本公開總體上涉及變速箱。更具體地，本公開的實(shí)施方式涉及一種包括擺動板的橢圓對接變速箱。
背景技術(shù)：
變速箱可以用于在減小軸的旋轉(zhuǎn)速度的同時增大扭矩。例如，輸出軸能以比輸入軸更慢的速度旋轉(zhuǎn)。這種減速可以通過將兩個以上具有不同數(shù)目的齒輪齒的齒輪對接來實(shí)現(xiàn)并且可提供機(jī)械優(yōu)勢。
有許多方式來布置齒輪，使得第一齒輪的單次旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致第二齒輪在相同的時間量內(nèi)旋轉(zhuǎn)多于或少于一次。傳動比是這兩者旋轉(zhuǎn)之比。在第二齒輪的旋轉(zhuǎn)少于第一齒輪的情況下，齒輪組合可以被認(rèn)為提供齒輪減速。在某些應(yīng)用中，期望使變速箱具有相對較高的傳動比，其中在最小可能容積中發(fā)生齒輪減速。例如，驅(qū)動機(jī)構(gòu)將輸入軸的許多次旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為輸出軸的單次旋轉(zhuǎn)。
歷史上，擺動板驅(qū)動機(jī)構(gòu)似乎是朝向在小容積內(nèi)具有高傳動比的裝置的有前途的路線。這樣的擺動板驅(qū)動機(jī)構(gòu)的背景示例公開在美國專利公開號us20140285072和us20150015174中。更早系統(tǒng)的背景示例公開在us2275827和us3249776中。
在擺動板機(jī)構(gòu)中，齒輪、擺動板中的一者圍繞另一齒輪(例如定子齒輪)章動。如果擺動板和定子齒輪上的齒輪齒數(shù)相差一個，則這樣的系統(tǒng)的傳動比就等于定子齒輪上的齒數(shù)。
原則上，擺動板驅(qū)動機(jī)構(gòu)的傳動比可能相當(dāng)高。在小容積內(nèi)，僅使用兩個齒輪的理論擺動板驅(qū)動機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)相對較高的傳動比。然而，在實(shí)踐中，高效而有效的擺動板驅(qū)動系統(tǒng)已證明是難以捉摸的，因為涉及的力經(jīng)常導(dǎo)致下列情況中的一種或多種：機(jī)構(gòu)脫離，不可接受的振動水平，或者由于摩擦使效率變低。
關(guān)于這些及其它考慮，呈現(xiàn)了在這里作出的公開內(nèi)容。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
一種橢圓對接變速箱系統(tǒng)可包括輸入板，所述輸入板具有旋轉(zhuǎn)軸線和多個輸入齒。所述變速箱系統(tǒng)可包括擺動板，所述擺動板具有相對于所述旋轉(zhuǎn)軸線以非零角度布置的擺動軸線、后端面以及布置在所述后端面上的多個端面齒。所述擺動板可進(jìn)一步包括布置在垂直于所述擺動軸線的第一平面中的多個第一擺動齒以及布置在垂直于所述擺動軸線的第二平面中的多個第二擺動齒。所述第二平面可沿著所述擺動軸線與所述第一平面間隔開。所述變速箱系統(tǒng)可包括：定子齒輪，所述定子齒輪具有多個定子齒；和輸出板，所述輸出板具有與所述旋轉(zhuǎn)軸線大致對準(zhǔn)的輸出軸線并具有多個輸出齒。所述多個輸入齒可構(gòu)造成與所述多個端面齒嚙合，所述多個第一擺動齒可構(gòu)造成與所述多個定子齒嚙合，并且所述多個第二擺動齒可構(gòu)造成在所述擺動板圍繞所述定子齒輪章動時與所述多個輸出齒嚙合。
一種用在橢圓對接變速箱系統(tǒng)中的擺動板可包括擺動軸線、多個第一擺動齒、多個第二擺動齒以及多個端面齒。所述多個第一擺動齒可布置在垂直于所述擺動軸線的第一平面中。所述多個第二擺動齒可布置在垂直于所述擺動軸線的第二平面中，并且所述第二平面可沿著所述擺動軸線與所述第一平面間隔開。所述多個端面齒可布置在垂直于所述擺動軸線的第三平面中，并且所述第三平面可沿著所述擺動軸線與所述第一平面和所述第二平面間隔開。所述多個第一擺動齒和所述多個第二擺動齒中的至少一個擺動齒可具有至少部分地由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定的橫截面形狀。
一種用于操作橢圓對接變速箱機(jī)構(gòu)的方法可包括：使包括多個輸入齒的輸入板旋轉(zhuǎn)。所述方法可包括：將所述多個輸入齒與擺動板的多個端面齒嚙合，從而致使所述擺動板關(guān)于支點(diǎn)章動。所述方法可進(jìn)一步包括：在所述擺動板章動時，將所述擺動板的多個第一擺動齒與定子齒輪的多個定子齒嚙合。所述方法可包括：在所述擺動板章動時，將所述擺動板的多個第二擺動齒與輸出板的多個輸出齒嚙合。
所述本公開提供了各種設(shè)備和方法及其使用。在一些實(shí)施方式中，裝置可包括輸入板、擺動板、定子齒輪和輸出板。在一些實(shí)施方式中，所述擺動板可隨著所述輸入板的旋轉(zhuǎn)而圍繞所述定子、所述輸入板和所述輸出板章動。在一些實(shí)施方式中，所述輸出板可隨著所述擺動板的章動而旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方式中，所述擺動板、所述定子齒輪和所述輸出板均可包括將形狀設(shè)計成限制偏心力的一組齒。在一些實(shí)施方式中，所述擺動板的齒、所述定子齒輪的齒以及所述輸出板的齒可設(shè)計成經(jīng)由滾動接觸來嚙合，可限制由于摩擦造成的損失。特征、功能和優(yōu)點(diǎn)可在本公開的各種實(shí)施方式中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)，或者可在其它實(shí)施方式中組合，其進(jìn)一步細(xì)節(jié)可以參照以下描述和附圖看到。
附圖說明
圖1是變速箱系統(tǒng)的實(shí)施方式的橫截面視圖的示意圖。
圖2是變速箱系統(tǒng)的另一實(shí)施方式的橫截面視圖的示意圖。
圖3是變速箱系統(tǒng)的另一實(shí)施方式的橫截面視圖的示意圖。
圖4是變速箱系統(tǒng)的另一實(shí)施方式的等軸視圖的圖形表示。
圖5是圖4的變速箱系統(tǒng)的等軸分解正視圖的圖形表示。
圖6是圖4的變速箱系統(tǒng)的等軸分解后視圖的圖形表示。
圖7是圖4的變速箱系統(tǒng)的輸入板的等軸后視圖的圖形表示，示出了輸入軸。
圖8是圖4的輸入板的等軸正視圖的圖形表示，示出了多個輸入齒。
圖9是圖8的詳細(xì)視圖的圖形表示，示出了圖4的輸入板的若干輸入齒。
圖10是圖4的輸入板的俯視平面圖的圖形表示，示出了輸入齒的子組。
圖11是沿著圖10中的平面11-11截取的單個輸入齒的橫截面視圖的圖形表示。
圖12是圖4的變速箱系統(tǒng)的擺動板的等軸后視圖的圖形表示，示出了多個端面齒。
圖13是圖12的詳細(xì)視圖的圖形表示，示出了圖4的擺動板的若干端面齒。
圖14是圖4的擺動板的仰視平面圖的圖形表示，示出了端面齒的子組。
圖15是沿著圖14中的平面15-15截取的單個擺動齒的橫截面視圖的圖形表示。
圖16是圖4的擺動板的等軸正視圖的圖形表示，示出了多個第一擺動齒和多個第二擺動齒。
圖17是圖16的詳細(xì)視圖的圖形表示，示出了圖4的擺動板的多個第一擺動齒和多個第二擺動齒的子組。
圖18是圖4的擺動板的俯視平面圖的圖形表示，示出了多個第一擺動齒和多個第二擺動齒的子組。
圖19是沿著圖18中的平面19-19截取的單個擺動齒的橫截面視圖的圖形表示。
圖20是圖4的變速箱系統(tǒng)的定子齒輪的等軸正視圖的圖形表示，示出了多個定子齒。
圖21是圖20的詳細(xì)視圖的圖形表示，示出了圖4的定子齒輪的若干定子齒。
圖22是圖4的定子齒輪的俯視平面圖的圖形表示，示出了定子齒的子組。
圖23是沿著圖22中的平面23-23截取的單個定子齒的橫截面視圖的圖形表示。
圖24是圖4的變速箱系統(tǒng)的輸出板的等軸后視圖的圖形表示，示出了多個輸出齒。
圖25是圖24的詳細(xì)視圖的圖形表示，示出了圖4的輸出板的若干輸出齒。
圖26是圖4的輸出板的仰視平面圖的圖形表示，示出了輸出齒的子組。
圖27是沿著圖26中的平面27-27截取的單個輸出齒的橫截面視圖的圖形表示。
圖28是圖4的變速箱系統(tǒng)的軸的等軸正視圖的圖形表示，示出了多個輸出齒。
圖29是圖4的變速箱系統(tǒng)的橫截面視圖的圖形表示。
圖30是第一橢圓齒子組的單個齒和第二橢圓齒子組的兩個齒的圖形表示，示出了擺動板的一次完整章動過程中的五個位置處的單個齒。
圖31是靠近擺動板的0度位置的多個第一擺動齒的子組、多個定子齒的子組、多個第二擺動齒的子組和多個輸出齒的子組的圖形表示。
圖32是圖示用于操作橢圓對接變速箱機(jī)構(gòu)的方法的流程圖的圖形表示。
具體實(shí)施方式
概述
涉及具有擺動板的變速箱的設(shè)備及方法的各種實(shí)施方式在下文描述并且圖示在關(guān)聯(lián)的圖中。除非另有指定，否則設(shè)備或方法和/或其各種部件可(但不要求)包含描述、圖示和/或結(jié)合到本文中的結(jié)構(gòu)、部件、功能性和/或變型中的至少一者。此外，結(jié)合本教導(dǎo)描述、圖示和/或結(jié)合到本文中的結(jié)構(gòu)、部件、功能性和/或變型可(但不要求)包括在其它類似的設(shè)備或方法中。各種實(shí)施方式的以下描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，決非旨在限制本公開、其應(yīng)用或用途。另外，由下面描述的實(shí)施方式提供的優(yōu)點(diǎn)實(shí)際上是說明性的，并非所有的實(shí)施方式都提供相同的優(yōu)點(diǎn)或相同程度的優(yōu)點(diǎn)。
示例、部件和替代
以下章節(jié)描述了示例性變速箱系統(tǒng)以及相關(guān)系統(tǒng)和/或方法的選定方面。這些章節(jié)中的示例旨在用于說明，并且不應(yīng)該被解釋為限制本公開的整個范圍。每個章節(jié)可包括一個或多個獨(dú)特發(fā)明，和/或包括上下文或相關(guān)信息、功能和/或結(jié)構(gòu)。
示例1：
該示例描述了說明性變速箱系統(tǒng)，參見圖1。
圖1是變速箱系統(tǒng)或變速箱(總體以10指示)的示意性橫截面視圖。變速箱系統(tǒng)10可包括輸入板12、擺動板14、定子齒輪16和輸出板18。
輸入板12可聯(lián)接到輸入軸20并且可構(gòu)造成圍繞旋轉(zhuǎn)軸線a1旋轉(zhuǎn)。輸入板12可響應(yīng)于例如由輸入軸20施加到輸入板的扭矩而圍繞旋轉(zhuǎn)軸線a1旋轉(zhuǎn)。輸入板可具有布置在輸入板的環(huán)形輸入表面24上的多個輸入齒22。
擺動板14可具有擺動軸線a2，該擺動軸線a2相對于旋轉(zhuǎn)軸線a1以非零角度q1布置。在圖1中，角度q1可能被夸大。擺動板14可具有后端面26和布置在后端面上的多個端面齒28。擺動板14可包括：多個第一擺動齒30，其布置在可垂直于擺動軸線a2的第一平面p1中；以及多個第二擺動齒32，其布置在可垂直于擺動軸線a2的第二平面p2中。第二平面p2可沿著擺動軸線與第一平面p1間隔開。多個端面齒28可被認(rèn)為布置在垂直于擺動軸線a2的第三平面p3中。第三平面可沿著擺動軸線與第一平面p1和第二平面p2間隔開。
擺動板14可構(gòu)造成與輸入板12接合并且響應(yīng)于輸入板的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。擺動板和輸入板的接合可包括多個端面齒28與多個輸入齒22之間的嚙合。擺動板的旋轉(zhuǎn)可根據(jù)輸入板與擺動板之間的第一傳動比。
第一傳動比可取決于擺動板的多個輸入齒22的計數(shù)和多個端面齒28的計數(shù)。在一些實(shí)施方式中，第一傳動比可以是1:1。即，對于輸入板的每一次旋轉(zhuǎn)，擺動板可旋轉(zhuǎn)一次。第一傳動比的其它值也是可能的，包括擺動板旋轉(zhuǎn)得比輸入板更快或更慢的實(shí)施方式。
在其變速箱10為一個部件的裝置的背景內(nèi)，定子16可以是固定的。定子16可包括多個定子齒34。擺動板14可構(gòu)造成與定子接合并且響應(yīng)于擺動板的旋轉(zhuǎn)而章動。即，響應(yīng)于輸入板的旋轉(zhuǎn)，擺動板可同時關(guān)于定子旋轉(zhuǎn)和章動。隨著擺動板14的章動，擺動軸線a2可在維持?jǐn)[動軸線與旋轉(zhuǎn)軸線之間的角距q1的同時圍繞旋轉(zhuǎn)軸線a1進(jìn)動。擺動板和定子的接合可包括多個第一擺動齒30和多個定子齒34之間的嚙合。
擺動板14的章動可根據(jù)擺動板與定子16之間的第二傳動比。即，對于擺動板的每一次旋轉(zhuǎn)，擺動板可完成多次章動。第二傳動比可以是擺動板完成的章動次數(shù)的計數(shù)與擺動板的對應(yīng)旋轉(zhuǎn)次數(shù)的計數(shù)之比。第二傳動比可取決于多個第一擺動齒30的計數(shù)和多個定子齒34的計數(shù)。例如，可能有91個定子齒與90個擺動齒相互作用。在這種情況下，對于擺動板的每一次完整旋轉(zhuǎn)，擺動板可完成91次章動，第二傳動比為91:1。
輸出板18可具有可與旋轉(zhuǎn)軸線a1大致對準(zhǔn)的輸出軸線a3。輸出板18可具有多個輸出齒36。輸出板可構(gòu)造成與擺動板14接合并且可響應(yīng)于擺動板的章動而圍繞輸出軸線a3旋轉(zhuǎn)。輸出板與擺動板的接合可包括多個輸出齒36與多個第二擺動齒32之間的嚙合。輸出板相對于擺動板的旋轉(zhuǎn)可根據(jù)擺動板與輸出板之間的第三傳動比。
第三傳動比可以是擺動板完成的章動次數(shù)的計數(shù)與輸出板相對于擺動板的對應(yīng)旋轉(zhuǎn)次數(shù)的計數(shù)之比。第三傳動比可取決于多個第二擺動齒32的計數(shù)和多個輸出齒36的計數(shù)。例如，可能有86個輸出齒與85個擺動齒相互作用。在這種情況下，對于輸出板相對于擺動板的每一次旋轉(zhuǎn)，擺動板可完成86次章動，第三傳動比為86:1。
變速箱系統(tǒng)10可具有取決于第一傳動比、第二傳動比和第三傳動比的總傳動比?？倐鲃颖瓤梢允禽斎氚宓男D(zhuǎn)次數(shù)與輸出板的對應(yīng)旋轉(zhuǎn)次數(shù)之比?？倐鲃颖瓤扇Q于多個輸入齒、多個端面齒、多個第一擺動齒、多個第二擺動齒、多個定子齒和多個輸出齒的計數(shù)。在輸入齒和端面齒的數(shù)目相等、定子齒比第一擺動齒多一個齒、并且輸出齒比第二擺動齒多一個齒的情況下，變速箱系統(tǒng)的總傳動比可以是定子齒和輸出齒的計數(shù)的乘積除以定子齒和輸出齒的計數(shù)之差。總傳動比可大于100:1，大于1000:1，或大于10,000:1。
變速箱系統(tǒng)10可構(gòu)造成在擺動板圍繞定子齒輪章動時使得多個第一擺動齒的每個齒均經(jīng)由滾動接觸與多個定子齒的齒嚙合。多個第二擺動齒的每個齒均可構(gòu)造成在擺動板圍繞定子齒輪章動時經(jīng)由滾動接觸而嚙合多個輸出齒的齒。這可能與來自不同齒輪的齒經(jīng)由滑動接觸相互作用的大多數(shù)齒輪系統(tǒng)相反。與滑動接觸相比，經(jīng)由滾動接觸的嚙合可減小變速箱內(nèi)的摩擦力，因為對于一對物體或材料，滾動摩擦系數(shù)一般小于滑動摩擦系數(shù)。
經(jīng)由滾動接觸的嚙合可增加變速箱系統(tǒng)10的效率。變速箱系統(tǒng)的效率可以是輸入板的旋轉(zhuǎn)能量變換為輸出板的旋轉(zhuǎn)能量的百分比的量度。由于摩擦力，能量可能在變速箱系統(tǒng)內(nèi)損失而生成熱。變速箱系統(tǒng)10能以大于80％的效率運(yùn)行。
輸出板18可聯(lián)接到輸出軸38。輸出軸38可連同輸出板18圍繞輸出軸線a3旋轉(zhuǎn)。
示例2：
該示例描述了例證性變速箱系統(tǒng)，參見圖2。
圖2是變速箱系統(tǒng)(總體以100指示)的示意性橫截面視圖。變速箱系統(tǒng)100可包括拷貝示例1的第一個變速箱系統(tǒng)(以10指示)和拷貝示例1的第二個變速箱系統(tǒng)(以10’指示)。帶引號的附圖標(biāo)記將用于參考第二變速箱系統(tǒng)10’的部件，而不帶引號的附圖標(biāo)記將用于參考第一變速箱系統(tǒng)10的部件。變速箱10和變速箱10’可串聯(lián)連接。
變速箱系統(tǒng)100可具有變速箱10的輸出板18，該輸出板18聯(lián)接到變速箱10’的輸入板12’。輸出板18可通過將輸出軸38聯(lián)接到輸入軸20’而聯(lián)接到輸入板12’，使得輸出板18、輸出軸38、輸入軸20’和輸入板12’充當(dāng)單個剛性單元。變速箱系統(tǒng)100的傳動比可以是變速箱10的總傳動比的平方。例如，如果變速箱10的總傳動比為1000:1并且變速箱10’的總傳動比也為1000:1，則變速箱系統(tǒng)100的傳動比可以是1,000,000:1。變速箱系統(tǒng)可僅具有五個運(yùn)動部件：輸入板12、擺動板14、與輸入板12’一起的輸出板18、擺動板14’和輸出板18’。
示例3：
該示例描述了例證性變速箱系統(tǒng)，參見圖3。
圖3是變速箱系統(tǒng)(總體以200指示)的示意性橫截面視圖。變速箱系統(tǒng)200可在思想上類似于示例2中描述的變速箱系統(tǒng)100。然而，代替經(jīng)由如示例2中的輸出軸38和輸入軸20’將輸出板18連接到輸入板12’，變速箱系統(tǒng)200可免除輸出軸、第二輸入軸甚至還有輸入板，并且具有與輸出板18直接接合的擺動板14’。
變速箱系統(tǒng)200可具有輸入板12，該輸入板12與擺動板14接合并且驅(qū)動擺動板14的旋轉(zhuǎn)。擺動板14可與定子16接合并且在其旋轉(zhuǎn)時圍繞定子16章動。擺動板14可與輸出板18接合并且在擺動板14圍繞定子16章動時驅(qū)動輸出板18的旋轉(zhuǎn)。輸出板18可與擺動板14’接合并且驅(qū)動擺動板14’的旋轉(zhuǎn)。輸出板18可經(jīng)由布置在輸出板18的環(huán)形輸入表面24’上的多個第二輸入齒22’和布置在擺動板14’的后端面26’上的多個端面齒28’與擺動板14’接合。擺動板14’可與定子16’接合并且在其旋轉(zhuǎn)時圍繞定子16’章動。擺動板14’可與輸出板18’接合并且在擺動板14’圍繞定子16’章動時驅(qū)動輸出板18’的旋轉(zhuǎn)。
變速箱系統(tǒng)200的傳動比可類似于變速箱系統(tǒng)100的傳動比。同樣，變速箱系統(tǒng)200可具有1,000,000:1以上的傳動比，僅具有五個運(yùn)動部件：輸入板12、擺動板14、輸出板18、擺動板14’和輸出板18’。
示例4：
該示例描述了例證性變速箱系統(tǒng)，參見圖4至圖31。
圖4是橢圓對接變速箱系統(tǒng)或變速箱(總體以300指示)的示例性實(shí)施方式的等軸視圖。圖5是變速箱300的分解等軸正視圖。圖6是變速箱300的分解等軸后視圖。圖4至圖6在本文中作為一組進(jìn)行討論。變速箱300可類似于示例1中描述的變速箱10。即，變速箱系統(tǒng)300中的實(shí)施方式的同樣命名的元件可類似于變速箱系統(tǒng)10中的元件。例如，下文描述的輸入板302可類似于上文描述的輸入板12，等等。
變速箱300可包括輸入板302、擺動板304、定子齒輪306、輸出板308和支撐軸310。輸入板302可具有旋轉(zhuǎn)軸線a5。擺動板304可具有相對于旋轉(zhuǎn)軸線以非零角度布置的擺動軸線。在圖4至圖6中，擺動軸線與旋轉(zhuǎn)軸線a5之間的角度可能較小且難以辨別。擺動軸線可以例如在圖16中看到，并且擺動軸線與旋轉(zhuǎn)軸線a5之間的角度可以例如在圖29中看到。
輸入板302可包括多個輸入齒312。擺動板304可包括多個端面齒314、多個第一擺動齒316和多個第二擺動齒318。定子306可包括多個定子齒320。輸出板308可包括多個輸出齒322。
輸入板302可聯(lián)接到輸入軸324，并且輸出板308可聯(lián)接到輸出軸326。輸入軸、輸出軸和支撐軸310可沿著旋轉(zhuǎn)軸線a5被對準(zhǔn)。
圖7是輸入板302的后視等軸視圖。輸入軸324可直接聯(lián)接到輸入板302，使得輸入軸的單次旋轉(zhuǎn)可導(dǎo)致輸入板的單次旋轉(zhuǎn)。
圖8是輸入板302的正視等軸視圖，示出了多個輸入齒312。多個輸入齒312可布置在環(huán)形輸入表面328上(在圖9和圖10中最佳可見)。環(huán)形輸入表面328可具有如從旋轉(zhuǎn)軸線a5測量的內(nèi)半徑r1和外半徑r2。多個輸入齒均可具有靠近內(nèi)半徑r1的近端330和靠近外半徑r2的遠(yuǎn)端332。
環(huán)形輸入表面328可以是截頭圓錐表面。即，環(huán)形輸入表面可相對于與旋轉(zhuǎn)軸線a5垂直的平面傾斜，使得環(huán)形輸入表面上的每個點(diǎn)均包括截頭圓錐線334，該截頭圓錐線334可以延伸到截頭圓錐頂點(diǎn)336，該截頭圓錐頂點(diǎn)336位于旋轉(zhuǎn)軸線上并位于輸入板302之上。當(dāng)與變速箱系統(tǒng)300的其余部分組裝時，環(huán)形輸入表面的截頭圓錐頂點(diǎn)336可靠近擺動板304的質(zhì)心。
多個輸入齒312的計數(shù)可以是任何適當(dāng)?shù)臄?shù)量。輸入齒的計數(shù)可大于、小于或等于多個端面齒的計數(shù)。在圖8描繪的示例性實(shí)施方式中，存在135個輸入齒。
圖9是輸入板302的詳細(xì)視圖，示出了布置在環(huán)形輸入表面328上的若干輸入齒312。每個輸入齒均可包括第一驅(qū)動面338。第一驅(qū)動面338可在圖8中更清楚地看到。第一驅(qū)動面可從輸入齒的近端330向遠(yuǎn)端332延伸。第一驅(qū)動面可以是平面的，由超過一個平面構(gòu)成，或者可由具有曲率的一個或多個表面構(gòu)成。
在輸入齒312的與第一驅(qū)動面338相反的那一側(cè)可以是第二驅(qū)動面340。第二驅(qū)動面可從輸入齒的近端330向遠(yuǎn)端332延伸。第二驅(qū)動面340可以是平面的，由超過一個平面構(gòu)成，或者可由具有曲率的一個或多個表面構(gòu)成。
每個輸入齒312均可具有從第一驅(qū)動面338向第二驅(qū)動面340延伸的上表面342。上表面342可將輸入齒高度h1限定為沿著平行于旋轉(zhuǎn)軸線的方向測量的環(huán)形輸入表面328與輸入齒的上表面342之間的距離。輸入齒高度h1沿著輸入齒可恒定或可不恒定。輸入齒高度h1可具有靠近輸入齒的近端330的最小值。
圖10是輸入板302的俯視平面圖，示出了輸入齒312的子組。每個輸入齒均可在環(huán)形輸入表面328上具有楔形軌跡。即，由第一驅(qū)動面338與環(huán)形輸入表面328的匯合處形成的線344可延伸穿過旋轉(zhuǎn)軸線。由第二驅(qū)動面340與環(huán)形輸入表面的匯合處形成的另一線346可延伸穿過旋轉(zhuǎn)軸線。
圖11是示例性單個輸入齒312的沿著圖10中的平面11-11截取的橫截面視圖。第一驅(qū)動面338和第二驅(qū)動面340中的一者或兩者可基本上是平面的。每個輸入齒的上表面342可具有寬度w1。上表面的寬度可沿著輸入齒變化，例如參見圖10。寬度w1可具有靠近輸入齒的近端330的最大值，參見圖10。隨著高度h1的變化，寬度w1可沿著輸入齒變化。
圖12是擺動板304的后視等軸視圖。擺動板304可包括插座348，該插座348可構(gòu)造成接收支撐軸的球部，例如參見圖29。擺動板304可具有擺動軸線a6。
多個端面齒314可布置在擺動板304的后端面350上。特別是，多個端面齒314可布置在環(huán)形擺動表面352上，其可形成擺動板304的后端面的一部分。環(huán)形擺動表面352可在圖13和圖14中最佳可見。環(huán)形擺動表面352可具有沿擺動軸線a6測量的內(nèi)半徑r3和外半徑r4。多個端面齒314均可具有靠近內(nèi)半徑r3的近端354和靠近外半徑r4的遠(yuǎn)端356。
環(huán)形擺動表面352可以是截頭圓錐表面。即，環(huán)形擺動表面可相對于與擺動軸線a6垂直的平面傾斜，使得環(huán)形擺動表面上的每個點(diǎn)均包括截頭圓錐線358，該截頭圓錐線358可以延伸到截頭圓錐頂點(diǎn)360，該截頭圓錐頂點(diǎn)360位于擺動軸線上并且位于插座348內(nèi)。環(huán)形擺動表面的截頭圓錐頂點(diǎn)360可靠近擺動板304的質(zhì)心。
多個端面齒314的計數(shù)可以是任何適當(dāng)?shù)臄?shù)量。端面齒的計數(shù)可大于、小于或等于多個輸入齒的計數(shù)。在圖12描繪的示例性實(shí)施方式中，存在135個端面齒。
圖13是擺動板304的詳細(xì)視圖，示出了布置在擺動板的后端面350的環(huán)形擺動表面352上的若干端面齒314。每個端面齒均可包括第一從動面362。第一從動面可從端面齒的近端354向遠(yuǎn)端356延伸。第一從動面362可以是平面的，由超過一個平面構(gòu)成，或者可由具有曲率的一個或多個表面構(gòu)成。
擺動板304可與輸入板302接合?？稍诙鄠€端面齒與輸入齒之間嚙合。在輸入板沿第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的情況下，輸入齒的第一驅(qū)動面可與端面齒的第一從動面接合。即，可存在通過多個輸入齒的第一驅(qū)動面與多個端面齒的第一從動面之間的相互作用由輸入板施加在擺動板上的接觸力。這些接觸力可致使擺動板沿第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。
在變速箱300的示例性實(shí)施方式中，輸入板具有135個輸入齒，并且擺動板具有135個端面齒。即，輸入板和擺動板相互作用并且根據(jù)1:1的第一傳動比旋轉(zhuǎn)。即，對于輸入板的每一次完整旋轉(zhuǎn)，擺動板也恰好完成一次完整旋轉(zhuǎn)。輸入齒和端面齒的齒數(shù)的其它選擇也是可能的，并且會導(dǎo)致第一傳動比的其它值。
在端面齒314的與第一從動面362相反的那一側(cè)可以是第二從動面364。第二從動面可從端面齒的近端354向遠(yuǎn)端356延伸。第二從動面364可以是平面的，由超過一個平面構(gòu)成，或者可由具有曲率的一個或多個表面構(gòu)成。在輸入板沿第二旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的情況下，輸入齒的第二驅(qū)動面與端面齒的第二從動面之間的接觸力可致使擺動板沿第二旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。
擺動板和輸入板可構(gòu)造成使得施加在它們之間的任何接觸力都將朝向與位于垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的平面中的圓相切的方向。例如，由多個端面齒施加在多個輸入齒上的接觸力可與圓c1相切，參見圖8。在另一示例中，接觸力可在接觸點(diǎn)366處由輸入板的輸入齒施加于擺動板的端面齒314上，接觸力由圖12中的箭頭f1指示。接觸力f1可朝向基本上與擺動軸線a6和徑向線358垂直的方向，該徑向線358從接觸點(diǎn)366向擺動軸線a6延伸。
通過將擺動板和輸入板構(gòu)造成使得它們之間的接觸力朝向這樣的方向，可避免偏心力。偏心力可致使多個端面齒從多個輸入齒脫離或者可致使擺動板的質(zhì)心振蕩，從而將非期望的振動引入變速箱系統(tǒng)中。
每個端面齒314均可具有從第一從動面362向第二從動面364延伸的下表面368。下表面368可將端面齒高度h2限定為沿著平行于擺動軸線的方向測量的環(huán)形擺動表面352與端面齒的下表面368之間的距離。端面齒高度h2沿著端面齒可恒定或可不恒定。端面齒高度h2可具有靠近輸入齒的近端354的最小值。
圖14是擺動板304的仰視平面圖，示出了端面齒314的子組。每個端面齒均可在環(huán)形擺動表面352上具有楔形軌跡。即，由第一從動面362與環(huán)形擺動表面352的匯合處形成的線370可延伸穿過擺動軸線。由第二從動面364與環(huán)形擺動表面的匯合處形成的另一條線372可延伸穿過擺動軸線。
圖15是示例性單個端面齒314的沿著圖10中的平面15-15截取的橫截面視圖。第一從動面362和第二從動面364中的一者或兩者可基本上是平面的。每個端面齒的下表面368可具有寬度w2。下表面的寬度可沿著端面齒變化，例如參見圖14。寬度w2可具有靠近端面齒的近端354的最大值，參見圖14。隨著高度h2的變化，寬度w2可沿著端面齒變化。
圖16是擺動板304的正視等軸視圖。擺動板304可包括支撐軸孔374，該支撐軸孔374可構(gòu)造成接收支撐軸310的一部分，例如參見圖29。
多個第一擺動齒316可布置在垂直于擺動軸線a6的第一平面p4中。多個第一擺動齒可沿遠(yuǎn)離擺動軸線的徑向方向從擺動板的第一柱形表面376延伸。多個第一擺動齒可在沿著擺動軸線的軸向方向上從第一擺動齒齒根378延伸。第一擺動齒齒根可以是聯(lián)接到擺動板的大致環(huán)形構(gòu)件。多個第一擺動齒可從第一柱形表面376和第一擺動齒齒根378兩者延伸。連接到第一柱形表面或第一擺動齒齒根中的任一者或兩者可為多個第一擺動齒提供物理支撐或一定程度的剛性。
多個第二擺動齒318可布置在垂直于擺動軸線a6的第二平面p5中。多個第二擺動齒可沿離開擺動軸線的徑向方向從擺動板的第二柱形表面380延伸。多個第二擺動齒可在沿著擺動軸線的軸向方向從第二擺動齒齒根382延伸。第二擺動齒齒根可以是聯(lián)接到擺動板的大致環(huán)形構(gòu)件。多個第二擺動齒可從第二柱形表面380和第二擺動齒齒根382兩者延伸。連接到第二柱形表面或第二擺動齒齒根中的任一者或兩者可為多個第二擺動齒提供物理支撐或一定程度的剛性。
多個第一擺動齒316的計數(shù)可以是任何適當(dāng)?shù)臄?shù)量。多個第一擺動齒的計數(shù)可大于、小于或等于多個定子齒的計數(shù)。在圖16示出的示例性實(shí)施方式中，多個第一擺動齒中存在90個齒。
多個第二擺動齒318的計數(shù)可以是任何適當(dāng)?shù)臄?shù)量。多個第二擺動齒的計數(shù)可大于、小于或等于多個輸出齒的計數(shù)。在圖16示出的示例性實(shí)施方式中，多個第二擺動齒中存在85個齒。
圖17是擺動板304的詳細(xì)視圖，示出了多個第一擺動齒316和多個第二擺動齒318中的若干個。多個第一擺動齒316中的每個齒均可具有相對于擺動軸線a6的近端384和遠(yuǎn)端386。多個第二擺動齒318中的每個齒均可具有相對于擺動軸線的近端388和遠(yuǎn)端390。
多個第一擺動齒316可布置在具有第一內(nèi)徑的第一齒圈中。第一內(nèi)徑可在來自多個第一擺動齒的兩個擺動齒的近端384之間測量，這兩個擺動齒布置在擺動板彼此的相反兩側(cè)。
多個第二擺動齒318可布置在具有第二內(nèi)徑的第二齒圈中。第二內(nèi)徑可在來自多個第二擺動齒的兩個擺動齒的近端388之間測量，這兩個擺動齒布置在擺動板彼此的相反兩側(cè)。第二內(nèi)徑可小于第一內(nèi)徑。第二齒圈可沿著擺動軸線與第一齒圈間隔開。
多個第一擺動齒316中的每個齒均可包括第一嚙合表面392。第一嚙合表面392可在圖16中最佳可見。第一嚙合表面可從近端384向遠(yuǎn)端386延伸。第一嚙合表面392可以是平面的，由超過一個平面構(gòu)成，或者由具有曲率的一個或多個表面構(gòu)成。
在多個第一擺動齒316中的齒的相反側(cè)可以是第二嚙合表面394。第二嚙合表面可從近端384向遠(yuǎn)端386延伸。第二嚙合表面394可以是平面的，由超過一個平面構(gòu)成，或者由具有曲率的一個或多個表面構(gòu)成。
多個第二擺動齒318中的每個齒均可包括第一嚙合表面396。第一嚙合表面396可在圖16中最佳可見。第一嚙合表面可從近端388向遠(yuǎn)端390延伸。第一嚙合表面396可以是平面的，由超過一個平面構(gòu)成，或者由具有曲率的一個或多個表面構(gòu)成。
在多個第二擺動齒318中的齒的相反側(cè)可以是第二嚙合表面398。第二嚙合表面可從近端388向遠(yuǎn)端390延伸。第二嚙合表面398可以是平面的，由超過一個平面構(gòu)成，或者由具有曲率的一個或多個表面構(gòu)成。
多個第一擺動齒和多個第二擺動齒中的每個齒均可包括嚙合部400和支撐齒根402。嚙合部400可包括第一嚙合表面和第二嚙合表面。支撐齒根402可將嚙合部連接到第一擺動齒齒根378或第二擺動齒齒根382。
圖18是擺動板304的俯視平面圖，示出了多個第一擺動齒316的子組和多個第二擺動齒318的子組。多個第一擺動齒和多個第二擺動齒均可呈楔形。即，第一嚙合表面392和396可包括能延伸穿過擺動軸線的至少一條線404。線404可穿過擺動板的質(zhì)心。第二嚙合表面394和398可包括能延伸穿過擺動軸線的至少一條線406。線406可穿過擺動板的質(zhì)心。
多個第一擺動齒316中的每個齒均可具有角寬度q2，該角寬度q2小于多個第一擺動齒的相鄰齒之間沿圍繞擺動軸線的角度方向測量的角間距q3的一半。同樣，多個第二擺動齒318中的每個齒均可具有角寬度q4，該角寬度q4小于多個第二擺動齒的相鄰齒之間沿圍繞擺動軸線的角度方向上測量的角間距q5的一半。多個第一擺動齒中的相鄰齒之間的角間距不需要等于多個第二擺動齒中的相鄰齒之間的角間距，當(dāng)然角間距q3和q5可以相同。
在多個第一擺動齒316與多個第二擺動齒318之間可能存在或可能不存在一定程度的徑向交疊。在圖12至圖19示出的示例性實(shí)施方式中，多個第二擺動齒沿遠(yuǎn)離擺動軸線的徑向方向具有與多個第一擺動齒的一些交疊。即，從擺動軸線向外移動可按以下順序布置：多個第二擺動齒的近端388，多個第一擺動齒的近端384，多個第二擺動齒的遠(yuǎn)端390，最后是多個第一擺動齒的遠(yuǎn)端386。當(dāng)然，多個第一擺動齒的近端384可相對于多個第二擺動齒的遠(yuǎn)端390和擺動軸線以任何適當(dāng)?shù)姆绞讲贾谩?/p>
圖19是單個擺動齒410的示例性嚙合部408的橫截面視圖。擺動齒410可能是多個第一擺動齒或多個第二擺動齒。即，通過適當(dāng)?shù)目s放，來自多個第一擺動齒的齒的橫截面形狀可與來自多個第二擺動齒的齒的橫截面形狀相同。如此，圖19中示出的橫截面視圖可以沿著穿過圖18的擺動齒316的平面19-19截取，或者沿著穿過圖18的擺動齒318的平面19-19截取。
第一嚙合表面412和第二嚙合表面414中的一者或兩者可由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定。即，圖19中示出的第二嚙合表面414的曲線可由第一公式限定：
其中c是可與擺動板的半徑成比例的常數(shù)，
替代地，圖19中示出的第二嚙合表面414的曲線可由第二公式限定：
其中c是可與擺動板的半徑成比例的常數(shù)，
第一嚙合表面412的曲線可以是第二嚙合表面414的曲線的橫跨在圖19的視圖中豎立并與圖19的平面垂直的平面反射的鏡像。即，第一嚙合表面可由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定。第一嚙合表面412和第二嚙合表面414可平滑地匯合于每個擺動齒的頂點(diǎn)416處。
連接表面418可將擺動齒410的嚙合部408連接到擺動齒的支撐齒根，支撐齒根在圖17中最佳可見。連接表面418(在圍繞擺動板的擺動軸線的方向上測得)的厚度t1可隨著距擺動軸線的徑向距離而線性增長。
圖20是定子齒輪或定子306的等軸視圖。定子齒輪306可具有基部420，并且基部420可包括內(nèi)筒形表面422和定子齒齒根424?；?20可包括構(gòu)造成使用變速箱系統(tǒng)300將定子306操作性地聯(lián)接到裝置的其余部分的附接點(diǎn)。在此裝置的背景內(nèi)，定子306可以是固定的。定子齒輪可大致沿著旋轉(zhuǎn)軸線a5被對準(zhǔn)。
定子306可具有可由內(nèi)筒形表面422部分地限定的內(nèi)部容積426。內(nèi)部容積426可構(gòu)造成容納一些或所有擺動板，這可以在下面描述的圖29中更清楚地看到。
多個定子齒320可布置在內(nèi)筒形表面422和定子齒齒根424中的任一者或兩者上。多個定子齒可在朝向旋轉(zhuǎn)軸線的徑向方向上從內(nèi)筒形表面延伸到內(nèi)部容積426中。多個定子齒可在沿著旋轉(zhuǎn)軸線的軸向方向上從定子齒齒根424延伸。多個定子齒的計數(shù)可以是任何適當(dāng)?shù)臄?shù)量。在圖20示出的示例性實(shí)施方式中，存在91個定子齒。
圖21是定子齒輪306的詳細(xì)視圖，示出了若干定子齒320。多個定子齒中的每個齒均可具有相對于旋轉(zhuǎn)軸線的近端428和遠(yuǎn)端430。定子齒的遠(yuǎn)端430可聯(lián)接到內(nèi)筒形表面422。
多個定子齒320中的每個齒均可包括第三嚙合表面432。第三嚙合表面可在圖20中最佳可見。第三嚙合表面可從定子齒的近端428向遠(yuǎn)端430延伸。第三嚙合表面432可以是平面的，由超過一個平面構(gòu)成，或者由具有曲率的一個或多個表面構(gòu)成。
在定子齒的相對側(cè)可以是第四嚙合表面434。第四嚙合表面可從近端428向遠(yuǎn)端430延伸。第四嚙合表面434可以是平面的，由超過一個平面構(gòu)成，或者由具有曲率的一個或多個表面構(gòu)成。
多個定子齒320中的每個齒均可包括嚙合部436和支撐齒根438。嚙合部436可包括第三嚙合表面和第四嚙合表面。支撐齒根438可將嚙合部聯(lián)接到定子齒齒根424。
定子齒輪306可與擺動板接合?？稍诙鄠€定子齒與多個第一擺動齒之間存在嚙合。在輸入板沿第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的情況下，多個第一擺動齒中的擺動齒的第一嚙合表面可與定子齒的第三嚙合表面嚙合。即，可存在通過多個定子齒的第三嚙合表面與多個第一擺動齒的第一嚙合表面之間的相互作用由定子齒輪施加在擺動板上的接觸力。這些接觸力可致使擺動板沿第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)并且沿第一章動方向章動。
在變速箱300的示例性實(shí)施方式中，定子齒輪具有91個定子齒，并且擺動板在多個第一擺動齒中具有90個齒。隨著擺動板圍繞定子齒輪章動，多個第一擺動齒中的每個齒均可在單次章動期間與多個定子齒中的一個齒嚙合。因為定子齒可比擺動齒多一個齒，所以擺動板可在單次章動期間略微旋轉(zhuǎn)。在變速箱300的示例性實(shí)施方式中，在擺動板的單次章動期間，擺動板可旋轉(zhuǎn)一次完整旋轉(zhuǎn)的1/91。換言之，如果擺動板旋轉(zhuǎn)一次完整旋轉(zhuǎn)的1/91，也許由于與輸入板的相互作用，擺動板可完成一次完整章動。由此，擺動板和定子齒輪可根據(jù)91:1的第二傳動比而相互作用。對于擺動板的每91次章動，擺動板可恰好旋轉(zhuǎn)一次。定子齒和多個第一擺動齒的齒數(shù)的其它選擇也是可能的，并且會導(dǎo)致第二傳動比的其它值。
圖22是定子齒輪306的仰視平面圖，示出了多個定子齒320的子組。多個定子齒均可呈楔形。即，第三嚙合表面432可包括能延伸穿過旋轉(zhuǎn)軸線的至少一條線440。當(dāng)擺動板和定子齒輪兩者在變速箱系統(tǒng)內(nèi)聯(lián)接到一起時，線440可穿過擺動板的質(zhì)心。第四嚙合表面434可包括能延伸穿過擺動軸線的至少一條線442。當(dāng)擺動板和定子齒輪兩者在變速箱系統(tǒng)內(nèi)聯(lián)接到一起時，線442可穿過擺動板的質(zhì)心。
擺動板和定子齒輪可構(gòu)造成使得施加在它們之間的任何接觸力都將朝向與位于垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的平面中的圓相切的方向。例如，由多個第一擺動齒施加在多個定子齒上的接觸力可與圓c2相切，參見圖20。在另一示例中，接觸力可在接觸點(diǎn)444處由定子齒施加于多個第一擺動齒的擺動齒上，參見圖16，接觸力由圖16中的箭頭f2指示。接觸力f2可朝向基本上與擺動軸線a6和徑向線垂直的方向，該徑向線從接觸點(diǎn)444向擺動軸線a6延伸。
通過將擺動板和定子齒輪構(gòu)造成使得它們之間的接觸力朝向這些的方向，可避免偏心力。偏心力可致使多個第一擺動齒從多個定子齒脫離或者可致使擺動板的質(zhì)心振蕩，從而將非期望的振動引入變速箱系統(tǒng)中。
多個定子齒320中的每個齒均可具有角寬度q6，該角寬度q6小于多個定子齒的相鄰齒之間沿圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的方向上測量的角間距q7的一半。另參照圖18，多個第一擺動齒的擺動齒的角寬度q2可小于相鄰定子齒之間的角間距q7的一半。
圖23是沿著圖22中的平面23-23截取的單個定子齒320的示例性嚙合部436的橫截面視圖。如參照圖19描述的，第三嚙合表面432和第四嚙合表面434中的一者或兩者可由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定。
第三嚙合表面432和第四嚙合表面434可平滑地匯合于每個定子齒的頂點(diǎn)446處。第三嚙合表面的曲線可以是第四嚙合表面的橫跨在圖23的視圖中豎立、與圖23的平面垂直并穿過頂點(diǎn)446的平面反射的鏡像。
連接表面448可將定子齒320的嚙合部436連接到定子齒的支撐齒根，支撐齒根在圖21中最佳可見。連接表面448(沿圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的方向測量)的厚度t2可隨著距旋轉(zhuǎn)軸線的徑向距離而線性增長。
圖24是輸出板308的后視等軸視圖。輸出板308可具有支撐軸孔450，該支撐軸孔450被構(gòu)造成接收支撐軸的一部分，例如參見圖29中的示例。輸出板308和輸出軸326可沿著旋轉(zhuǎn)軸線a5被對準(zhǔn)。
多個輸出齒322可布置在輸出板308的后端面452上。特別是，多個輸出齒可布置在環(huán)形輸出表面454上，該環(huán)形輸出表面454可形成輸出板的后端面的一部分。環(huán)形輸出表面454可具有從旋轉(zhuǎn)軸線測得的內(nèi)半徑r5和外半徑r6。多個輸出齒均可具有靠近內(nèi)半徑r5的近端456和靠近外半徑r6的遠(yuǎn)端458。多個輸出齒的計數(shù)可以是任何適當(dāng)?shù)臄?shù)量。在圖24示出的示例性實(shí)施方式中，存在86個輸出齒。
環(huán)形輸出表面454可以是截頭圓錐表面。即，環(huán)形輸出表面可相對于與旋轉(zhuǎn)軸線a5垂直的平面傾斜，使得環(huán)形輸出表面上的每個點(diǎn)均包括截頭圓錐線460，該截頭圓錐線460可以延伸到位于旋轉(zhuǎn)軸線上的截頭圓錐頂點(diǎn)462。當(dāng)擺動板和輸出板均被包括在變速箱系統(tǒng)300中時，截頭圓錐頂點(diǎn)462可靠近擺動板的質(zhì)心。
圖25是輸出板308的詳細(xì)視圖，示出了若干輸出齒322。多個輸出齒中的每個齒均可包括第三嚙合表面464。第三嚙合表面可從輸出齒的近端456向遠(yuǎn)端458延伸。第三嚙合表面464可以是平面的，由超過一個平面構(gòu)成，或者由具有曲率的一個或多個表面構(gòu)成。
在輸出齒的相對側(cè)可以是第四嚙合表面466。第四嚙合表面466可在圖24中最佳可見。第四嚙合表面可從近端456向遠(yuǎn)端458延伸。第四嚙合表面466可以是平面的，由超過一個平面構(gòu)成，或者由具有曲率的一個或多個表面構(gòu)成。
多個輸出齒322中的每個齒均可包括嚙合部468和支撐齒根470。嚙合部468可包括第三嚙合表面和第四嚙合表面。支撐齒根470可將嚙合部聯(lián)接到環(huán)形輸出表面454。
輸出板308可與擺動板接合?？稍诙鄠€輸出齒與多個第二擺動齒之間存在嚙合。在擺動板沿第一章動方向章動的情況下，多個第二擺動齒的擺動齒的第一嚙合表面可與輸出齒的第三嚙合表面嚙合。即，可存在通過多個輸出齒的第三嚙合表面與多個第二擺動齒的第一嚙合表面之間的相互作用由擺動板施加在輸出板上的接觸力。這些接觸力可在擺動板關(guān)于定子章動時致使輸出板沿第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。
在變速箱300的示例性實(shí)施方式中，輸出板具有86個輸出齒，并且擺動板在多個第二擺動齒中具有85個齒。隨著擺動板圍繞定子齒輪和輸出板章動，多個第二擺動齒中的每個齒均可在單次章動期間與多個輸出齒中的一個齒嚙合。因為輸出齒可比擺動齒多一個齒，所以擺動板可在單次章動期間相對于輸出板略微旋轉(zhuǎn)。擺動板的旋轉(zhuǎn)可由與輸入板的相互作用決定。
在變速箱300的示例性實(shí)施方式中，輸出板可在擺動板的單次章動期間相對于擺動板旋轉(zhuǎn)一次完整旋轉(zhuǎn)的1/86。由此，擺動板和輸出板可根據(jù)86:1的第二傳動比相互作用。對于擺動板的每86次章動，輸出板可相對于擺動板恰好旋轉(zhuǎn)一次。
可以是這樣的情況，在擺動板圍繞定子章動時，擺動板在相對于定子的第一方向上旋轉(zhuǎn)，并且輸出板在相對于擺動板的第二方向上旋轉(zhuǎn)。第一旋轉(zhuǎn)方向和第二旋轉(zhuǎn)方向可相反，并且第一旋轉(zhuǎn)方向和第二方向的旋轉(zhuǎn)量可不同。即，在單次章動期間，擺動板可相對于定子沿第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)一次完整旋轉(zhuǎn)的1/91，并且輸出板可相對于擺動板沿第二方向旋轉(zhuǎn)一次完整旋轉(zhuǎn)的1/86。由此，針對擺動板的每次章動，輸出板可相對于定子旋轉(zhuǎn)一次完整旋轉(zhuǎn)的(1/86–1/91)。由此構(gòu)造，輸出板旋轉(zhuǎn)一次，擺動板可進(jìn)行約1565次章動，變速箱系統(tǒng)的總傳動比為1565:1。
圖26是輸出板308的仰視平面圖，示出了多個輸出齒322的子組。多個輸出齒均可呈楔形。即，第三嚙合表面464可包括能延伸穿過旋轉(zhuǎn)軸線的至少一條線472。當(dāng)擺動板和輸出板兩者在變速箱系統(tǒng)內(nèi)聯(lián)接到一起時，線472可穿過擺動板的質(zhì)心。第四嚙合表面466可包括能延伸穿過擺動軸線的至少一條線474。當(dāng)擺動板和輸出板兩者在變速箱系統(tǒng)內(nèi)聯(lián)接到一起時，線474可穿過擺動板的質(zhì)心。
擺動板和輸出板可構(gòu)造成使得施加在它們之間的任何接觸力都將朝向與位于垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的平面中的圓相切的方向。例如，由多個第二擺動齒施加在多個輸出齒上的接觸力可與圓c3相切，參見圖24。在另一示例中，接觸力可在接觸點(diǎn)476處由輸出齒施加于多個第二擺動齒的擺動齒上，參見圖16，接觸力由圖16中的箭頭f3指示。接觸力f3可朝向基本上與擺動軸線a6和徑向線垂直的方向，該徑向線從接觸點(diǎn)476向擺動軸線a6延伸。
通過將擺動板和輸出板構(gòu)造成使得它們之間的接觸力朝向這樣的方向，可避免偏心力。偏心力可致使多個第二擺動齒從多個輸出齒脫離或者可致使擺動板的質(zhì)心振蕩，從而將非期望的振動引入變速箱系統(tǒng)中。
多個輸出齒322中的每個齒均可具有角寬度q8，該角寬度q8小于多個輸出齒的相鄰齒之間沿圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的方向測量的角間距q8的一半。另參照圖18，多個第二擺動齒的擺動齒的角寬度q4可小于相鄰輸出齒之間的角間距q9的一半。
圖27是沿著圖26中的平面27-27截取的單個輸出齒322的示例性嚙合部468的橫截面視圖。如參照圖19描述的，第三嚙合表面464和第四嚙合表面466中的一者或兩者可由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定。
第三嚙合表面464和第四嚙合表面466可平滑地匯合于每個定子齒的頂點(diǎn)478處。第三嚙合表面的曲線可以是第四嚙合表面的橫跨在圖27的視圖中豎立、與圖27的平面垂直并穿過頂點(diǎn)478的平面反射的鏡像。
連接表面480可將輸出齒322的嚙合部468連接到輸出齒的支撐齒根，支撐齒根在圖25中最佳可見。連接表面480(沿圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的方向上測量)的厚度t3可隨著距旋轉(zhuǎn)軸線的徑向距離而線性增長。
圖28是支撐軸310的正視等軸視圖。支撐軸310可與旋轉(zhuǎn)軸線a5對準(zhǔn)。支撐軸310可包括球部482、臂部484和頸部486，頸部布置在球部與臂部之間。
支撐軸310的球部482可構(gòu)造成接收在擺動板304的插口348內(nèi)，參見圖12和圖29。支撐軸的頸部486可構(gòu)造成接收在擺動板304的支撐軸孔374內(nèi)，參見圖16和圖29。支撐軸的臂部484可構(gòu)造成接收在輸出板308的支撐軸孔450內(nèi)，參見圖24和圖29。
圖29是變速箱系統(tǒng)300的橫截面視圖，示出了組裝構(gòu)造下的輸入板302、擺動板304、定子齒輪306、輸出板308和支撐軸310。輸入板、定子、輸出板和支撐軸可沿著旋轉(zhuǎn)軸線a5被對準(zhǔn)。擺動板可沿著擺動軸線a6被對準(zhǔn)，擺動軸線a6可相對于旋轉(zhuǎn)軸線以非零角度q10布置。
輸入板的環(huán)形輸入表面328可包含截頭圓錐線334，該截頭圓錐線334可以延伸穿過擺動板304的質(zhì)心488。環(huán)形擺動表面352可包含截頭圓錐線358，該截頭圓錐線358可以延伸穿過擺動板的質(zhì)心。環(huán)形輸出表面454可包含截頭圓錐線460，該截頭圓錐線460可以延伸穿過擺動板的質(zhì)心。
在擺動板304圍繞定子306、輸入板302和輸出板308章動時，擺動板的質(zhì)心488可以是基本上固定的。
擺動板304可具有0度位置或點(diǎn)500，該0度位置或點(diǎn)500可以是擺動板上沿平行于旋轉(zhuǎn)軸線a5的方向上測量的最遠(yuǎn)離輸出板的位置或點(diǎn)。在0度位置，擺動板304可最接近輸入板302。擺動板304可具有90度位置或點(diǎn)，該90度位置或點(diǎn)可以是在第一章動方向上從0度位置起圍繞擺動板的四分之一行程。例如，從輸出板附近的擺動板上的有利點(diǎn)觀察，90度位置可以是在逆時針方向上圍繞擺動板的周界的90度。繼續(xù)圍繞擺動板的周界，180度位置502或點(diǎn)可位于擺動板的與0度位置500相反的那一側(cè)。180度位置可標(biāo)記擺動板向輸出板的最接近途徑和距輸入板的最遠(yuǎn)距離點(diǎn)。270度位置或點(diǎn)可位于擺動板的與90度位置相反的那一側(cè)。
擺動板304可章動和旋轉(zhuǎn)。擺動板304可描述為構(gòu)造成圍繞定子、圍繞輸入板、圍繞輸出板和/或圍繞支撐軸310的一部分章動。在擺動板沿第一章動方向章動的情況下，擺動板的0度位置可移向90度位置的當(dāng)前位置，使得在一次完整章動的四分之一之后，90度位置已變?yōu)?度位置，180度位置已變?yōu)?0度位置，等等。如將認(rèn)識的，擺動板可不以與章動相同的速率旋轉(zhuǎn)。即，當(dāng)擺動板完成單次完整章動時，0度位置可行進(jìn)擺動板的完整周界。在該同一時間里，擺動板可旋轉(zhuǎn)少于一次完整旋轉(zhuǎn)。
圖30是從變速箱系統(tǒng)外部的有利點(diǎn)觀察時在擺動板沿第一章動方向516的一次完整章動過程中的五個連續(xù)位置506、508、510、512和514處的單個擺動齒504a的示意圖。擺動齒504a可以是多個第一擺動齒或多個第二擺動齒。即，擺動齒504a可構(gòu)造成與多個定子齒或多個輸出齒相互作用和嚙合。因為多個第一擺動齒與定子齒以及多個第二擺動齒與輸出齒之間的相互作用可基本上類似，所以相互作用將參考圖30描述一次，并且一對反作用齒518a和518b可以被認(rèn)為是一對相鄰定子齒或一對相鄰輸出齒中的任一者。
在擺動板沿第一章動方向516章動時，擺動板的0度位置可在方向516上移動。在擺動板沿第一章動方向章動時，擺動板可相對于反作用齒518在第一旋轉(zhuǎn)方向520上旋轉(zhuǎn)。
擺動齒504a可在齒504a靠近擺動板的0度位置時的第一時間占據(jù)第一位置506。擺動齒504a可在齒504a靠近擺動板的270度位置時的第二時間占據(jù)第二位置508。擺動齒504a可在擺動齒504a靠近擺動板的180度位置時的第三時間占據(jù)第三位置510。擺動齒504a可在齒504a靠近擺動板的90度位置時的第四時間占據(jù)第四位置512。擺動齒504a可在齒504a靠近擺動板的0度位置時的第五時間占據(jù)第五位置514。在第一時間與第五時間之間，擺動板可完成一次完整章動。注意到，出于在五個位置之間進(jìn)行區(qū)分的目的，擺動齒504a在處于位置508和512中時的角度可能被夸大。
反作用齒518a和518b可限定平面，在圖25的522處的橫截面中可見。在反作用齒518a和518b代表一對相鄰定子齒的情況下，平面可由多個定子齒限定。平面522可垂直于旋轉(zhuǎn)軸線并且可在共同的位置與每個反作用齒相交。例如，平面522可在任何共同點(diǎn)(諸如頂點(diǎn)524或反作用齒的嚙合部528與反作用齒的支撐齒根530之間的連接表面526)與每個反作用齒相交。
第一位置506和第五位置514可位于反作用齒518a和518b以及平面522下方。第三位置510可位于反作用齒以及平面522上方。在擺動板的單次章動期間，擺動齒504a可從反作用齒下方的第一位置506移動，經(jīng)過由反作用齒限定的平面522，移向反作用齒上方的第三位置510，返回經(jīng)過由反作用齒限定的平面522，并且移向反作用齒下方的第五位置514。在本文中，上方和下方可相對于平面522以及沿著旋轉(zhuǎn)軸線。
當(dāng)擺動齒504a在第一位置506與第二位置508之間移動時，擺動齒504a的第一嚙合表面532a可與反作用齒518a的第三嚙合表面534a嚙合。該嚙合可采取滾動接觸的形式，其中第一嚙合表面沿著第三嚙合表面滾動。該滾動接觸可與齒輪齒的對置面經(jīng)由滑動接觸相互作用的許多標(biāo)準(zhǔn)齒輪對接相反。一般而言，假設(shè)涉及相同的兩個表面，滾動接觸比兩個表面之間的滑動接觸的摩擦小得多。
擺動齒504a可在擺動板沿第一章動方向516章動的任何時刻沿著定子齒輪或輸出板中的任一者的四分之一與反作用齒嚙合。即，當(dāng)擺動齒處于0度位置與270度位置之間的四分之一章動、位置506和508之間時，但并非當(dāng)擺動齒處于270度位置與0度位置之間的四分之三章動、位置508和514之間時，擺動齒504a可與反作用齒518a嚙合。擺動齒504a不需要在0度位置與270度位置之間的每個位置均與反作用齒518嚙合，例如單個擺動齒可與反作用齒嚙合持續(xù)單次章動的約20％。當(dāng)擺動齒504a到達(dá)位置514時，可與反作用齒518b嚙合并且開始第二次章動。
擺動齒可僅當(dāng)沿第一章動方向章動時在0度位置與270度位置之間與反作用齒接觸，并且這種接觸可被限制為多個擺動齒的子組與定子齒或輸出齒之間的滾動接觸。由此，擺動板可圍繞定子章動，摩擦比滑動接觸的情況更小。這樣的構(gòu)造可導(dǎo)致章動運(yùn)動或能量向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或能量的高效傳遞。
因為擺動齒、定子齒和輸出齒均可呈楔形，所以反作用齒518a與擺動齒504a之間的接觸力可施加在齒間的接觸點(diǎn)處，并且接觸力可大致垂直于與旋轉(zhuǎn)軸線平行的線且垂直于從接觸點(diǎn)向旋轉(zhuǎn)軸線延伸的徑向線。反作用齒518a和擺動齒504a的嚙合可沿著接觸線(垂直于圖30的示意圖)發(fā)生，接觸線延伸穿過擺動板的質(zhì)心。
當(dāng)擺動板沿第二章動方向536章動時，多個第一擺動齒和多個第二擺動齒中的每個齒均可沿第二旋轉(zhuǎn)方向538旋轉(zhuǎn)。參照圖30，單個擺動齒504a可按照與擺動板沿第一章動方向章動時相反的順序連續(xù)地占據(jù)位置514、512、510、508和506。即，擺動齒504a可首先在第五位置514與反作用齒接觸。然后，擺動齒504a可在第五位置514與第四位置512之間沿著擺動齒504a的第二嚙合表面540a和反作用齒518b的第四嚙合表面542b與反作用齒518b滾動接觸。然后，擺動齒504a可在從第四位置512移向第三位置510、第二位置508和第一位置506時基本不與反作用齒接觸。一旦到達(dá)第一位置506，擺動齒504a然后就可在隨后章動開始時與反作用齒518a接觸。
圖31是放大示意圖，示出了多個第一擺動齒316的子組、定子齒320的子組、多個第二擺動齒318的子組以及多個輸出齒322的子組。在圖31的視圖中，出于圖示多個第一擺動齒和多個第二擺動齒相對于定子齒和輸出齒的配置的目的，多個第一擺動齒和多個第二擺動齒被彼此間隔開。圖31的示意圖可被認(rèn)為是靠近擺動板的0度位置500，并且可用于指示標(biāo)記開始沿第一章動方向516的第一章動的時間。
在開始第一章動時，多個第一擺動齒可只與靠近0度位置500的多個定子齒嚙合?，F(xiàn)在具體參照圖31中的齒，當(dāng)多個第一擺動齒中的擺動齒316c靠近向下位置時，擺動齒316c可首先與定子齒320c接觸。如參考圖30描述的，擺動齒316c和定子齒可隨后在擺動板圍繞定子沿第一章動方向章動時以滾動接觸嚙合。
在擺動板的章動時，在變速箱系統(tǒng)的背景內(nèi)并在圖31的視圖中，定子齒320可保持固定。在多個第一擺動齒316具有90個擺動齒并且多個定子齒320具有91個定子齒的示例性實(shí)施方式中，在第一章動結(jié)束時，擺動齒316c可占據(jù)與相鄰擺動齒316d在開始第一章動時相同的位置。即，如標(biāo)記定子齒320c的位置的基準(zhǔn)線l1與標(biāo)記相鄰定子齒320d的位置的基準(zhǔn)線l2之間的角位移q11指示的，擺動板可旋轉(zhuǎn)一次完整旋轉(zhuǎn)的1/91。
由于多個第一擺動齒中的擺動齒可比定子齒少一個，所以在擺動板相對于定子齒輪向右章動(即沿第一章動方向516)時，擺動板可移向左(即沿第一旋轉(zhuǎn)方向520)。同樣，因為多個第二擺動齒318可包括85個擺動齒并且多個輸出齒可包括86個擺動齒，所以在擺動板圍繞輸出板向右章動時，擺動板可相對于輸出板移向左。
由此，如果在第一章動開始時，多個第二擺動齒中的擺動齒318c開始與輸出齒322c嚙合，則在第一章動結(jié)束時，擺動齒318c可開始與相鄰輸出齒322d嚙合。由于多個第一擺動齒和多個第二擺動齒均可固定到擺動板(剛性對象)，所以在單次章動期間完成的旋轉(zhuǎn)對于多個第一擺動齒和多個第二擺動齒可相同。即，在第一章動之后，如果擺動齒316c已向左移動等于角位移q11的量，則擺動齒318c也可向左移動角位移q11而移到由基準(zhǔn)線l2標(biāo)記在圖31中的位置。
隨著擺動齒318c可在第一章動結(jié)束時開始與輸出齒322d嚙合，輸出板可在第一章動期間向右旋轉(zhuǎn)角位移q12。角位移q12可在擺動板的第一章動期間標(biāo)記輸出齒322d的角位移，這在開始第一章動時標(biāo)記輸出齒322d的位置的基準(zhǔn)線l3與基準(zhǔn)線l2之間測得。相鄰輸出齒之間的角間距可以是完整旋轉(zhuǎn)的1/86，這在基準(zhǔn)線l1與基準(zhǔn)線l3之間標(biāo)記。因此輸出板在單次章動期間的角位移q12可以是完整旋轉(zhuǎn)的(1/86-1/91)，或約為0.064％。
在這種情況下，對于輸出板旋轉(zhuǎn)一次，擺動板可進(jìn)行1565次完整章動。因為輸入板可具有與擺動板的端面齒相同數(shù)量的輸入齒，所以輸入板能以與擺動板相同的速率旋轉(zhuǎn)。由此，輸入板的1565次旋轉(zhuǎn)可對應(yīng)于輸出板的一次旋轉(zhuǎn)，變速箱系統(tǒng)的總傳動比為1565:1。
因為多個輸入齒、多個端面齒、多個第一擺動齒、多個定子齒、多個第二擺動齒和多個輸出齒均可對稱，所以以上描述可應(yīng)用于擺動板沿第二章動方向536章動以及輸出板沿第二旋轉(zhuǎn)方向538旋轉(zhuǎn)的時候。
本文描述的各種實(shí)施方式中的許多表面具有與所描述實(shí)施方式的其它部分上的其它表面相互作用的精確設(shè)計的曲面。因此，當(dāng)使用術(shù)語諸如“平面”、“垂直”或“對準(zhǔn)”時，應(yīng)理解的是，這些術(shù)語可以是各種實(shí)施方式存在的任何制造或使用公差內(nèi)的近似。例如，說成是“平行”于軸線的表面可基本上平行或大致平行于軸線，其中與精確平行的任何偏差都是由于創(chuàng)建物理裝置的真實(shí)世界約束，并且這些偏差可小到不足以妨礙實(shí)施方式的描述功能。
示例5：
該示例描述了用于操作可結(jié)合本文中描述的任何設(shè)備或系統(tǒng)使用的橢圓對接變速箱機(jī)構(gòu)的說明性方法；參見圖32。
圖32描述了用于操作橢圓對接變速箱系統(tǒng)的方法(總體以600指示)的多個步驟。方法600可結(jié)合參考圖1至圖31描述的任何變速箱或變速箱系統(tǒng)來使用。雖然方法600的各種步驟在下文描述并且描繪在圖32中，但是所述步驟不需要一定都執(zhí)行，在一些情況下可按照與示出順序不同的順序來執(zhí)行，并且在一些情況下可同時執(zhí)行。
方法600可包括步驟602：使包括多個輸入齒的輸入板旋轉(zhuǎn)。使輸入板旋轉(zhuǎn)的步驟可包括：將輸入板聯(lián)接到輸入軸；以及使輸入軸旋轉(zhuǎn)。多個輸入齒可布置在輸入板的環(huán)形輸入表面或其它面上。
方法600可包括步驟604：將多個輸入齒與擺動板的多個端面齒嚙合，從而致使擺動板關(guān)于支點(diǎn)章動。將多個輸入齒與多個端面齒嚙合的步驟可致使擺動板隨著輸入板的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。擺動板可根據(jù)輸入板與擺動板之間的第一傳動比旋轉(zhuǎn)。第一傳動比可以是1:1，但是存在許多其它可能性。擺動板可隨著它的旋轉(zhuǎn)而章動。擺動板可關(guān)于支點(diǎn)章動，例如，支撐軸310的球部482可作為支點(diǎn)，擺動板可關(guān)于該支點(diǎn)章動，參見圖28和圖29。
方法600可包括步驟606：在擺動板章動時，將擺動板的多個第一擺動齒與定子齒輪的多個定子齒嚙合。多個第一擺動齒和多個定子齒中的每個齒均可具有由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定的面。多個第一擺動齒與多個定子齒的嚙合可以是沿著由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定的面的齒間的滾動接觸。
一對相鄰定子齒可將齒間距限定為一對相鄰定子齒的每個齒上的對應(yīng)位置之間的角間距。例如，齒距可以是圖22中示出的角間距q6和q7的總和。每個定子齒的橫截面形狀均可具有小于齒距一半的角寬度。相鄰定子齒之間的這種間距可為多個第一擺動齒中的擺動齒提供間隙，以在擺動板章動時在由多個定子齒限定的平面上方、下方移動以及移動穿過由多個定子齒限定的平面。
多個定子齒中的每個定子齒均可具有定子齒頂點(diǎn)，并且多個定子齒的頂點(diǎn)可限定定子平面。在擺動板的單次章動期間，多個擺動齒中的一個齒的至少一部分可構(gòu)造成從定子平面下方的第一位置移動，經(jīng)過定子平面而移向定子平面上方的第二位置，并且返回經(jīng)過定子平面而移向定子平面下方的第三位置，參見圖30。
方法600可包括步驟608：在擺動板章動時，將擺動板的多個第二擺動齒與輸出板的多個輸出齒嚙合。多個第二擺動齒和多個輸出齒中的每個齒均可具有由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定的端面。多個第二擺動齒與多個輸出齒的嚙合可以是沿著由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定的面的齒間的滾動接觸。
將擺動板的多個第二擺動齒與輸出板的多個輸出齒嚙合的步驟可致使輸出板旋轉(zhuǎn)。輸入板的旋轉(zhuǎn)速率可與輸出板的旋轉(zhuǎn)速率不同。輸出板可根據(jù)輸入板與輸出板之間的總傳動比旋轉(zhuǎn)。總傳動比可高達(dá)1000:1以上。
所有步驟602、604、606和608都可同時發(fā)生。即，使輸入板旋轉(zhuǎn)可致使擺動板的旋轉(zhuǎn)、輸入齒與端面齒之間的嚙合、多個第一擺動齒與定子齒的嚙合、擺動板的章動、多個第二擺動齒與輸出齒的嚙合以及輸出板的旋轉(zhuǎn)。
定子齒輪可限定定子平面，輸入板可構(gòu)造成平行于定子平面，輸出板可構(gòu)造成平行于定子平面，并且擺動板可構(gòu)造成相對于定子平面傾斜一定角度并且布置在輸入板與輸出板之間，例如參見圖29。
示例6：
該節(jié)描述了作為一系列段落而非限制性地呈現(xiàn)的實(shí)施方式的額外方面和特征，一系列段落中的一些或全部能出于清楚和效率而以字母數(shù)字方式指定。這些段落均可以采取任何合適的方式與一個或多個其它段落組合，和/或與本申請別處的公開內(nèi)容組合。下文的一些段落明確提到并進(jìn)一步限制其它段落，非限制性地提供了一些合適的組合的示例。
a1、一種橢圓對接變速箱系統(tǒng)，該橢圓對接變速箱系統(tǒng)包括：
輸入板，所述輸入板具有旋轉(zhuǎn)軸線和多個輸入齒；
擺動板，所述擺動板具有相對于所述旋轉(zhuǎn)軸線以非零角度布置的擺動軸線、后端面、布置在所述后端面上的多個端面齒、布置在垂直于所述擺動軸線的第一平面中的多個第一擺動齒以及布置在垂直于所述擺動軸線的第二平面中的多個第二擺動齒，所述第二平面沿著所述擺動軸線與所述第一平面間隔開；
定子齒輪，所述定子齒輪具有多個定子齒；
輸出板，所述輸出板具有與所述旋轉(zhuǎn)軸線大致對準(zhǔn)的輸出軸線并具有多個輸出齒；
其中，所述多個輸入齒被構(gòu)造成與所述多個端面齒嚙合，所述多個第一擺動齒被構(gòu)造成與所述多個定子齒嚙合，并且所述多個第二擺動齒被構(gòu)造成在所述擺動板圍繞所述定子齒輪章動時與所述多個輸出齒嚙合。
a2、根據(jù)段落a1所述的橢圓對接變速箱系統(tǒng)，其中，所述多個第一擺動齒中的每個齒均被構(gòu)造成在所述擺動板圍繞所述定子齒輪章動時經(jīng)由滾動接觸嚙合所述多個定子齒的齒。
a3、根據(jù)段落a1所述的橢圓對接變速箱系統(tǒng)，其中，所述多個第二擺動齒中的每個齒均被構(gòu)造成在所述擺動板圍繞所述定子齒輪章動時經(jīng)由滾動接觸嚙合所述多個輸出齒的齒。
a4、根據(jù)段落a1所述的橢圓對接變速箱系統(tǒng)，其中，在所述擺動板圍繞所述定子齒輪章動的任何時刻，所述多個第一擺動齒沿著所述定子齒輪的四分之一與所述多個定子齒嚙合。
a5、根據(jù)段落a1所述的橢圓對接變速箱系統(tǒng)，其中，在所述擺動板圍繞所述定子齒輪章動的任何時刻，所述多個第二擺動齒沿著所述輸出板的四分之一與所述多個輸出齒嚙合。
a6、根據(jù)段落a1所述的橢圓對接變速箱系統(tǒng)，其中，所述多個第一擺動齒和所述多個第二擺動齒中的每個齒均具有擺動齒橫截面形狀，所述多個定子齒中的每個齒均具有定子齒橫截面形狀，所述多個輸出齒中的每個齒均具有輸出齒橫截面形狀，并且每個擺動齒橫截面形狀、每個定子齒橫截面形狀和每個輸出齒橫截面形狀均至少部分地由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定。
a7、根據(jù)段落a1所述的橢圓對接變速箱系統(tǒng)，其中，所述擺動板被構(gòu)造成使得由所述輸入板、所述定子齒輪或所述輸出板中的任一者施加在所述擺動板上的接觸力將朝向與位于垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸線的平面中的圓相切的方向。
a8、根據(jù)段落a1所述的橢圓對接變速箱系統(tǒng)，其中，所述多個第一擺動齒均具有在圍繞所述擺動軸線的角度方向上測量的角寬度，所述多個第一擺動齒的角寬度小于在圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸線的角度方向上測量的所述多個定子齒的相鄰定子齒之間的角間距的一半。
a9、根據(jù)段落a1所述的橢圓對接變速箱系統(tǒng)，其中，所述多個第二擺動齒均具有在圍繞所述擺動軸線的角度方向上測量的角寬度，所述多個第二擺動齒的角寬度小于在圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸線的角度方向上測量的所述多個輸出齒的相鄰輸出齒之間的角間距的一半。
a10、根據(jù)段落a1所述的橢圓對接變速箱系統(tǒng)，其中，在所述擺動板的單次章動期間，所述多個第一擺動齒中的至少一個擺動齒被構(gòu)造成從所述多個定子齒下方的第一位置移動，經(jīng)過由所述多個定子齒限定的平面，移向由所述多個定子齒限定的所述平面上方的第二位置，返回經(jīng)過由所述多個定子齒限定的所述平面，并且移向所述多個定子齒下方的第三位置，其中下方和上方相對于由所述多個定子齒限定的所述平面來限定。
a11、根據(jù)段落a1所述的橢圓對接變速箱系統(tǒng)，其中，所述擺動板被構(gòu)造成：
a)響應(yīng)于所述輸入板的旋轉(zhuǎn)，根據(jù)所述輸入板與所述擺動板之間的第一傳動比旋轉(zhuǎn)；
b)響應(yīng)于所述擺動板的旋轉(zhuǎn)，根據(jù)所述擺動板與所述定子齒輪之間的第二傳動比章動；以及
c)響應(yīng)于所述擺動板的章動，根據(jù)所述擺動板與所述輸出板之間的第三傳動比來驅(qū)動所述輸出板的旋轉(zhuǎn)。
a12、根據(jù)段落a11所述的橢圓對接變速箱系統(tǒng)，其中，取決于所述第一傳動比、所述第二傳動比和所述第三傳動比的所述橢圓對接變速箱系統(tǒng)的總傳動比至少為1000:1。
a13、根據(jù)段落a1所述的橢圓對接變速箱系統(tǒng)，其中，所述輸入板是第一輸入板，所述旋轉(zhuǎn)軸線是第一旋轉(zhuǎn)軸線，所述擺動板是第一擺動板，所述定子齒輪是第一定子齒輪，并且所述輸出板是第一輸出板，所述橢圓對接變速箱系統(tǒng)進(jìn)一步包括：
第二輸入板，所述第二輸入板被構(gòu)造成與所述第一輸出板一起旋轉(zhuǎn)，所述第二輸入板被構(gòu)造成關(guān)于第二旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)；
第二擺動板，所述第二擺動板具有相對于所述第二旋轉(zhuǎn)軸線以非零角度布置的第二擺動軸線；
第二定子齒輪；以及
第二輸出板；
其中，所述第二擺動板被構(gòu)造成與所述第二輸入板接合并且響應(yīng)于所述第二輸入板的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，與所述第二定子齒輪接合并且響應(yīng)于所述第二擺動板的旋轉(zhuǎn)而章動，與所述第二輸出板接合并且響應(yīng)于所述第二擺動板的章動而驅(qū)動所述第二輸出板的旋轉(zhuǎn)。
a14、根據(jù)段落a1所述的橢圓對接變速箱系統(tǒng)，其中，所述輸入板是第一輸入板，所述旋轉(zhuǎn)軸線是第一旋轉(zhuǎn)軸線，所述擺動板是第一擺動板，所述定子齒輪是第一定子齒輪，并且所述輸出板是第一輸出板，所述橢圓對接變速箱系統(tǒng)進(jìn)一步包括：
第二擺動板，所述第二擺動板具有相對于所述第二旋轉(zhuǎn)軸線以非零角度布置的第二擺動軸線；
第二定子齒輪；以及
第二輸出板；
其中，所述第二擺動板被構(gòu)造成與所述第一輸出板接合并且響應(yīng)于所述第一輸出板的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，與所述第二定子齒輪接合并且響應(yīng)于所述第二擺動板的旋轉(zhuǎn)而章動，與所述第二輸出板接合并且響應(yīng)于所述第二擺動板的章動而驅(qū)動所述第二輸出板的旋轉(zhuǎn)。
b1、一種用在橢圓對接變速箱系統(tǒng)中的擺動板，該擺動板包括：
擺動軸線；
多個第一擺動齒，所述多個第一擺動齒布置在垂直于所述擺動軸線的第一平面中；
多個第二擺動齒，所述多個第二擺動齒布置在垂直于所述擺動軸線的第二平面中，所述第二平面沿著所述擺動軸線與所述第一平面間隔開；以及
多個端面齒，所述多個端面齒布置在垂直于所述擺動軸線的第三平面中，所述第三平面沿著所述擺動軸線與所述第一平面和所述第二平面間隔開；
其中，所述多個第一擺動齒和所述多個第二擺動齒中的至少一個擺動齒具有至少部分地由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定的橫截面形狀。
b2、根據(jù)段落b1所述的擺動板，其中，所述擺動板被構(gòu)造成使得由所述橢圓對接變速箱系統(tǒng)中的另一齒輪或板施加在所述擺動板上的接觸力將朝向大致垂直于與所述擺動軸線平行的線且大致垂直于從接觸點(diǎn)向所述擺動軸線延伸的徑向線的方向。
b3、根據(jù)段落b1所述的擺動板，其中，所述多個第一擺動齒中的每個齒均具有在圍繞所述擺動軸線的角度方向上測量的角寬度，所述多個第一擺動齒的角寬度小于所述多個第一擺動齒的相鄰齒之間的角間距的一半。
b4、根據(jù)段落b3所述的擺動板，其中，所述多個第二擺動齒中的每個齒均具有在圍繞所述擺動軸線的角度方向上測量的角寬度，所述多個第二擺動齒的角寬度小于所述多個第二擺動齒的相鄰齒之間的角間距的一半。
b5、根據(jù)段落b1所述的擺動板，其中，所述多個第一擺動齒中的每個齒均具有兩個嚙合表面，所述兩個嚙合表面均由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定，所述兩個嚙合表面限定所述齒的相對兩側(cè)。
b6、根據(jù)段落b5所述的擺動板，其中，所述多個第二擺動齒中的每個齒均具有兩個嚙合表面，所述兩個嚙合表面均由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定，所述兩個嚙合表面限定所述齒的相對兩側(cè)。
b7、根據(jù)段落b1所述的擺動板，其中，所述多個端面齒布置在所述擺動板的截頭圓錐表面上，所述截頭圓錐表面被構(gòu)造成使得所述擺動板的質(zhì)心成為所述截頭圓錐表面的頂點(diǎn)。
c1、一種用于操作橢圓對接變速箱機(jī)構(gòu)的方法，該方法包括：
使包括多個輸入齒的輸入板旋轉(zhuǎn)；
將所述多個輸入齒與擺動板的多個端面齒嚙合，從而致使所述擺動板關(guān)于支點(diǎn)章動；
在所述擺動板章動時，將所述擺動板的多個第一擺動齒與定子齒輪的多個定子齒嚙合；
在所述擺動板章動時，將所述擺動板的多個第二擺動齒與輸出板的多個輸出齒嚙合。
c2、根據(jù)段落c1所述的方法，其中，所述多個第一擺動齒、所述多個第二擺動齒、所述多個定子齒和所述多個輸出齒中的每個齒均具有由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定的面。
c3、根據(jù)段落c1所述的方法，其中，一對相鄰定子齒將齒距限定為所述一對相鄰定子齒的每個齒上的對應(yīng)位置之間的角間距，并且每個定子的橫截面形狀具有小于所述齒距的一半的角寬度。
c4、根據(jù)段落c1所述的方法，其中，所述定子齒輪限定定子平面，將所述輸入板構(gòu)造成平行于所述定子平面，將所述輸出板構(gòu)造成平行于所述定子平面，并且將所述擺動板構(gòu)造成相對于所述定子平面傾斜一定角度并且布置在所述輸入板與所述輸出板之間。
c5、根據(jù)段落c1所述的方法，其中，所述多個定子齒中的每個定子齒均具有定子齒頂點(diǎn)，并且所述多個定子齒的所述頂點(diǎn)限定定子平面，并且在所述擺動板的單次章動期間，將所述多個擺動齒中的一個擺動齒的至少一部分構(gòu)造成從所述定子平面下方的第一位置移動，經(jīng)過所述定子平面移向所述定子平面上方的第二位置，并且返回經(jīng)過所述定子平面而移向所述定子平面下方的第三位置。
c6、根據(jù)段落c1所述的方法，其中，使輸入板旋轉(zhuǎn)的步驟包括：將所述輸入板聯(lián)接到輸入軸并且使所述輸入軸旋轉(zhuǎn)。
c7、根據(jù)段落c1所述的方法，其中，將所述擺動板的所述多個第二擺動齒與所述輸出板的所述多個輸出齒嚙合的步驟致使所述輸出板旋轉(zhuǎn)，并且其中，所述輸入板的旋轉(zhuǎn)速率與所述輸出板的旋轉(zhuǎn)速率不同。
d1、一種變速箱系統(tǒng)，該變速箱系統(tǒng)包括：
輸入板、擺動板、定子和輸出板；
其中，所述擺動板被構(gòu)造成：
a)與所述輸入板接合，并且響應(yīng)于所述輸入板的旋轉(zhuǎn)，根據(jù)所述輸入板與所述擺動板之間的第一傳動比旋轉(zhuǎn)；
b)與所述定子接合，并且響應(yīng)于所述擺動板的旋轉(zhuǎn)，根據(jù)所述擺動板與所述定子之間的第二傳動比章動；以及
c)與所述輸出板接合，并且響應(yīng)于所述擺動板的章動，根據(jù)所述擺動板與所述輸出板之間的第三傳動比來驅(qū)動所述輸出板的旋轉(zhuǎn)。
d2、根據(jù)段落d1所述的變速箱系統(tǒng)，其中，所述變速箱的總傳動比取決于所述第一傳動比、第二傳動比和第三傳動比并且至少為1000:1。
d3、根據(jù)段落d2所述的變速箱系統(tǒng)，其中，所述擺動板包括多個第一擺動齒和多個第二擺動齒，所述定子包括多個定子齒，并且所述擺動板被構(gòu)造成經(jīng)由所述多個第一擺動齒與所述多個定子齒之間的滾動接觸與所述定子接合。
d4、根據(jù)段落d3所述的變速箱系統(tǒng)，其中，所述輸出板包括多個輸出齒，并且所述擺動板被構(gòu)造成經(jīng)由所述多個第二擺動齒與所述多個輸出齒之間的滾動接觸與所述輸出板接合。
d5、根據(jù)段落d4所述的變速箱系統(tǒng)，其中，所述變速箱系統(tǒng)被構(gòu)造成以大于80％的效率來操作。
d6、根據(jù)段落d5所述的變速箱系統(tǒng)，其中，所述多個第一擺動齒、所述多個第二擺動齒、所述多個定子齒和所述多個輸出齒均具有至少部分地由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定的橫截面形狀。
e1、一種變速箱系統(tǒng)，該變速箱系統(tǒng)包括：
定子、輸入板、擺動板和輸出板；
其中，所述擺動板被構(gòu)造成與所述輸入板、所述定子和所述輸出板接合，進(jìn)一步被構(gòu)造成響應(yīng)于所述輸入板的旋轉(zhuǎn)而章動和旋轉(zhuǎn)，并且所述輸出板被構(gòu)造成響應(yīng)于所述擺動板的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)；以及
其中，所述輸入板的旋轉(zhuǎn)與所述輸出板的旋轉(zhuǎn)之比至少為1000:1。
f1、一種變速箱系統(tǒng)，該變速箱系統(tǒng)包括：
定子、輸入板、擺動板和輸出板；
其中，所述擺動板被構(gòu)造成與所述輸入板、所述定子和所述輸出板接合，進(jìn)一步被構(gòu)造成響應(yīng)于所述輸入板的旋轉(zhuǎn)而章動和旋轉(zhuǎn)，并且所述輸出板被構(gòu)造成響應(yīng)于所述擺動板的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)；
其中，所述輸入板的旋轉(zhuǎn)與所述輸出板的旋轉(zhuǎn)之比至少為1000:1；以及
其中，所述變速箱系統(tǒng)被構(gòu)造成以大于80％的效率操作。
g1、一種用在橢圓對接變速箱系統(tǒng)中的擺動板，該擺動板包括：
擺動軸線；
多個第一擺動齒，所述多個第一擺動齒布置在具有第一內(nèi)徑的第一齒圈中；
多個第二擺動齒，所述多個第二擺動齒布置在具有第二內(nèi)徑的第二齒圈中，所述第二齒圈沿著所述擺動軸線與所述第一齒圈間隔開，并且所述第二內(nèi)徑小于所述第一內(nèi)徑；以及
多個端面齒，所述多個端面齒布置在垂直于所述擺動軸線的第三平面中，所述第三平面沿著所述擺動軸線與所述第一平面和所述第二平面間隔開。
優(yōu)點(diǎn)、特征、優(yōu)勢
本文中描述的變速箱系統(tǒng)的不同實(shí)施方式提供了優(yōu)于設(shè)計變速箱的公知方案的若干優(yōu)點(diǎn)，具有高傳動比，還占用較小容積。根據(jù)本公開，數(shù)百甚至數(shù)千的傳動比可以僅使用輸入板、定子、擺動板和輸出板。例如，本文中描述的說明性實(shí)施方式允許章動的擺動板的高效率非偏心運(yùn)動。沒有公知的系統(tǒng)或裝置可以執(zhí)行這些功能，特別在這樣的較小容積中。由此，本文中描述的說明性實(shí)施方式特別用于產(chǎn)生在少量運(yùn)動部件的小容積內(nèi)具有高傳動比和高效率的變速箱。然而，并非所有本文中描述的實(shí)施方式都提供相同的優(yōu)點(diǎn)或相同程度的優(yōu)點(diǎn)。
結(jié)論
上面闡述的公開內(nèi)容可涵蓋具有獨(dú)立使用的多個不同公開內(nèi)容。雖然這些公開內(nèi)容均已公開為其優(yōu)選的形式，但是其在本文中公開且圖示的具體實(shí)施方式并不考慮為限制的意義，因為許多變型是可能的。在本公開內(nèi)使用章節(jié)標(biāo)題的程度上，這樣的標(biāo)題僅出于組織性目的，并不構(gòu)成任何要求保護(hù)的公開內(nèi)容的特征。本公開的主題包括本文中公開的各種元件、特征、功能和/或?qū)傩缘乃行路f的和非顯而易見的組合及子組合。以下權(quán)利要求書特別指出視為新穎和非顯而易見的某些組合及子組合。體現(xiàn)在特征、功能、元件和/或?qū)傩缘钠渌M合及子組合中的公開內(nèi)容可在要求本申請或相關(guān)申請優(yōu)先權(quán)的申請中要求保護(hù)。不論涉及不同公開內(nèi)容或相同公開內(nèi)容，而且不論相對于原始權(quán)利要求書的范圍更寬、更窄、相同或不同，這樣的權(quán)利要求都還視為包括在本公開的公開內(nèi)容的主題內(nèi)。