发明名称 齿轮系及利用该齿轮系之传动系统
摘要 一种齿轮系装置,其包括一齿轮及一锥轮配置为与该齿轮接触。该锥轮包括复数个锥线齿(介于其间为第一组复数个间隙)及复数个鳞形齿(介于其间为第二组复数个间隙)。该等锥线齿围绕该锥轮排列形成复数个锥线齿环,该等锥线齿环绕复数个发生圆配置。该等齿环之尺寸订为与该齿轮之窗搭配使该等锥线齿抵销一沿该等锥线齿之锥轮表面速度变化。该等鳞形齿形成至少一加速通道及至少一减速通道自每一锥线齿环伸出并交会一相邻锥线齿环,其中每一加速通道及减速通道沿相邻锥线齿环之发生圆间之一发生偏移线配置。
申请公布号 TW530133 申请公布日期 2003.05.01
申请号 TW089127033 申请日期 2000.12.18
申请人 范戴尔 发明人 范戴尔
分类号 F16H1/02 主分类号 F16H1/02
代理机构 代理人 黄庆源 台北市大安区敦化南路一段二四五号八楼
主权项 1.一种齿轮系装置,其包含:一齿轮,其包含复数个齿;及一锥轮,其配置为与该齿轮接触,该锥轮包含复数个锥线齿及复数个鳞形齿,且其中一第一组复数个间隙介于该等锥线齿之间及一第二组复数个间隙介于该等鳞形齿之间;其中该等锥线齿围绕该锥轮排列形成复数个锥线齿环绕该锥轮之复数个发生圆配置,且该等锥线齿之尺寸订为与该齿轮之齿搭配使该等锥线齿抵销一沿该等锥线齿之该锥轮表面速度变化;且其中该等鳞形齿形成至少一加速通道及至少一减速通道自每一锥线齿环伸出并交会一相邻锥线齿环,该至少一加速通道和至少一减速通道中每一通道皆沿相邻锥线齿环之发生圆间之一发生偏移线配置。2.如申请专利范围第1项之齿轮系装置:其中该至少一加速通道包含一加速通道入口,一加速管和一加速通道出口;且其中该至少一减速通道包含一减速通道入口,一减速管和一减速通道出口。3.如申请专利范围第2项之齿轮系装置,其中一加速通道之该加速通道入口与一减速通道之该减速通道出口沿一底部起落区重叠,该底部起落区包含该等齿环其中之一的锥线齿。4.如申请专利范围第2项之齿轮系装置,其中一减速通道之该减速通道入口与一加速通道之该加速通道出口沿一顶部起落区重叠,该顶部起落区包含该等齿环中另一齿环的锥线齿。5.如申请专利范围第1项之齿轮系装置,其中位于该等锥线齿间之该第一组复数个间隙大致一致且其中位于该等鳞形齿间之该第二组复数个间隙成锥形且大致非一致。6.如申请专利范围第5项之齿轮系装置,其中该等鳞形齿成阶梯状使每一鳞形齿之节线依该等鳞形齿之发生座标在该发生偏移线上之一迁移而变动。7.如申请专利范围第5项之齿轮系装置,其中该等鳞形齿为大致连续使该等锥线齿环间之一节线以该等锥线齿环间之一发生系数之一迁移为基础。8.如申请专利范围第1项之齿轮系装置,其中该齿轮为一螺旋齿轮。9.如申请专利范围第1项之齿轮系装置,其中该齿轮为一锥齿轮,有一第一直径之第一端和一第二直径之第二端,其中该第二直径比该第一直径大且其中该锥齿轮相对于该锥轮定位使该第二端与该锥轮有一较小直径之部分接触。10.如申请专利范围第1项之齿轮系装置,其中该齿轮为一锥齿轮,有一第一直径之第一端和一第二直径之第二端,其中该第二直径比该第一直径大且其中该锥齿轮相对于该锥轮定位使该第一端与该锥轮有一较小直径之部分接触。11.一种传动系统,其包含:一齿轮轴;一齿轮,其安装于该齿轮轴,该齿轮包含复数个齿;一锥轮轴;一锥轮,其固定于该锥轮轴且配置为与该齿轮接触,该锥轮包含复数个锥线齿及复数个鳞形齿,且其中一第一组复数个间隙介于该等锥线齿之间及一第二组复数个间隙介于该等鳞形齿之间;及控制机构,其用来控制该齿轮相对于该锥轮之位置;其中该等锥线齿围绕该锥轮排列形成复数个锥线齿环绕该锥轮之复数个发生圆配置,且该等锥线齿之尺寸订为与该小齿轮之螺旋齿搭配使该等锥线齿抵销一沿该等锥线齿之该锥轮表面速度变化;且其中该等鳞形齿形成至少一加速通道及至少一减速通道自每一锥线齿环伸出并交会一相邻锥线齿环,该至少一加速通道和至少一减速通道中每一通道皆沿相邻锥线齿环之发生圆间之一发生偏移线配置。12.如申请专利范围第11项之传动系统,其中该至少一加速通道包含一加速通道入口,一加速管和一加速通道出口;且其中该至少一减速通道包含一减速通道入口,一减速管和一减速通道出口。13.如申请专利范围第12项之传动系统,其中一加速通道之该加速通道入口与一减速通道之该减速通道出口沿一底部起落区重叠,该底部起落区包含该等齿环其中之一的锥线齿。14.如申请专利范围第12项之传动系统,其中一减速通道之该减速通道入口与一加速通道之该加速通道出口沿一顶部起落区重叠,该顶部起落区包含该等齿环中另一齿环的锥线齿。15.如申请专利范围第11项之传动系统,其中位于该等锥线齿间之该第一组复数个间隙大致一致且其中位于该等鳞形齿间之该第二组复数个间隙成锥形且大致非一致。16.如申请专利范围第15项之传动系统,其中该等鳞形齿成阶梯状使每一鳞形齿之节线依该等鳞形齿之发生座标在该发生偏移线上之一迁移而变动。17.如申请专利范围第15项之传动系统,其中该等鳞形齿为大致连续使该等锥线齿环间之一节线以该等锥线齿环间之一发生系数之一迁移为基础。18.如申请专利范围第11项之传动系统,其中该控制机构包含一有螺纹杆,一控制轭可动地附着于该有螺纹杆,一控制马达用来转动该有螺纹杆,及一微处理器用来控制该控制马达。19.如申请专利范围第18项之传动系统,其中该控制机构更包含至少一感测器,该至少一感测器由包含一旋度编码器、一横向感测器及一负荷感测器之群组中选出。20.如申请专利范围第19项之传动系统,其中该控制机构包含一旋度编码器用来判定判定该锥轮起自一零点之旋转度数,一横向感测器用来对该小齿轮之一横向位置编码,及一负荷感测器用来感测该系统上之扭矩量。21.如申请专利范围第19项之传动系统,其中该控制机构包含一旋度编码器且其中该微处理器包含一种演算法接受来自该旋度编码器之一输入并以该输入为基础算出一易位速度和旋转位置。22.如申请专利范围第11项之传动系统,其中该控制机构包含至少一校准表面自该锥轮之一表面伸出及一对缓冲件配置于该齿轮轴上与该齿轮相邻,其中该等缓冲件之尺寸订为避免该齿轮之复数个齿与该等齿环之边界及该等通道之边界接触。23.如申请专利范围第11项之传动系统,其中该控制机构包含至少一控制面自该锥轮之一表面伸出及至少一控制轮配置于该齿轮轴上与该齿轮比邻,该至少一控制轮之尺寸订为接合并导引该齿轮通过该加速通道和减速通道其中之一。24.如申请专利范围第22项之传动系统,其中该控制机构更包含至少一控制面自该校准表面伸出及至少一控制轮配置于该齿轮轴上与该齿轮比邻,该至少一控制轮之尺寸订为接合并导引该齿轮通过该加速通道和减速通道其中之一。25.如申请专利范围第24项之传动系统,其中该控制机构包含二个控制轮,其中有一控制轮配置于该齿轮轴上在该齿轮之一边且另一控制轮配置于该齿轮轴上在该齿轮之另一边。26.如申请专利范围第11项之传动系统,其中该控制机构包含一阻力控制系用来控制该齿轮之移动。27.如申请专利范围第26项之传动系统,其中该阻力控制系包含:一对弹簧,其配置于该齿轮之两侧;一对螺纹管,其中该对管配置为分别抵住一该弹簧;及一可旋转速度控制臂,其固定于该等螺纹管;其中旋转该速度控制臂导致该等螺纹管其中之一压缩该等弹簧其中之一且另一螺纹管拉张另一弹簧以充分改变抵住该齿轮之阻力使该齿轮朝已拉张之弹簧移动。28.如申请专利范围第26项之传动系统,其中该阻力控制系包含至少一制动件位于该齿轮之一内轮毂内及至少一滚珠自该输出轴之一表面局部伸出,该滚珠之尺寸订为与该齿轮内轮毂内之制动件相符且对该齿轮施加一力。29.如申请专利范围第28项之传动系统,其更包含一活塞与该至少一滚珠处于流体连通状态以藉由控制对该滚珠之一压力来改变对该齿轮之该力。30.如申请专利范围第28项之传动系统,其更包含至少一弹簧与该滚珠连通。31.如申请专利范围第11项之传动系统,其更包含一第二齿轮和一接着该第二齿轮之第二齿轮轴,其中该齿轮配置于该锥轮之一外表面上且该第二齿轮配置于该锥轮之一内表面上。32.如申请专利范围第11项之传动系统,其更包含一第二锥轮和一第二锥轮轴,其中该齿轮配置于该锥轮和第二锥轮间并与二者接触。33.如申请专利范围第32项之传动系统,其中该齿轮配置于该锥轮之一外表面和该第二锥轮之一外表面间并与二者接触。34.如申请专利范围第32项之传动系统,其中该齿轮配置于该锥轮之一外表面和该第二锥轮之一内表面间并与二者接触。35.如申请专利范围第34项之传动系统,其更包含一第二齿轮接于一第二齿轮轴,其中该第二齿轮配置于该锥轮之一外表面和该第二锥轮之一内表面间并与二者接触。36.如申请专利范围第35项之传动系统,其更包含一行星托架且该第一齿轮轴和第二齿轮轴接于该行星托架。37.如申请专利范围第36项之传动系统,其中该齿轮和第二齿轮为螺旋齿轮。38.如申请专利范围第36项之传动系统,其中该齿轮和第二齿轮为锥齿轮。39.如申请专利范围第35项之传动系统,其中该第二锥轮更包含一柱面环形部分接于该第二锥轮之一端并于此伸出,且其中该系统更包含:一太阳齿轮,其固定于该锥轮轴;至少一行星齿轮,其与该太阳齿轮及该第二锥轮之柱面环形部分之一内表面接触;及一行星托架,其可旋转地接于该至少一行星齿轮。40.如申请专利范围第39项之传动系统,其更包含一外整流子和一内整流子,其中该行星托架接于该外整流子且该锥轮轴接于该内整流子。41.如申请专利范围第11项之传动系统,其更包含:一太阳齿轮,其固定于该锥轮轴;一环,其有一大致斜面部分和一大致柱面部分;至少一行星齿轮,其与该太阳齿轮及该环之大致柱面部分之一内表面接触;一行星托架,其可旋转地接于该至少一行星齿轮;及一惰齿轮,其接于该齿轮轴之一端且与该环之斜面部分之一内表面接触。42.一种传动系统,其包含:一可旋转齿轮,其包含复数个齿;一锥轮轴;一锥轮,其固定于该锥轮轴且配置为与该齿轮接触,该锥轮包含复数个锥线齿及复数个鳞形齿,其中一第一组复数个间隙介于该等锥线齿之间及一第二组复数个间隙介于该等鳞形齿之间;控制机构,其用来控制该齿轮相对于该锥轮之位置;其中该等锥线齿围绕该锥轮排列形成复数个锥线齿环绕该锥轮之复数个发生圆配置,且该等锥线齿之尺寸订为与该小齿轮之螺旋齿搭配使该等锥线齿抵销一沿该等锥线齿之该锥轮表面速度变化;且其中该等鳞形齿形成至少一加速通道及至少一减速通道自每一锥线齿环伸出并交会一相邻锥线齿环,该至少一加速通道和至少一减速通道中每一通道皆沿相邻锥线齿环之发生圆间之一发生偏移线配置。43.如申请专利范围第42项之传动系统,其中该控制机构包含一轨道及一个接于该轨道和该可旋转齿轮之轴承块。图式简单说明:图1为本发明齿轮系之一实施例的等角透视图。图2为用于本发明齿轮系之一实施例之一小齿轮之齿的断开等角透视图。图3为一圆形切削工具及一对齿之简图。图4为锥轮之一实施例之节面的侧视图。图5为相配合滚筒螺旋线及锥轮蜗线之简图。图6为解释球面座标系统之简图。图7为解释将球面座标系统应用于一圆锥之简图。图8为解释圆锥座标系统之简图。图9为一锥轮之断开等角透视图,图中显示外侧及节面。图10为一锥轮之等角透视图,图中显示该锥轮上之发生圆。图11为一锥轮之等角透视图,图中显示该锥轮上之发生圆及齿环。图12为锥轮之一实施例之节面的侧视图,图中突显出齿环。图13为一齿环及一节线之简图。图14为齿环及齿环间隙之简图。图15为锥轮之一实施例之节面的侧视图,图中突显出一加速通道。图16为锥轮之一实施例之节面的侧视图,图中突显出一减速通道。图17为一加速通道入口、管及出口之简图。图18为一减速通道入口、管及出口之简图。图19为一加速管发生偏移线之简图。图20为一加速管发生偏移线及鳞形齿之简图。图21为解释加速管鳞形齿计算之简图。图22为一具有十三个鳞形齿之实施例的加速管发生偏移线的简图。图23为一具有十个鳞形齿之实施例的加速管发生偏移线的简图。图24为一减速管发生偏移线及鳞形齿之简图。图25解释减速管鳞形齿计算之简图。图26为一对齿环、一加速管及一减速管之简图,图中将顶部和底部起落齿圈起来。图27为锥轮之一实施例之节面的侧视图,图中突显出一通道重叠区。图28为一对齿环、一加速管及一减速管之简图,图中将顶部起落齿重叠区用括弧标示。图29为一对齿环、一加速管、一减速管及底部起落齿重叠区之简图。图30为一对齿环及一齿轮在该等齿环间加速之印迹位置的简图。图31为一对齿环及一齿轮在该等齿环间加速之印迹路径的简图。图32为一加速管鳞形齿偏移之简图。图33为一加速管鳞形齿接触比之简图。图34为一减速管鳞形齿偏移之简图。图35为一减速管鳞形齿接触比之简图。图36为用于本发明齿轮系之一实施例之一小齿轮之齿的断开等角透视图。图37为一切削工具定位于一齿下方之简图。图38为解释该切削工具之定点计算的简图。图39为解释加速管鳞形齿计算图之简图。图40为通道一之选定加速和减速矩阵的表。图41为通道二之选定加速和减速矩阵的表。图42为通道三之选定加速和减速矩阵的表。图43为解释一种校直发生偏移线之策略的简图。图44为解释一种校直加速通道之策略的简图。图45为显示加速管印迹位置之简图。图46为显示加速管之上边界和下边界的简图。图47为显示加速管上边界和下边界之角位置的简图。图48为显示一加速管边界及一发生偏移线之简图。图49为显示加速管鳞形齿节线之简图。图50为显示减速管上边界和下边界之简图。图51为显示减速管鳞形齿节线之简图。图52为一减速管之一印迹的规格表。图53为显示加速通道入口及出口边界之简图。图54为显示减速通道入口及出口边界之简图。图55为显示减速出口与加速出口之一重叠区的简图。图56为显示加速出口与减速入口之一重叠区的简图。图57为显示减速出口与加速出口之一重叠区的另一简图。图58为显示加速出口与减速入口之一重叠区的另一简图。图59为显示加速管鳞形齿偏移之另一简图。图60为显示一工具中心偏移之另一简图。图61为显示一工具中心偏移之另一简图。图62为一本发明实施例之等角透视图,其中包含一锥轮、小齿轮及运动控制件。图63为一本发明实施例之等角透视图,其中锥轮包含校直表面且齿轮系统包含缓冲件。图64为一本发明实施例之等角透视图,其中锥轮包含控制槽且齿轮系统包含控制轮。图65为图64实施例之简图,其中缓冲件未与控制槽接合且留在齿环内。图66为图64实施例之简图,其中缓冲件移入加速通道内。图67为图63和64实施例之齿轮系统之一机械控制件的等角透视图。图68为图67机械控制件之等角透视图,其中控制臂处于一上部位置。图69为使用一弹簧加载滚珠之机械控制件的断面图。图70为使用一活塞和流体与一滚珠联络之机械控制件的断面图。图71为安装于一轴承块之齿轮的等角透视图,该轴承块沿一矩形轨道移动。图72为一对利用Tatham表面界面之齿轮的等角透视图。图73为一对利用Anair表面界面之齿轮的等角透视图。图74为一对利用Ashbey表面界面之齿轮的等角透视图。图75为一Graham串接构造之等角透视图,其中一齿轮处于一底部位置。图76为一Graham串接构造之等角透视图,其中一齿轮处于一顶部位置。图77为一Felch串接构造之等角透视图,其中每一齿轮位在一第一界限(limit)。图78为图72之Felch串接构造之等角透视图,其中每一齿轮位在一第二界限。图79为一Tatham行星系统之等角透视图,其中行星齿轮在锥轮之底部。图80为一Tatham行星系统之等角透视图,其中行星齿轮在锥轮之顶部。图81为一Ashbey行星系统之等角透视图,其中行星齿轮在太阳锥轮之底部。图82为一Ashbey行星系统之等角透视图,其中行星齿轮在太阳锥轮之中段。图83为一Ashbey行星系统之等角透视图,其中行星齿轮在太阳锥轮之顶部。图84为一依据本发明利用一行星系统之差速器的等角透视图。图85为图79之差速器的等角透视图,其中行星齿轮在太阳锥轮之顶部。
地址 美国