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齿轮传动系统

阅读:465发布:2021-01-17

专利汇可以提供齿轮传动系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 申请 提供了一种面 齿轮 传动系统 ,应用于附件机匣,包括第一面齿轮、圆柱齿轮和第二面齿轮;所述第一面齿轮与动 力 源连接,用于动力输出;所述圆柱齿轮包括设于其两端的输入端齿轮和输出端齿轮;所述输入端齿轮与所述第一面齿轮垂直布置并互相 啮合 ,用于提取所述动力源的动力;所述第二面齿轮与所述输出端齿轮垂直布置并互相啮合,用于将所述动力源的动力传输至附件机匣。本申请提供的面 齿轮传动 系统对安装沿齿向误差不敏感,降低了安装难度;更换维修简单,不需要专 门 的防错位装置从而减轻系统重量;单独更换,单独维修,单独保养,拆装简单,维修方便;具有统一的理论 齿面 ,使得加工检测拥有统一的标准。,下面是齿轮传动系统专利的具体信息内容。

1.一种面齿轮传动系统,应用于附件机匣,其特征在于,包括第一面齿轮、圆柱齿轮和第二面齿轮;
所述第一面齿轮与动源连接,用于动力输出;
所述圆柱齿轮包括设于其两端的输入端齿轮和输出端齿轮;
所述输入端齿轮与所述第一面齿轮垂直布置并互相啮合,用于提取所述动力源的动力;
所述第二面齿轮与所述输出端齿轮垂直布置并互相啮合,用于将所述动力源的动力传输至附件机匣。
2.如权利要求1所述的面齿轮传动系统,其特征在于,所述第一面齿轮包括与所述动力源连接的所述第一齿轮轴以及设置于所述第一齿轮轴上用于与所述输入端齿轮互相啮合的第一齿轮盘。
3.如权利要求1所述的面齿轮传动系统,其特征在于,所述圆柱齿轮还包括圆柱齿轮轴;所述输入端齿轮和所述输出端齿轮分别设置于所述圆柱齿轮轴的轴向两端。
4.如权利要求1所述的面齿轮传动系统,其特征在于,所述第二面齿轮包括延伸至所述附件机匣内的第二齿轮轴以及设置于所述第二齿轮轴上用于与所述输出端齿轮互相啮合的第二齿轮盘。
5.如权利要求2所述的面齿轮传动系统,其特征在于,所述第一齿轮轴包括用于与所述第一齿轮盘卡接的第一椭圆键。
6.如权利要求3所述的面齿轮传动系统,其特征在于,所述圆柱齿轮轴包括设于轴向两端的输入端椭圆键和输出端椭圆键;所述输入端椭圆键用于所述圆柱齿轮轴与所述输入端齿轮的卡接;所述输出端椭圆键用于所述圆柱齿轮轴与所述输出端齿轮的卡接。
7.如权利要求4所述的面齿轮传动系统,其特征在于,所述第二齿轮轴包括用于与所述第二齿轮盘卡接的第二椭圆键。
8.如权利要求1所述的面齿轮传动系统,其特征在于,所述动力源为包括转子轴的发动机的动力源;所述转子轴与所述第一面齿轮连接,用于将所述发动机的动力输出。
9.如权利要求1所述的面齿轮传动系统,其特征在于,所述附件机匣为包括航空发动机附件传动机匣的附件机匣,用于将动力传输至所述发动机的附件。
10.如权利要求1所述的面齿轮传动系统,其特征在于,所述第一面齿轮、所述圆柱齿轮和所述第二面齿轮的材质为合金

说明书全文

齿轮传动系统

技术领域

[0001] 本申请涉及发动机传动技术领域,具体地说,涉及一种面齿轮传动系统。

背景技术

[0002] 发动机(Engine)是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器,包括如内燃机(汽油发动机等)、外燃机(斯特林发动机蒸汽机等)、电动机等。如内燃机通常是把化学能转化为机械能。发动机既适用于动发生装置,也可指包括动力装置的整个机器(如:汽油发动机、航空发动机)。发动机最早诞生在英国,所以,发动机的概念也源于英语,它的本义是指“产生动力的机械装置”。
[0003] 航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械,为航空器提供飞行所需动力的发动机。作为飞机的心脏,被誉为“工业之花”,它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性,是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。目前,世界上能够独立研制高性能航空发动机的国家只有美国、俄罗斯、英国、法国等少数几个国家,技术槛很高。
[0004] 航空发动机共有3种类型:
[0005] 活塞式航空发动机,是早期在飞机或直升机上应用的航空发动机,用于带动螺旋桨或旋翼。大型活塞式航空发动机的功率可达2500千瓦。后来为功率大、高速性能好的燃气涡轮发动机所取代。但小功率的活塞式航空发动机仍广泛地用于轻型飞机、直升机及超轻型飞机。
[0006] 燃气涡轮发动机,这种发动机应用最广。包括涡轮喷气发动机、涡轮扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机,都具有压气机燃烧室和燃气涡轮。涡轮螺旋桨发动机主要用于时速小于800千米的飞机;涡轮轴发动机主要用作直升机的动力;涡轮风扇发动机主要用于速度更高的飞机;涡轮喷气发动机主要用于超音速飞机。
[0007] 冲压发动机,其特点是无压气机和燃气涡轮,进入燃烧室的空气利用高速飞行时的冲压作用增压。它构造简单、推力大,特别适用于高速高空飞行。由于不能自行起动和低速下性能欠佳,限制了应用范围,仅用在导弹和空中发射的靶弹上。
[0008] 上述发动机均由大气中吸取空气作为燃料燃烧的化剂,故又称吸空气发动机。其他还有火箭发动机、脉冲发动机和航空电动机。火箭发动机的推进剂(氧化剂和燃烧剂)全部由自身携带,燃料消耗太大,不适于长时间工作,一般作为运载火箭的发动机,在飞机上仅用于短时间加速(如起动加速器)。脉冲发动机主要用于低速靶机和航空模型飞机。由太阳电池驱动的航空电动机仅用于轻型飞机,尚处在试验阶段。
[0009] 航空发动机附件传动机匣简称附件机匣,一般由一对锥齿轮从发动机转子轴提取功率,然后通过另一对锥齿轮将功率传输到各个发动机附件和飞机附件。
[0010] 锥齿轮传动过程中,两锥齿轮的锥顶要重合,如果产生轴向误差,将会产生严重的偏载现象。因此,在一些重要的锥齿轮传动中,要专门进行防位错(防止锥顶分离)设计;锥齿轮在制作过程中很多都是采用配对制造,即在制造过程中,首先加工出小齿轮,然后根据小齿轮的齿面加工出与之配套使用的大齿轮,由于小齿轮更容易磨损,失效更快,因此在更换时只能同时更换一对锥齿轮。
[0011] 锥齿轮(特别是弧齿锥齿轮)的齿面形状比较复杂,在制造过程中,齿面的形状也不统一,因此由不同的厂家生产的锥齿轮通常齿面形状不一样,参数也不同(如格里森制、奥利康制锥齿轮等),这对于锥齿轮的加工制造、检测及维修造成了很大麻烦。
[0012] 综上,目前市面上应用于附件机匣的锥齿轮具有如下缺点:
[0013] 1、锥齿轮容易错位而导致偏载,易产生误差;
[0014] 2、小齿轮容易磨损失效,耐用不好;
[0015] 3、加工时只能成对加工,加工、检测和维修要求高,规格不统一。
[0016] 申请内容
[0017] 有鉴于此,本申请要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷,提供了一种面齿轮传动系统,应用于附件机匣,包括第一面齿轮、圆柱齿轮和第二面齿轮;
[0018] 所述第一面齿轮与动力源连接,用于动力输出;
[0019] 所述圆柱齿轮包括设于其两端的输入端齿轮和输出端齿轮;
[0020] 所述输入端齿轮与所述第一面齿轮垂直布置并互相啮合,用于提取所述动力源的动力;
[0021] 所述第二面齿轮与所述输出端齿轮垂直布置并互相啮合,用于将所述动力源的动力传输至附件机匣。
[0022] 进一步的,所述第一面齿轮包括与所述动力源连接的所述第一齿轮轴以及设置于所述第一齿轮轴上用于与所述输入端齿轮互相啮合的第一齿轮盘。
[0023] 进一步的,所述圆柱齿轮还包括圆柱齿轮轴;所述输入端齿轮和所述输出端齿轮分别设置于所述圆柱齿轮轴的轴向两端。
[0024] 进一步的,所述第二面齿轮包括延伸至所述附件机匣内的第二齿轮轴以及设置于所述第二齿轮轴上用于与所述输出端齿轮互相啮合的第二齿轮盘。
[0025] 进一步的,所述第一齿轮轴包括用于与所述第一齿轮盘卡接的第一椭圆键。
[0026] 进一步的,所述圆柱齿轮轴包括设于轴向两端的输入端椭圆键和输出端椭圆键;所述输入端椭圆键用于所述圆柱齿轮轴与所述输入端齿轮的卡接;所述输出端椭圆键用于所述圆柱齿轮轴与所述输出端齿轮的卡接。
[0027] 进一步的,所述第二齿轮轴包括用于与所述第二齿轮盘卡接的第二椭圆键。
[0028] 进一步的,所述动力源为包括转子轴的发动机的动力源;所述转子轴与所述第一面齿轮连接,用于将所述发动机的动力输出。
[0029] 进一步的,所述附件机匣为包括航空发动机附件传动机匣的附件机匣,用于将动力传输至所述发动机的附件。
[0030] 进一步的,所述第一面齿轮、所述圆柱齿轮和所述第二面齿轮的材质为合金
[0031] 本申请提供的上述一种面齿轮传动系统,具有如下优点:
[0032] 本申请提供的一种面齿轮传动系统,是将原有的两对用于传动的互相啮合的锥齿轮更换成为了两对面齿轮与圆柱齿轮互相啮合来实现传动。其中,第一面齿轮与动力源连接,提取动力,通过圆柱齿轮的将动力传导至第二面齿轮,最后通过第二面齿轮将动力源的动力传输至附件机匣,再传道至其他附件。第一,本申请通过将面齿轮传动系统替换了锥齿轮的传动系统,其优点在于面齿轮传动系统是通过面齿轮与圆柱齿轮的相互啮合来实现传动,通常是直齿圆柱齿轮,因而其轴向移动产生的误差对传动性能几乎没有影响,即为面齿轮对安装沿齿向误差不敏感,降低了安装难度;第二,面齿轮传动中小齿轮标准渐开线直齿轮使得更换维修比较容易,不需要专门的防错位装置从而减轻系统重量;第三,锥齿轮由于形状不一,而且由于需要精准咬合,所以需要成对加工成,且维修时需要成对更换,而相对于锥齿轮而言,面齿轮和圆柱齿轮都可以单独更换,单独维修,单独保养,拆装简单,维修方便;第四,锥齿轮形状比较复杂,制造时形状也不统一,不同厂家生产的产品通常由于形状不一样、参数不相同而导致无法精准的咬合,对于加工制造、检测及维修造成了巨大的麻烦,而面齿轮是根据面齿轮和圆柱齿轮空间真实啮合关系进行加工。因此,面齿轮和圆柱齿轮都具有统一的理论齿面,使得加工检测拥有统一的标准。附图说明
[0033] 应当理解的是,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0034] 图1为本申请实施方式公开的面齿轮传动系统的剖面结构示意意图。
[0035]
[0036]

具体实施方式

[0037] 为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面结合具体实施例及图对本申请的权利要求做进一步的详细说明,可以理解的是,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,任何人在本申请权利要求范围内所做的有限次的修改,仍在本申请的权利要求范围之内。
[0038] 本申请提供了一种面齿轮传动系统,应用于附件机匣,包括第一面齿轮1、圆柱齿轮2和第二面齿轮3;
[0039] 所述第一面齿轮1与动力源连接,用于动力输出;
[0040] 所述圆柱齿轮2包括设于其两端的输入端齿轮21和输出端齿轮22;
[0041] 所述输入端齿轮21与所述第一面齿轮1垂直布置并互相啮合,用于提取所述动力源的动力;
[0042] 所述第二面齿轮3与所述输出端齿轮22垂直布置并互相啮合,用于将所述动力源的动力传输至附件机匣。
[0043] 需要理解的是,发动机(Engine)是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器,包括如内燃机(汽油发动机等)、外燃机(斯特林发动机、蒸汽机等)、电动机等。如内燃机通常是把化学能转化为机械能。发动机既适用于动力发生装置,也可指包括动力装置的整个机器(如:汽油发动机、航空发动机)。发动机最早诞生在英国,所以,发动机的概念也源于英语,它的本义是指“产生动力的机械装置”。
[0044] 需要理解的是,航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械,为航空器提供飞行所需动力的发动机。作为飞机的心脏,被誉为“工业之花”,它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性,是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。目前,世界上能够独立研制高性能航空发动机的国家只有美国、俄罗斯、英国、法国等少数几个国家,技术门槛很高。
[0045] 需要理解的是,航空发动机共有3种类型:
[0046] 活塞式航空发动机,是早期在飞机或直升机上应用的航空发动机,用于带动螺旋桨或旋翼。大型活塞式航空发动机的功率可达2500千瓦。后来为功率大、高速性能好的燃气涡轮发动机所取代。但小功率的活塞式航空发动机仍广泛地用于轻型飞机、直升机及超轻型飞机。
[0047] 燃气涡轮发动机,这种发动机应用最广。包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机,都具有压气机、燃烧室和燃气涡轮。涡轮螺旋桨发动机主要用于时速小于800千米的飞机;涡轮轴发动机主要用作直升机的动力;涡轮风扇发动机主要用于速度更高的飞机;涡轮喷气发动机主要用于超音速飞机。
[0048] 冲压发动机,其特点是无压气机和燃气涡轮,进入燃烧室的空气利用高速飞行时的冲压作用增压。它构造简单、推力大,特别适用于高速高空飞行。由于不能自行起动和低速下性能欠佳,限制了应用范围,仅用在导弹和空中发射的靶弹上。
[0049] 上述发动机均由大气中吸取空气作为燃料燃烧的氧化剂,故又称吸空气发动机。其他还有火箭发动机、脉冲发动机和航空电动机。火箭发动机的推进剂(氧化剂和燃烧剂)全部由自身携带,燃料消耗太大,不适于长时间工作,一般作为运载火箭的发动机,在飞机上仅用于短时间加速(如起动加速器)。脉冲发动机主要用于低速靶机和航空模型飞机。由太阳电池驱动的航空电动机仅用于轻型飞机,尚处在试验阶段。
[0050] 需要理解的是,航空发动机附件传动机匣简称附件机匣,一般由一对锥齿轮从发动机转子轴提取功率,然后通过另一对锥齿轮将功率传输到各个发动机附件和飞机附件。锥齿轮传动过程中,两锥齿轮的锥顶要重合,如果产生轴向误差,将会产生严重的偏载现象。因此,在一些重要的锥齿轮传动中,要专门进行防位错(防止锥顶分离)设计;锥齿轮在制作过程中很多都是采用配对制造,即在制造过程中,首先加工出小齿轮,然后根据小齿轮的齿面加工出与之配套使用的大齿轮,由于小齿轮更容易磨损,失效更快,因此在更换时只能同时更换一对锥齿轮。锥齿轮(特别是弧齿锥齿轮)的齿面形状比较复杂,在制造过程中,齿面的形状也不统一,因此由不同的厂家生产的锥齿轮通常齿面形状不一样,参数也不同(如格里森制、奥利康制锥齿轮等),这对于锥齿轮的加工制造、检测及维修造成了很大麻烦。
[0051] 上述,本申请提供的一种面齿轮传动系统,是将原有的两对用于传动的互相啮合的锥齿轮更换成为了两对面齿轮与圆柱齿轮2互相啮合来实现传动。其中,第一面齿轮1与动力源连接,提取动力,通过圆柱齿轮2的将动力传导至第二面齿轮3,最后通过第二面齿轮3将动力源的动力传输至附件机匣,再传道至其他附件。第一,本申请通过将面齿轮传动系统替换了锥齿轮的传动系统,其优点在于面齿轮传动系统是通过面齿轮与圆柱齿轮2的相互啮合来实现传动,通常是直齿圆柱齿轮,因而其轴向移动产生的误差对传动性能几乎没有影响,即为面齿轮对安装沿齿向误差不敏感,降低了安装难度;第二,面齿轮传动中小齿轮标准渐开线直齿轮使得更换维修比较容易,不需要专门的防错位装置从而减轻系统重量;第三,锥齿轮由于形状不一,而且由于需要精准咬合,所以需要成对加工成,且维修时需要成对更换,而相对于锥齿轮而言,面齿轮和圆柱齿轮2都可以单独更换,单独维修,单独保养,拆装简单,维修方便;第四,锥齿轮形状比较复杂,制造时形状也不统一,不同厂家生产的产品通常由于形状不一样、参数不相同而导致无法精准的咬合,对于加工制造、检测及维修造成了巨大的麻烦,而面齿轮是根据面齿轮和圆柱齿轮空间真实啮合关系进行加工。因此,面齿轮和圆柱齿轮都具有统一的理论齿面,使得加工检测拥有统一的标准。
[0052] 进一步的,所述第一面齿轮1包括与所述动力源连接的所述第一齿轮轴11以及设置于所述第一齿轮轴11上用于与所述输入端齿轮21互相啮合的第一齿轮盘12。
[0053] 上述,第一面齿轮1为对动力源的动力进行动力提取的部分,第一面齿轮1包括第一齿轮轴11和第一齿轮盘12,第一齿轮轴11与动力源对接,带动第一齿轮盘12旋转从而传导动力。
[0054] 进一步的,所述圆柱齿轮2还包括圆柱齿轮轴23;所述输入端齿轮21和所述输出端齿轮22分别设置于所述圆柱齿轮轴23的轴向两端。
[0055] 需要理解的是,圆柱齿轮2是机械齿轮中的重要的一种齿轮类型,更是最为普遍的一种齿轮样式。
[0056] 需要理解的是,齿轮机构用于传递两轴之间的运动和动力,是应用最广的传动机构。它是通过轮齿的啮合来实现传动要求的,因此同摩擦轮、皮带轮等机械传动相比较,其显著特点是:传动比稳定、工作可靠、效率高、寿命较长,适用的直径、圆周速度和功率范围广。
[0057] 需要理解的是,圆柱齿轮2的齿轮机构啮合传动时,沿其齿长方向存在较大的切向相对滑动速度,因而会产生较大的率擦磨损;另一方面,两轮齿廓处于点接触状态,其接触应力值会很大致使曲面过早被压馈,促使轮齿磨损加剧。与平行轴斜齿轮相比,交错轴斜齿轮机构的使用寿命和机械效率都低得多。
[0058] 需要理解的是,圆柱齿轮2具有如下机构特点:该齿轮机构啮合传动时,沿其齿长方向存在较大的切向相对滑动速度,因而会产生较大的磨损;另一方面,两轮齿廓处于点接触状态,其接触应力值会很大.致使q面过早被压馈,促使轮齿磨损加剧。与平行轴斜齿轮相比,交错轴斜齿轮机构的使用寿命和机械效率都低得多。
[0059] 需要理解的是,圆柱齿轮2的应用场合:由于交错轴斜齿圆柱齿轮机构具有上述特点,因此该机构不宜用于传递动力,即不宜用于高速和较重载荷的环境,一般只适合用来传递运动或用以改变运动的方向。交错轴斜齿轮机构两个齿轮的螺旋大小和方向都不一定相同,因而可以通过改变螺旋角A.和肠来调橄中心距、角速比和两轮的相对转向。这就使得该齿轮机构在传动几何关系上具有较大的灵活性,易于满足任意交错轴间的运动传递要求。
[0060] 进一步的,所述第二面齿轮3包括延伸至所述附件机匣内的第二齿轮轴31以及设置于所述第二齿轮轴31上用于与所述输出端齿轮22互相啮合的第二齿轮盘32。
[0061] 上述,第二面齿轮3为对动力源的动力进行传导输出的部分,第二面齿轮3包括第二齿轮轴31和第二齿轮盘32,第二齿轮轴31延伸至附件机匣,通过第二齿轮盘32旋转带动第二齿轮轴31进而带动附件机匣内其他附件从而传导动力。
[0062] 进一步的,所述第一齿轮轴11包括用于与所述第一齿轮盘12卡接的第一椭圆键13。
[0063] 进一步的,所述圆柱齿轮轴23包括设于轴向两端的输入端椭圆键24和输出端椭圆键25;所述输入端椭圆键24用于所述圆柱齿轮轴23与所述输入端齿轮21的卡接;所述输出端椭圆键25用于所述圆柱齿轮轴23与所述输出端齿轮22的卡接。
[0064] 进一步的,所述第二齿轮轴31包括用于与所述第二齿轮盘32卡接的第二椭圆键33。
[0065] 上述,第一椭圆键13、第二椭圆键33、输入端椭圆键24和输出端椭圆键25均为设置于齿轮轴上的用于齿轮与齿轮轴之间的安装、定位和拆卸,当齿轮与齿轮轴对接后,通过相应的椭圆键进行定位,并再通过椭圆键使齿轮与齿轮轴牢牢卡接;当需要进行拆卸时,可直接触动椭圆键使原本卡接的齿轮与齿轮轴脱开卡接的状态,从而实现分离。椭圆键的设计一方面,使原本复杂的安装步骤和工艺更加简单化,另一方面从整体来说,提高了机器的检修效率,降低了成本。
[0066] 进一步的,所述动力源为包括转子轴的发动机的动力源;所述转子轴与所述第一面齿轮1连接,用于将所述发动机的动力输出。
[0067] 上述,转子轴为发动机的一部分,为动力输出的一端,当第一面齿轮1连接于转子轴时,第一面齿轮1随着发动机的转子轴进行旋转,对发动机的动力进行提取。
[0068] 进一步的,所述附件机匣为包括航空发动机附件传动机匣的附件机匣,用于将动力传输至所述发动机的附件。
[0069] 需要理解的是,航空发动机附件传动机匣简称附件机匣,一般由一对锥齿轮从发动机转子轴提取功率,然后通过另一对锥齿轮将功率传输到各个发动机附件和飞机附件。
[0070] 进一步的,所述第一面齿轮1、所述圆柱齿轮2和所述第二面齿轮3的材质为铝镁合金。
[0071] 本申请中面齿轮及圆柱齿轮2采用的材质为铝镁合金,也可依据实际情况对材质进行优化和多材质组合,如渗氮、渗钢等等。
[0072] 应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0073] 申请人声明,本申请通过上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明,但本申请并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程。并且即不意味着本申请应依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本申请的任何改进,对本申请产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本申请的保护范围和公开范围之内。
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