CN115111052B - 用于牵引驱动件的弹簧预加载力 - Google Patents

Abstract

公开一种用于行星牵引驱动件中的预加载力的弹簧，所述行星牵引驱动件经设计用于发动机上的从动涡轮增压器。所述行星牵引驱动件的环形滚柱具有两个部件，在所述两个部件之间具有用于在所述行星牵引驱动件的环形滚柱组合件上产生预加载力的弹簧。所述弹簧在所述环形滚柱上提供扩展力，并允许在组装及操作期间在所述牵引驱动件的牵引表面上设置所期望的预加载力，即使所述牵引驱动件的不同部件的制造有所不同。

Description

用于牵引驱动件的弹簧预加载力

相关申请案的交叉引用

本非临时性专利申请案主张2021年3月23日向美国专利商标局申请的标题为“用于牵引驱动件的可调式环形垫片(Adjustable Ring Shim for Traction Drive)”的第63/164,812号美国临时专利申请案，以及2021年6月24日申请的标题为“用于牵引驱动件的弹簧预加载(Spring Preload for Traction Drive)”的第63/214,630号美国临时专利申请案的优先权，所有所述申请案通过引用其公开及教示的所有内容的方式特定并入本文中。

技术领域

背景技术

与普通涡轮增压器相比，从动涡轮增压器是一种改进，因为从动涡轮增压器(超级涡轮增压器)不仅仅由废气涡轮提供动力，这减少了增压发动机中的涡轮迟滞。从动涡轮增压器还可将多余的涡轮功率引导回到发动机以提高发动机效率。一类从动涡轮增压器利用与涡轮轴介接以将扭矩提供到涡轮轴及从涡轮轴提供扭矩的行星牵引驱动件。

发明内容

因此，本发明的实施例可包括一种行星牵引驱动件，其包括：太阳轴；多个行星滚柱，其具有与所述太阳轴介接的外滚柱牵引表面；环形滚柱组合件，其包括：环形齿轮；弹簧牵引环及第二牵引环，其与所述环形齿轮同心定位，所述弹簧牵引环及第二牵引环与所述多个行星滚柱的倾斜内滚柱牵引表面介接；预加载弹簧，其位于所述环形齿轮与所述弹簧牵引环之间，所述预加载弹簧在所述行星牵引驱动件的组装及操作期间在所述多个行星滚柱的所述倾斜内滚柱牵引表面上提供预加载力；防旋转机构，其连接所述弹簧牵引环与所述环形齿轮，使得所述弹簧牵引环可在所述防旋转机构上轴向滑动，其中所述防旋转机构在所述弹簧牵引环与所述环形齿轮之间传输扭矩。

因此，本发明的实施例可进一步包括一种在行星牵引驱动件中设置预加载的方法，其包括：将多个行星滚柱的外滚柱牵引表面与太阳轴介接；组装包括环形齿轮、弹簧牵引环及第二牵引环的环形滚柱组合件；将所述弹簧牵引环及所述第二牵引环与所述多个行星滚柱的倾斜内滚柱牵引表面介接；将预加载弹簧放置在所述环形齿轮与所述弹簧牵引环之间，所述预加载弹簧在所述行星牵引驱动件的组装及操作期间在所述多个行星滚柱的所述倾斜内滚柱牵引表面上提供预加载力；通过防旋转机构连接所述弹簧牵引环与所述环形齿轮，使得所述弹簧牵引环可在所述防旋转机构上轴向滑动，其中所述防旋转机构在所述弹簧牵引环与所述环形齿轮之间传输扭矩。

因此，本发明的替代实施例可包括一种行星牵引驱动件，其包括：太阳轴组合件，其包括：中心轴；两件式牵引套筒，其位于所述中心轴周围且与所述中心轴同心并经连接以与所述中心轴一起旋转，所述两件式牵引套筒包括：第一牵引套筒件，其具有连接到所述中心轴的第一倾斜套筒牵引表面；弹簧牵引套筒件，其具有第二倾斜套筒牵引表面，所述第二倾斜套筒牵引表面通过防旋转机构耦合到所述第一牵引套筒件，所述防旋转机构允许所述弹簧牵引套筒件在所述防旋转机构上轴向滑动，并在所述弹簧牵引套筒件与所述第一牵引套筒件之间传输扭矩；预加载弹簧，其位于所述第一牵引套筒件与所述弹簧牵引套筒件之间，所述预加载弹簧在所述行星牵引驱动件的组装及操作期间在所述第一倾斜套筒牵引表面及所述第二倾斜套筒牵引表面上提供预加载力；多个双滚柱行星滚柱，其具有与所述太阳轴组合件的所述第一倾斜套筒牵引表面及所述第二倾斜套筒牵引表面介接的外滚柱牵引表面；环形滚柱组合件，其包括：环形齿轮；第一牵引环及第二牵引环，其与所述环形齿轮同心定位，所述第一牵引环及第二牵引环与所述多个双滚柱行星滚柱的内滚柱牵引表面介接。

因此，本发明的替代实施例可包括一种行星牵引驱动件，其包括：太阳轴；多个双滚柱行星滚柱组合件，每一双滚柱行星滚柱组合件包括：弹簧行星滚柱及第二行星滚柱，其通过防旋转机构同心旋转地耦合在一起，所述防旋转机构允许所述弹簧行星滚柱在所述防旋转机构上轴向滑动，同时在所述弹簧行星滚柱与所述第二行星滚柱之间传输扭矩，其中弹簧行星滚柱及第二行星滚柱两者均具有与所述太阳轴介接的外滚柱牵引表面，以及倾斜内滚柱牵引表面；预加载弹簧，其位于所述弹簧行星滚柱的外部，所述预加载弹簧在所述行星牵引驱动件的组装及操作期间在所述弹簧行星滚柱及所述第二行星滚柱的所述倾斜内滚柱牵引表面上提供预加载力；环形滚柱组合件，其包括：环形齿轮；第一牵引环及第二牵引环，其与所述环形齿轮同心定位，所述第一牵引环及第二牵引环与所述多个双滚柱行星滚柱组合件的所述弹簧行星滚柱及所述第二行星滚柱的所述倾斜内滚柱牵引表面介接。

附图说明

图1是具有耦合到发动机的行星牵引驱动件的从动涡轮增压器的等距视图。

图2是具有位于环形滚柱组合件中的预加载弹簧的行星牵引驱动件的实施例的横截面图。

图3A是具有集成到环形滚柱组合件中的预加载弹簧及滚珠坡道的行星牵引驱动件的实施例的横截面图，其中所述预加载弹簧在行星牵引驱动件中提供预加载夹紧力。

图3B是具有集成到环形滚柱组合件中的预加载弹簧及滚珠坡道的来自图3A的行星牵引驱动件的实施例的横截面图，其中所述滚珠坡道在行星牵引驱动件中提供夹紧力。

图4是用于行星牵引驱动件的环形滚柱组合件的实施例的分解图，其中环形滚柱组合件中的防旋转机构由一系列定位销组成。

图5是用于行星牵引驱动件的环形滚柱组合件的实施例的分解图，其中环形滚柱组合件中的防旋转机构由一系列带肩螺栓组成。

图6是用于行星牵引驱动件的环形滚柱组合件的实施例的分解图，其中环形滚柱组合件中的防旋转机构由弹簧牵引环与环形齿轮之间的花键连接组成。

图7是用于行星牵引驱动件的环形滚柱组合件的实施例的分解图，其中环形滚柱组合件中的防旋转机构由形成在弹簧牵引环上的内部齿轮齿组成，所述内部齿轮齿与环形齿轮上的环形齿轮齿配合。

图8是行星牵引驱动件的替代实施例的横截面图，所述行星牵引驱动件具有集成到太阳轴组合件中的两件式牵引套筒中的预加载弹簧。

图9是行星牵引驱动件的替代实施例的横截面图，所述行星牵引驱动件具有集成到多个双滚柱行星滚柱组合件中的预加载弹簧。

具体实施方式

图1是具有耦合到发动机116的行星牵引驱动件102的从动涡轮增压器100的等距视图。从动涡轮增压器100的操作如2013年10月22日发布的标题为“具有高速牵引驱动件及无级变速器的超级涡轮增压器(Super-Turbocharger Having a High Speed TractionDrive and a Continuously Variable Transmission)”的第8,561,403号美国专利、2014年3月11日发布的标题为“高扭矩牵引驱动件(High Torque Traction Drive)”的第8,668,614号美国专利、2017年6月6日发布的标题为“推力吸收式行星牵引驱动件超涡轮(ThrustAbsorbing Planetary Traction Drive SuperTurbo)”的第9,670,832号美国专利、2020年1月21日发布的标题为“用于从动涡轮增压器的两件式轴组合件(Two-Piece ShaftAssembly for Driven Turbocharger)”的第10,539,159号美国专利，及2020年5月19日发布的标题为“用于从动涡轮增压器的单角接触滚珠坡道(Single Angular Contact BallRamp For Driven Turbocharger)”的第10,655,711号美国专利中所教示。第8,561,403号、第8,668,614号、第9,670,832号、第10,539,159号及第10,655,711号美国专利通过引用其公开及教示的所有内容的方式特定并入本文中。从动涡轮增压器100包括涡轮轴104，其具有附接到一端的压缩机106以及附接到另一端的涡轮机108。行星牵引驱动件102与涡轮轴104介接以向涡轮轴104传输扭矩及从涡轮轴104传输扭矩。环形齿轮110充当行星牵引驱动件102的低速输出并与传动齿轮112齿合。传动齿轮112耦合到变速器114，变速器114在从动涡轮增压器100与发动机116之间传输扭矩。涡轮轴104是行星牵引驱动件102的太阳轴，且将涡轮机108及压缩机106附接到涡轮轴104，并通过传动齿轮112将变速器114耦合到环形齿轮110形成了从动涡轮增压器100，这是因为实现了发动机116与涡轮机108及压缩机106之间的动力传递。在组装及操作期间，需要在行星牵引驱动件102上设置预加载以便在每一牵引界面上提供力，以使行星牵引驱动件102能够正确传输扭矩。本发明以可以考虑行星牵引驱动件102的不同部件的制造变化的方式使用预加载弹簧118在组装期间设置此预加载并在操作期间维持预加载。

图2是具有位于环形滚柱组合件222中的预加载弹簧218的行星牵引驱动件202的实施例的横截面图。行星牵引驱动件202由太阳轴204(其对应于图1中的涡轮轴104)、多个行星滚柱220及环形滚柱组合件222组成。多个行星滚柱220具有与太阳轴204介接的外滚柱牵引表面224，以向太阳轴204传输扭矩及从太阳轴204传输扭矩。太阳轴204也可由中心轴及牵引套筒组成，如2020年1月21日发布的标题为“用于从动涡轮增压器的两件式轴组合件(Two-Piece Shaft Assembly for Driven Turbocharger)”的第10,539,159号美国专利中所教示。环形滚柱组合件222包括环形齿轮210以及与环形齿轮210同心定位的弹簧牵引环230及第二牵引环234，其与多个行星滚柱220的倾斜内滚柱牵引表面226介接。弹簧牵引环230主要成形为简单的环，增加了形成在内部分上的环形牵引表面231，以及用以与预加载弹簧218及防旋转机构232配合的特征。这些特征在图中被描述为用于销、花键或其它类似特征的孔。环形牵引表面231与多个行星滚柱220的一组倾斜内滚柱牵引表面226介接。预加载弹簧218位于环形滚柱组合件222的环形齿轮210与弹簧牵引环230之间。如所展示，预加载弹簧218是波形弹簧，但也可使用其它类型的弹簧。预加载弹簧218随着弹簧牵引环230朝向环形齿轮210轴向移动而变形，且此变形在弹簧牵引环230上提供轴向力以在行星牵引驱动件202中产生预加载力。预加载弹簧218经展示为成形为环形以匹配环形齿轮210及弹簧牵引环230的形状，但也可使用其它形式或形状。在行星牵引驱动件202的组装及操作期间，预加载弹簧218在多个行星滚柱220的倾斜内滚柱牵引表面226上提供指定量的预加载力。由预加载弹簧218产生的此指定量的预加载力是足以加载行星牵引驱动件202中的所有牵引界面的预加载力，使得这些牵引界面在不过度滑动的情况下传输扭矩，从而通过行星牵引驱动件202实现操作及扭矩传递。可基于行星牵引驱动件202的设计及操作规范来计算这些牵引界面中的必要力，并且也可计算所需的预加载力以指定适当的预加载弹簧218。预加载弹簧218经设计以将弹簧牵引环230轴向推离环形齿轮210，这又将预加载力施加在多个行星滚柱220的倾斜内滚柱牵引表面226上。然后，这些预加载力被传输到行星牵引驱动件202中的所有牵引界面，从而实现通过行星牵引驱动件202的扭矩传递。由于预加载弹簧218可在可变宽度上操作，因此即使制造部件的尺寸及公差发生变化，其也可获得行星牵引驱动件202的适当预加载。此外，通过并入预加载弹簧218而创建的环形滚柱组合件222的可变宽度可通过在组装期间提供环形滚柱组合件222的较窄轮廓而允许更容易地组装行星牵引驱动件202。结合预加载弹簧218，在弹簧牵引环230与环形齿轮210之间使用防旋转机构232。防旋转机构232连接弹簧牵引环230与环形齿轮210，使得弹簧牵引环230可在防旋转机构232上轴向滑动，且防旋转机构232在弹簧牵引环230与环形齿轮210之间传输扭矩。防旋转机构232可通过各种不同的方式实施，如图中所描述。防旋转机构232允许预加载弹簧218将弹簧牵引环230轴向推离环形齿轮210以在行星牵引驱动件202中获得预加载力，同时旋转地连接弹簧牵引环230与环形齿轮210。环形齿轮210在行星牵引驱动件202的低速输出处与传动齿轮212齿合，以向来自图1的发动机116传输扭矩及动力及从来自图1的发动机116传输扭矩及动力。

图2中还展示任选的环形垫片236，其在行星牵引驱动件202的组装期间插入在弹簧牵引环230与环形齿轮210之间。虽然有必要使弹簧牵引环230能够在防旋转机构232上滑动，但最小化此滑动距离以最小化由此滑动动作引起的磨损是有益的。插入位于弹簧牵引环230与环形齿轮210之间的环形垫片236可最小化弹簧牵引环230与环形齿轮210之间的操作距离，以限制弹簧牵引环230在防旋转机构232上的滑动距离。如图中所描述，当预加载弹簧218与主动滚珠坡道组合时，此操作距离最小化尤其重要。环形垫片236可经定厚度以允许弹簧牵引环230的所需的轴向运动，但随着预加载弹簧218的额外压缩，环形垫片236将接触弹簧牵引环230及环形齿轮210两者以防止弹簧牵引环230在防旋转机构232上过度轴向滑动。环形垫片236的使用还可在行星牵引驱动件202的组装期间允许更大的间隙，然后在操作期间最小化这些间隙。环形垫片236可为单个部件，或可由位于环滚柱组合件222周围的一系列多个较小部件组成。环形垫片236可采取多种形式：环形环、一系列垫，或甚至形成在弹簧牵引环230及环形齿轮210上的特征。其它形式的环形垫片236也是可行的。

图3A是具有集成到环形滚柱组合件322中的预加载弹簧318及滚珠坡道340的行星牵引驱动件302的实施例的横截面图，其中预加载弹簧318在行星牵引驱动件302中提供夹紧力。在此实施例中，环形齿轮310通过滚珠坡道340与第二牵引环334配合。环形齿轮310通过预加载弹簧318及防旋转机构332与弹簧牵引环330配合，如图2中所描述。预加载弹簧318及滚珠坡道340两者发挥作用以改变行星牵引驱动件302的倾斜牵引界面338及轴牵引界面339上的力。预加载弹簧318用于在行星牵引驱动件302的组装及低扭矩操作期间在多个行星滚柱320的倾斜内滚柱牵引表面326上设置预加载，且滚珠坡道340在行星牵引驱动件302操作时动态地改变力，如2020年5月19日发布的标题为“用于从动涡轮增压器的单角接触滚珠坡道(Single Angular Contact Ball Ramp For Driven Turbocharger)”的第10,655,711号美国专利中所教示。在环形滚柱组合件322中使用具有预加载弹簧318的弹簧牵引环330及具有滚珠坡道340的第二牵引环334允许在行星牵引驱动件302中设置预加载力以及基于扭矩传输的可变动态力，以在行星牵引驱动件302的整个操作中在倾斜牵引界面338及轴牵引界面339上启用适当的力。如图3A中所展示，行星牵引驱动件302在空档、低扭矩或静止位置处操作，其中预加载弹簧318在行星牵引驱动件302中提供通过倾斜牵引界面338及轴牵引界面339传输扭矩所需的夹紧力。预加载弹簧318经设计以提供足够量的预加载力以供行星牵引驱动件302在接近零扭矩条件下操作而在倾斜牵引界面338及轴牵引界面339中没有过度滑动。行星牵引驱动件302中的组装公差或倾斜牵引界面338或轴牵引界面339的表面磨损可通过预加载弹簧318进行补偿，这确保倾斜牵引界面338及轴牵引界面339不会断接及滑动。预加载力确保倾斜牵引界面338的啮合。在行星牵引驱动件302的操作期间，少量滑动是正常的，但预加载弹簧318可防止滑动量变得过大。弹簧牵引环330位于或接近防旋转机构332上的标称轴向位置，且因而环形垫片336在定位弹簧牵引环330时不起作用。弹簧牵引环330的此标称轴向位置与组装时一样，且处于静止位置。此时，弹簧牵引环330与环形齿轮310之间的间隙略大于环形垫片336的厚度。

图3B是具有集成到环形滚柱组合件322中的预加载弹簧318及滚珠坡道340的来自图3A的行星牵引驱动件302的实施例的横截面图，其中滚珠坡道340在行星牵引驱动件302中提供夹紧力。一旦将扭矩施加到行星牵引驱动件302，滚珠坡道340就会致动，从而通过环形滚柱组合件322提供额外的夹紧力。在滚珠坡道340通过牵引驱动件302在扭矩吞吐量下致动以前，预加载弹簧318产生足够的预加载力以避免倾斜牵引界面338及轴牵引界面339中的过度滑动。预加载弹簧318确保倾斜牵引界面338与轴牵引界面339的啮合，直到滚珠坡道340致动为止。在行星牵引驱动件302的操作期间，少量滑动是正常的，但预加载弹簧318防止滑动量变得过大。通常，在行星牵引驱动件302的操作期间的正常滑动量约为1到2％，且超过5％的滑动值应避免。最初，此额外夹紧力压缩预加载弹簧318，从而致使弹簧牵引环330在防旋转机构332上朝向环形齿轮310轴向滑动。环形垫片336经定大小以能够快速停止弹簧牵引环330的轴向移动，以最小化弹簧牵引环330在防旋转机构332上滑动的操作距离以最小化滑动造成的磨损。一旦弹簧牵引环330移动足够的轴向距离以压缩弹簧牵引环330与环形齿轮310之间的环形垫片336并停止在防旋转机构332上滑动，滚珠坡道340就基于行星牵引驱动件302的扭矩吞吐量动态地提供用于行星牵引驱动件302的可变水平的夹紧力。可变水平的夹紧力在倾斜牵引界面338及轴牵引界面339中提供足以通过行星牵引驱动件302传输所需扭矩的法向力。图3B展示环形滚柱组合件322，其中预加载弹簧318处于压缩位置，环形垫片336轴向定位弹簧牵引环330，且滚珠坡道340基于通过行星牵引驱动件302的扭矩传输致动。

图4是用于行星牵引驱动件402的环形滚柱组合件422的实施例的分解图，其中环形滚柱组合件422中的防旋转机构432由一系列定位销450组成。将一组孔452机械加工到弹簧牵引环430及环形齿轮410中以配合一系列定位销450。将弹簧牵引环430安装在一系列定位销450上允许弹簧牵引环430朝向及远离环形齿轮410轴向移动，从而允许预加载弹簧418在行星牵引驱动件402中设置预加载力，同时将弹簧牵引环430旋转地耦合到环形齿轮410，使得弹簧牵引环430及环形齿轮410一起旋转，且一系列定位销450在弹簧牵引环430与环形齿轮410之间传输扭矩。一系列定位销450可由各种各样的数个销组成，然而，使用均匀间距来维持环形滚柱组合件422的旋转平衡是非常重要的，尽管也可在使用非均匀间距的情况下执行二次平衡操作。一系列定位销450可压入配合到环形齿轮410中以用于正定位，并与弹簧牵引环430具有紧密公差配合，以允许弹簧牵引环430的轴向滑动运动。还展示配合在弹簧牵引环430与环形齿轮410之间的一系列环形垫片436。可在组装期间确定一系列环形垫片436的宽度，以限制弹簧牵引环430在行星牵引驱动件402的操作期间在防旋转机构432上滑动的操作距离，此时滚珠坡道440在通过行星牵引驱动件402的扭矩传输期间致动。

替代地，形成在弹簧牵引环430上的花键特征453可用作防旋转机构432。弹簧牵引环430的这些花键特征453与环形齿轮410啮合以将弹簧牵引环430的旋转锁定到环形齿轮410。在此替代实施例中，一系列定位销450仅用于将一系列环形垫片436固持在弹簧牵引环430与环形齿轮410之间的适当位置。

图5是用于行星牵引驱动件502的环形滚柱组合件522的实施例的分解图，其中环形滚柱组合件522中的防旋转机构532由一系列带肩螺栓554组成。弹簧牵引环530在视图中旋转以更好地展示弹簧牵引环530上的特征。一系列带肩螺栓554等效于来自图4的一系列定位销450有效地操作，但提供到环形齿轮510的螺纹孔556中的正螺纹啮合。弹簧牵引环530具有一系列孔552以将弹簧牵引环530安装在一系列带肩螺栓554上。一系列带肩螺栓554旋转地耦合在弹簧牵引环530与环形齿轮510之间且在弹簧牵引环530与环形齿轮510之间传输扭矩，同时允许弹簧牵引环530在一系列带肩螺栓554上轴向滑动，以允许预加载弹簧518向行星牵引驱动件502提供预加载夹紧力。

图5中还展示任选的可调阶梯环形垫片564，其位于弹簧牵引环530与环形齿轮510之间以最小化弹簧牵引环530与环形齿轮510之间的操作距离，以在弹簧牵引环530直接接触环形齿轮510之前限制弹簧牵引环530在防旋转机构532上的滑动距离。可调阶梯环形垫片564包括形成在弹簧牵引环530上的一系列阶梯560，其与形成在环形齿轮510上的一系列对应垫562配合，使得当弹簧牵引环530在组装期间相对于环形齿轮510旋转时，可实现不同的离散垫片层级。形成在弹簧牵引环530上的一系列阶梯560中的每一者包含从弹簧牵引环530的内表面以不同量突出的多个阶梯特征，使得每一阶梯层级代表弹簧牵引环530的离散宽度。形成在环形齿轮510上的一系列对应垫562是从环形齿轮510的面的均匀突出物，其在弹簧牵引环530在组装期间相对于环形齿轮510旋转时与一系列阶梯560的不同阶梯层级配合。由于弹簧牵引环530的宽度根据所选择的阶梯层级而变化，因此弹簧牵引环530与环形齿轮510之间的轴向操作距离也变化。此可调阶梯形环形垫片564可用作来自图2的环形垫片236的替代装置，以允许在组装期间在弹簧牵引环530与环形齿轮510之间设置可变间隙。不同的离散阶梯允许此间隙的变化，以最小化弹簧牵引环530在一系列带肩螺栓554上的滑动距离以最小化与此滑动相关联的磨损。一系列阶梯560及一系列垫562分别围绕弹簧牵引环530及环形齿轮510的整个圆周形成，以通过环形滚柱组合件522提供均匀的间距及力。可使用弹簧牵引环530中的对应于一系列阶梯560中的每一层级的多组一系列孔552。可调阶梯环形垫片564也可与本发明的其它实施例一起使用，且不限于与由一系列带肩螺栓554组成的防旋转机构532一起使用。

图6是用于行星牵引驱动件602的环形滚柱组合件622的实施例的分解图，其中环形滚柱组合件622中的防旋转机构632由弹簧牵引环630与环形齿轮610之间的花键连接670组成。弹簧牵引环630在视图中旋转以更好地展示弹簧牵引环630上的特征。花键672形成在弹簧牵引环630上并与形成在环形齿轮610上的对应花键674配合。如所展示，弹簧牵引环630上的花键672是外部花键，且环形齿轮上的对应花键674是内部花键，但也可使用相反的花键，其中内部花键在弹簧牵引环630上且外部花键在环形齿轮610上。花键连接670将弹簧牵引环630旋转地耦合到环形齿轮610，并在弹簧牵引环630与环形齿轮610之间传输扭矩，同时允许弹簧牵引环630轴向滑动，以允许预加载弹簧618在行星牵引驱动件602中设置预加载力。

图7是用于行星牵引驱动件702的环形滚柱组合件722的实施例的分解图，其中环形滚柱组合件722中的防旋转机构732由形成在弹簧牵引环730上的内部齿轮齿780组成，其与环形齿轮710上的环形齿轮齿782配合。弹簧牵引环730在视图中旋转以更好地展示弹簧牵引环730上的特征。此防旋转机构732类似于图6的花键连接670，但利用环形齿轮710上已存在的环形齿轮齿782来减少环形滚柱组合件722的部件上的机械加工特征的数目。可使环形齿轮齿782比与传动齿轮712齿合所必需的宽度更宽，从而使额外齿轮宽度784可供防旋转机构732利用。弹簧牵引环730具有形成在其上的内部齿轮齿780，其与环形齿轮齿782的额外齿轮宽度784的区段上的环形齿轮齿782配合。这种方法适用于正齿轮，因为正齿轮是直线切割的，但不适用于螺旋型齿轮或其它曲线齿轮。内部齿轮齿780将弹簧牵引环730旋转耦合到环形齿轮710，并在弹簧牵引环730与环形齿轮710之间传输扭矩，同时允许弹簧牵引环730在环形齿轮齿782上轴向滑动，以允许预加载弹簧718在行星牵引驱动件702中提供预加载力。

图8是行星牵引驱动件802的替代实施例的横截面图，所述行星牵引驱动件802具有集成到太阳轴组合件804中的两件式牵引套筒886中的预加载弹簧818。行星牵引驱动件802由以下项组成：太阳轴组合件804；多个双滚柱行星滚柱820，其具有与太阳轴组合件804介接的外滚柱牵引表面824以及内滚柱牵引表面826；以及环形滚柱组合件822，其包括环形齿轮810以及与所述环形齿轮810同心定位的第一牵引环830及第二牵引环834，第一牵引环830及第二牵引环834与多个双滚柱行星滚柱820的内滚柱牵引表面826介接。太阳轴组合件804由中心轴805及位于中心轴805周围的两件式牵引套筒886组成。两件式牵引套筒886由以下项组成：第一牵引套筒件887，其具有连接到中心轴805的第一倾斜套筒牵引表面888；弹簧牵引套筒件889，其具有通过防旋转机构832耦合到第一牵引套筒件887的第二倾斜套筒牵引表面890；以及预加载弹簧818，其位于第一牵引套筒件887与弹簧牵引套筒件889之间。防旋转机构832允许弹簧牵引套筒件889在防旋转机构832上轴向滑动，并在弹簧牵引套筒件889与第一牵引套筒件887之间传输扭矩。在行星牵引驱动件802的组装及操作期间，预加载弹簧818在第一倾斜套筒牵引表面888及第二倾斜套筒牵引表面890上提供指定量的预加载力，使得行星牵引驱动件802在操作期间正确传输扭矩。预加载弹簧818将弹簧牵引套筒件889轴向推离第一牵引套筒件887，这增加了第一倾斜套筒牵引表面888及第二倾斜套筒牵引表面890上的法向力，因为其推入多个双滚柱行星滚柱820的外滚柱牵引表面824中。这又增加了多个双滚柱行星滚柱820的内滚柱牵引表面826与第一牵引环830及第二牵引环834之间的法向力。预加载弹簧818的弹簧刚度经设计以在行星牵引驱动件802提供足够的力以供行星牵引驱动件802传输扭矩。

如图8中所展示，防旋转机构832可由第一牵引套筒件887与弹簧牵引套筒件889之间的花键连接870组成，其旋转地耦合第一牵引套筒件887与弹簧牵引套筒件889，并在第一牵引套筒件887与弹簧牵引套筒件889之间传输扭矩，同时允许弹簧牵引套筒件889轴向滑动以允许预加载弹簧818在行星牵引驱动件802中提供预加载力。也可使用防旋转机构832的其它实施方案，例如在先前的图中所教示的那些。图8中还展示位于环形齿轮810与第二牵引环834之间的任选的滚珠坡道840。环形齿轮810以与图3A及3B中所描述的相同的方式通过滚珠坡道840与第二牵引环834配合。滚珠坡道840基于通过行星牵引驱动件802的扭矩，在行星牵引驱动件802中提供动态可变夹紧力。以此方式，在行星牵引驱动件802的静止及低扭矩操作期间，预加载弹簧818在行星牵引驱动件802中提供夹紧力，且在行星牵引驱动件802的中等及高扭矩操作期间，滚珠坡道840在行星牵引驱动件802中提供夹紧力。

图9是行星牵引驱动件902的替代实施例的横截面图，所述行星牵引驱动件902具有集成到多个双滚柱行星滚柱组合件920中的预加载弹簧918。行星牵引驱动件902由太阳轴904、多个双滚柱行星滚柱组合件920及环形滚柱组合件922组成。如所展示，可使用三个双滚柱行星滚柱组合件920，但也可使用其它数目的双滚柱行星滚柱组合件920。每一双滚柱行星滚柱组合件920由通过防旋转机构932同心旋转地耦合在一起的弹簧行星滚柱992及第二行星滚柱993组成，所述防旋转机构932允许弹簧行星滚柱992在防旋转机构932上轴向滑动，同时在弹簧行星滚柱992与第二行星滚柱993之间传输扭矩，其中弹簧行星滚柱及第二行星滚柱两者均具有与太阳轴904介接的外滚柱牵引表面924以及倾斜内滚柱牵引表面926，以及位于所述弹簧行星滚柱992外部的预加载弹簧918，其在行星牵引驱动件902的组装及操作期间，在弹簧行星滚柱992及第二行星滚柱993的倾斜内滚柱牵引表面926上提供指定量的预加载力。环形滚柱组合件922由环形齿轮910、与所述环形齿轮910同心定位的第一牵引环930及第二牵引环934组成，第一牵引环930及第二牵引环934与多个双滚柱行星滚柱组合件920的弹簧行星滚柱992及第二行星滚柱993的倾斜内滚柱牵引表面926介接。针对多个双滚柱行星滚柱组合件920中的每一者，预加载弹簧918位于弹簧行星滚柱992的外部，使得预加载弹簧918将弹簧行星滚柱992朝向环形滚柱组合件922轴向向内推动，这在环形滚柱组合件922有效地夹置于弹簧行星滚柱992与第二行星滚柱993之间时在弹簧行星滚柱992及第二行星滚柱993的倾斜内滚柱牵引表面926上产生法向力。这提供了用于行星牵引驱动件902中的所有牵引界面的预加载夹紧力，从而实现扭矩传递及正确操作。

图9中还展示位于环形滚柱组合件922中的任选的滚珠坡道940。环形齿轮910通过滚珠坡道940与第二牵引环934配合，以提供行星牵引驱动件902的动态的基于扭矩的负载。多个双滚柱行星滚柱组合件920中的预加载弹簧918提供用于行星牵引驱动件902的静止及低扭矩操作的预加载夹紧力，且滚珠坡道940提供用于行星牵引驱动件902的中扭矩及高扭矩操作的动态夹紧力。此外，如所展示，防旋转机构932可由弹簧行星滚柱992与第二行星滚柱993之间的花键连接970组成，但也可使用防旋转机构932的其它实施方案。

已出于说明及描述的目的呈现了本发明的前述描述。所述描述不意在为穷举性的或将本发明限于所公开的精确形式，且根据上述教示其它修改及变化是可能的。选择及描述实施例是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使所属领域的其他技术人员能够在适合于考虑的特定用途的各种实施例及各种修改中最好地利用本发明。希望将所附权利要求书解释为包含本发明的其它替代实施例，但受现有技术限制的情况除外。

Claims (28)

1.一种行星牵引驱动件，其包括：

太阳轴；

多个行星滚柱，其具有与所述太阳轴介接的外滚柱牵引表面；

环形滚柱组合件，其包括：

环形齿轮；

弹簧牵引环及第二牵引环，其与所述环形齿轮同心定位，所述弹簧牵引环及第二牵引环与所述多个行星滚柱的倾斜内滚柱牵引表面介接；

预加载弹簧，其位于所述环形齿轮与所述弹簧牵引环之间，所述预加载弹簧在所述行星牵引驱动件的组装及操作期间在所述多个行星滚柱的所述倾斜内滚柱牵引表面上提供预加载力；

防旋转机构，其连接所述弹簧牵引环与所述环形齿轮，使得所述弹簧牵引环可在所述防旋转机构上轴向滑动，其中所述防旋转机构在所述弹簧牵引环与所述环形齿轮之间传输扭矩。

2.根据权利要求1所述的行星牵引驱动件，其中所述防旋转机构由一系列定位销组成。

3.根据权利要求1所述的行星牵引驱动件，其中所述防旋转机构由形成在所述弹簧牵引环上的花键特征组成，所述花键特征与所述环形齿轮啮合。

4.根据权利要求1所述的行星牵引驱动件，其中所述防旋转机构由一系列带肩螺栓组成。

5.根据权利要求1所述的行星牵引驱动件，其中所述防旋转机构由所述弹簧牵引环与所述环形齿轮之间的花键连接组成。

6.根据权利要求1所述的行星牵引驱动件，其中所述防旋转机构由形成在所述弹簧牵引环上的内部齿轮齿组成，所述内部齿轮齿与所述环形齿轮上的环形齿轮齿配合。

7.根据权利要求1所述的行星牵引驱动件，其进一步包括：

至少一个环形垫片，其位于所述弹簧牵引环与所述环形齿轮之间以最小化所述弹簧牵引环与所述环形齿轮之间的操作距离，以限制所述弹簧牵引环在所述防旋转机构上的滑动距离。

8.根据权利要求1所述的行星牵引驱动件，其进一步包括：

可调阶梯环形垫片，其位于所述弹簧牵引环与所述环形齿轮之间以最小化所述弹簧牵引环与所述环形齿轮之间的操作距离，以在所述弹簧牵引环直接接触所述环形齿轮之前限制所述弹簧牵引环在所述防旋转机构上的滑动距离，所述可调阶梯环形垫片包括：

一系列阶梯，其形成在所述弹簧牵引环上，所述系列阶梯与形成在所述环形齿轮上的一系列对应垫配合，使得当所述弹簧牵引环相对于所述环形齿轮旋转时，实现不同的离散垫片层级。

9.根据权利要求1所述的行星牵引驱动件，其中所述环形齿轮通过滚珠坡道与所述第二牵引环配合。

10.根据权利要求1所述的行星牵引驱动件，其进一步包括：

附接到所述太阳轴的涡轮机及压缩机以及耦合到所述环形齿轮以形成从动涡轮增压器的变速器。

11.一种在行星牵引驱动件中设置预加载的方法，其包括：

将多个行星滚柱的外滚柱牵引表面与太阳轴介接；

组装包括环形齿轮、弹簧牵引环及第二牵引环的环形滚柱组合件；

将所述弹簧牵引环及所述第二牵引环与所述多个行星滚柱的倾斜内滚柱牵引表面介接；

将预加载弹簧放置在所述环形齿轮与所述弹簧牵引环之间，所述预加载弹簧在所述行星牵引驱动件的组装及操作期间在所述多个行星滚柱的所述倾斜内滚柱牵引表面上提供预加载力；

通过防旋转机构连接所述弹簧牵引环与所述环形齿轮，使得所述弹簧牵引环可在所述防旋转机构上轴向滑动，其中所述防旋转机构在所述弹簧牵引环与所述环形齿轮之间传输扭矩。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述防旋转机构由一系列定位销组成。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述防旋转机构由形成在所述弹簧牵引环上的花键特征组成，所述花键特征与所述环形齿轮啮合。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述防旋转机构由一系列带肩螺栓组成。

15.根据权利要求11所述的方法，其中所述防旋转机构由所述弹簧牵引环与所述环形齿轮之间的花键连接组成。

16.根据权利要求11所述的方法，其中所述防旋转机构由形成在所述弹簧牵引环上的内部齿轮齿组成，所述内部齿轮齿与所述环形齿轮上的环形齿轮齿配合。

17.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：

将至少一个环形垫片放置在所述弹簧牵引环与所述环形齿轮之间以最小化所述弹簧牵引环与所述环形齿轮之间的操作距离，以限制所述弹簧牵引环在所述防旋转机构上的滑动距离。

18.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：

将可调阶梯环形垫片定位在所述弹簧牵引环与所述环形齿轮之间以最小化所述弹簧牵引环与所述环形齿轮之间的操作距离，以在所述弹簧牵引环直接接触所述环形齿轮之前限制所述弹簧牵引环在所述防旋转机构上的滑动距离，所述可调阶梯环形垫片包括：

一系列阶梯，其形成在所述弹簧牵引环上，所述系列阶梯与形成在所述环形齿轮上的一系列对应垫配合，使得当所述弹簧牵引环相对于所述环形齿轮旋转时，实现不同的离散垫片层级。

19.根据权利要求11所述的方法，其中所述环形齿轮通过滚珠坡道与所述第二牵引环配合。

20.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：

将涡轮机及压缩机附接到所述太阳轴且将变速器耦合到所述环形齿轮以形成从动涡轮增压器。

21.一种行星牵引驱动件，其包括：

太阳轴组合件，其包括：

中心轴；

两件式牵引套筒，其位于所述中心轴周围且与所述中心轴同心并经连接以与所述中心轴一起旋转，所述两件式牵引套筒包括：

第一牵引套筒件，其具有连接到所述中心轴的第一倾斜套筒牵引表面；

弹簧牵引套筒件，其具有第二倾斜套筒牵引表面，所述第二倾斜套筒牵引表面通过防旋转机构耦合到所述第一牵引套筒件，所述防旋转机构允许所述弹簧牵引套筒件在所述防旋转机构上轴向滑动，并在所述弹簧牵引套筒件与所述第一牵引套筒件之间传输扭矩；

预加载弹簧，其位于所述第一牵引套筒件与所述弹簧牵引套筒件之间，所述预加载弹簧在所述行星牵引驱动件的组装及操作期间在所述第一倾斜套筒牵引表面及所述第二倾斜套筒牵引表面上提供预加载力；

多个双滚柱行星滚柱，其具有与所述太阳轴组合件的所述第一倾斜套筒牵引表面及所述第二倾斜套筒牵引表面介接的外滚柱牵引表面；

环形滚柱组合件，其包括：

环形齿轮；

第一牵引环及第二牵引环，其与所述环形齿轮同心定位，所述第一牵引环及第二牵引环与所述多个双滚柱行星滚柱的内滚柱牵引表面介接。

22.根据权利要求21所述的行星牵引驱动件，其中所述防旋转机构由所述第一牵引套筒件与所述弹簧牵引套筒件之间的花键连接组成。

23.根据权利要求21所述的行星牵引驱动件，其中所述环形齿轮通过滚珠坡道与所述第二牵引环配合。

24.根据权利要求21所述的行星牵引驱动件，其进一步包括：

附接到所述太阳轴组合件的所述中心轴的涡轮机及压缩机以及耦合到所述环形齿轮以形成从动涡轮增压器的变速器。

25.一种行星牵引驱动件，其包括：

太阳轴；

多个双滚柱行星滚柱组合件，每一双滚柱行星滚柱组合件包括：

弹簧行星滚柱及第二行星滚柱，其通过防旋转机构同心旋转地耦合在一起，所述防旋转机构允许所述弹簧行星滚柱在所述防旋转机构上轴向滑动，同时在所述弹簧行星滚柱与所述第二行星滚柱之间传输扭矩，其中弹簧行星滚柱及第二行星滚柱两者均具有与所述太阳轴介接的外滚柱牵引表面，以及倾斜内滚柱牵引表面；

预加载弹簧，其位于所述弹簧行星滚柱的外部，所述预加载弹簧在所述行星牵引驱动件的组装及操作期间在所述弹簧行星滚柱及所述第二行星滚柱的所述倾斜内滚柱牵引表面上提供预加载力；

环形滚柱组合件，其包括：

环形齿轮；

第一牵引环及第二牵引环，其与所述环形齿轮同心定位，所述第一牵引环及第二牵引环与所述多个双滚柱行星滚柱组合件的所述弹簧行星滚柱及所述第二行星滚柱的所述倾斜内滚柱牵引表面介接。

26.根据权利要求25所述的行星牵引驱动件，其中所述防旋转机构由所述弹簧行星滚柱与所述第二行星滚柱之间的花键连接组成。

27.根据权利要求25所述的行星牵引驱动件，其中所述环形齿轮通过滚珠坡道与所述第二牵引环配合。

28.根据权利要求25所述的行星牵引驱动件，其进一步包括：

附接到所述太阳轴的涡轮机及压缩机以及耦合到所述环形齿轮以形成从动涡轮增压器的变速器。