CN1217049A - 行星齿轮驱动系统的隔振齿圈 - Google Patents

Abstract

一种行星齿轮驱动系统(12)用的隔离齿圈(60),此隔离齿圈(60)起传递扭矩和减少从行星齿轮(36)高频振动传递。隔离齿圈(60)包括一内环段(62),一外环段(64)和多个配置在内外环段(62,64)之间并与内外环段(62,64)整体形成的弹簧元件(66)。内环段(62)有许多齿(62T),与行星齿轮(36)的齿(32bT)相啮合,而外环段刚性地固定于邻近的支承结构。弹簧元件(66)起到将扭矩载荷从内环段(62)传递到外环段(64)的作用,并进而提供减少从内环段(62)到邻近支承结构的高频振动柔性扭矩加载路径。

Description

行星齿轮驱动系统的隔振齿圈

技术领域

本发明涉及具有改进声学特性的驱动系统，尤其涉及一种用于行星齿轮驱动系统并起减少噪音传入邻近支承构件作用的隔振齿圈。

发明背境

在传动设计领域内，在此技术方面一直在探索减少高频振动即噪音从驱动系统传到邻近支承构件的系统和方法。例如，在旋翼机中，想要隔离由主转子传动系统产生的噪音以降低噪音级别，并从而减轻在驾驶舱和座舱中乘客的听觉不舒适感。特别关注的是在700～1000赫芝范围的高频振动，这使人耳的听觉最不舒适。这种噪音主要是由齿轮齿的相互啮合而产生的，并通过齿轮箱壳体即安装底座传播到邻近的机身支承构件的。具体地说，噪音传播的主要路径是通过行星齿轮驱动系统的一个齿圈，此齿圈刚性地固定于齿轮箱壳体。

为减少或消除由传动驱动系统产生的高频振动和/或减少由此发出的振动力的传输率，即使振动的驱动系统与其支承构件相隔离，人们已作了各种努力。Yoerkie,Jr等人的美国专利5,310,137公开了一种减少通过主转子齿轮箱壳体安装底座传播噪音的主动振动控制系统。此控制系统包括一个三个一组的电动液压作动器，配置在运行着的主转子齿轮箱壳体的每个安装底座上，响应来自一数字控制器，即，信号处理单元的输入信号，产生与主转子组件产生的振动大小相等及相位相反的反作用力。每个三个一组组的作动器相互正交以消除纵向，侧向和竖向的振动。此系统还包括多个加速度计和/或麦克风，将它们装在驾驶舱和座舱中的临界位置以检测声学振动。被检测到的每个输出由控制器规则系统处理以控制由作动器提供的反作用力的大小和相位。此系统能消除振动力的宽频谱即噪音的频率范围但对于很多应用场合来说，这种系统的受复杂性及其成本的限制。此外，多个组件，即作动器，传感器，控制器等使绝对可靠性降低，因为系统故障的概率是系统组件数的函数。

在共同未决的共同拥有的题为“弹性隔音器”的美国专利申请SN08/279,530公开了一种旋翼机传动系统的被动隔音器，其中，将一个可选择地调谐的弹性元件插在每个主齿轮箱壳体安装底座和支承机身构件之间。该弹性元件适应齿轮箱壳体的低幅度位移，从而衰减和/或隔离由传动系统发出的高频振动。虽然这种被动系统与上述主动振动控制系统相比不很复杂因此成本也更低，但齿轮箱壳体的位移可能会导致驱动轴或被传动系统驱动的轴之间的联轴器连接过早的发生故障。例如，齿轮箱壳体的大的角位移会使发动机驱动轴和传动系统输入轴之间的联轴器连接产生疲劳故障。此外，这种位移增加了飞行控制系统的设计复杂性。即将控制主转子系统的集中的周期性的输入的作动器在其一端通常装在齿轮箱壳体上。人们将意识到必须要对齿轮箱壳体的运动预先采取措施并清除以避免无意中的控制输入传到转子系统中。

因此，有必要提供一种被动振动控制装置，它可减小噪音从驱动系统传播到邻近的支承构件，减少组合件数量，及使驱动系统与其支承结构刚性安装。

发明概要

本发明的一个目的是提供一种用于行星齿轮驱动系统的隔离齿圈，它可减少高频振动的传输率，借此使支承构件与这种振动相隔离。

本发明的另一个目的是提供这样一种隔离齿圈，它被安装在齿轮箱壳体内并起隔振作用而与齿轮箱壳体与支承构件的安装方案无关。

本发明还有另一个目的是提供一种制造这种隔离齿圈的方法，其中，多个弹簧元件作为隔离齿圈内外环段的整体部分而成形。

本发明的再一个目的是提供对弹簧元件预先加载和/或限制隔离齿圈的扭矩以延长其工作寿命的装置。

这些及其它目的均是由行星齿轮驱动系统的隔离齿圈来实现的，此隔离齿圈起到传递扭矩载荷并减少高频振动由驱动系统的行星齿轮向邻近支承构件传播的作用。此隔离齿圈包括一内环段，一外环段及多个配置在内外环段之间并与内外环段整体形成的弹簧元件。内环段有许多与行星齿轮的齿相啮合的齿，而外环段刚性地固定在邻近的支承构件上。弹簧元件起到将扭矩载荷从内环段传递到外环段的作用，此外还提供一条减少高频振动从内环段传播到邻近的支承构件的挠性扭矩加载路径。

附图的简述

参考下述借助以下附图对本发明的详述，可以更全面的了解本发明及其伴随的特征和优点，其中：

图1描绘一行星齿轮驱动系统的局部断开的剖面侧视图，包括一驱动的太阳齿轮，多个行星齿轮及本发明的齿圈隔离器；

图2是隔离齿圈和相互作用的行星齿轮驱动系统的相关部分的局部断开的剖面顶视图，显示隔离齿圈的各个元件，包括一内环段，一外环段，和配置在内外环段之间且与内外环整体形成的多个弹簧元件；

图3a描绘与内外齿圈段相连的一个弹簧元件的放大顶视图；

图3b是图3a所示的弹簧元件的一部分放大透视图；

图4是常规的整体齿圈和本发明的隔离齿圈的放大比的曲线比较；

图5是一种预先加载/扭矩限制装置的放大视图，此装置与内外环段相结合，对弹性元件预先加载并/或限制作用在弹性元件上扭矩载荷的大小。

图6和7描绘被配置或与内外环段相结合的弹簧元件中的一个的另一些实施例。

实施本发明的最佳方式

现参考附图，其中，在所有的视图中，均用相同的字符区别相应的或类似的元件，图1描绘用于一行星齿轮驱动系统的隔离齿圈60的一个应用实施例，该隔离齿圈60起到减少调频振动，即噪音，传入邻近支承构件的作用。正如这里所用的，“邻近支承构件”是隔离齿圈60所刚性固定的任何构件，包括齿轮箱壳体，齿轮箱安装构件，或齿轮箱壳体和隔离齿圈60之间的构件。虽然应当理解本发明可在任何想减少倾向于传递这种振动的构件，即隔离这种振动的任何应用场合中实施，但在这里还是描述直升飞机驱动齿轮系统的隔离齿圈60。更具体地说，在本文中将描述多级复式行星驱动系统的隔离齿圈60，人们还将意识到本发明可应用于其它行星齿轮驱动系统，如简单的行星齿轮传动系统，或可与它们结合应用。

如图所示，主舱12，下文称为“复式行星驱动系统12”将扭矩从发动机输入舱14分别传递到直升飞机主转子和尾部转子系统16和18。此外，复式行星驱动系统12经各种齿轮减速级减速以将发动机输入舱14的高速，低扭矩输出有效地转换为高扭矩，低速输入到主转子和尾部转子系统16,18。对所述的实施例，驱动系统12以大约29∶1的减速输入到主转子系统16和以大约2∶1的减速输入到尾部转子系统18。

复式行星驱动系统12包括双级减速齿轮传动，其中，第一齿轮减速级包括一输入伞齿轮20，它由发动机输入舱14驱动并驱动一主输入伞齿轮22。第一级齿轮直径比产生大约4.6∶1的减速比。被驱动的主输入伞齿轮22又经一外轴28驱动一尾部起飞伞齿轮24。此尾部起飞伞齿转24驱动经驱动法兰32与尾部转子系统18的主驱动轴(未示出)相连接的伞齿轮30。第二齿轮减速级包括一太阳齿轮34，复式行星齿轮36和本发明的隔离齿圈60。更准具体地说，此太阳齿轮34由外轴28驱动，并驱动每个复式行星齿轮36的上面的或“第一”行星齿轮36a，此第一行星齿轮36a经一共同驱动轴38又驱动同一复式行星齿轮36b的第二行星齿轮36b。每个复式行星齿轮36的第二行星齿轮36b与隔离齿圈60相互作用，使复式行星齿轮36在一本轮中绕太阳齿轮34并以减速后的相对转动速度旋转。复式行星齿轮36的旋转输出经行星载体42传递到主转子驱动轴40，以载体42与每个复式行星齿轮的共同驱动轴38相连。由第二齿轮减速级达到的减速比大约为6.3-1，结果，第一和第二齿轮减速级的总减速比大约为29∶1。关于其他的有关复式行星驱动系统的细节参考kish的美国专利5,472,386，该专利讨论许多同样的组合元件，尤其讨论第一行星齿轮的错列、双平面关系的优点。

复式行星驱动系统12由齿轮箱壳体50支承并配置在其内部，而齿轮箱壳体50则刚性地固定在直升飞机机身的静止的支承结构52上。更具体地说，齿轮箱壳体50的功能是在其内部支承驱动系统12的轴和齿轮，盛装所用的润滑流体，对由主转子系统16产生的扭矩和升力起反作用，以及为转子系统控制作动器(未示出)提供外安装点54。正如在发明背境中所讨论的，高频振动正是通过齿轮箱壳体50传播到支承结构52的。再有，最好将齿轮箱壳体50刚性地固定于支承结构52，以免除齿轮箱位移，而这种位移可能会将一些连接件，例如驱动法兰32过载联接到转子系统和/或将非指令的控制输入传到转子系统16。因此，发明者努力设计一个抑制这种振动传播，同时保持齿轮箱壳体50与支承结构52之间的刚性连接的隔离齿圈60。

在图2，隔离齿圈60包括一内环段62，一外齿圈段64，和插在它们中间的多个弹簧元件66。内环段62包括一圈连续的齿轮的齿62T，与每个复式行星齿轮36的第二行星齿轮36b的齿36bT相互啮合。外齿圈段64用多个穿过外齿圈段64上的孔64H的连接螺栓或双头螺柱68(见图1)与齿轮箱壳体50相连接。所以，通过外齿圈段64被刚性地安装于齿轮箱壳体，而此壳体又刚性地安装于齿轮箱支承结构52，而使它保持平稳。弹簧元件66被插其间，且分别基本上配置在内外环段62,64的整个最外和最内圈62P和64P的周围。此外，弹簧元件66与内外环段62,64整体形成，使隔离齿圈基本上为一整体结构。这就是说弹簧元件66是作为隔离齿圈60制造中的一个制造工序而生产的，而也由与环段62,64相同的材料构成。在下面段落中将讨论各种制造隔离齿圈的方法。

在功能上，弹簧元件66使扭矩载荷由内环段62传递到外环段64，同时进而形成抑制高频振动传播的柔性扭矩加载路径。这种柔性扭矩加载路径在内外环段62,64之间允许有相对扭转位移。此外，组合起来的弹簧元件66形成具有低于噪音生成频率的固有频率的悬臂弹簧质量系统，在所述的实施例中，此噪音生成频率相应于内环段62与复式行星齿轮36的第二齿轮36b之间齿轮啮合的撞击频率。

在图3a和3b，每个弹簧元件66包括奇数根细长桁条66B，如1,3,5或更多根，有一固定于外环段64的第一端66E1和固定于内环段62的第二端66E2。在此优先实施例中，桁条66B相对扭矩向量T(见图3b和1)径向配置，此扭矩向量T为由复式行星驱动系统12产生的扭矩向量，即驱动主转子轴40的扭矩向量T。此外，每根桁条66B具有绕平行于扭矩T的主弯曲轴线P2低弯曲刚度的特征。在这里所用的范围内，绕主弯曲轴线P2的弯曲刚度是桁条惯性矩的函数，且与绕正交于主弯曲轴线Pz的轴线Px、Py的桁条弯曲刚度相比要“低”。在所述的实施例中，绕主弯曲轴线P2的弯曲刚度小于绕正交轴线Px的弯曲刚度的大约1/1000。当然，刚度系数将随作用于隔离齿圈60的面内和面外载荷而改变。

在该优先实施例中，每个弹簧元件66在形状方面即在横剖面顶视图中为S形，且包括5根并列的桁条66B和使相邻桁条66B结构上相连的转折段66R。这种S形成一串联弹簧排列，它增加弹簧元件66的有效长度和减小其特性弹簧刚度。此外，每根桁条66B的中间部分66BM的厚度与固定端66E1 66E2或转折段66R的厚度相比逐渐变薄。这种厚度递减具有进一步减小弹簧刚度系数的效应，同时通过在桁条66B中产生基本恒定的应力使相应的弹簧元件66的重量减至最小。尽管下文所述的设计方法会使整个设计途径变得明确，但还要提一下，要对单个的弹簧元件66和/或桁条66B适当地确定大小，形状和间隔，以防每根桁条弯曲处与相邻弹簧元件66和/或杵条66B相接触，并要使由扭转产生的位移处在所选弹簧元件/隔离齿圈材料所允许的应变范围之内。

隔离齿圈60可由包括钢、钛、铝等的各种金属材料制成，它们易于铸造，锻造，机加工和/或表面淬火，且它们具有承受直升飞机转动系统严峻的运行环境的理想的机械特性。最好，生产一个这种材料的锻造毛坯，其高度和直径接近于隔离齿圈60。可用常规的技术包括多次机加工，退火和渗炭步骤以在内环段62的内径形成齿62T。可用各种技术包括金属线放电加工(Wive EDM)，磨削喷水加工，电化学加工(ECM)及高速切削等方法生产弹簧元件66。在该优先实施例中，应用金属线放电加工(Wive EDM)方法加工，其中，配置一根所述的充电的金属线70穿过预先钻好的导向孔(未示出)，每个弹簧元件一根，并由数控头74导向，有选择地去除材料，形成弹簧元件66。虽然弹簧元件66可在制造齿圈的齿62T前或后成形，但最好是作为一中间步骤使其成形。也就是说，为了补偿可能在金属线放电加工(Wire EDM)过程中产生的任何变形，最理想的步骤是粗磨齿62T，金属在线放电加工(Wire EDM)中使弹簧元件66成形，和精磨齿62T，从而达到精确控制齿的几何形状和尺寸的目的。

在图4中，对象kish的美国专利5,472,386中所示和所述的常规整体齿圈的振动特性与隔离齿圈60的振动隔离特性作了比较。曲线绘出放大比为频率的函数，对具有常数弹簧刚度的线性系统，此函数在数值上与振动力经过结构的传输率相同。更具体地说，放大比为所传递的力与以特定的强迫振动频率所施加的力之比。即，以一特定的强迫振动频率对一结构所传递的振动力的振幅或大小可通过放大比乘所施加的振动力来确定。

对上述复式行星驱动系统12，产生使驾驶舱和/或座舱乘客听觉最不舒适的齿轮啮合的撞击频率大约为675赫芝。因此，此撞击频率相当于上述的强迫振动频率，也是用此比较常规整体齿圈和本发明的隔离齿圈60的检验焦点。更具体地说，并参看常规整体齿圈的放大比曲线80，峰值放大比发生在大约2620赫芝，这相当于整体齿圈的固然有频率。理论上，在这固有频率处，一个单位振动力被放大到无穷大∞，然而，实际上，内部阻尼限制了峰值放大保数。在675赫芝的撞击频率或强迫振动频率处，放大比为大约1.1。因此，当使用先有技术的整体齿圈时，一个单位振动力增加10％。相反，参看隔离齿圈60的放大比曲线90，隔离齿圈的固有频率为大约258赫芝，而在撞击频率处的放大比为大约0.715。相应地，当使用本发明的隔离齿圈60时一个单位振动力减小约82.5％。此外，放大比的直接比较显示，当使用隔离齿圈时，所传递的振动力可按6.3∶1的比例减小。人们将意识到只要固有频率小于要被隔离的撞击或强迫振动频率的约 则通过增加或减小隔离齿圈的固有频率即可达到或多或少的隔离。

根据以上提供的说明，一位在传动设计或振动控制领域的熟练技工即可实施这些教导并达到类似于上一段即述的结果。为了进一步讨论和介绍本发明的某些可替换实施例，下面说明优化特定应用场合的隔离齿圈60的通用设计方法。有些步骤是任选的并将如此指明。首先，由隔离齿圈60所作用的最大齿轮箱扭矩7必须与撞击频率，即，要被隔离的强迫振动频率一起确定。其次，必须确定内环段62和相组合的弹簧元件66，以下称为“弹簧一质量系统”的阈固有频率以提供一临界隔离程度。通常，这种临界固有频率用标准的传输率表达式(1.0)计算如下：

式中ω_n临界固有频率，ω_f为撞击或强迫振动频率。由以上表达式可见，比值ω_f/ω_n临界必须小于2的平方根从而达到小于1的传输比。第二步包括确定弹簧元件的有效近似空间，即由内外环段62,64所限定并位于它们之间的范围。对所估计的范围，必须接近于内外环段62,64的直径，最小高度和最小径向厚度。当然内环段62的直径由行星齿轮驱动系统12所需尺寸来确定，而每个环段62,64的最小高度和径向厚度则由所作用的扭矩载荷和由齿轮箱壳体50所限定的范围来确定。

以下的步骤包括一个选代过程：1)确定弹簧元件的结构形状，例如，有1,3或5根桁条66B，某一厚度尺寸，某一间隙尺寸等的弹簧元件66,,2)确定弹簧元件66中的最大应力和3)计算所得到的悬臂弹簧质量系统的自然频率。更具体地说，一旦弹簧元件结构已被确定，则弹簧元件66的最大许用应力即可根据载荷循环数，稳定扭矩载荷，几何和材料特性来确定。其次，弹簧元件66中的应力由有限元分析法确定。最后，弹簧质量系统的固有频率由如下公式(2.0)确定： ${\mathrm{\ω}}_n=\sqrt{\mathrm{KT}/J}\left(2.0\right)$

式中，KT是组合弹簧元件的扭转弹性常数，J是弹簧质量系统“弹簧”部分的极惯性矩。极惯性矩的计算包括内环段62和大约50％或更少些的弹簧元件几何尺寸的一部分弹簧元件。按需要重复生代以上1至3步骤以得到一弹簧元件结构，它可提供必要的隔离又保持在材料的许用应力范围内。

在确定弹簧元件66结构的过程中，使每根桁行66B的中间部分66BM逐渐变薄以减小弹簧元件的刚度，这是可任意选择的，此外，单根桁条66B的重量和应力要最优化。根据设计应用场合，为了软化弹簧元件66，这种逐渐变薄的设计可能是最理想的，这样可提供更大程度的隔离。因为以上讨论的制造手段包括数控装置，所以厚度逐渐变薄是可行的，而且不会反过来影响制造成本。

另一个设计方案是通过对弹簧元件66预先加载并限制作用在其上的最大扭矩载荷来改进隔离齿圈60的疲劳寿命。更具体地说，通过对弹簧元件66预先加载或施加一稳定的扭矩载荷可减小从最小到最大的振动振幅，因此也减小了从最小到最大的振动应力。人们将会意识到，作为所加的从最小到最大振动应力的函数的疲劳寿命将可在预先加载的情况下得到改进。关于扭矩限制，很多驱动系统应用场合在某一扭矩载荷范围内运行，其中，额定运行载荷的范围为最大扭矩载荷的60％至80％。例如，在上述的复式行星驱动系统12中，额定工况例如巡航飞行时所加的扭矩载荷T大约为瞬间机动飞行，例如高速垂直上升机动飞行时的最大扭矩的70％。通过限制作用在弹簧元件上扭矩载荷的大小，疲劳寿命还可由此而进一步得到改进。

在图5中，一个组合预先加载和扭矩限制的装置100在几个部位(见图2)配置在内外环段之间，并最好与内外环段整体形成，从而改进弹簧元件66的疲劳寿命。预先加载/扭矩限制装置100包括一个与外环段64结合的U-形件102和一个与内环段62整体成形并由内环段经向伸出的臂104。更具体地说，臂104配置在分别由U-形件104限定的预先加载和扭矩反作用面106和108之间。在装配隔离齿圈60期间，内环62克服弹簧元件66的弹力而扭转，并用一可插入的预先加载填隙片110相对预先加载反作用面106而定位。即，根据所设立的理想预先加载位置，对所述的实施例，此位置相当于最大扭矩载荷的约40％，填隙片110被固定并使臂104紧靠其上。

在运行中，作用在内环段上的扭矩载荷T将使臂104脱离填隙片110，即，当扭矩载荷超过最小预先加载值时，在预先加载和扭矩反作用面106,108，之间寻找一中间运行位置。该位置相当于“额定”或“运行”位置，在此，隔离齿圈传递扭矩载荷又隔离振动。如果扭矩载荷超过一临界值，例如80％的最大扭矩载荷，臂104将与扭矩反作用面108相啮合从而将附加的扭矩载荷直接从内环段62传递到外环段64。因为甚至很小的制造偏差可能引起上述扭矩极限值的明显波动，故必须在臂104与扭矩反作用面108之间插入一扭矩极限填隙片112，以补偿这种制造偏差。

虽然就应用实施例对本发明已作了图示和说明，但精通此技术的人们应当了解，只要不超出本发明的精神和范围是可以作各种改变，删除和增加的。例如，即使该优先实施例描述一弹簧元件66有5根经向桁条66B，但人们将意识到根据扭矩载荷及想要隔离的程度，可以应用较少或更多这种桁条66B。在图6和7，图示了本发明的可替换实施例，其中，弹簧元件66分别包括1根和3根桁条66B。此外，即使该优先实施例应用绕整个内外环段62,64的最外和最内周边而配置的弹簧元件66(如图2所示)，但人们将意识到弹簧元件66可以绕内外环段62,64对称组合，之间形成空隙区。这种布局可能有利于制造，例如降低制造成本，或形成穿过隔离齿圈的通路，例如这可能为按排润滑管道或通道所需要的。此外，虽然桁条66B按相对驱动系统12的扭矩向量T经向定位而表示的(见图3b)，但人们将意识到桁条66B相对于扭矩T可以是倾斜的，以便按特定的设计目的改变扭矩刚度。

虽然已描述预先加载/扭矩限制装置100为一整体装置，即，一个组件，但人们将意识到预先加载和扭矩限定装置可以设计为独立组件。此外，虽然该优先实施例的预先加载/扭矩限制装置100包括整体形成的协作结构，例如，U-形件，102，臂104，预先加载填隙片110等，本发明还设想任何别的装置以对弹簧元件66预先加载，或传递一临界扭矩通过内外环段62,64。

Claims (17)

1．一种用于行星齿轮驱动系统(12)和起到传递扭矩载荷和减少从驱动系统(12)的行星齿轮(36)到邻近支承结构(50)的高频振动的隔离齿圈(60)，其特征在于：

具有内外环段(62,64)，所述的内环段(62)有许多齿(62T)，与行星齿轮(36)的齿(32bT)相啮合，所述的外环段(64)刚性地固定在邻近的支承结构(50)；

多个弹簧元件(66)，配置在内外环段(62,64)之间，并与所述内外环段(62,64)整体形成；

其中，所述的弹簧元件(66)将扭矩载荷从所述内环段(62)传递到所述外环段(64)，此外还提供一条减少从所述内环段(62)到邻近支承结构(50)的高频振动的柔性扭矩加载路径。

2．按权利要求1所述的隔离齿圈(60)，其特征在于，所述的行星齿轮驱动系统(12)产生一扭矩T；每个所述的弹簧元件(66)有奇数根桁条(66B)，所述的桁条(66B)具有绕大致平行于扭矩向量T的主弯曲轴线P2的低特性弯曲刚度。

3．按权利要求2所述的隔离齿圈(60)，其特征在于，每个所述的簧元件(66)的所述桁条(66B)相对于由所述行星齿轮驱动系统(12)所产生的扭矩向量T是径向配置的。

4．按权利要求2所述的隔离齿圈(60)，其特征在于，每个所述的弹簧元件(66)限定一弹簧刚度，其中每个所述弹簧元件(66)包括多根桁条(66B)和将相邻桁条(66B)在结构上相互连接的转折段(66R)，以减小所述的弹簧刚度。

5．按权利要求1所述的隔离齿圈(60)，其特征在于，还包括用以对所述弹簧元件(66)预先加载的装置(104,106,110)。

6．按权利要求1所述的隔离齿圈，其特征在于，还包括用以限制作用在所述弹簧元件(66)上的扭矩载荷的装置(104,108)。

7．按权利要求5所述的隔离齿圈(60)，其特征在于，所述的预加载装置包括一个与所述内环段(62)配合配置的径向伸出的臂(104)，一个与所述外环段(64)配合配置的预先加载反作用面(106)，及一个固定安装于所述预加载反作用面(106)并与所述臂(104)紧靠配合的对所述弹簧元件(66)预加载的填隙片。

8．按权利要求6所述的隔离齿圈(60)，其特征在于，所述的扭矩限制装置包括一个与所述内环段(62)配合装置的径向伸出的臂(104)，一个与所述外环段(64)配合配置的扭矩反作用面(108)，所述的伸出臂(104)与所述的扭矩限制面(108)紧靠配合，以限制作用于所述弹簧元件(66)上的扭矩载荷的幅值。

9．按权利要求4所述的隔离齿圈(60)，其特征在于，每个所述的弹簧元件(66)包括至少5根所述的桁条(66B)。

10．按权利要求4所述的隔离齿圈(60)，其特征在于，每根所述的桁条(66B)限定一中间部分(66BM)，所述的中间部分(66BM)的厚度逐渐变薄，以减小所述弹簧元件(66)的特性弯曲刚度。

11．一种产生一扭矩向量T并起到传递扭矩载荷和减少驱动系统(12)的行星齿轮(36)到邻近支承结构(50)的高频振动的行星齿轮驱动系统(12)的隔离齿圈(60)其特征是：

具有内外环段(62,64)，所述的内环段(62)有许多齿(62T)，与行星齿轮(36)的齿(32bT)相啮合，所述的外环段(64)刚性地固定在邻近的支承结构(50)；

多个弹簧元件(66)配置在内外环段(62,64)之间，并与所述内外环段(62,64)整体形成，每个所述弹簧元件(66)具有奇数根桁条(66B)，所述的桁条(66B)具有绕大致平行于扭矩向量T的主弯曲轴线Pz的低特性弯曲刚度。

其中，所述的弹簧元件(66)将扭矩载荷从所述内环段(62)传递到所述外环段(64)，此外还提供一条减少从所述内环段(62)到邻近支承结构(50)的高频振动的柔性扭矩加载路径。

12．按权利要求11所述的隔离齿圈(60)，其特征在于，每个所述弹簧元件(66)的所述桁条(66B)相对于所述行星齿轮驱动系统(12)所产生的扭矩向量T是径向配置的。

13．按权利要求11所述的隔离齿圈(60)，其特征在于，每个所述的弹簧元件(66)限定一弹簧刚度；每个所述弹簧元件(66)包括多根桁条(66B)和将相邻桁条(66B)在结构上相互连接的转折段(66R)，以减小所述的弹簧刚度。

14．一种制造隔离齿圈(60)的方法，包括锻造一金属材料的环形毛坯和围绕所述环形毛坯内径磨削一系列齿轮的齿(62T)的步骤，此方法的特征在于包括以下步骤：

有选择地从所述环形毛坯上去除材料，形成多个整体式弹簧元件(66)，从而，将所述毛坯分为一内环段(62)和一外环段(64)。

15．按权利要求14所述的方法，其特征在于，所述的有选择地从所述环形毛坯去除材料的步骤是由金属线放电加工完成的。

16．按权利要求14所述的方法，其特征在于，所述的有选择地从所述环形毛坯去除材料的步骤是由磨削喷水加工完成的。

17．按权利要求14所述的方法，其特征在于，所述的磨齿步骤包括对所述齿(62T)的粗磨和对所述齿(62)的精磨，其中所述的可选择地从环形毛坯上去除材料的步骤在所述的粗磨和精磨步骤之间完成。

Images