[發明專利]渦輪發動機減速齒輪箱

有效

• 申請號: 201710407158.4
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107191547B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 席莉婭;李芝強;張麗秀;馬洪亮;張偉
• 申請（專利權）人: 中國航發南方工業有限公司
• 主分類號: F16H1/22
• 分類號: F16H1/22;F16H57/023;F16H55/17;F02C7/06
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 羅紅枚

1.一種渦輪發動機減速齒輪箱，其特征在于，

包括安裝機匣(10)，所述安裝機匣(10)內設有用于與自由渦輪軸相連以輸入動力的主動齒輪(20)、與所述主動齒輪(20)嚙合的中間第一齒輪(30)、與所述中間第一齒輪(30)同軸設置且與所述中間第一齒輪(30)的輸出端固定連接的中間第二齒輪(40)、與所述中間第二齒輪(40)嚙合以將動力向外輸出的輸出齒輪(50)；

所述主動齒輪(20)包括與所述自由渦輪軸的輸出端相連的主動齒輪軸(21)，所述主動齒輪軸(21)的輸入端和輸出端各裝設有帶有軸承內圈(61)的滾子軸承(60)，且所述主動齒輪軸(21)與所述滾子軸承(60)的所述軸承內圈(61)過盈配合；

對支承主動齒輪的軸承進行選擇和更換，選擇帶有軸承內圈的滾子軸承(60)支承主動齒輪(20)的主動齒輪軸(21)，當載荷太小不足以拖動保持架和滾動體時，轉動的軸承內圈可援以適當的動力使保持架和滾動體轉動，從而避免打滑；改進后的滾子軸承(60)增加了軸承內圈，且軸承內圈與主動齒輪軸(21)的軸頸過盈配合，故兩者裝配后的過盈量會使軸承游隙減少，從而使得承載區滾動體的數目增加，非承載區滾動體的數目減少，從而減少滾動體和保持架的阻力，增加了托動力，進一步改善軸承輕載打滑現象；帶有軸承內圈的滾子軸承(60)采用滾動體直徑小且長度短的滾子軸承(60)，減少滾動體的直徑和長度以減小滾子軸承(60)的重量，從而降低其高速旋轉產生的離心力，進一步改善軸承輕載打滑現象；

所述主動齒輪軸(21)的輸入端和輸出端還各裝設有限位件(70)，以抵頂所述軸承內圈(61)的端部以對所述軸承內圈(61)在所述主動齒輪軸(21)的軸線方向進行限位，防止軸承內圈工作時沿主動齒輪軸(21)的軸向竄動，進一步改善軸承輕載打滑現象；所述主動齒輪軸(21)輸入端和輸出端的外圓上均加工有外螺紋；所述限位件(70)為帶有內螺紋的鎖緊螺母，所述鎖緊螺母裝設于所述主動齒輪軸(21)的外圓上且與所述主動齒輪軸(21)外圓上的所述外螺紋配合以對所述軸承內圈(61)進行限位鎖緊；

所述主動齒輪(20)還包括設置于所述主動齒輪軸(21)外圓上的主動齒輪盤(22)；所述中間第一齒輪(30)包括與所述主動齒輪軸(21)并排設置的第一齒輪軸(31)，所述第一齒輪軸(31)的外圓上支承有第一軸承(80)，所述第一齒輪軸(31)的外圓上還設有與所述主動齒輪盤(22)外嚙合的第一齒輪盤(32)；所述第一齒輪盤(32)包括設置于所述第一齒輪軸(31)外圓上的第一輻板環(321)，所述第一輻板環(321)的外圓上設有與所述主動齒輪盤(22)外嚙合的第一齒圈(322)；

所述第一輻板環(321)為朝向所述中間第二齒輪(40)方向開口的第一圓錐盤，所述第一圓錐盤的圓錐角為7°～10°；所述第一圓錐盤的厚度為4～4.5mm，改進后的中間第一齒輪(30)的強度明顯提高，減速齒輪箱工作時安全性高；取消第一輻板環(321)與第一齒圈(322)交界處用于安裝減震環的減震環溝槽的設置，減少減震環與中間第一齒輪(30)相對運動時產生的磨損；

所述中間第二齒輪(40)包括與所述第一齒輪軸(31)的端部焊接固定的第二齒輪軸(41)，所述第二齒輪軸(41)的外圓上支承有與所述第一軸承(80)匹配的第二軸承(90)，所述第二齒輪軸(41)的外圓上還設有第二齒輪盤(42)；第一軸承(80)和第二軸承(90)均為圓柱滾子軸承；

所述輸出齒輪(50)包括用于與功率軸相連以將動力向外輸出的輸出齒輪軸(51)，所述輸出齒輪軸(51)與所述第二齒輪軸(41)并排設置，且所述輸出齒輪軸(51)的輸入端和輸出端分別支承有第四軸承(130)和第五軸承(140)，所述輸出齒輪軸(51)的外圓上還設有與所述第二齒輪盤(42)外嚙合的輸出齒輪盤(52)；第四軸承(130)為不帶軸承內圈的滾子軸承，第五軸承(140)為帶有軸承內圈的滾子軸承；

所述輸出齒輪盤(52)包括設置于所述輸出齒輪軸(51)外圓上的輸出輻板環(521)，所述輸出輻板環(521)的外圓上設有與所述第二齒輪盤(42)外嚙合的輸出齒圈(522)；所述輸出輻板環(521)為朝向所述輸出齒輪軸(51)輸出端方向開口的第二圓錐盤，所述第二圓錐盤的圓錐角為10°～12.5°，所述第二圓錐盤的厚度為5.5～6.2mm，且保持主動齒輪與中間第一齒輪的齒數比0.283～0.303不變，將中間第二齒輪與輸出齒輪的齒數比增大為0.515～0.535；

第一齒輪軸(31)和第二齒輪軸(41)均為兩端連通的空心軸，且第二齒輪軸(41)與第一齒輪軸(31)連通；渦輪發動機減速齒輪箱還包括用于將外部油路的滑油引入第二齒輪軸(41)的空腔內的滑油導管(100)，滑油導管(100)的一端固定連接于安裝機匣(10)上，其相對設置的另一端由第二齒輪軸(41)的端部插入第二齒輪軸(41)的空腔內；由于第一齒輪軸(31)和第二齒輪軸(41)連通，故裝設于第二齒輪軸(41)中的滑油導管(100)可通過噴射潤滑油同時對第一軸承(80)和第二軸承(90)進行潤滑；滑油導管(100)僅裝設于第二齒輪軸(41)的空腔內，相比于滑油導管插入第一齒輪軸(31)和第二齒輪軸(41)的空腔中，滑油導管(100)的長度變短，從而可減輕減速齒輪箱整體的重量；

滑油導管(100)的外圓上設有用于平衡第一軸承(80)和第二軸承(90)軸向載荷的扭矩活塞(110)，扭矩活塞(110)的一端與安裝機匣(10)的內壁相連，其相對設置的另一端通過第三軸承(120)支承于第二齒輪軸(41)的內腔中；工作時，第一齒輪盤(32)和第二齒輪盤(42)產生向前的軸向合力，扭矩活塞(110)前端面承受調制壓力，形成一個向后的平衡力，以平衡第一軸承(80)和第二軸承(90)所承受的軸向載荷；扭矩活塞(110)通過第三軸承(120)支承于第二齒輪軸(41)的內腔中，相比于扭矩活塞(110)通過三聯軸承支承，減少了三個軸承在工作過程中軸向移動產生的磨損；扭矩活塞(110)僅裝設于第二齒輪軸(41)的空腔內，相比于扭矩活塞插入第一齒輪軸(31)和第二齒輪軸(41)的空腔中，扭矩活塞(110)的長度變短，從而可減輕減速齒輪箱整體的重量。