿变化，例如参见图10。宽度W1可具有靠近输入齿的近端330的最大值，参见图10。随着高度H1的变化，宽度W1可沿着输入齿变化。
图12是摆动板304的后视等轴视图。摆动板304可包括插座348，该插座348可构造成接收支撑轴的球部，例如参见图29。摆动板304可具有摆动轴线A6。
多个端面齿314可布置在摆动板304的后端面350上。特别是，多个端面齿314可布置在环形摆动表面352上，其可形成摆动板304的后端面的一部分。环形摆动表面352可在图13和图14中最佳可见。环形摆动表面352可具有沿摆动轴线A6测量的内半径R3和外半径R4。多个端面齿314均可具有靠近内半径R3的近端354和靠近外半径R4的远端356。
环形摆动表面352可以是截头圆锥表面。即，环形摆动表面可相对于与摆动轴线A6垂直的平面倾斜，使得环形摆动表面上的每个点均包括截头圆锥线358，该截头圆锥线358可以延伸到截头圆锥顶点360，该截头圆锥顶点360位于摆动轴线上并且位于插座348内。环形摆动表面的截头圆锥顶点360可靠近摆动板304的质心。
多个端面齿314的计数可以是任何适当的数量。端面齿的计数可大于、小于或等于多个输入齿的计数。在图12描绘的示例性实施方式中，存在135个端面齿。
图13是摆动板304的详细视图，示出了布置在摆动板的后端面350的环形摆动表面352上的若干端面齿314。每个端面齿均可包括第一从动面362。第一从动面可从端面齿的近端354向远端356延伸。第一从动面362可以是平面的，由超过一个平面构成，或者可由具有曲率的一个或多个表面构成。
摆动板304可与输入板302接合。可在多个端面齿与输入齿之间啮合。在输入板沿第一旋转方向旋转的情况下，输入齿的第一驱动面可与端面齿的第一从动面接合。即，可存在通过多个输入齿的第一驱动面与多个端面齿的第一从动面之间的相互作用由输入板施加在摆动板上的接触力。这些接触力可致使摆动板沿第一旋转方向旋转。
在变速箱300的示例性实施方式中，输入板具有135个输入齿，并且摆动板具有135个端面齿。即，输入板和摆动板相互作用并且根据1:1的第一传动比旋转。即，对于输入板的每一次完整旋转，摆动板也恰好完成一次完整旋转。输入齿和端面齿的齿数的其它选择也是可能的，并且会导致第一传动比的其它值。
在端面齿314的与第一从动面362相反的那一侧可以是第二从动面364。第二从动面可从端面齿的近端354向远端356延伸。第二从动面364可以是平面的，由超过一个平面构成，或者可由具有曲率的一个或多个表面构成。在输入板沿第二旋转方向旋转的情况下，输入齿的第二驱动面与端面齿的第二从动面之间的接触力可致使摆动板沿第二旋转方向旋转。
摆动板和输入板可构造成使得施加在它们之间的任何接触力都将朝向与位于垂直于旋转轴线的平面中的圆相切的方向。例如，由多个端面齿施加在多个输入齿上的接触力可与圆C1相切，参见图8。在另一示例中，接触力可在接触点366处由输入板的输入齿施加于摆动板的端面齿314上，接触力由图12中的箭头F1指示。接触力F1可朝向基本上与摆动轴线A6和径向线358垂直的方向，该径向线358从接触点366向摆动轴线A6延伸。
通过将摆动板和输入板构造成使得它们之间的接触力朝向这样的方向，可避免偏心力。偏心力可致使多个端面齿从多个输入齿脱离或者可致使摆动板的质心振荡，从而将非期望的振动引入变速箱系统中。
每个端面齿314均可具有从第一从动面362向第二从动面364延伸的下表面368。下表面368可将端面齿高度H2限定为沿着平行于摆动轴线的方向测量的环形摆动表面352与端面齿的下表面368之间的距离。端面齿高度H2沿着端面齿可恒定或可不恒定。端面齿高度H2可具有靠近输入齿的近端354的最小值。
图14是摆动板304的仰视平面图，示出了端面齿314的子组。每个端面齿均可在环形摆动表面352上具有楔形轨迹。即，由第一从动面362与环形摆动表面352的汇合处形成的线370可延伸穿过摆动轴线。由第二从动面364与环形摆动表面的汇合处形成的另一条线372可延伸穿过摆动轴线。
图15是示例性单个端面齿314的沿着图10中的平面15-15截取的横截面视图。第一从动面362和第二从动面364中的一者或两者可基本上是平面的。每个端面齿的下表面368可具有宽度W2。下表面的宽度可沿着端面齿变化，例如参见图14。宽度W2可具有靠近端面齿的近端354的最大值，参见图14。随着高度H2的变化，宽度W2可沿着端面齿变化。
图16是摆动板304的正视等轴视图。摆动板304可包括支撑轴孔374，该支撑轴孔374可构造成接收支撑轴310的一部分，例如参见图29。
多个第一摆动齿316可布置在垂直于摆动轴线A6的第一平面P4中。多个第一摆动齿可沿远离摆动轴线的径向方向从摆动板的第一柱形表面376延伸。多个第一摆动齿可在沿着摆动轴线的轴向方向上从第一摆动齿齿根378延伸。第一摆动齿齿根可以是联接到摆动板的大致环形构件。多个第一摆动齿可从第一柱形表面376和第一摆动齿齿根378两者延伸。连接到第一柱形表面或第一摆动齿齿根中的任一者或两者可为多个第一摆动齿提供物理支撑或一定程度的刚性。
多个第二摆动齿318可布置在垂直于摆动轴线A6的第二平面P5中。多个第二摆动齿可沿离开摆动轴线的径向方向从摆动板的第二柱形表面380延伸。多个第二摆动齿可在沿着摆动轴线的轴向方向从第二摆动齿齿根382延伸。第二摆动齿齿根可以是联接到摆动板的大致环形构件。多个第二摆动齿可从第二柱形表面380和第二摆动齿齿根382两者延伸。连接到第二柱形表面或第二摆动齿齿根中的任一者或两者可为多个第二摆动齿提供物理支撑或一定程度的刚性。
多个第一摆动齿316的计数可以是任何适当的数量。多个第一摆动齿的计数可大于、小于或等于多个定子齿的计数。在图16示出的示例性实施方式中，多个第一摆动齿中存在90个齿。
多个第二摆动齿318的计数可以是任何适当的数量。多个第二摆动齿的计数可大于、小于或等于多个输出齿的计数。在图16示出的示例性实施方式中，多个第二摆动齿中存在85个齿。
图17是摆动板304的详细视图，示出了多个第一摆动齿316和多个第二摆动齿318中的若干个。多个第一摆动齿316中的每个齿均可具有相对于摆动轴线A6的近端384和远端386。多个第二摆动齿318中的每个齿均可具有相对于摆动轴线的近端388和远端390。
多个第一摆动齿316可布置在具有第一内径的第一齿圈中。第一内径可在来自多个第一摆动齿的两个摆动齿的近端384之间测量，这两个摆动齿布置在摆动板彼此的相反两侧。
多个第二摆动齿318可布置在具有第二内径的第二齿圈中。第二内径可在来自多个第二摆动齿的两个摆动齿的近端388之间测量，这两个摆动齿布置在摆动板彼此的相反两侧。第二内径可小于第一内径。第二齿圈可沿着摆动轴线与第一齿圈间隔开。
多个第一摆动齿316中的每个齿均可包括第一啮合表面392。第一啮合表面392可在图16中最佳可见。第一啮合表面可从近端384向远端386延伸。第一啮合表面392可以是平面的，由超过一个平面构成，或者由具有曲率的一个或多个表面构成。
在多个第一摆动齿316中的齿的相反侧可以是第二啮合表面394。第二啮合表面可从近端384向远端386延伸。第二啮合表面394可以是平面的，由超过一个平面构成，或者由具有曲率的一个或多个表面构成。
多个第二摆动齿318中的每个齿均可包括第一啮合表面396。第一啮合表面396可在图16中最佳可见。第一啮合表面可从近端388向远端390延伸。第一啮合表面396可以是平面的，由超过一个平面构成，或者由具有曲率的一个或多个表面构成。
在多个第二摆动齿318中的齿的相反侧可以是第二啮合表面398。第二啮合表面可从近端388向远端390延伸。第二啮合表面398可以是平面的，由超过一个平面构成，或者由具有曲率的一个或多个表面构成。
多个第一摆动齿和多个第二摆动齿中的每个齿均可包括啮合部400和支撑齿根402。啮合部400可包括第一啮合表面和第二啮合表面。支撑齿根402可将啮合部连接到第一摆动齿齿根378或第二摆动齿齿根382。
图18是摆动板304的俯视平面图，示出了多个第一摆动齿316的子组和多个第二摆动齿318的子组。多个第一摆动齿和多个第二摆动齿均可呈楔形。即，第一啮合表面392和396可包括能延伸穿过摆动轴线的至少一条线404。线404可穿过摆动板的质心。第二啮合表面394和398可包括能延伸穿过摆动轴线的至少一条线406。线406可穿过摆动板的质心。
多个第一摆动齿316中的每个齿均可具有角宽度Q2，该角宽度Q2小于多个第一摆动齿的相邻齿之间沿围绕摆动轴线的角度方向测量的角间距Q3的一半。同样，多个第二摆动齿318中的每个齿均可具有角宽度Q4，该角宽度Q4小于多个第二摆动齿的相邻齿之间沿围绕摆动轴线的角度方向上测量的角间距Q5的一半。多个第一摆动齿中的相邻齿之间的角间距不需要等于多个第二摆动齿中的相邻齿之间的角间距，当然角间距Q3和Q5可以相同。
在多个第一摆动齿316与多个第二摆动齿318之间可能存在或可能不存在一定程度的径向交叠。在图12至图19示出的示例性实施方式中，多个第二摆动齿沿远离摆动轴线的径向方向具有与多个第一摆动齿的一些交叠。即，从摆动轴线向外移动可按以下顺序布置：多个第二摆动齿的近端388，多个第一摆动齿的近端384，多个第二摆动齿的远端390，最后是多个第一摆动齿的远端386。当然，多个第一摆动齿的近端384可相对于多个第二摆动齿的远端390和摆动轴线以任何适当的方式布置。
图19是单个摆动齿410的示例性啮合部408的横截面视图。摆动齿410可能是多个第一摆动齿或多个第二摆动齿。即，通过适当的缩放，来自多个第一摆动齿的齿的横截面形状可与来自多个第二摆动齿的齿的横截面形状相同。如此，图19中示出的横截面视图可以沿着穿过图18的摆动齿316的平面19-19截取，或者沿着穿过图18的摆动齿318的平面19-19截取。
第一啮合表面412和第二啮合表面414中的一者或两者可由圆和椭圆的复合渐开线限定。即，图19中示出的第二啮合表面414的曲线可由第一公式限定：
Figure BDA0001159761000000141
其中C是可与摆动板的半径成比例的常数，
Figure BDA0001159761000000142
可从0到
Figure BDA0001159761000000143
弧度取值，并且D可具有小于1的正常数。D的值可约为0.65，但是其它值也是可能的。第一公式可归一化为1。
替代地，图19中示出的第二啮合表面414的曲线可由第二公式限定：
Figure BDA0001159761000000144
其中C是可与摆动板的半径成比例的常数，
Figure BDA0001159761000000145
可从0到
Figure BDA0001159761000000146
弧度取值，并且D可具有小于1的正常数。D的值可约为0.65，但是其它值也是可能的。第二公式可归一化为摆动板的半径。图19中示出的第二啮合表面414的曲线可以是虚拟椭圆对于0到2π弧度之间的所有角度在齿位置上的投影。
第一啮合表面412的曲线可以是第二啮合表面414的曲线的横跨在图19的视图中竖立并与图19的平面垂直的平面反射的镜像。即，第一啮合表面可由圆和椭圆的复合渐开线限定。第一啮合表面412和第二啮合表面414可平滑地汇合于每个摆动齿的顶点416处。
连接表面418可将摆动齿410的啮合部408连接到摆动齿的支撑齿根，支撑齿根在图17中最佳可见。连接表面418(在围绕摆动板的摆动轴线的方向上测得)的厚度T1可随着距摆动轴线的径向距离而线性增长。
图20是定子齿轮或定子306的等轴视图。定子齿轮306可具有基部420，并且基部420可包括内筒形表面422和定子齿齿根424。基部420可包括构造成使用变速箱系统300将定子306操作性地联接到装置的其余部分的附接点。在此装置的背景内，定子306可以是固定的。定子齿轮可大致沿着旋转轴线A5被对准。
定子306可具有可由内筒形表面422部分地限定的内部容积426。内部容积426可构造成容纳一些或所有摆动板，这可以在下面描述的图29中更清楚地看到。
多个定子齿320可布置在内筒形表面422和定子齿齿根424中的任一者或两者上。多个定子齿可在朝向旋转轴线的径向方向上从内筒形表面延伸到内部容积426中。多个定子齿可在沿着旋转轴线的轴向方向上从定子齿齿根424延伸。多个定子齿的计数可以是任何适当的数量。在图20示出的示例性实施方式中，存在91个定子齿。
图21是定子齿轮306的详细视图，示出了若干定子齿320。多个定子齿中的每个齿均可具有相对于旋转轴线的近端428和远端430。定子齿的远端430可联接到内筒形表面422。
多个定子齿320中的每个齿均可包括第三啮合表面432。第三啮合表面可在图20中最佳可见。第三啮合表面可从定子齿的近端428向远端430延伸。第三啮合表面432可以是平面的，由超过一个平面构成，或者由具有曲率的一个或多个表面构成。
在定子齿的相对侧可以是第四啮合表面434。第四啮合表面可从近端428向远端430延伸。第四啮合表面434可以是平面的，由超过一个平面构成，或者由具有曲率的一个或多个表面构成。
多个定子齿320中的每个齿均可包括啮合部436和支撑齿根438。啮合部436可包括第三啮合表面和第四啮合表面。支撑齿根438可将啮合部联接到定子齿齿根424。
定子齿轮306可与摆动板接合。可在多个定子齿与多个第一摆动齿之间存在啮合。在输入板沿第一旋转方向旋转的情况下，多个第一摆动齿中的摆动齿的第一啮合表面可与定子齿的第三啮合表面啮合。即，可存在通过多个定子齿的第三啮合表面与多个第一摆动齿的第一啮合表面之间的相互作用由定子齿轮施加在摆动板上的接触力。这些接触力可致使摆动板沿第一旋转方向旋转并且沿第一章动方向章动。
在变速箱300的示例性实施方式中，定子齿轮具有91个定子齿，并且摆动板在多个第一摆动齿中具有90个齿。随着摆动板围绕定子齿轮章动，多个第一摆动齿中的每个齿均可在单次章动期间与多个定子齿中的一个齿啮合。因为定子齿可比摆动齿多一个齿，所以摆动板可在单次章动期间略微旋转。在变速箱300的示例性实施方式中，在摆动板的单次章动期间，摆动板可旋转一次完整旋转的1/91。换言之，如果摆动板旋转一次完整旋转的1/91，也许由于与输入板的相互作用，摆动板可完成一次完整章动。由此，摆动板和定子齿轮可根据91:1的第二传动比而相互作用。对于摆动板的每91次章动，摆动板可恰好旋转一次。定子齿和多个第一摆动齿的齿数的其它选择也是可能的，并且会导致第二传动比的其它值。
图22是定子齿轮306的仰视平面图，示出了多个定子齿320的子组。多个定子齿均可呈楔形。即，第三啮合表面432可包括能延伸穿过旋转轴线的至少一条线440。当摆动板和定子齿轮两者在变速箱系统内联接到一起时，线440可穿过摆动板的质心。第四啮合表面434可包括能延伸穿过摆动轴线的至少一条线442。当摆动板和定子齿轮两者在变速箱系统内联接到一起时，线442可穿过摆动板的质心。
摆动板和定子齿轮可构造成使得施加在它们之间的任何接触力都将朝向与位于垂直于旋转轴线的平面中的圆相切的方向。例如，由多个第一摆动齿施加在多个定子齿上的接触力可与圆C2相切，参见图20。在另一示例中，接触力可在接触点444处由定子齿施加于多个第一摆动齿的摆动齿上，参见图16，接触力由图16中的箭头F2指示。接触力F2可朝向基本上与摆动轴线A6和径向线垂直的方向，该径向线从接触点444向摆动轴线A6延伸。
通过将摆动板和定子齿轮构造成使得它们之间的接触力朝向这些的方向，可避免偏心力。偏心力可致使多个第一摆动齿从多个定子齿脱离或者可致使摆动板的质心振荡，从而将非期望的振动引入变速箱系统中。
多个定子齿320中的每个齿均可具有角宽度Q6，该角宽度Q6小于多个定子齿的相邻齿之间沿围绕旋转轴线的方向上测量的角间距Q7的一半。另参照图18，多个第一摆动齿的摆动齿的角宽度Q2可小于相邻定子齿之间的角间距Q7的一半。
图23是沿着图22中的平面23-23截取的单个定子齿320的示例性啮合部436的横截面视图。如参照图19描述的，第三啮合表面432和第四啮合表面434中的一者或两者可由圆和椭圆的复合渐开线限定。
第三啮合表面432和第四啮合表面434可平滑地汇合于每个定子齿的顶点446处。第三啮合表面的曲线可以是第四啮合表面的横跨在图23的视图中竖立、与图23的平面垂直并穿过顶点446的平面反射的镜像。
连接表面448可将定子齿320的啮合部436连接到定子齿的支撑齿根，支撑齿根在图21中最佳可见。连接表面448(沿围绕旋转轴线的方向测量)的厚度T2可随着距旋转轴线的径向距离而线性增长。
图24是输出板308的后视等轴视图。输出板308可具有支撑轴孔450，该支撑轴孔450被构造成接收支撑轴的一部分，例如参见图29中的示例。输出板308和输出轴326可沿着旋转轴线A5被对准。
多个输出齿322可布置在输出板308的后端面452上。特别是，多个输出齿可布置在环形输出表面454上，该环形输出表面454可形成输出板的后端面的一部分。环形输出表面454可具有从旋转轴线测得的内半径R5和外半径R6。多个输出齿均可具有靠近内半径R5的近端456和靠近外半径R6的远端458。多个输出齿的计数可以是任何适当的数量。在图24示出的示例性实施方式中，存在86个输出齿。
环形输出表面454可以是截头圆锥表面。即，环形输出表面可相对于与旋转轴线A5垂直的平面倾斜，使得环形输出表面上的每个点均包括截头圆锥线460，该截头圆锥线460可以延伸到位于旋转轴线上的截头圆锥顶点462。当摆动板和输出板均被包括在变速箱系统300中时，截头圆锥顶点462可靠近摆动板的质心。
图25是输出板308的详细视图，示出了若干输出齿322。多个输出齿中的每个齿均可包括第三啮合表面464。第三啮合表面可从输出齿的近端456向远端458延伸。第三啮合表面464可以是平面的，由超过一个平面构成，或者由具有曲率的一个或多个表面构成。
在输出齿的相对侧可以是第四啮合表面466。第四啮合表面466可在图24中最佳可见。第四啮合表面可从近端456向远端458延伸。第四啮合表面466可以是平面的，由超过一个平面构成，或者由具有曲率的一个或多个表面构成。
多个输出齿322中的每个齿均可包括啮合部468和支撑齿根470。啮合部468可包括第三啮合表面和第四啮合表面。支撑齿根470可将啮合部联接到环形输出表面454。
输出板308可与摆动板接合。可在多个输出齿与多个第二摆动齿之间存在啮合。在摆动板沿第一章动方向章动的情况下，多个第二摆动齿的摆动齿的第一啮合表面可与输出齿的第三啮合表面啮合。即，可存在通过多个输出齿的第三啮合表面与多个第二摆动齿的第一啮合表面之间的相互作用由摆动板施加在输出板上的接触力。这些接触力可在摆动板关于定子章动时致使输出板沿第一旋转方向旋转。
在变速箱300的示例性实施方式中，输出板具有86个输出齿，并且摆动板在多个第二摆动齿中具有85个齿。随着摆动板围绕定子齿轮和输出板章动，多个第二摆动齿中的每个齿均可在单次章动期间与多个输出齿中的一个齿啮合。因为输出齿可比摆动齿多一个齿，所以摆动板可在单次章动期间相对于输出板略微旋转。摆动板的旋转可由与输入板的相互作用决定。
在变速箱300的示例性实施方式中，输出板可在摆动板的单次章动期间相对于摆动板旋转一次完整旋转的1/86。由此，摆动板和输出板可根据86:1的第二传动比相互作用。对于摆动板的每86次章动，输出板可相对于摆动板恰好旋转一次。
可以是这样的情况，在摆动板围绕定子章动时，摆动板在相对于定子的第一方向上旋转，并且输出板在相对于摆动板的第二方向上旋转。第一旋转方向和第二旋转方向可相反，并且第一旋转方向和第二方向的旋转量可不同。即，在单次章动期间，摆动板可相对于定子沿第一旋转方向旋转一次完整旋转的1/91，并且输出板可相对于摆动板沿第二方向旋转一次完整旋转的1/86。由此，针对摆动板的每次章动，输出板可相对于定子旋转一次完整旋转的(1/86–1/91)。由此构造，输出板旋转一次，摆动板可进行约1565次章动，变速箱系统的总传动比为1565:1。
图26是输出板308的仰视平面图，示出了多个输出齿322的子组。多个输出齿均可呈楔形。即，第三啮合表面464可包括能延伸穿过旋转轴线的至少一条线472。当摆动板和输出板两者在变速箱系统内联接到一起时，线472可穿过摆动板的质心。第四啮合表面466可包括能延伸穿过摆动轴线的至少一条线474。当摆动板和输出板两者在变速箱系统内联接到一起时，线474可穿过摆动板的质心。
摆动板和输出板可构造成使得施加在它们之间的任何接触力都将朝向与位于垂直于旋转轴线的平面中的圆相切的方向。例如，由多个第二摆动齿施加在多个输出齿上的接触力可与圆C3相切，参见图24。在另一示例中，接触力可在接触点476处由输出齿施加于多个第二摆动齿的摆动齿上，参见图16，接触力由图16中的箭头F3指示。接触力F3可朝向基本上与摆动轴线A6和径向线垂直的方向，该径向线从接触点476向摆动轴线A6延伸。
通过将摆动板和输出板构造成使得它们之间的接触力朝向这样的方向，可避免偏心力。偏心力可致使多个第二摆动齿从多个输出齿脱离或者可致使摆动板的质心振荡，从而将非期望的振动引入变速箱系统中。
多个输出齿322中的每个齿均可具有角宽度Q8，该角宽度Q8小于多个输出齿的相邻齿之间沿围绕旋转轴线的方向测量的角间距Q8的一半。另参照图18，多个第二摆动齿的摆动齿的角宽度Q4可小于相邻输出齿之间的角间距Q9的一半。
图27是沿着图26中的平面27-27截取的单个输出齿322的示例性啮合部468的横截面视图。如参照图19描述的，第三啮合表面464和第四啮合表面466中的一者或两者可由圆和椭圆的复合渐开线限定。
第三啮合表面464和第四啮合表面466可平滑地汇合于每个定子齿的顶点478处。第三啮合表面的曲线可以是第四啮合表面的横跨在图27的视图中竖立、与图27的平面垂直并穿过顶点478的平面反射的镜像。
连接表面480可将输出齿322的啮合部468连接到输出齿的支撑齿根，支撑齿根在图25中最佳可见。连接表面480(沿围绕旋转轴线的方向上测量)的厚度T3可随着距旋转轴线的径向距离而线性增长。
图28是支撑轴310的正视等轴视图。支撑轴310可与旋转轴线A5对准。支撑轴310可包括球部482、臂部484和颈部486，颈部布置在球部与臂部之间。
支撑轴310的球部482可构造成接收在摆动板304的插口348内，参见图12和图29。支撑轴的颈部486可构造成接收在摆动板304的支撑轴孔374内，参见图16和图29。支撑轴的臂部484可构造成接收在输出板308的支撑轴孔450内，参见图24和图29。
图29是变速箱系统300的横截面视图，示出了组装构造下的输入板302、摆动板304、定子齿轮306、输出板308和支撑轴310。输入板、定子、输出板和支撑轴可沿着旋转轴线A5被对准。摆动板可沿着摆动轴线A6被对准，摆动轴线A6可相对于旋转轴线以非零角度Q10布置。
输入板的环形输入表面328可包含截头圆锥线334，该截头圆锥线334可以延伸穿过摆动板304的质心488。环形摆动表面352可包含截头圆锥线358，该截头圆锥线358可以延伸穿过摆动板的质心。环形输出表面454可包含截头圆锥线460，该截头圆锥线460可以延伸穿过摆动板的质心。
在摆动板304围绕定子306、输入板302和输出板308章动时，摆动板的质心488可以是基本上固定的。
摆动板304可具有0度位置或点500，该0度位置或点500可以是摆动板上沿平行于旋转轴线A5的方向上测量的最远离输出板的位置或点。在0度位置，摆动板304可最接近输入板302。摆动板304可具有90度位置或点，该90度位置或点可以是在第一章动方向上从0度位置起围绕摆动板的四分之一行程。例如，从输出板附近的摆动板上的有利点观察，90度位置可以是在逆时针方向上围绕摆动板的周界的90度。继续围绕摆动板的周界，180度位置502或点可位于摆动板的与0度位置500相反的那一侧。180度位置可标记摆动板向输出板的最接近途径和距输入板的最远距离点。270度位置或点可位于摆动板的与90度位置相反的那一侧。
摆动板304可章动和旋转。摆动板304可描述为构造成围绕定子、围绕输入板、围绕输出板和/或围绕支撑轴310的一部分章动。在摆动板沿第一章动方向章动的情况下，摆动板的0度位置可移向90度位置的当前位置，使得在一次完整章动的四分之一之后，90度位置已变为0度位置，180度位置已变为90度位置，等等。如将认识的，摆动板可不以与章动相同的速率旋转。即，当摆动板完成单次完整章动时，0度位置可行进摆动板的完整周界。在该同一时间里，摆动板可旋转少于一次完整旋转。
图30是从变速箱系统外部的有利点观察时在摆动板沿第一章动方向516的一次完整章动过程中的五个连续位置506、508、510、512和514处的单个摆动齿504a的示意图。摆动齿504a可以是多个第一摆动齿或多个第二摆动齿。即，摆动齿504a可构造成与多个定子齿或多个输出齿相互作用和啮合。因为多个第一摆动齿与定子齿以及多个第二摆动齿与输出齿之间的相互作用可基本上类似，所以相互作用将参考图30描述一次，并且一对反作用齿518a和518b可以被认为是一对相邻定子齿或一对相邻输出齿中的任一者。
在摆动板沿第一章动方向516章动时，摆动板的0度位置可在方向516上移动。在摆动板沿第一章动方向章动时，摆动板可相对于反作用齿518在第一旋转方向520上旋转。
摆动齿504a可在齿504a靠近摆动板的0度位置时的第一时间占据第一位置506。摆动齿504a可在齿504a靠近摆动板的270度位置时的第二时间占据第二位置508。摆动齿504a可在摆动齿504a靠近摆动板的180度位置时的第三时间占据第三位置510。摆动齿504a可在齿504a靠近摆动板的90度位置时的第四时间占据第四位置512。摆动齿504a可在齿504a靠近摆动板的0度位置时的第五时间占据第五位置514。在第一时间与第五时间之间，摆动板可完成一次完整章动。注意到，出于在五个位置之间进行区分的目的，摆动齿504a在处于位置508和512中时的角度可能被夸大。
反作用齿518a和518b可限定平面，在图25的522处的横截面中可见。在反作用齿518a和518b代表一对相邻定子齿的情况下，平面可由多个定子齿限定。平面522可垂直于旋转轴线并且可在共同的位置与每个反作用齿相交。例如，平面522可在任何共同点(诸如顶点524或反作用齿的啮合部528与反作用齿的支撑齿根530之间的连接表面526)与每个反作用齿相交。
第一位置506和第五位置514可位于反作用齿518a和518b以及平面522下方。第三位置510可位于反作用齿以及平面522上方。在摆动板的单次章动期间，摆动齿504a可从反作用齿下方的第一位置506移动，经过由反作用齿限定的平面522，移向反作用齿上方的第三位置510，返回经过由反作用齿限定的平面522，并且移向反作用齿下方的第五位置514。在本文中，上方和下方可相对于平面522以及沿着旋转轴线。
当摆动齿504a在第一位置506与第二位置508之间移动时，摆动齿504a的第一啮合表面532a可与反作用齿518a的第三啮合表面534a啮合。该啮合可采取滚动接触的形式，其中第一啮合表面沿着第三啮合表面滚动。该滚动接触可与齿轮齿的对置面经由滑动接触相互作用的许多标准齿轮对接相反。一般而言，假设涉及相同的两个表面，滚动接触比两个表面之间的滑动接触的摩擦小得多。
摆动齿504a可在摆动板沿第一章动方向516章动的任何时刻沿着定子齿轮或输出板中的任一者的四分之一与反作用齿啮合。即，当摆动齿处于0度位置与270度位置之间的四分之一章动、位置506和508之间时，但并非当摆动齿处于270度位置与0度位置之间的四分之三章动、位置508和514之间时，摆动齿504a可与反作用齿518a啮合。摆动齿504a不需要在0度位置与270度位置之间的每个位置均与反作用齿518啮合，例如单个摆动齿可与反作用齿啮合持续单次章动的约20％。当摆动齿504a到达位置514时，可与反作用齿518b啮合并且开始第二次章动。
摆动齿可仅当沿第一章动方向章动时在0度位置与270度位置之间与反作用齿接触，并且这种接触可被限制为多个摆动齿的子组与定子齿或输出齿之间的滚动接触。由此，摆动板可围绕定子章动，摩擦比滑动接触的情况更小。这样的构造可导致章动运动或能量向旋转运动或能量的高效传递。
因为摆动齿、定子齿和输出齿均可呈楔形，所以反作用齿518a与摆动齿504a之间的接触力可施加在齿间的接触点处，并且接触力可大致垂直于与旋转轴线平行的线且垂直于从接触点向旋转轴线延伸的径向线。反作用齿518a和摆动齿504a的啮合可沿着接触线(垂直于图30的示意图)发生，接触线延伸穿过摆动板的质心。
当摆动板沿第二章动方向536章动时，多个第一摆动齿和多个第二摆动齿中的每个齿均可沿第二旋转方向538旋转。参照图30，单个摆动齿504a可按照与摆动板沿第一章动方向章动时相反的顺序连续地占据位置514、512、510、508和506。即，摆动齿504a可首先在第五位置514与反作用齿接触。然后，摆动齿504a可在第五位置514与第四位置512之间沿着摆动齿504a的第二啮合表面540a和反作用齿518b的第四啮合表面542b与反作用齿518b滚动接触。然后，摆动齿504a可在从第四位置512移向第三位置510、第二位置508和第一位置506时基本不与反作用齿接触。一旦到达第一位置506，摆动齿504a然后就可在随后章动开始时与反作用齿518a接触。
图31是放大示意图，示出了多个第一摆动齿316的子组、定子齿320的子组、多个第二摆动齿318的子组以及多个输出齿322的子组。在图31的视图中，出于图示多个第一摆动齿和多个第二摆动齿相对于定子齿和输出齿的配置的目的，多个第一摆动齿和多个第二摆动齿被彼此间隔开。图31的示意图可被认为是靠近摆动板的0度位置500，并且可用于指示标记开始沿第一章动方向516的第一章动的时间。
在开始第一章动时，多个第一摆动齿可只与靠近0度位置500的多个定子齿啮合。现在具体参照图31中的齿，当多个第一摆动齿中的摆动齿316c靠近向下位置时，摆动齿316c可首先与定子齿320c接触。如参考图30描述的，摆动齿316c和定子齿可随后在摆动板围绕定子沿第一章动方向章动时以滚动接触啮合。
在摆动板的章动时，在变速箱系统的背景内并在图31的视图中，定子齿320可保持固定。在多个第一摆动齿316具有90个摆动齿并且多个定子齿320具有91个定子齿的示例性实施方式中，在第一章动结束时，摆动齿316c可占据与相邻摆动齿316d在开始第一章动时相同的位置。即，如标记定子齿320c的位置的基准线L1与标记相邻定子齿320d的位置的基准线L2之间的角位移Q11指示的，摆动板可旋转一次完整旋转的1/91。
由于多个第一摆动齿中的摆动齿可比定子齿少一个，所以在摆动板相对于定子齿轮向右章动(即沿第一章动方向516)时，摆动板可移向左(即沿第一旋转方向520)。同样，因为多个第二摆动齿318可包括85个摆动齿并且多个输出齿可包括86个摆动齿，所以在摆动板围绕输出板向右章动时，摆动板可相对于输出板移向左。
由此，如果在第一章动开始时，多个第二摆动齿中的摆动齿318c开始与输出齿322c啮合，则在第一章动结束时，摆动齿318c可开始与相邻输出齿322d啮合。由于多个第一摆动齿和多个第二摆动齿均可固定到摆动板(刚性对象)，所以在单次章动期间完成的旋转对于多个第一摆动齿和多个第二摆动齿可相同。即，在第一章动之后，如果摆动齿316c已向左移动等于角位移Q11的量，则摆动齿318c也可向左移动角位移Q11而移到由基准线L2标记在图31中的位置。
随着摆动齿318c可在第一章动结束时开始与输出齿322d啮合，输出板可在第一章动期间向右旋转角位移Q12。角位移Q12可在摆动板的第一章动期间标记输出齿322d的角位移，这在开始第一章动时标记输出齿322d的位置的基准线L3与基准线L2之间测得。相邻输出齿之间的角间距可以是完整旋转的1/86，这在基准线L1与基准线L3之间标记。因此输出板在单次章动期间的角位移Q12可以是完整旋转的(1/86-1/91)，或约为0.064％。
在这种情况下，对于输出板旋转一次，摆动板可进行1565次完整章动。因为输入板可具有与摆动板的端面齿相同数量的输入齿，所以输入板能以与摆动板相同的速率旋转。由此，输入板的1565次旋转可对应于输出板的一次旋转，变速箱系统的总传动比为1565:1。
因为多个输入齿、多个端面齿、多个第一摆动齿、多个定子齿、多个第二摆动齿和多个输出齿均可对称，所以以上描述可应用于摆动板沿第二章动方向536章动以及输出板沿第二旋转方向538旋转的时候。
本文描述的各种实施方式中的许多表面具有与所描述实施方式的其它部分上的其它表面相互作用的精确设计的曲面。因此，当使用术语诸如“平面”、“垂直”或“对准”时，应理解的是，这些术语可以是各种实施方式存在的任何制造或使用公差内的近似。例如，说成是“平行”于轴线的表面可基本上平行或大致平行于轴线，其中与精确平行的任何偏差都是由于创建物理装置的真实世界约束，并且这些偏差可小到不足以妨碍实施方式的描述功能。
示例5：
该示例描述了用于操作可结合本文中描述的任何设备或系统使用的椭圆对接变速箱机构的说明性方法；参见图32。
图32描述了用于操作椭圆对接变速箱系统的方法(总体以600指示)的多个步骤。方法600可结合参考图1至图31描述的任何变速箱或变速箱系统来使用。虽然方法600的各种步骤在下文描述并且描绘在图32中，但是所述步骤不需要一定都执行，在一些情况下可按照与示出顺序不同的顺序来执行，并且在一些情况下可同时执行。
方法600可包括步骤602：使包括多个输入齿的输入板旋转。使输入板旋转的步骤可包括：将输入板联接到输入轴；以及使输入轴旋转。多个输入齿可布置在输入板的环形输入表面或其它面上。
方法600可包括步骤604：将多个输入齿与摆动板的多个端面齿啮合，从而致使摆动板关于支点章动。将多个输入齿与多个端面齿啮合的步骤可致使摆动板随着输入板的旋转而旋转。摆动板可根据输入板与摆动板之间的第一传动比旋转。第一传动比可以是1:1，但是存在许多其它可能性。摆动板可随着它的旋转而章动。摆动板可关于支点章动，例如，支撑轴310的球部482可作为支点，摆动板可关于该支点章动，参见图28和图29。
方法600可包括步骤606：在摆动板章动时，将摆动板的多个第一摆动齿与定子齿轮的多个定子齿啮合。多个第一摆动齿和多个定子齿中的每个齿均可具有由圆和椭圆的复合渐开线限定的面。多个第一摆动齿与多个定子齿的啮合可以是沿着由圆和椭圆的复合渐开线限定的面的齿间的滚动接触。
一对相邻定子齿可将齿间距限定为一对相邻定子齿的每个齿上的对应位置之间的角间距。例如，齿距可以是图22中示出的角间距Q6和Q7的总和。每个定子齿的横截面形状均可具有小于齿距一半的角宽度。相邻定子齿之间的这种间距可为多个第一摆动齿中的摆动齿提供间隙，以在摆动板章动时在由多个定子齿限定的平面上方、下方移动以及移动穿过由多个定子齿限定的平面。
多个定子齿中的每个定子齿均可具有定子齿顶点，并且多个定子齿的顶点可限定定子平面。在摆动板的单次章动期间，多个摆动齿中的一个齿的至少一部分可构造成从定子平面下方的第一位置移动，经过定子平面而移向定子平面上方的第二位置，并且返回经过定子平面而移向定子平面下方的第三位置，参见图30。
方法600可包括步骤608：在摆动板章动时，将摆动板的多个第二摆动齿与输出板的多个输出齿啮合。多个第二摆动齿和多个输出齿中的每个齿均可具有由圆和椭圆的复合渐开线限定的端面。多个第二摆动齿与多个输出齿的啮合可以是沿着由圆和椭圆的复合渐开线限定的面的齿间的滚动接触。
将摆动板的多个第二摆动齿与输出板的多个输出齿啮合的步骤可致使输出板旋转。输入板的旋转速率可与输出板的旋转速率不同。输出板可根据输入板与输出板之间的总传动比旋转。总传动比可高达1000:1以上。
所有步骤602、604、606和608都可同时发生。即，使输入板旋转可致使摆动板的旋转、输入齿与端面齿之间的啮合、多个第一摆动齿与定子齿的啮合、摆动板的章动、多个第二摆动齿与输出齿的啮合以及输出板的旋转。
定子齿轮可限定定子平面，输入板可构造成平行于定子平面，输出板可构造成平行于定子平面，并且摆动板可构造成相对于定子平面倾斜一定角度并且布置在输入板与输出板之间，例如参见图29。
示例6：
该节描述了作为一系列段落而非限制性地呈现的实施方式的额外方面和特征，一系列段落中的一些或全部能出于清楚和效率而以字母数字方式指定。这些段落均可以采取任何合适的方式与一个或多个其它段落组合，和/或与本申请别处的公开内容组合。下文的一些段落明确提到并进一步限制其它段落，非限制性地提供了一些合适的组合的示例。
A1、一种椭圆对接变速箱系统，该椭圆对接变速箱系统包括：
输入板，所述输入板具有旋转轴线和多个输入齿；
摆动板，所述摆动板具有相对于所述旋转轴线以非零角度布置的摆动轴线、后端面、布置在所述后端面上的多个端面齿、布置在垂直于所述摆动轴线的第一平面中的多个第一摆动齿以及布置在垂直于所述摆动轴线的第二平面中的多个第二摆动齿，所述第二平面沿着所述摆动轴线与所述第一平面间隔开；
定子齿轮，所述定子齿轮具有多个定子齿；
输出板，所述输出板具有与所述旋转轴线大致对准的输出轴线并具有多个输出齿；
其中，所述多个输入齿被构造成与所述多个端面齿啮合，所述多个第一摆动齿被构造成与所述多个定子齿啮合，并且所述多个第二摆动齿被构造成在所述摆动板围绕所述定子齿轮章动时与所述多个输出齿啮合。
A2、根据段落A1所述的椭圆对接变速箱系统，其中，所述多个第一摆动齿中的每个齿均被构造成在所述摆动板围绕所述定子齿轮章动时经由滚动接触啮合所述多个定子齿的齿。
A3、根据段落A1所述的椭圆对接变速箱系统，其中，所述多个第二摆动齿中的每个齿均被构造成在所述摆动板围绕所述定子齿轮章动时经由滚动接触啮合所述多个输出齿的齿。
A4、根据段落A1所述的椭圆对接变速箱系统，其中，在所述摆动板围绕所述定子齿轮章动的任何时刻，所述多个第一摆动齿沿着所述定子齿轮的四分之一与所述多个定子齿啮合。
A5、根据段落A1所述的椭圆对接变速箱系统，其中，在所述摆动板围绕所述定子齿轮章动的任何时刻，所述多个第二摆动齿沿着所述输出板的四分之一与所述多个输出齿啮合。
A6、根据段落A1所述的椭圆对接变速箱系统，其中，所述多个第一摆动齿和所述多个第二摆动齿中的每个齿均具有摆动齿横截面形状，所述多个定子齿中的每个齿均具有定子齿横截面形状，所述多个输出齿中的每个齿均具有输出齿横截面形状，并且每个摆动齿横截面形状、每个定子齿横截面形状和每个输出齿横截面形状均至少部分地由圆和椭圆的复合渐开线限定。
A7、根据段落A1所述的椭圆对接变速箱系统，其中，所述摆动板被构造成使得由所述输入板、所述定子齿轮或所述输出板中的任一者施加在所述摆动板上的接触力将朝向与位于垂直于所述旋转轴线的平面中的圆相切的方向。
A8、根据段落A1所述的椭圆对接变速箱系统，其中，所述多个第一摆动齿均具有在围绕所述摆动轴线的角度方向上测量的角宽度，所述多个第一摆动齿的角宽度小于在围绕所述旋转轴线的角度方向上测量的所述多个定子齿的相邻定子齿之间的角间距的一半。
A9、根据段落A1所述的椭圆对接变速箱系统，其中，所述多个第二摆动齿均具有在围绕所述摆动轴线的角度方向上测量的角宽度，所述多个第二摆动齿的角宽度小于在围绕所述旋转轴线的角度方向上测量的所述多个输出齿的相邻输出齿之间的角间距的一半。
A10、根据段落A1所述的椭圆对接变速箱系统，其中，在所述摆动板的单次章动期间，所述多个第一摆动齿中的至少一个摆动齿被构造成从所述多个定子齿下方的第一位置移动，经过由所述多个定子齿限定的平面，移向由所述多个定子齿限定的所述平面上方的第二位置，返回经过由所述多个定子齿限定的所述平面，并且移向所述多个定子齿下方的第三位置，其中下方和上方相对于由所述多个定子齿限定的所述平面来限定。
A11、根据段落A1所述的椭圆对接变速箱系统，其中，所述摆动板被构造成：
a)响应于所述输入板的旋转，根据所述输入板与所述摆动板之间的第一传动比旋转；
b)响应于所述摆动板的旋转，根据所述摆动板与所述定子齿轮之间的第二传动比章动；以及
c)响应于所述摆动板的章动，根据所述摆动板与所述输出板之间的第三传动比来驱动所述输出板的旋转。
A12、根据段落A11所述的椭圆对接变速箱系统，其中，取决于所述第一传动比、所述第二传动比和所述第三传动比的所述椭圆对接变速箱系统的总传动比至少为1000:1。
A13、根据段落A1所述的椭圆对接变速箱系统，其中，所述输入板是第一输入板，所述旋转轴线是第一旋转轴线，所述摆动板是第一摆动板，所述定子齿轮是第一定子齿轮，并且所述输出板是第一输出板，所述椭圆对接变速箱系统进一步包括：
第二输入板，所述第二输入板被构造成与所述第一输出板一起旋转，所述第二输入板被构造成关于第二旋转轴线旋转；
第二摆动板，所述第二摆动板具有相对于所述第二旋转轴线以非零角度布置的第二摆动轴线；
第二定子齿轮；以及
第二输出板；
其中，所述第二摆动板被构造成与所述第二输入板接合并且响应于所述第二输入板的旋转而旋转，与所述第二定子齿轮接合并且响应于所述第二摆动板的旋转而章动，与所述第二输出板接合并且响应于所述第二摆动板的章动而驱动所述第二输出板的旋转。
A14、根据段落A1所述的椭圆对接变速箱系统，其中，所述输入板是第一输入板，所述旋转轴线是第一旋转轴线，所述摆动板是第一摆动板，所述定子齿轮是第一定子齿轮，并且所述输出板是第一输出板，所述椭圆对接变速箱系统进一步包括：
第二摆动板，所述第二摆动板具有相对于所述第二旋转轴线以非零角度布置的第二摆动轴线；
第二定子齿轮；以及
第二输出板；
其中，所述第二摆动板被构造成与所述第一输出板接合并且响应于所述第一输出板的旋转而旋转，与所述第二定子齿轮接合并且响应于所述第二摆动板的旋转而章动，与所述第二输出板接合并且响应于所述第二摆动板的章动而驱动所述第二输出板的旋转。
B1、一种用在椭圆对接变速箱系统中的摆动板，该摆动板包括：
摆动轴线；
多个第一摆动齿，所述多个第一摆动齿布置在垂直于所述摆动轴线的第一平面中；
多个第二摆动齿，所述多个第二摆动齿布置在垂直于所述摆动轴线的第二平面中，所述第二平面沿着所述摆动轴线与所述第一平面间隔开；以及
多个端面齿，所述多个端面齿布置在垂直于所述摆动轴线的第三平面中，所述第三平面沿着所述摆动轴线与所述第一平面和所述第二平面间隔开；
其中，所述多个第一摆动齿和所述多个第二摆动齿中的至少一个摆动齿具有至少部分地由圆和椭圆的复合渐开线限定的横截面形状。
B2、根据段落B1所述的摆动板，其中，所述摆动板被构造成使得由所述椭圆对接变速箱系统中的另一齿轮或板施加在所述摆动板上的接触力将朝向大致垂直于与所述摆动轴线平行的线且大致垂直于从接触点向所述摆动轴线延伸的径向线的方向。
B3、根据段落B1所述的摆动板，其中，所述多个第一摆动齿中的每个齿均具有在围绕所述摆动轴线的角度方向上测量的角宽度，所述多个第一摆动齿的角宽度小于所述多个第一摆动齿的相邻齿之间的角间距的一半。
B4、根据段落B3所述的摆动板，其中，所述多个第二摆动齿中的每个齿均具有在围绕所述摆动轴线的角度方向上测量的角宽度，所述多个第二摆动齿的角宽度小于所述多个第二摆动齿的相邻齿之间的角间距的一半。
B5、根据段落B1所述的摆动板，其中，所述多个第一摆动齿中的每个齿均具有两个啮合表面，所述两个啮合表面均由圆和椭圆的复合渐开线限定，所述两个啮合表面限定所述齿的相对两侧。
B6、根据段落B5所述的摆动板，其中，所述多个第二摆动齿中的每个齿均具有两个啮合表面，所述两个啮合表面均由圆和椭圆的复合渐开线限定，所述两个啮合表面限定所述齿的相对两侧。
B7、根据段落B1所述的摆动板，其中，所述多个端面齿布置在所述摆动板的截头圆锥表面上，所述截头圆锥表面被构造成使得所述摆动板的质心成为所述截头圆锥表面的顶点。
C1、一种用于操作椭圆对接变速箱机构的方法，该方法包括：
使包括多个输入齿的输入板旋转；
将所述多个输入齿与摆动板的多个端面齿啮合，从而致使所述摆动板关于支点章动；
在所述摆动板章动时，将所述摆动板的多个第一摆动齿与定子齿轮的多个定子齿啮合；
在所述摆动板章动时，将所述摆动板的多个第二摆动齿与输出板的多个输出齿啮合。
C2、根据段落C1所述的方法，其中，所述多个第一摆动齿、所述多个第二摆动齿、所述多个定子齿和所述多个输出齿中的每个齿均具有由圆和椭圆的复合渐开线限定的面。
C3、根据段落C1所述的方法，其中，一对相邻定子齿将齿距限定为所述一对相邻定子齿的每个齿上的对应位置之间的角间距，并且每个定子的横截面形状具有小于所述齿距的一半的角宽度。
C4、根据段落C1所述的方法，其中，所述定子齿轮限定定子平面，将所述输入板构造成平行于所述定子平面，将所述输出板构造成平行于所述定子平面，并且将所述摆动板构造成相对于所述定子平面倾斜一定角度并且布置在所述输入板与所述输出板之间。
C5、根据段落C1所述的方法，其中，所述多个定子齿中的每个定子齿均具有定子齿顶点，并且所述多个定子齿的所述顶点限定定子平面，并且在所述摆动板的单次章动期间，将所述多个摆动齿中的一个摆动齿的至少一部分构造成从所述定子平面下方的第一位置移动，经过所述定子平面移向所述定子平面上方的第二位置，并且返回经过所述定子平面而移向所述定子平面下方的第三位置。
C6、根据段落C1所述的方法，其中，使输入板旋转的步骤包括：将所述输入板联接到输入轴并且使所述输入轴旋转。
C7、根据段落C1所述的方法，其中，将所述摆动板的所述多个第二摆动齿与所述输出板的所述多个输出齿啮合的步骤致使所述输出板旋转，并且其中，所述输入板的旋转速率与所述输出板的旋转速率不同。
D1、一种变速箱系统，该变速箱系统包括：
输入板、摆动板、定子和输出板；
其中，所述摆动板被构造成：
a)与所述输入板接合，并且响应于所述输入板的旋转，根据所述输入板与所述摆动板之间的第一传动比旋转；
b)与所述定子接合，并且响应于所述摆动板的旋转，根据所述摆动板与所述定子之间的第二传动比章动；以及
c)与所述输出板接合，并且响应于所述摆动板的章动，根据所述摆动板与所述输出板之间的第三传动比来驱动所述输出板的旋转。
D2、根据段落D1所述的变速箱系统，其中，所述变速箱的总传动比取决于所述第一传动比、第二传动比和第三传动比并且至少为1000:1。
D3、根据段落D2所述的变速箱系统，其中，所述摆动板包括多个第一摆动齿和多个第二摆动齿，所述定子包括多个定子齿，并且所述摆动板被构造成经由所述多个第一摆动齿与所述多个定子齿之间的滚动接触与所述定子接合。
D4、根据段落D3所述的变速箱系统，其中，所述输出板包括多个输出齿，并且所述摆动板被构造成经由所述多个第二摆动齿与所述多个输出齿之间的滚动接触与所述输出板接合。
D5、根据段落D4所述的变速箱系统，其中，所述变速箱系统被构造成以大于80％的效率来操作。
D6、根据段落D5所述的变速箱系统，其中，所述多个第一摆动齿、所述多个第二摆动齿、所述多个定子齿和所述多个输出齿均具有至少部分地由圆和椭圆的复合渐开线限定的横截面形状。
E1、一种变速箱系统，该变速箱系统包括：
定子、输入板、摆动板和输出板；
其中，所述摆动板被构造成与所述输入板、所述定子和所述输出板接合，进一步被构造成响应于所述输入板的旋转而章动和旋转，并且所述输出板被构造成响应于所述摆动板的旋转而旋转；以及
其中，所述输入板的旋转与所述输出板的旋转之比至少为1000:1。
F1、一种变速箱系统，该变速箱系统包括：
定子、输入板、摆动板和输出板；
其中，所述摆动板被构造成与所述输入板、所述定子和所述输出板接合，进一步被构造成响应于所述输入板的旋转而章动和旋转，并且所述输出板被构造成响应于所述摆动板的旋转而旋转；
其中，所述输入板的旋转与所述输出板的旋转之比至少为1000:1；以及
其中，所述变速箱系统被构造成以大于80％的效率操作。
G1、一种用在椭圆对接变速箱系统中的摆动板，该摆动板包括：
摆动轴线；
多个第一摆动齿，所述多个第一摆动齿布置在具有第一内径的第一齿圈中；
多个第二摆动齿，所述多个第二摆动齿布置在具有第二内径的第二齿圈中，所述第二齿圈沿着所述摆动轴线与所述第一齿圈间隔开，并且所述第二内径小于所述第一内径；以及
多个端面齿，所述多个端面齿布置在垂直于所述摆动轴线的第三平面中，所述第三平面沿着所述摆动轴线与所述第一平面和所述第二平面间隔开。
优点、特征、优势
本文中描述的变速箱系统的不同实施方式提供了优于设计变速箱的公知方案的若干优点，具有高传动比，还占用较小容积。根据本公开，数百甚至数千的传动比可以仅使用输入板、定子、摆动板和输出板。例如，本文中描述的说明性实施方式允许章动的摆动板的高效率非偏心运动。没有公知的系统或装置可以执行这些功能，特别在这样的较小容积中。由此，本文中描述的说明性实施方式特别用于产生在少量运动部件的小容积内具有高传动比和高效率的变速箱。然而，并非所有本文中描述的实施方式都提供相同的优点或相同程度的优点。
结论
上面阐述的公开内容可涵盖具有独立使用的多个不同公开内容。虽然这些公开内容均已公开为其优选的形式，但是其在本文中公开且图示的具体实施方式并不考虑为限制的意义，因为许多变型是可能的。在本公开内使用章节标题的程度上，这样的标题仅出于组织性目的，并不构成任何要求保护的公开内容的特征。本公开的主题包括本文中公开的各种元件、特征、功能和/或属性的所有新颖的和非显而易见的组合及子组合。以下权利要求书特别指出视为新颖和非显而易见的某些组合及子组合。体现在特征、功能、元件和/或属性的其它组合及子组合中的公开内容可在要求本申请或相关申请优先权的申请中要求保护。不论涉及不同公开内容或相同公开内容，而且不论相对于原始权利要求书的范围更宽、更窄、相同或不同，这样的权利要求都还视为包括在本公开的公开内容的主题内。

Claims (15)

1.一种椭圆对接变速箱系统，该椭圆对接变速箱系统包括：
输入板，所述输入板具有旋转轴线和多个输入齿；
摆动板，所述摆动板具有相对于所述旋转轴线以非零角度布置的摆动轴线、后端面、布置在所述后端面上的多个端面齿、布置在垂直于所述摆动轴线的第一平面中的多个第一摆动齿以及布置在垂直于所述摆动轴线的第二平面中的多个第二摆动齿，所述第二平面沿着所述摆动轴线与所述第一平面间隔开；
定子齿轮，所述定子齿轮具有多个定子齿；以及
输出板，所述输出板具有与所述旋转轴线大致对准的输出轴线并具有多个输出齿；
其中，所述多个输入齿被构造成与所述多个端面齿啮合，所述多个第一摆动齿被构造成与所述多个定子齿啮合，并且所述多个第二摆动齿被构造成在所述摆动板围绕所述定子齿轮章动时与所述多个输出齿啮合。
2.根据权利要求1所述的椭圆对接变速箱系统，其中，所述多个第一摆动齿中的每个齿均被构造成在所述摆动板围绕所述定子齿轮章动时经由滚动接触啮合所述多个定子齿的齿，并且所述多个第二摆动齿中的每个齿均被构造成在所述摆动板围绕所述定子齿轮章动时经由滚动接触啮合所述多个输出齿的齿。
3.根据权利要求1所述的椭圆对接变速箱系统，其中，在所述摆动板围绕所述定子齿轮章动的任何时刻，所述多个第一摆动齿沿着所述定子齿轮的四分之一与所述多个定子齿啮合，并且所述多个第二摆动齿沿着所述输出板的四分之一与所述多个输出齿啮合。
4.根据权利要求1所述的椭圆对接变速箱系统，其中，所述多个第一摆动齿和所述多个第二摆动齿中的每个齿均具有摆动齿横截面形状，所述多个定子齿中的每个齿均具有定子齿横截面形状，所述多个输出齿中的每个齿均具有输出齿横截面形状，并且每个摆动齿横截面形状、每个定子齿横截面形状和每个输出齿横截面形状均至少部分地由圆和椭圆的复合渐开线限定。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的椭圆对接变速箱系统，其中，所述摆动板被构造成使得由所述输入板、所述定子齿轮和所述输出板中的任一者施加在所述摆动板上的接触力将朝向与位于垂直于所述旋转轴线的平面中的圆相切的方向。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的椭圆对接变速箱系统，其中，所述多个第一摆动齿均具有在围绕所述摆动轴线的角度方向上测量的角宽度，所述多个第一摆动齿的角宽度小于在围绕所述旋转轴线的角度方向上测量的所述多个定子齿的相邻定子齿之间的角间距的一半。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的椭圆对接变速箱系统，其中，所述摆动板被构造成：
a）响应于所述输入板的旋转，根据所述输入板与所述摆动板之间的第一传动比旋转；
b）响应于所述摆动板的旋转，根据所述摆动板与所述定子齿轮之间的第二传动比章动；以及
c）响应于所述摆动板的章动，根据所述摆动板与所述输出板之间的第三传动比来驱动所述输出板的旋转。
8.根据权利要求7所述的椭圆对接变速箱系统，其中，取决于所述第一传动比、所述第二传动比和所述第三传动比的所述椭圆对接变速箱系统的总传动比至少为1000:1。
9.根据权利要求1至4中的任一项所述的椭圆对接变速箱系统，其中，所述输入板是第一输入板，所述摆动板是第一摆动板，所述定子齿轮是第一定子齿轮，并且所述输出板是第一输出板，所述椭圆对接变速箱系统进一步包括：
第二摆动板，所述第二摆动板具有第二摆动轴线；
第二定子齿轮；以及
第二输出板；
其中，所述第二摆动板被构造成与所述第一输出板接合并且响应于所述第一输出板的旋转而旋转，与所述第二定子齿轮接合并且响应于所述第二摆动板的旋转而章动，并且与所述第二输出板接合并且响应于所述第二摆动板的章动而驱动所述第二输出板的旋转。
10.一种用于操作椭圆对接变速箱机构的方法，该方法包括：
使包括多个输入齿的输入板旋转；
将所述多个输入齿与摆动板的多个端面齿啮合，从而致使所述摆动板关于支点章动；
在所述摆动板章动时，将所述摆动板的多个第一摆动齿与定子齿轮的多个定子齿啮合；以及
在所述摆动板章动时，将所述摆动板的多个第二摆动齿与输出板的多个输出齿啮合。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述多个第一摆动齿、所述多个第二摆动齿、所述多个定子齿和所述多个输出齿中的每个齿均具有由圆和椭圆的复合渐开线限定的端面。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述定子齿轮限定定子平面，将所述输入板构造成平行于所述定子平面，将所述输出板构造成平行于所述定子平面，并且将所述摆动板构造成相对于所述定子平面倾斜一定角度并且布置在所述输入板与所述输出板之间。
13.根据权利要求10至12中的任一项所述的方法，其中，所述多个定子齿中的每个定子齿均具有定子齿顶点，并且所述多个定子齿的所述顶点限定定子平面，并且在所述摆动板的单次章动期间，将所述多个第一摆动齿中的一个摆动齿的至少一部分构造成从所述定子平面下方的第一位置移动，经过所述定子平面移向所述定子平面上方的第二位置，并且返回经过所述定子平面而移向所述定子平面下方的第三位置。
14.根据权利要求10至12中的任一项所述的方法，其中，使输入板旋转的步骤包括：将所述输入板联接到输入轴并且使所述输入轴旋转。
15.根据权利要求10至12中的任一项所述的方法，其中，将所述摆动板的多个第二摆动齿与输出板的多个输出齿啮合的步骤致使所述输出板旋转，并且其中，所述输入板的旋转速率与所述输出板的旋转速率不同。
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