齿轮减速组件的制作方法

齿轮减速组件
1.技术领域
1.用于在原动机与车轮之间传递扭矩的齿轮减速组件。
2.

背景技术：

2.在具有车轮的车辆中使用齿轮减速组件来选择性地倍增传送到车轮的扭矩。齿轮减速组件特别适合用于需要牵引或拖动重载荷的应用，比如材料搬运和采矿应用、农业应用、商用卡车、建筑、国防、林业、地面支持设备、废弃物、运输和其他特种车辆。齿轮减速组件通常允许在车轮与驱动车轮的原动机之间选择不同的齿轮比。因此，当期望时(例如在运输重载荷和/或穿越越野地形时)，齿轮减速组件可向车轮传递更大的扭矩，且当期望时(例如在未装载和/或高速穿越公路地形时)，可降低扭矩。
3.通常，齿轮减速组件包括一个或多个齿轮组合，这些齿轮组合能够在原动机与车轮之间应用不同的齿轮比。齿轮组合通过摩擦离合器选择性地接合和脱离。尽管在选择性地倍增传递到车轮的扭矩方面很有效，但摩擦离合器容易随着时间的推移而磨损，并增加齿轮减速组件的重量。因此，仍然需要提供一种用于车辆的改进的齿轮减速组件。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种用于在原动机与车轮之间传递扭矩的齿轮减速组件。该组件包括沿轴线延伸且配置为由原动机旋转的输入轴和沿轴线与输入轴间隔开地延伸且配置为旋转车轮的输出轴。该组件还包括围绕轴线布置的环形齿轮(齿圈)、与输入轴和输出轴中的一个联接的太阳齿轮以及沿轴线且围绕输入轴和输出轴延伸的支架(行星架)。该组件还包括围绕轴线径向间隔开且可旋转地联接到支架的多个行星齿轮。支架可沿轴线在直接驱动位置、空挡位置与减速位置之间运动。在直接驱动位置、空挡位置和减速位置中的每个中，多个行星齿轮与太阳齿轮啮合，且支架与输入轴和输出轴中的一个联接。
5.在直接驱动位置中，支架固定于输入轴和输出轴两者，以使得输入轴和输出轴以相等的旋转速度绕轴线一致地旋转。在空挡位置中，输入轴和输出轴中的至少一个与支架断开，以使得输入轴和输出轴绕轴线彼此独立地旋转。在减速位置中，多个行星齿轮与固定于输入轴和输出轴中的一个的太阳齿轮和环形齿轮能旋转地啮合，且支架固定于输入轴和输出轴中的另一个，从而使输入轴和输出轴以不同的旋转速度绕轴线旋转。
6.因此，齿轮减速组件提供了以下优势：减少为选择性地改变传递到车轮的扭矩所需的部件数量。在直接驱动位置、空挡位置和减速位置中的每个中，行星齿轮与太阳齿轮的连续啮合以及支架与输入轴和输出轴中的一个的联接保持了输入轴、输出轴和支架沿轴线的适当对齐，以便于支架在直接驱动位置、空挡位置与减速位置之间的运动。因此，齿轮减速组件不需要摩擦离合器来选择性地接合太阳齿轮、行星齿轮和环形齿轮。此外，部件数量的减少降低了齿轮减速组件的重量，有利于齿轮减速组件更小的封装尺寸，从而减少了齿轮减速组件所占用的体积区域。
附图说明
7.通过在考虑附图时参考以下详细说明，本发明的优点将被轻易地认识和更好地理解。
8.图1a是具有车桥系统的车辆的立体图。
9.图1b是车桥系统的立体图，示出了原动机、齿轮箱和齿轮减速组件。
10.图2是齿轮减速组件的立体剖视图，示出了处于直接驱动位置的支架。
11.图3是齿轮减速组件的立体剖视图，示出了处于空挡位置的支架。
12.图4是齿轮减速组件的立体剖视图，示出了处于减速位置的支架。
13.图5是齿轮减速组件的原理简图，示出了处于直接驱动位置的支架。
14.图6是齿轮减速组件的原理简图，示出了处于空挡位置的支架。
15.图7是齿轮减速组件的原理简图，示出了处于减速位置的支架。
具体实施方式
16.参照附图，其中，类似的附图标记表示几个视图中的类似或对应的部件。在图1a和1b中总地示出了用于在原动机22与车辆21的车轮24之间传递扭矩的齿轮减速组件20。齿轮减速组件20可被配置为与车桥系统26一起使用。车桥系统26可包括副框架28，用于安装于车辆21的框架。
17.原动机22可安装于副框架28，并配置为产生扭矩。如图中所示，原动机22配置为能够产生使车轮24旋转的运动的电动马达(电动机)。然而，原动机22可以是内燃机、氢燃料电池或任何其他能够产生使车轮24旋转的运动的合适机构。
18.车桥系统26还可包括齿轮箱30，如图1b中所示。齿轮箱30安装于副框架28，并与原动机22和齿轮减速组件20中的每一者联接。齿轮箱30配置为从原动机22向齿轮减速组件20传递和改变扭矩。更具体地，齿轮箱30可具有多个齿轮，可单独地选择这些齿轮。每个齿轮可有不同的齿轮比(传动比)。因此，齿轮箱30可改变传递到齿轮减速组件20的扭矩。这样的配置在车辆应用中通常被称为变速器。
19.原动机22和齿轮箱30可联接到单个车轮24(或者更具体地，如图1中所示，一组双轮24)。因此，如果车辆21具有多个从动轮24或多组从动双轮24，则每个车轮24或每组可以具有分离且不同的原动机、齿轮箱和齿轮减速组件。例如，如图1a中所示，车桥系统26包括成对的原动机22、成对的齿轮箱30和成对的齿轮减速组件20，每个都单独驱动成组的双轮24。然而，原动机22、齿轮箱30和齿轮减速组件20可配置为驱动多于一个车轮24或多于一组双轮24。
20.车桥系统26是后驱车桥，但要理解的是，将要描述的本公开的有利特征可以替代性地应用于前驱车桥(即可转向)，或者优选地应用于前驱车桥和后驱车桥两者。
21.车桥系统26适于固定地安装在车辆21上，车轮24与之联接，从而使车桥系统26支承车辆21和货物的重量。此外，由于将要描述的原因，齿轮减速组件20能够使从原动机22传递到车轮24的扭矩倍增。因此，本公开的齿轮减速组件20可能特别适合于重型材料搬运和采矿应用。然而，其他合适的应用可包括农业应用(例如，播种机、喷雾器和其他与农场有关的车辆)、商用卡车、建筑、国防、林业、地面支持设备、废弃物、运输和其他特种车辆。
22.齿轮减速组件20安装于副框架并与原动机22联接。该组件20配置为在原动机22与
车轮24之间传递扭矩。如图2－7中所示，齿轮减速组件20包括输入轴32和输出轴34，输入轴32沿轴线a延伸且配置为由原动机22旋转，输出轴34沿轴线a延伸、与输入轴32隔开且配置为使车轮24旋转。
23.齿轮减速组件20还包括围绕轴线a布置的环形齿轮(齿圈)36、与输入轴32和输出轴34中的一个联接的太阳齿轮38以及沿轴线a且围绕输入轴32和输出轴34延伸的支架(行星架)40。齿轮减速组件20还包括围绕轴线a径向间隔开且可旋转地联接到支架40的多个行星齿轮42。
24.支架40可沿轴线a在直接驱动位置(参见图2和5)、空挡位置(参见图3和6)与减速(参见图4和7)位置之间运动。更具体地，支架40和多个行星齿轮42在直接驱动位置、空挡位置与减速位置之间沿轴线a一致地运动(一起运动)。在直接驱动位置、空挡位置和减速位置中的每一个位置中，多个行星齿轮42与太阳齿轮38啮合，且支架40与输入轴32和输出轴34联接，这就使输入轴32、输出轴34和支架40沿轴线a保持适当的对齐，以促进支架40在直接驱动位置、空挡位置与减速位置之间的运动，如将在下文中更详细描述的。
25.在直接驱动位置中(参见图2和5)，支架40固定于输入轴32和输出轴34两者，使得输入轴32和输出轴34以相等的旋转速度绕轴线a一致地旋转。此外，在空挡位置中(参见图3和6)，输入轴32和输出轴34中的至少一个与支架40断开，使得输入轴32和输出轴34绕轴线a彼此独立旋转。此外，在减速位置中(参见图4和7)，多个行星齿轮42与固定于输入轴32和输出轴34中的一个的太阳齿轮38以及与环形齿轮36可旋转地啮合，且支架40固定于输入轴32和输出轴34中的另一个，从而使输入轴32和输出轴34以不同的旋转速度绕轴线a旋转。
26.支架40的空挡位置可布置在支架40的直接驱动位置与减速位置之间。此外，直接驱动位置和减速位置可限定支架40的行程的相对两端。参考附图，支架40的直接驱动位置是支架40的最左位置(参见图2和5)，减速位置是支架40的最右位置(参见图4和7)，且空挡位置将支架40置于直接驱动位置与减速位置之间(参见图3和6)。然而，支架40的相对位置(即，左/右)是针对附图的定向而言的，并可取决于齿轮减速组件20的视图而有所不同。此外，尽管图中示出了支架40的空挡位置为布置在支架40的直接驱动位置与减速位置之间，但在本文未明确示出的其他实施例中，直接驱动位置、空挡位置和减速位置的位置可能以不同的顺序布置。此外，直接驱动位置和减速位置可不限定支架40的相对的行程端。此外，支架40可包括直接驱动位置、空挡位置与减速位置之间或之外的一个或多个附加位置。
27.如图2－4中所示，齿轮减速组件20还可包括沿轴线a限定内部46的壳体44，且输入轴32、输出轴34、太阳齿轮38、多个行星齿轮42和支架40布置在壳体44内。因此，壳体44可以通过减少可能使部件退化的污染物(比如灰尘和水)的侵入，为布置在其中的齿轮减速组件20的部件提供保护。
28.输入轴32和输出轴34可沿轴线a纵向固定，且支架40配置为在直接驱动位置、空挡位置与减速位置之间运动的同时沿输入轴32和输出轴34运动。如图2－4中所示，齿轮减速组件20可包括与壳体44联接且支承输入轴32的输入轴承48。虽然附图中未示出，但齿轮减速组件还可包括与壳体44联接且支承输出轴34的输出轴承。输入轴承48和输出轴承分别将输入轴32和输出轴34定位在壳体44内，并促进输入轴32和输出轴34围绕轴线a的旋转。此外，轴承使轴32、34横向于轴线a的运动减少。还可将输入轴承48和输出轴承限定为推力轴承，其使输入轴32和输出轴34在轴向载荷下沿轴线a的运动减少。施加在齿轮减速组件20上
的轴向载荷的示例是在车辆21转弯期间沿轴线a施加在车轮24上的向心力。
29.壳体44可以是结构构件，其配置为在框架与车轮24之间承受横向载荷。在该配置中，壳体44在本领域中通常被称为桥管。此外，壳体44的结构刚度与轴承一起可减少施加在齿轮减速组件20的旋转部件(即，输入轴32和输出轴34、支架40、太阳齿轮38、行星齿轮42等)上的可能抑制这种旋转的横向载荷。此外，减少旋转部件上的横向载荷而减少可能导致轴向错位的部件的偏转，这给组件20带来了低效率和过度磨损。
30.如图2－4中所示，环形齿轮36可在内部46内固定于壳体44。此外，如图中所示，环形齿轮36可与壳体44一体形成，从而环形齿轮36和壳体44包括单一的共同材料。然而，环形齿轮36和壳体44可以是分离的部件，其以任何合适的方式(例如，紧固件、焊接等)彼此固定。此外，环形齿轮36和壳体44可彼此间隔开，中间部件可布置在它们之间，以将环形齿轮36固定于壳体44。
31.如图2－4中所示，输入轴32、输出轴34和支架40中的每一个可包括沿轴线a纵向延伸的花键52、54、56，且支架40的花键56配置为随着支架40在直接驱动位置、空挡位置与减速位置之间沿轴线a纵向运动而与输入轴32和输出轴34的花键52、54啮合并沿其滑动。因此，支架40的花键56和输入轴32的花键52具有对应的相对配置，其将支架40与输入轴32旋转锁定，而花键52、56沿轴线a的延伸部允许支架40沿轴线a滑动并保持支架40与输入轴32之间的旋转锁定。类似地，支架40的花键56和输出轴34的花键54具有对应的相对配置，其将支架40与输出轴34旋转锁定，而花键54、56沿轴线a的延伸部允许支架40沿轴线a滑动并保持支架40与输出轴34之间的旋转锁定。
32.如图2－4中所示，支架40可在第一端58与第二端60之间沿轴线a延伸。支架40可限定沿轴线a完全延伸通过支架40的孔62，且输入轴32在第一端58处进入孔62，输出轴34在第二端60处进入孔62。支架40的花键56可在孔62中朝向轴线a向内延伸。输入轴32和输出轴34的花键52、54可以向外延伸远离轴线a，以与支架40的花键56啮合。然而，情况可能相反(即，输入轴32和输出轴34可限定孔且具有朝向轴线a向内延伸的花键52、54，而支架40可具有从支架40的外表面远离轴线a向外延伸的花键56)。此外，输入轴32和输出轴34可有相反的配置(例如，输入轴32可具有向内延伸的花键52，以接合向外延伸的支架40的花键46的一部分，输出轴34可具有向外延伸的花键54，以接合向内延伸的支架40的花键56的一部分)。
33.如图2－4中所示，太阳齿轮38可固定于输入轴32。因此，行星齿轮42围绕并啮合输入轴32上的太阳齿轮38，环形齿轮36围绕输入轴32上的太阳齿轮38定位。然而，情况可能相反。更具体地，支架40可倒置，以使得行星齿轮42围绕并啮合固定于输出轴34的太阳齿轮38，环形齿轮36围绕输出轴34上的太阳齿轮38定位。
34.太阳齿轮38可限定输入轴32和输出轴34中的一个的花键52、54。更具体地，在图中所示的实施例中，太阳齿轮38限定了输入轴32的花键52。因此，输入轴32和太阳齿轮38的花键52可在下文互换地提及，太阳齿轮38能够与支架40的花键56啮合，输入轴32的花键52能够与行星齿轮42啮合。
35.如图2－4中所示，太阳齿轮38和输入轴32可能是包括单一材料的一体部件。换句话说，太阳齿轮38可形成在输入轴32上。然而，太阳齿轮38和输入轴32可以是分离的部件，其以任何合适的方式(例如，紧固件、焊接等)彼此固定。
36.支架40可包括横向于轴线a延伸并将花键56一分为二的壁64，以限定花键56的输
入部分66和花键56的输出部分68，花键56的输入部分66配置为与输入轴32的花键52啮合，花键56的输出部分68配置为与输出轴34的花键54啮合。壁64可与输入轴32和输出轴34中的至少一个接合，以限定端部止挡件，从而防止支架40进一步运动到直接驱动位置、空挡位置和减速位置中的一个之外。更具体地，输入部分66和输出部分68中的每个的花键56可朝向轴线a向内延伸，且输入部分66和输出部分68中的一个比另一个进一步朝向轴线a延伸，壁64在输入部分66与输出部分68之间过渡。在图中所示的实施例中，输入部分66的花键56比输出部分68进一步朝向轴线a延伸。
37.如图2－4中所示，输入轴32和输出轴34的尺寸定为容纳支架40的花键56的输入部分66和输出部分68。更具体地，输入轴32和输出轴34的尺寸使得输入轴32的花键52布置在支架40的各花键56的输入部分66之间并与之接合，并且输出轴34的花键54布置在支架40的各花键56的输出部分68之间并与之接合。
38.在图中所示的实施例中，输入部分66的花键56比输出部分68的花键56进一步朝向轴线a延伸。因此，输出轴34的花键54比输入轴32的花键52进一步远离轴线a延伸。
39.壁64可与轴线a基本上正交。如图4中所示，壁64可与输出轴34接合。因此，壁64限定端部止挡件，该端部止挡件防止支架40进一步运动到减速位置之外(即，如图4中所示，壁64抑制了进一步向右运动到减速位置之外)。因此，支架40的减速位置可限定支架40运动的端点(末端)，且壁64防止支架40运动到减速位置之外。防止支架40进一步运动到减速位置之外的端部止挡件确保行星齿轮42与太阳齿轮38和环形齿轮36两者的适当对齐和啮合。尽管壁64限定了用于与输出轴34接合的端部止挡件，从而防止支架40运动到减速位置之外，但壁64可限定用于与输入轴32或任何其他合适的部件接合的端部止挡件，用以防止支架40运动到任何位置(包括本文中明确描述和未明确描述的位置)处或之外。
40.当支架40处于空挡位置和减速位置时，支架40的花键56可与输入轴32和输出轴34中的一个的花键52、54沿轴线a纵向间隔开并断开连接。更具体地，当支架40处于空挡位置和减速位置时，支架40的花键56可与输入轴32的花键52沿轴线a纵向间隔开并断开，如图3和4中所示。由于支架40的花键56与输入轴32的花键52间隔开并断开，故而输入轴和输出轴32、34不会一起一致地旋转，从而有利于输入轴32和输出轴34的独立旋转(空挡位置)以及以不同的旋转速度旋转(减速位置)。
41.在图2中所示的实施例中，在直接驱动位置中，支架40的花键56与输入轴32的花键52接合。支架40从直接驱动位置运动到空挡位置和减速位置(即，如图2－4中所示，从左到右)导致支架40移离输入轴32(其沿轴线a保持静止)并使支架40与输入轴32断开。此外，支架40的花键56的输出部分68配置为在直接驱动位置、空挡位置和减速位置中的每个位置中保持与输出轴34的花键54接合，这将在下文中更详细地描述。
42.如图2－4中所示，支架40在第一端58处可具有远离轴线a向外延伸的凸缘70。每个行星齿轮42可以可旋转地联接到凸缘70。行星齿轮42可配置成具有径向延伸的齿的正齿轮。然而，行星齿轮42可具有任何合适的配置，用以与太阳齿轮38和环形齿轮36中的每个啮合。
43.在减速位置中，行星齿轮42可布置在环形齿轮36与太阳齿轮38之间，并围绕太阳齿轮38径向间隔开，如图4中所示。因此，在减速位置中，多个行星齿轮42可与环形齿轮36和输入轴32通过太阳齿轮38可旋转地啮合。输入轴32和太阳齿轮38以第一旋转速度绕轴线a
的旋转导致与太阳齿轮38和环形齿轮36两者啮合的行星齿轮42各自独立旋转并沿太阳齿轮38和环形齿轮36运动。因此，行星齿轮42以与第一旋转速度不同的第二旋转速度绕轴线a运动。因为行星齿轮42可旋转地联接到支架40，故而行星齿轮42围绕轴线a的运动导致支架40以第二旋转速度也围绕轴线旋转。由于在减速位置中支架40的花键56的输出部分68与输出轴34的花键54接合，故而输出轴34也以第二旋转速度旋转。因此，在减速位置中输入轴32以第一旋转速度的旋转导致在减速位置中输出轴34以第二旋转速度的旋转。在减速位置中，多个行星齿轮42可与环形齿轮36和太阳齿轮38可旋转地啮合，从而具有至少为3:1的齿轮比。因此，处于减速位置的齿轮减速组件20可向附连到输出轴34的车轮24提供机械上的优势，用以增加传到车轮24的扭矩。尽管图2－4中所示的行星齿轮42具有3:1的齿轮比，但行星齿轮42可具有任何合适的齿轮比，以向车轮24提供机械上的优势。
44.如图2－4中所示，行星齿轮42可布置在与轴线a正交的平面p上，且行星齿轮42与支架40的花键56间隔开，以限定沿轴线a具有距离x的间隙72。环形齿轮36可具有沿轴线a的长度l，该长度l小于或等于行星齿轮42与支架40的花键56之间的间隙72的距离x，其中，当支架40处于空挡位置时，环形齿轮36布置在间隙72内。如图所示，在空挡位置中，行星齿轮42布置在环形齿轮36的左侧。此外，支架40的花键56的输入部分66沿轴线a的尺寸使得支架40到空挡位置的运动导致支架40与输入轴32断开。因此，在空挡位置中，支架40中的输入轴32不一致地旋转。此外，由于在空挡位置中行星齿轮42不与环形齿轮36啮合，故而行星齿轮42只是在太阳齿轮38上独立旋转，而不导致支架40围绕轴线a的旋转。换句话说，在空挡位置中，行星齿轮42在太阳齿轮38上呈自由轮。因此，在空挡位置中，输入轴32和输出轴34可能以不同的旋转速度旋转。在图中所示的实施例中，空挡位置在直接驱动位置与减速位置之间的排布防止输入轴32与输出轴34之间同时直接接合，以及输入轴32与输出轴34之间通过太阳齿轮38、行星齿轮42和环形齿轮36进行齿轮减速，这样会损坏齿轮减速组件20。
45.如图2－4中所示，每个行星齿轮42可具有背向支架40且沿轴线a与壁64间隔开第一距离d1的外表面74。太阳齿轮38可沿轴线a延伸至少等于第一距离d1的第二距离d2，以便于太阳齿轮38与支架40和多个行星齿轮42中的至少一者联接。因此，支架40沿轴线a的运动可以在直接驱动位置、空挡位置与减速位置之间发生，而不需要输入轴32脱离支架40和行星齿轮42两者。输入轴32与支架40和行星齿轮42两者脱离可导致太阳齿轮38与行星齿轮42/支架40之间的旋转错位，这在支架40的运动试图重新接合输入轴32时可导致其间的结合。类似地，支架40的花键56的输出部分68可沿轴线a延伸至少等于第一距离d1的第三距离d3，以在直接驱动位置、空挡位置与减速位置中的每个中保持支架40与输出轴34之间的啮合。
46.在直接驱动位置中，输入轴32可通过太阳齿轮38固定于支架40。如图2和5中所示，行星齿轮42和支架40布置在其在左侧最远的位置。支架40的花键56的输入部分66与输入轴32的太阳齿轮38/花键52啮合，从而将输入轴32固定于支架40。行星齿轮42与太阳齿轮38啮合，但不能沿着太阳齿轮38旋转，这是因为输入轴32和支架40不能彼此独立地旋转。如上所述，支架40的花键56的输出部分68与输出轴34的花键54啮合，从而将输出轴34固定于支架40。因此，在直接驱动位置中，输入轴32、支架40和输出轴34一致地旋转。
47.如图2－4中所示，输入轴32可包括第二壁76，该第二壁横向于轴线a延伸，且可与行星齿轮42接合，以限定防止支架40进一步运动到直接驱动位置、空挡位置和减速位置中
的一个之外的端部止挡件。第二壁76可在输入轴32的花键52的端部处，第二壁76过渡到输入轴32的光滑外表面。
48.第二壁76可与轴线a基本上正交。如图2中所示，在直接驱动位置中，第二壁76可与行星齿轮42接合(即，与输入轴32的花键52啮合的行星齿轮42可沿轴线a运动，直到行星齿轮42抵靠位于花键52的端部处的第二壁76为止)。因此，第二壁76限定端部止挡件，该端部止挡件防止支架40进一步运动到直接驱动位置之外(即，如图2中所示，第二壁76抑制了进一步向左运动到直接驱动位置之外)。因此，支架40的直接驱动位置可限定支架40运动的端点(末端)，且第二壁76防止支架40运动到直接驱动位置之外。防止支架40进一步运动到直接驱动位置之外的端部止挡件确保输入轴32的花键52与支架40的花键56的输入部分66正确啮合，以将扭矩传递到车轮24。尽管第二壁76限定了用于与行星齿轮42接合的端部止挡件，从而防止支架40运动到直接驱动位置之外，但第二壁76可限定用于与支架40或任何其他合适的部件接合的端部止挡件，用以防止支架40运动到任何位置(包括本文中明确描述和未明确描述的位置)处或之外。
49.仅出于示意性目的，下文将描述根据图中所示的实施例使支架40从直接驱动位置运动到减速位置以增加传到车轮24的扭矩的操作。
50.当支架40处于直接驱动位置时(参见图2和5)，支架40的花键56的输入部分66与输入轴32的花键52接合，支架40的花键56的输出部分68与输出轴34的花键54接合。行星齿轮42与输入轴32的太阳齿轮38/花键52啮合，但与环形齿轮36间隔开，因此围绕输入轴32保持静止。输入轴32的旋转(由原动机22驱动)导致支架40和输出轴34与输入轴32一致地旋转。输出轴34的旋转导致车轮24的旋转。
51.为了使支架40运动到减速位置，支架40沿轴线a远离输入轴32运动。支架40首先运动到空挡位置(参见图3和6)。在空挡位置中，输出轴34保持与支架40联接，且与支架40一致地旋转。然而，支架40的花键56的输入部分66从输入轴32的花键52移开，并与之间隔开。因此，支架40与输入轴32断开。支架40和输出轴34可独立于输入轴32旋转。行星齿轮42保持与输入轴32的太阳齿轮38/花键52啮合，并保持与环形齿轮36间隔开。因此，输入轴32的支架40的任何旋转都导致行星齿轮42围绕输入轴32呈自由轮。在空挡位置中，扭矩不能在输入轴32与输出轴34之间传递。
52.支架40继续沿轴线a远离输入轴32从空挡位置运动到减速位置。在减速位置中(参见图4和7)，输出轴34保持与支架40联接，且与支架40一致地旋转。支架40的花键56的输入部分66保持与输入轴32的花键52间隔开。行星齿轮42保持与输入轴32的太阳齿轮38/花键52啮合，且现与环形齿轮36啮合。输入轴32和太阳齿轮38以第一旋转速度绕轴线a的旋转导致与太阳齿轮38和环形齿轮36两者啮合的行星齿轮42各自独立旋转并沿太阳齿轮38和环形齿轮36运动。因此，行星齿轮42以与第一旋转速度不同的第二旋转速度绕轴线a运动。行星齿轮42围绕轴线a的运动导致支架40和输出轴34也以第二旋转速度围绕轴线a旋转。因此，在减速位置中输入轴32以第一旋转速度的旋转导致在减速位置中输出轴34以第二旋转速度的旋转。
53.本发明还提供了一种用于在原动机22与车轮24之间传递扭矩的齿轮减速组件20的操作方法。如上所述以及图2－4中所示，组件20包括沿轴线a延伸的输入轴32。输入轴32配置为由原动机22旋转。输出轴34与输入轴32间隔开地沿轴线a延伸，且配置为使车轮24旋
转。环形齿轮36围绕轴线a布置。太阳齿轮38联接到输入轴32和输出轴34中的一个。支架40沿轴线a且围绕输入轴32和输出轴34延伸。多个行星齿轮42围绕轴线a径向间隔开且可旋转地联接到支架40。支架40可沿轴线a在直接驱动位置、中立位置与减速位置之间运动。在直接驱动位置、空挡位置和减速位置中的每个中，多个行星齿轮42与太阳齿轮38啮合，且支架40与输入轴32和输出轴34中的一个联接。
54.该方法包括以下步骤：将支架40布置在直接驱动位置中，其中，支架40固定于输入轴32和输出轴34两者，使得输入轴32和输出轴34以相等的旋转速度绕轴线a一致地旋转，如图2和5中所示。该方法还包括以下步骤：在输入轴32和输出轴34中的至少一个与支架40断开以使得输入轴32和输出轴34彼此独立地绕轴线a旋转的情况下，使支架40沿轴线a运动到空挡位置，如图3和6中所示。该方法还包括以下步骤：在多个行星齿轮42与固定于输入轴32和输出轴34中的一个的太阳齿轮38和环形齿轮36可旋转地啮合并且支架40固定于输入轴32和输出轴34中的另一个以使得输入轴32和输出轴34以不同的旋转速度绕轴线a旋转的情况下，使支架40沿轴线a运动到减速位置，如图4和7中所示。
55.如上所述，支架40的空挡位置可布置在支架40的直接驱动位置与减速位置之间。因此，该方法还可包括以下步骤：沿轴线a的单一方向使支架40从直接驱动位置(参见图2和5)运动到空挡位置(参见图3和6)以及从空挡位置运动到减速位置(参见图4和7)。
56.已经示意性地描述了本发明，要理解的是，所使用的术语意于作为描述而非限制的词语。如对于本领域技术人员将是显而易见的，在以上教导的启示下可能对本发明进行许多修改和变化。因而，要理解，在所附权利要求的范围内，本发明可能以除具体描述之外的方式来实行，在权利要求中，附图标记仅为了方便而非为了限制。