專(zhuān)利名稱(chēng)：行星減速齒輪裝置的潤(rùn)滑與冷卻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及行星減速齒輪裝置的潤(rùn)滑與冷卻，特別是諸如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪機(jī)。
背景技術(shù)：
行星減速齒輪裝置適合傳輸高動(dòng)力。在渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，可以用來(lái)通過(guò)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)反轉(zhuǎn)的螺旋槳，所述傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度要遠(yuǎn)快于螺旋槳。按照傳統(tǒng)方式，行星齒輪裝置包括中央或太陽(yáng)齒輪、外環(huán)齒輪、以及與太陽(yáng)齒輪和環(huán)齒輪相嚙合的行星齒輪，以及在所述三個(gè)部件中，其中一個(gè)部件的支架必須防止轉(zhuǎn)動(dòng)，目的是使齒輪裝置能夠工作。當(dāng)行星架被阻止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，中央齒輪和環(huán)齒輪分別處于驅(qū)動(dòng)和被驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，反之亦然。于是，對(duì)齒輪裝置和行星齒輪軸的潤(rùn)滑和冷卻就不再困難，可以通過(guò)噴嘴來(lái)進(jìn)行，噴嘴不轉(zhuǎn)動(dòng)并連續(xù)向行星齒輪與中央齒輪和環(huán)齒輪相嚙合的區(qū)域噴油，以及向行星齒輪軸噴油。然而，在最通常的配置中，正是外環(huán)不轉(zhuǎn)，而中央齒輪和行星架則處于驅(qū)動(dòng)或被驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。那么，對(duì)軸和行星齒輪嚙合區(qū)域的潤(rùn)滑就帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題在現(xiàn)有技術(shù)中是通過(guò)復(fù)雜的管路網(wǎng)來(lái)解決的，這些管路用來(lái)在壓力下輸送油，使用了動(dòng)態(tài)密封件或轉(zhuǎn)動(dòng)接頭，而這些密封件或轉(zhuǎn)動(dòng)接頭承受摩擦并需要定期檢查和更換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)具體目標(biāo)是對(duì)這種齒輪裝置進(jìn)行連續(xù)冷卻和潤(rùn)滑，且不需要使用帶轉(zhuǎn)動(dòng)接頭的復(fù)雜的管路網(wǎng)在壓力下輸送油。為此，本發(fā)明提出了行星減速齒輪裝置，其包括中央齒輪、外環(huán)、以及與中央齒輪和外環(huán)相嚙合的行星齒輪，所述行星齒輪安裝成可在行星架上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，所述齒輪裝置包括通過(guò)向齒組和行星齒輪軸上噴潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑和冷卻裝置，所述齒輪裝置的特征在于，潤(rùn)滑和冷卻裝置包括固定到行星架上并構(gòu)成回收油池的圓柱形殼體，該殼體圍繞輸油的固定
直ο為了對(duì)行星齒輪和其旋轉(zhuǎn)軸的嚙合區(qū)域進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻，在本發(fā)明中，使行星架裝配有圓柱形殼體，該圓柱形殼體圍繞輸送潤(rùn)滑油的固定裝置。這些裝置所輸送的潤(rùn)滑油由離心作用而得以回收在圓柱形殼體中，再?gòu)脑搱A柱形殼體送到行星齒輪嚙合的區(qū)域和所述行星齒輪的軸處，且無(wú)需使用為此目的的轉(zhuǎn)動(dòng)接頭。因此，這些潤(rùn)滑和冷卻裝置的特征在于它們的簡(jiǎn)單性和可靠性，而且可與輸油裝置相兼容，這些輸油裝置用來(lái)向渦輪機(jī)內(nèi)需要潤(rùn)滑和冷卻的其他設(shè)備送油，于是，為該齒輪裝置和其他設(shè)備安裝公用的輸油泵成為可能。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特性，圓柱形殼體包括徑向或大體徑向管道，用來(lái)將潤(rùn)滑油送到指向齒組和行星齒輪軸的噴嘴處。在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，輸送潤(rùn)滑油的固定裝置包括至少一個(gè)支板，其與中央齒輪的軸平行，并帶有徑向指向圓柱形殼體的噴油器，所述殼體包括由徑向隔板分開(kāi)的環(huán)形隔間，每個(gè)隔間連接到向噴嘴送油的管道上。這個(gè)布局可以更均勻、更有規(guī)律地將潤(rùn)滑油送到需要潤(rùn)滑和冷卻的各個(gè)區(qū)域。實(shí)際上，圓柱形殼體和行星架軸向布置在中央齒輪的兩側(cè)，并且通過(guò)在行星齒輪之間延伸的軸向臂連接到一起。本發(fā)明還提出了一種渦輪機(jī)，諸如作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，其包括了上述類(lèi)型的將渦輪軸連接到一個(gè)或兩個(gè)螺旋槳傳動(dòng)軸上的行星減速齒輪裝置。


參照附圖閱讀以示例給出的如下說(shuō)明，可以更好地理解本發(fā)明，本發(fā)明的其他特性、細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)會(huì)更清楚地顯現(xiàn)出來(lái)，附圖如下圖1為現(xiàn)有技術(shù)渦輪機(jī)行星減速齒輪裝置軸向剖面半視圖；圖2為圖1所示齒輪裝置的正面圖；圖3為本發(fā)明減速齒輪裝置的正面圖；圖4為該減速齒輪裝置的軸向剖面圖；以及圖5為安裝在渦輪機(jī)上的本發(fā)明減速齒輪裝置的軸向剖面半視圖。
具體實(shí)施例方式首先參照?qǐng)D1，該圖為已知行星減速齒輪裝置的示意圖，所示齒輪裝置安裝在諸如飛機(jī)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪機(jī)上，這種發(fā)動(dòng)機(jī)帶有兩個(gè)共軸反轉(zhuǎn)螺旋槳，由渦輪軸10經(jīng)由行星減速齒輪裝置12帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。齒輪裝置主要包括強(qiáng)制隨渦輪軸10轉(zhuǎn)動(dòng)的中央或太陽(yáng)齒輪14，安裝在渦輪機(jī)固定部件18上的固定的第一外環(huán)16，固定到軸22端部帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)其中一個(gè)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的活動(dòng)的第二外環(huán)20。所述軸向下游延伸并由位于發(fā)動(dòng)機(jī)固定結(jié)構(gòu)部件沈上的軸承M引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)。齒輪裝置還包括行星齒輪觀，其與中央齒輪14、固定的第一外環(huán)16、以及活動(dòng)的第二外環(huán)20相嚙合。行星齒輪安裝成可在行星架30上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，行星架30固定到向下游延伸并驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的第二螺旋槳旋轉(zhuǎn)的軸31上。更確切地說(shuō)，每個(gè)行星齒輪觀包括第一外緣齒組32，其與第二外環(huán)20的內(nèi)齒組相嚙合；以及與第一齒組同一軸線上的第二齒組34，其形成于行星齒輪觀的上游端，該第二齒組34與固定的第一環(huán)16的內(nèi)齒組相嚙合。每個(gè)齒輪28還通過(guò)軸承38，例如滾子軸承，安裝在行星架30的圓柱形支架36上并被引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)。減速齒輪裝置12的潤(rùn)滑和冷卻經(jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)固定部件上的噴嘴40，42，44來(lái)進(jìn)行， 這些噴嘴指向行星齒輪28外齒組32和第二外環(huán)20之間、行星齒輪28外齒組34和第一外環(huán)16之間，以及行星齒輪28外緣齒組32與中央齒輪14之間的嚙合區(qū)域，如圖1所示。其他噴嘴46和48用來(lái)潤(rùn)滑和冷卻對(duì)軸10弓丨導(dǎo)旋轉(zhuǎn)的軸承50和對(duì)軸22弓丨導(dǎo)旋轉(zhuǎn)的軸承對(duì)，軸22固定到第二外環(huán)20上。圖2示出了減速齒輪裝置12的主要部件，即，中央齒輪14、固定式第一外環(huán)16、固定到軸22上的第二外環(huán)20、以及行星齒輪觀，在這個(gè)實(shí)施例中共有四個(gè)行星齒輪，箭頭表示齒輪、運(yùn)動(dòng)的外環(huán)20和行星架30的旋轉(zhuǎn)方向?？梢钥闯?，當(dāng)中央齒輪14被逆時(shí)針帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，行星齒輪28和運(yùn)動(dòng)的外環(huán)20則沿順時(shí)針?lè)较虮粠?dòng)旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，行星架30則沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。在這個(gè)已知實(shí)施例中，行星齒輪的齒組與中央齒輪14相嚙合的區(qū)域，以及它們與環(huán)16和20相嚙合的區(qū)域都只能得到間斷性地潤(rùn)滑和冷卻，因?yàn)閲娮?0，42以及44都不轉(zhuǎn)動(dòng)，也不能隨環(huán)內(nèi)的行星齒輪觀的軌道運(yùn)動(dòng)。此外，已有技術(shù)并沒(méi)有提供可潤(rùn)滑和冷卻行星齒輪軸承38的任何解決方案。本發(fā)明可以使這個(gè)問(wèn)題通過(guò)圖3和圖4所示裝置以簡(jiǎn)單、可靠而且成本不高的方式得以解決，該裝置主要包括位于減速齒輪裝置12上游、固定式外環(huán)16內(nèi)部的圓柱形殼體 52，圓柱形殼體52通過(guò)軸向臂M固定到行星架上，只能隨行星架30 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，軸向臂延伸到行星齒輪觀之間的減速齒輪裝置12內(nèi)。圓柱形殼體52構(gòu)成了一種離心收油池，用來(lái)回收由徑向相對(duì)的支板(strip)所輸送的油，這兩個(gè)支板沿帶有中央齒輪14的軸從上游向減速齒輪裝置12方向延伸并裝有噴油器58，該噴油器58可向鄰近的環(huán)形隔間(annular compartment)噴油，而這些環(huán)形隔間是由圓柱形殼體52內(nèi)部徑向隔板60在其內(nèi)部構(gòu)成的。圓柱形殼體52的每個(gè)環(huán)形隔間連接到向外延伸的徑向或大體徑向管道62，64，66上，這些管道的自由端處裝有噴嘴68，指向需要潤(rùn)滑和冷卻的區(qū)域，即，指向行星齒輪觀滾珠軸承38，并指向行星齒輪觀與固定式外環(huán)16、活動(dòng)的外環(huán)20和或許中央齒輪14相嚙合的區(qū)域。如圖3所示，噴嘴68相對(duì)于行星齒輪28有角度地設(shè)置，以便位于這些齒輪相對(duì)于其旋轉(zhuǎn)方向的上游，并沿切線方向?qū)?rùn)滑油噴向這些齒輪齒組所在的區(qū)域，在該區(qū)域它們開(kāi)始與第一環(huán)16、第二環(huán)20和中央齒輪14齒組分別嚙合。圖4示出了本發(fā)明的減速齒輪裝置12在圖1所示類(lèi)型渦輪機(jī)內(nèi)是如何布置的。通過(guò)安裝在支板56下游端的噴嘴44將潤(rùn)滑油注入圓柱形殼體52的內(nèi)部，可對(duì)中央齒輪14進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻。因?yàn)橹醒臊X輪14的外徑要遠(yuǎn)小于環(huán)16和20的內(nèi)徑，所以完全可以潤(rùn)滑行星齒輪觀外緣齒組32在徑向相對(duì)的兩個(gè)固定點(diǎn)上與中央齒輪14相嚙合的區(qū)域，這些點(diǎn)是固定的，而且，與行星齒輪觀外緣齒組32和34分別與外環(huán)20和16嚙合區(qū)域的間斷性潤(rùn)滑，上述這種潤(rùn)滑引起的問(wèn)題要少的多。另外，圖5示出了與圖4相同的部件，這些部件與圖1所示渦輪機(jī)部件相關(guān)。本發(fā)明還適用于只帶有一個(gè)外環(huán)的行星減速齒輪裝置。在這種情況下，例如，可以撤去第一外環(huán)16，而保留第二外環(huán)20。通過(guò)調(diào)整螺旋槳的螺距，即，構(gòu)成螺旋槳的葉片的角度設(shè)置，可以確定一個(gè)螺旋槳相對(duì)于另一個(gè)的轉(zhuǎn)速，制動(dòng)一個(gè)螺旋槳，以加速另一個(gè)螺旋槳，直到兩個(gè)螺旋槳達(dá)到平衡。
權(quán)利要求
1.行星減速齒輪裝置，其包括中央齒輪(14)、外環(huán)(16，20)、以及與中央齒輪(14)和外環(huán)(16，20)相嚙合的行星齒輪( )，所述行星齒輪安裝成可在行星架(30)上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，所述齒輪裝置包括通過(guò)向齒組(32，34)和行星齒輪08)軸上噴潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑和冷卻裝置，所述齒輪裝置的特征在于，潤(rùn)滑和冷卻裝置包括固定到行星架(30)上并構(gòu)成收油池的圓柱形殼體(52)，該殼體圍繞在輸油的固定裝置(56)周?chē)?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪裝置，其特征在于，圓柱形殼體(5 包括徑向管道(62， 64，66)，這些管道用來(lái)將潤(rùn)滑油送到指向齒組和行星齒輪08)軸的噴嘴(68)處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的齒輪裝置，其特征在于，輸送潤(rùn)滑油的固定裝置包括至少一個(gè)與中央齒輪(14)軸平行的支板(56)，該支板(56)帶有徑向指向圓柱形殼體(5 的噴油器(58)，所述殼體包括由徑向隔板分開(kāi)的環(huán)形隔間，每個(gè)隔間連接到向噴嘴(68)輸油的管道(62，64，66)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的齒輪裝置，其特征在于，所述輸油固定裝置包括兩個(gè)徑向相對(duì)且平行的支板(56)，該支板(56)帶有指向圓柱形殼體(5 環(huán)形隔間的噴油器(58)。
5.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的齒輪裝置，其特征在于，噴嘴(68)位于行星齒輪相對(duì)于其旋轉(zhuǎn)方向的上游，并沿切線方向相對(duì)于行星齒輪齒組指向所述齒組與外環(huán)(16，20)相嚙合的區(qū)域。
6.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的齒輪裝置，其特征在于，圓柱形殼體(5 和行星架 (30)都軸向位于中央齒輪(14)的兩側(cè)，并且它們通過(guò)在行星齒輪08)之間延伸的軸向臂 (54)而連接到一起。
7.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的齒輪裝置，其特征在于，包括兩個(gè)共軸外環(huán)(16，20)， 兩個(gè)環(huán)的齒組與行星齒輪08)外緣齒組相嚙合，其中一個(gè)環(huán)為固定的，另一個(gè)環(huán)為旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的。
8.一種渦輪機(jī)，特別是航空發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，其包括根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的行星減速齒輪裝置，其將渦輪軸(10)連接到一個(gè)或兩個(gè)螺旋槳傳動(dòng)軸上。
全文摘要
行星減速齒輪裝置的潤(rùn)滑與冷卻，特別是航空渦輪機(jī)，是通過(guò)安裝在齒輪裝置行星架(30)上并構(gòu)成圍繞固定輸油支板(56)的離心收油池的圓柱形殼體(52)來(lái)進(jìn)行，所述圓柱形殼體(52)帶有徑向管道(62，64，66)，用來(lái)向噴嘴(68)供油，所述噴嘴指向行星齒輪(28)與齒輪裝置外環(huán)(16，20)相嚙合的區(qū)域。
文檔編號(hào)F16H1/36GK102317657SQ201080007917
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月16日
發(fā)明者杰拉德·菲利普·高蒂爾, 瑟奇·雷內(nèi)·莫瑞爾 申請(qǐng)人:斯奈克瑪