谐波齿轮传动装置制造方法及图纸

一种谐波齿轮传动装置，包括输入轴与输出轴。输入轴机械联接至具有变化直径的波发生器。波发生器位于包括外齿的柔性齿条内。当波发生器的大直径与柔性齿条的外齿对准时，柔性齿条的外齿与固定齿条的内齿和输出齿条的内齿接合。输出齿条的齿数与输入齿条的齿数不同，以使得当波发生器旋转并且柔性齿条旋转时，输出齿条相对于固定齿条旋转。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用该申请是要求2015年4月20日提交的第62/150,101号美国临时申请的优先权的非临时申请。
本公开大体涉及动力传递机构，具体涉及井下工具的动力传递机构。
技术介绍
在井眼中，可能期望部件相对于钻柱的其余部分旋转。通常，通过诸如电动马达或泥浆马达的马达来形成井下旋转。然而，电动马达和泥浆马达的旋转速度对于期望的旋转来说可能太快。当期望相对于钻柱的其余部分相对缓慢地旋转时，可能需要一个或多个传动设备。
技术实现思路
本公开提供了一种谐波齿轮传动装置。谐波齿轮传动装置可包括输入轴。输入轴可大体呈管状。谐波齿轮传动装置可包括机械联接至输入轴的波发生器。波发生器可具有变化的直径。波发生器的具有最大直径的部分可限定出波发生器的大直径。谐波齿轮传动装置可包括柔性齿条。柔性齿条可大致呈管状并且可包括外齿。柔性齿条可适于定位成围绕波发生器，从而适于在波发生器旋转时进行弹性收缩。谐波齿轮传动装置可包括固定齿条。固定齿条为环形形状并包括第一数量的内齿，该第一数量的内齿适于接合柔性齿条与波发生器的大直径对准的外齿。谐波齿轮传动装置可包括输出齿条，输出齿条为环形形状并包括第二数量的内齿，该第二数量的内齿适于接合柔性齿条与波发生器的大直径对准的外齿。第二数量的内齿与第一数量的内齿可数量不同。附图说明当与附图一起阅读时，从以下详细描述可最好地理解本公开。要强调的是，各特征没有根据工业中的标准实践按比例绘制。事实上，为了讨论的清楚起见，各特征的尺寸可能被任意地增大或减小。图1示出了根据本公开的至少一个实施方式的谐波齿轮传动装置的剖视图。图2示出了图1的谐波齿轮传动装置的分解局部剖视图。图3示出了图1的谐波齿轮传动装置的局部拆开的端端图。图4示出了根据本公开的至少一个实施方式的谐波齿轮传动装置的剖视图。具体实施方式要理解，以下公开提供了一些不同的实施方式或示例，以实现各实施方式的不同特征。下面描述部件和布置的具体示例以简化本公开。当然，这些仅是示例且不旨在进行限制。此外，本公开可在各示例中重复参考标记和/或字母。该重复是出于简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论的各种实施方式和/或配置之间的关系。如图1、图2所示，谐波齿轮传动装置100可机械地联接在输入轴101与输出子件(sub)103之间。输入轴101可机械联接至马达(未示出)的输出轴。马达可例如而不限于泥浆马达、电动马达、或适于在井眼中使用的任何其它马达。在一些实施方式中，输入轴101可直接机械联接到马达的输出轴。在一些实施方式中，输入轴101可包括将输入轴101机械联接到马达的输出轴的一个或多个动力传递联接件。例如而不限制，在一些实施方式中，如图1、图2所示，传递联接件可包括城堡状件105。城堡状件105可形成在输入轴101中，并且可与形成于马达的输出轴中的城堡状件连接，从而允许通过城堡状件105的互锁将旋转力传递到输入轴101中。输入轴101可机械联接至波发生器107。在一些实施方式中，输入轴101和波发生器107可大体呈管状，从而允许贯穿输入轴101和波发生器107地形成中央孔。在谐波齿轮传动装置100用作井下工具的一部分的一
些实施方式中，例如而不限制，中央孔可允许经过该中央孔的钻井流体进行循环。波发生器107可形成为输入轴101的集成部件。在一些实施方式中，波发生器107可构成具有变化直径的偏心凸轮。例如，如图3所示，波发生器107的横截面可大体呈椭圆形。如本文所使用，波发生器107的“大直径”表示波发生器107的具有最大直径的一部分或多个部分，在图3中示为DM。受益于本公开的领域的普通技术人员应理解，根据波发生器107的横截面形状可形成一个或多个大直径DM。如关于沿波发生器107的外周界的点所使用的“直径”表示从该点通过中心到达位于波发生器107的周界上的、与该点相对的点所测量的直线。如图1、图2所示，波发生器107可位于柔性齿条109内。柔性齿条109可以是具有外齿111的大致的管状构件。在一些实施方式中，柔性齿条109可与固定齿条113和输出齿条115接合。固定齿条113和输出齿条115可以是环形体。固定齿条113可机械联接至固定子件117，以使得固定齿条113不会相对于固定子件117旋转。固定齿条113可包括适于与柔性齿条109的外齿111接合的内齿114。输出齿条115可刚性地机械联接至输出子件103。输出齿条115可包括适于与柔性齿条109的外齿111接合的内齿116。在一些实施方式中，响应于波发生器107的旋转，柔性齿条109可弹性变形。在一些实施方式中，在柔性齿条109与波发生器107的大直径DM对准的情况下，柔性齿条109的外齿111可与固定齿条113的内齿114和输出齿条115的内齿116接合。如图3所示，外齿111'与固定齿条113的内齿114接合，而外齿111\没有与固定齿条113的内齿114接合。当波发生器107旋转时，波发生器107可在柔性齿条109内滑动。在一些实施方式中，波发生器107与柔性齿条109之间可定位有滚针轴承110。滚针轴承110可包括多个滚子或针，该多个滚子或针位于柔性齿条109的表面与波发生器107的表面之间并定位成在柔性齿条109与波发生器107之间旋转。例如而不限制，滚针轴承110可减小柔性齿条围绕波发生器107旋转时波发生器107与柔性齿条109之间的摩擦。如本领域中所理解，在一些实施方式中，在没有背离本公开的范围的情况下，滚针轴承110可包括诸如滚道(未示出)的附加部件。如本领域中所理解，当
波发生器107旋转时，固定齿条113的与柔性齿条109的外齿111接合的齿因而可围绕固定齿条113的内齿114进动。当接合的外齿111'进动时，基于柔性齿条109与固定齿条113之间的齿数差异，柔性齿条109相对于固定齿条113旋转。如以上关于固定齿条113所描述，(与波发生器107的大直径DM对准的)外齿111'同样地与输出齿条115的内齿116接合。在一些实施方式中，输出齿条115可具有与固定齿条113不同的齿数。在一些实施方式中，输出齿条115的齿可比固定齿条113的齿少1到10个。因为输出齿条115的齿数与固定齿条113的齿数不同，所以当柔性齿条109在输出齿条115内旋转且接合的外齿111'绕输出齿条115的齿进动时，输出齿条115相对于固定齿条113旋转。输出齿条115相对于固定齿条113的旋转速度与输入轴101的旋转速度之间的比率可通过输出齿条115和固定齿条113之间的齿数差与固定齿条113的齿数的比率来确定。例如，在固定齿条113包括160个齿且输出齿条115包括159个齿的实施方式中，对于波发生器107的每次旋转，输出齿条115可使一个齿旋转，或者可进行1/160次旋转。因而，这种谐波齿轮传动装置100在输入轴101与子件103之间可具有160:1的齿轮减速比。受益于本公开的领域的普通技术人员应理解，在不背离本公开的范围的情况下，输出齿条115与固定齿条113可包括任何适当的齿数并且可具有任意齿差。在一些实施方式中，如图1、图2所示，输出子件103可以是机械联接至附加设备(未示出)的大致的管状构件，从而允许附加设备，诸如底部钻孔组件的部件相对于固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐波齿轮传动装置，包括：输入轴；波发生器，机械联接至所述输入轴，所述波发生器具有变化的直径，所述波发生器的具有最大直径的部分限定出所述波发生器的大直径；柔性齿条，所述柔性齿条呈大致的管状并包括外齿，所述柔性齿条定位成围绕所述波发生器；固定齿条，所述固定齿条包括第一数量的内齿，其中，所述第一数量的内齿接合所述柔性齿条与所述波发生器的大直径对准的外齿；以及输出齿条，所述输出齿条包括第二数量的内齿，其中，所述第二数量的内齿适于接合所述柔性齿条与所述波发生器的大直径对准的外齿，所述第二数量的内齿与所述第一数量的内齿数量不同。

【技术特征摘要】
2015.04.20 US 62/150,1011.一种谐波齿轮传动装置，包括：输入轴；波发生器，机械联接至所述输入轴，所述波发生器具有变化的直径，所述波发生器的具有最大直径的部分限定出所述波发生器的大直径；柔性齿条，所述柔性齿条呈大致的管状并包括外齿，所述柔性齿条定位成围绕所述波发生器；固定齿条，所述固定齿条包括第一数量的内齿，其中，所述第一数量的内齿接合所述柔性齿条与所述波发生器的大直径对准的外齿；以及输出齿条，所述输出齿条包括第二数量的内齿，其中，所述第二数量的内齿适于接合所述柔性齿条与所述波发生器的大直径对准的外齿，所述第二数量的内齿与所述第一数量的内齿数量不同。2.如权利要求1所述的谐波齿轮传动装置，还包括机械联接至所述输出齿条的输出子件。3.如权利要求2所述的谐波齿轮传动装置，还包括位于所述输出子件与所述输入轴之间的至少一个轴承。4.如权利要求1所述的谐波齿轮传动装置，其中，所述输入轴机械联接至马达的输出轴。5.如权利要求4所述的谐波齿轮传动装置，其中，所述马达是泥浆马达或电动马达。6.如权利要求5所述的谐波齿轮传动装置，其中，所述输入轴形成为所述马达的转子的一部分。7.如权利要求4所述的谐波齿轮传动装置，其中，所述输入轴还包括传递联接件，以将所述输入轴机械联接至所述马达的输出轴。8.如权利要求7所述的谐波齿轮传动装置，其中，所述传递联接件包括形成于所述输入轴上的城堡状件和形成于所述马达的输出轴上的对应城堡状件。9.如权利要求4所述的谐波齿轮传动装置，还包括固定子件，所述固定子件机械联接至所述固定齿条和所述马达。10.如权利要求9所述的谐波齿轮传动装置，还包括位于所述固定子件与所述输入轴之间的至少一个轴承。11.如权利要求1所述的谐波齿轮传动装置，其中，所述波发生器的横截面大致为椭圆形。12.如权利要求1所述的谐波齿轮传动装置，其中，所述第一数量的内齿和所述第二数量的内齿之差在1到10之间。13.如权利要求1所述的谐波齿轮传动装置，其中，所述柔性齿条的外齿包括第一组齿和第二组齿，所述第一组齿与所述固定齿条的内齿接合，所述第二组齿与所述输出齿条的内齿接合。14.如权利要求1所述的谐波齿轮传动装置，还包括位于所述柔性齿条与所述波发生器之间的滚针轴承。15.如权利要求1所述的谐波齿轮传动装置，其中，所述输入轴、所述波发生器、所述柔性齿条、所述固定齿条和所述输出齿条呈大致的管状，并具有形成为贯穿所述输入轴、所述波发生器、所述柔性齿
\t条、所述固定齿条和所述输出齿条的中央孔。16.如权利要求15所述的谐波齿轮传动装置，还包括延伸通过所述中央孔的传动轴。17.如权利要求1所述的谐波齿轮传动装置，其中，所述输出子件联接至RSS的RSS壳体。18.如权利要求1所述的谐波齿轮传动装置，其中，所述波发生器是偏心凸轮。19.如权利要求1所述的谐波齿轮传动装置，其中，所述波发生器的横截面大致为椭圆形。20.一种方法，包括：提供一种谐波齿轮传动装置，所述谐波齿轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：赛玛卡·夏希帕桑德，安德鲁·格拉拉，欧拉·施滕格尔，
申请(专利权)人：内伯斯勒克斯金融二有限公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU