[發(fā)明專利]具有可變彈簧力的順應(yīng)性齒輪組件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380034374.9
• 申請(qǐng)日: 2013-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN104395645A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·J·墨菲;A·K·錢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號(hào): F16H57/023
• 分類號(hào): F16H57/023;F16H57/025;F02B67/04
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 蘇娟;朱利曉

技術(shù)領(lǐng)域

本公開一般地涉及順應(yīng)性齒輪組件，并且更具體地說，涉及一種使用具有可變彈簧力的彈簧部件提供齒圈相對(duì)于輪轂部件的平移的順應(yīng)性齒輪組件。還可以提供平移運(yùn)動(dòng)的阻尼。

背景技術(shù)

齒輪系可包括用于傳輸扭矩和速度的多個(gè)齒輪，例如驅(qū)動(dòng)齒輪、惰輪和從動(dòng)齒輪。齒輪系被用在發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用中，并且根據(jù)特定的發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用可包括曲柄齒輪，所述曲柄齒輪通過一個(gè)或多個(gè)惰輪與凸輪齒輪驅(qū)動(dòng)地聯(lián)接。從曲軸齒輪傳遞到凸輪齒輪的扭矩和速度可被用于閥門的開閉以及燃料噴射。這樣，可能需要相對(duì)剛性的的齒輪系來保持凸輪齒輪致動(dòng)事件相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄角度被適當(dāng)定時(shí)。然而，曲柄齒輪和凸輪齒輪在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間的動(dòng)態(tài)活動(dòng)可以很顯著，并因此，可給予顯著的沖擊扭矩通過齒輪系。這些沖擊扭矩可導(dǎo)致相鄰的齒輪齒嚙合脫節(jié)并且迅速強(qiáng)制恢復(fù)嚙合或?qū)е卤趁孑嘄X的沖擊，從而可以導(dǎo)致過度的噪音并可以導(dǎo)致齒輪系部件的過早磨損。

一些工程師們嘗試通過將阻尼器(諸如擺式阻尼器和粘性阻尼器)組裝進(jìn)齒輪系來解決這類問題。另一種方法是將順應(yīng)性引入到齒輪系中。一般而言，順應(yīng)性齒輪使得齒輪系的剛度降低或松弛，使一個(gè)或多個(gè)齒輪衰減其對(duì)沖擊負(fù)載的響應(yīng)。在特定齒輪由于扭矩沖擊可通過其他方式被急劇加速或減速時(shí)，順應(yīng)性將允許齒輪更為循序漸進(jìn)地調(diào)整其旋轉(zhuǎn)，以適應(yīng)沖擊負(fù)載。因此，順應(yīng)性齒輪可以衰減沖擊負(fù)載，減少過度的磨損、機(jī)械應(yīng)變和可聽噪聲。

發(fā)明人米勒的美國專利No.2,992,532提出了一種控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)采用液壓動(dòng)力來積極調(diào)整惰輪齒圈的旋轉(zhuǎn)軸線。具體地，米勒提出了使用一種響應(yīng)于扭矩的波動(dòng)時(shí)經(jīng)受壓力變化的液壓系統(tǒng)。隨著控制系統(tǒng)的壓力變化，齒圈的旋轉(zhuǎn)軸線主動(dòng)地移位。例如，作為扭矩的波動(dòng)隨著時(shí)間的推移而下降的結(jié)果，控制系統(tǒng)的壓力降低，促使惰齒輪齒更緊密地與驅(qū)動(dòng)齒輪齒嚙合，以減少齒分離現(xiàn)象的出現(xiàn)。因此，米勒提出了一種主動(dòng)移位齒圈旋轉(zhuǎn)軸線的控制系統(tǒng)，而不是一種被動(dòng)地響應(yīng)超過預(yù)定閾值扭矩的順應(yīng)性齒輪系統(tǒng)。雖然有各種另選的替代方案解決動(dòng)態(tài)齒輪系活動(dòng)的負(fù)面影響，但仍然存在對(duì)解決方案的持續(xù)需求，尤其是在發(fā)現(xiàn)以前未被識(shí)別的問題時(shí)。

本公開的目的是解決上面提出的問題或議題中的一個(gè)或更多個(gè)。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)方面，一種順應(yīng)性齒輪組件包括輪轂子組件，該輪轂子組件包括第一輪轂部件和第二輪轂部件，其中第一輪轂部件限定了延伸穿過第一輪轂部件的相對(duì)面的第一軸線，并且第二輪轂部件可相對(duì)于第一輪轂部件在垂直于第一軸線的受控方向上移動(dòng)。齒圈可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在輪轂子組件上并限定齒圈旋轉(zhuǎn)軸線，所述齒圈被聯(lián)接成與第二輪轂部件一起在偏壓位置與平移后的中間停止位置之間移動(dòng)，在偏壓位置上齒圈旋轉(zhuǎn)軸線與第一軸線同軸，在平移后的中間停止位置上齒圈旋轉(zhuǎn)軸線與第一軸線平行但不同軸。彈簧部件被聯(lián)接在第一輪轂部件和第二輪轂部件之間，并朝向偏壓位置偏壓第二輪轂部件。彈簧部件提供隨著第二輪轂部件移向平移后的中間停止位置而增加的可變彈簧力。

在另一個(gè)方面，一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括：發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、附接到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體一端的支撐殼體和安裝到支撐殼體或發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的齒輪系。齒輪系包括驅(qū)動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪以及聯(lián)接在驅(qū)動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪之間的順應(yīng)性齒輪組件。順應(yīng)性齒輪組件包括輪轂子組件、齒圈和彈簧部件。輪轂子組件包括第一輪轂部件與第二輪轂部件，其中第一輪轂部件限定延伸穿過第一輪轂部件的相對(duì)面的第一軸線，并且第二輪轂部件可相對(duì)于第一輪轂部件在垂直于第一軸線的受控方向上移動(dòng)。齒圈，其可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在輪轂子組件上并限定齒圈旋轉(zhuǎn)軸線，被聯(lián)接成與第二輪轂部件一起在偏壓位置與平移后的中間停止位置之間移動(dòng)，在偏壓位置上齒圈旋轉(zhuǎn)軸線與第一軸線同軸，在平移后的中間停止位置上齒圈旋轉(zhuǎn)軸線與第一軸線平行但不同軸。彈簧部件被聯(lián)接在第一輪轂部件和第二輪轂部件之間，朝向偏壓位置偏壓第二輪轂部件，并提供隨著第二輪轂部件移向平移后的中間停止位置而增加的可變彈簧力。