專利名稱：一種渦輪發(fā)動機內(nèi)的齒輪箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于向渦輪發(fā)動機內(nèi)設(shè)備提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的齒輪箱。
背景技術(shù)：
在渦輪發(fā)動機中，各個設(shè)備，諸如特別是用于產(chǎn)生液壓能，輸送燃油，或提供潤滑的各種泵，以及產(chǎn)生電力的發(fā)電機等，都是通過與渦輪發(fā)動機軸相連的齒輪箱驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。每臺設(shè)備都帶有與齒輪箱傳動軸旋轉(zhuǎn)連接的旋轉(zhuǎn)軸。每個傳動軸在其外部帶有齒輪，該齒輪與傳動齒輪相嚙合，該傳動齒輪通過齒輪系而與渦輪發(fā)動機的壓氣機軸相連接。傳動軸在其端部在兩個滾動軸承中被旋轉(zhuǎn)地導(dǎo)向，所述軸承帶有固定的外圈，這些外圈因為固定到齒輪箱的壁上而固定。 為了降低齒輪箱的成本，人們選擇使用標(biāo)準(zhǔn)化軸承。結(jié)果，所使用的軸承往往都相對于所要求的用途顯得尺寸過大。專門適合預(yù)期用途的軸承的使用會減少齒輪箱的重量，但是，幅度很小，因為對齒輪箱、各種緊固部件、潤滑裝置等的尺寸影響不大甚至沒有影響。齒輪箱的壁還帶有供安裝滾動軸承的突部。齒輪箱的這些部分還得到加強，可使其在工作時傳輸各種力，從而增加了齒輪箱的重量。此外，每個軸承都要求設(shè)有自己的潤滑管路，這進一步使得齒輪箱的設(shè)計復(fù)雜化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個特別目的是，提供一種針對現(xiàn)有技術(shù)這些問題的解決方案，該方案簡單，有效，且成本不高。為此，本發(fā)明提供了一種渦輪發(fā)動機內(nèi)的齒輪箱，用于向至少一臺旋轉(zhuǎn)設(shè)備，諸如交流發(fā)電機或泵提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力，所述齒輪箱帶有傳動軸，該傳動軸在軸承內(nèi)被導(dǎo)向旋轉(zhuǎn)，并帶有與至少一個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪嚙合的齒輪，所述齒輪箱的特征在于其中一個軸承是在包括齒輪和傳動齒輪的徑向平面中安裝在所述齒輪內(nèi)的滾動軸承，其特征還在于另一個軸承為用于吸收趨于使傳動軸傾斜的各個力的滑動軸承。根據(jù)本發(fā)明，傳動軸只由一個滾動軸承導(dǎo)向，另一個軸承為滑動軸承，不帶有任何滾動部件。在裝有齒輪和驅(qū)動齒輪的徑向平面上，布置滾動軸承可吸收由于齒輪和驅(qū)動齒輪之間嚙合所致的所有徑向載荷?；瑒虞S承并不吸收徑向力，但卻只吸收趨于使傳動軸傾斜的力。因此，其尺寸可以大大縮小，從而可以預(yù)期優(yōu)化齒輪箱的重量。用滑動軸承來取代滾動軸承可以減少齒輪箱內(nèi)造價高的部件數(shù)量。此外，由于滑動軸承負載輕，正如本發(fā)明的齒輪箱中的滑動軸承一樣，無需設(shè)置其自己的滑油輸送管路，而且較之滾動軸承更可靠，滑動軸承通過其周圍油霧來潤滑。根據(jù)本發(fā)明的另一個特性，兩個軸承安裝在傳動軸的兩端。有利的是，本發(fā)明齒輪箱內(nèi)傳動軸的軸向運動受到兩個軸向凸臺的限制，其中一個凸臺是由滾動軸承外圈后端的環(huán)形凸緣構(gòu)成，另一個凸臺是由與滑動軸承的固定圈后端配合動作的傳動軸的前環(huán)形凸緣構(gòu)成。這兩個凸臺用來限制傳動軸由于滾動軸承在其滾道上滑動而產(chǎn)生的軸向運動，從而可確保軸承和齒輪的良好徑向?qū)?zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的另一個特性，齒輪通過截頭圓錐形壁而連接到傳動軸上。有利的是，滑動軸承包括安裝在齒輪箱的壁中孔內(nèi)的圈。根據(jù)本發(fā)明的另一個特性，在滑動軸承內(nèi)被導(dǎo)向旋轉(zhuǎn)的傳動軸的端部構(gòu)成了帶溝槽內(nèi)表面的輪轂，用來容置旋轉(zhuǎn)設(shè)備旋轉(zhuǎn)軸的溝槽端部?；瑒虞S承采用青銅或復(fù)合材料制成。
根據(jù)本發(fā)明的再一個特性，滾動軸承包括安裝在傳動軸圓柱形支撐表面上的內(nèi)圈和由圓柱形尾端件所攜帶的外圈，所述圓柱形尾端件固定到齒輪箱的壁上。滾動軸承可以是滾柱型或滾珠型軸承。與滾珠軸承相比，滾柱軸承的優(yōu)點是可提供更好地吸收由于齒輪嚙合所致的徑向載荷。本發(fā)明還提供一種渦輪發(fā)動機，諸如，渦輪螺旋槳發(fā)動機或渦輪噴氣發(fā)動機，包括上述的齒輪箱。通過閱讀以非限定性示例并參照附圖給出的如下描述，可以更好地理解本發(fā)明，本發(fā)明的其它細節(jié)、優(yōu)點和特性會顯現(xiàn)出來，附圖如下


·圖I為渦輪發(fā)動機軸向剖面示意圖；·圖2為現(xiàn)有技術(shù)齒輪箱局部軸向剖面示意圖；·圖3為本發(fā)明齒輪箱局部軸向剖面示意圖；·圖4為本發(fā)明齒輪箱變化的實施方式的軸向剖面示意圖。
具體實施例方式首先參照圖1，該圖示出了渦輪發(fā)動機10，其包括，從上游到下游風(fēng)扇12 ;低壓壓氣機14沖間殼體16 ;高壓壓氣機18 ;燃燒室20 ;高壓渦輪機21 ;以及低壓渦輪機22。進入渦輪發(fā)動機的空氣分為初級氣流(箭頭A)和次級(旁路)氣流(箭頭B)，初級氣流流經(jīng)低壓壓氣機14和高壓壓氣機18流向燃燒室20，然后流經(jīng)高壓渦輪機21和低壓渦輪22，次級氣流在壓氣機14、18，燃燒室20和渦輪機21、22周圍流動。中間殼體16帶有徑向向外延伸的結(jié)構(gòu)臂24。中間殼體16的其中一個結(jié)構(gòu)臂24包括徑向軸26，其內(nèi)端經(jīng)由一對錐形齒輪連接到高壓壓氣機18的傳動軸28上。徑向軸26的徑向外端經(jīng)由另一對錐形齒輪連接到齒輪箱32的進口，齒輪箱帶有驅(qū)動各個設(shè)備的齒輪，諸如，例如油泵、液壓泵、燃油泵、啟動器，和發(fā)電機。圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的齒輪箱32的局部。這種齒輪箱32帶有前側(cè)壁34和后側(cè)壁36，二者之間有多個傳動軸38在延伸，每個傳動軸都聯(lián)接到各自旋轉(zhuǎn)設(shè)備40上。傳動軸38在兩個滾動軸承內(nèi)在其端部被導(dǎo)向轉(zhuǎn)動，其中一個滾動軸承42為滾珠軸承，另一個軸承44為滾柱軸承。每個軸承42、44都包括由傳動軸38所攜帶的內(nèi)圈46和通過螺栓50固定到前側(cè)壁34或后側(cè)壁36上的凸部52上的外圈48。每個軸承42、44經(jīng)由特定的潤滑管路供滑油。
傳動軸38帶有布置在兩個滾動軸承42和44之間并與傳動齒輪56相嚙合的齒輪54。一臺設(shè)備的殼體40通過螺栓或緊固擋圈固定到前側(cè)壁34上。這臺設(shè)備帶有主動軸58，其外表面包括軸向溝槽，該軸向溝槽與傳動軸38內(nèi)的互補軸向溝槽相嚙合。工作時，由于齒輪54和傳動齒輪56之間嚙合所引起的徑向載荷被兩個軸承42和44吸取。然而，這種類型的結(jié)構(gòu)并不令人滿意，因為其要求使用兩個標(biāo)準(zhǔn)的滾動軸承42和44，這些軸承常常是尺寸過大。本發(fā)明通過用滑動軸承60來取代滾珠軸承，通過將滾柱軸承62偏移至傳動齒輪56所占有的徑向平面上，提出了一種解決該缺陷以及解決上述問題的方案。如圖3所示，傳動軸64帶有大體錐形前部66，其端部通過滑動軸承60的圈68來 銜接并被導(dǎo)向轉(zhuǎn)動。該圈安裝在齒輪箱61的前壁34的孔內(nèi)，并包括了采用螺栓固定到前壁34上的凸緣70。傳動軸64的后端為圓柱形支撐表面72，其帶有滾柱軸承62的內(nèi)圈74。該軸承的外圈76由固定到齒輪箱61的后壁36上的圓柱形尾端件78的前端所攜帶。固定到尾端件78上的外圈76的后端包括向內(nèi)指向的徑向環(huán)形凸緣79。傳動軸64包括肩部81,圈83的后端就抵罪在該肩部81上，而該圈的如端帶有徑向環(huán)形凸緣85。圈83的尺寸軸向確定，這樣，環(huán)形凸緣85就與固定圈68的后端相隔一個間隙，該間隙等于滾柱軸承和凸臺79之間的間隙。兩個環(huán)形凸緣79和85構(gòu)成了軸向凸臺，其限定由于滾柱軸承在其滾道上滑動而引起的轉(zhuǎn)子線的移動。為此，這些凸臺79和85可使軸承62與齒輪56保持對齊。凸臺85限定傳動軸64向后壁36滑動，該凸臺的使用是必要的，因為使用了滑動軸承60，而不是滾動軸承，滾動軸承在現(xiàn)有技術(shù)中包括構(gòu)成第二軸向凸臺的徑向凸緣。傳動軸64所攜帶的齒輪78經(jīng)由其外周緣與傳動齒輪56相嚙合。齒輪和傳動齒輪的嚙合齒位于穿過滾柱軸承62的徑向平面。齒輪78經(jīng)由圓形對稱壁而連接到圓柱形支撐表面72的前端，圓形對稱壁帶有實際徑向的外第一部分82，和截頭圓錐形并連接到圓柱形支撐表面72上的內(nèi)第二部分84。該截頭圓錐形壁部分84沿傳動軸64提供了可用空間，該空間用來安裝與傳動齒輪56相對準(zhǔn)的滾柱軸承62。在圖4所示的本發(fā)明的變化實施方式中，帶有外圈76的尾端件86固定到齒輪箱的前壁34上。在這個實施例中，連接到傳動軸64后端上的齒輪88帶有截頭圓錐形的外第一部分90和大體徑向的內(nèi)第二部分92，所述外第一部分帶有一組齒，與齒輪56的一組齒相嚙合。在這個結(jié)構(gòu)中，齒輪箱的前壁34帶有傳動軸64和兩個軸承60和62，從而可以從前部來進行組裝，這樣，就比上述組裝更簡單。傳動軸64軸向固定到位，其固定方式與參照圖3所述方式相同。通過本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，徑向載荷可被滾柱軸承62全部吸取，滑動軸承60用來防止傳動軸64出現(xiàn)傾斜。與滾珠軸承的尺寸相比，滑動軸承60的徑向尺寸可以較小。這種滑動軸承60也比滾珠軸承可靠，而且不一定需要專門的潤滑管路。本發(fā)明并不限于使用參照圖3和圖4所述的滾柱軸承，而且，其還可以用滾珠軸承來取代滾柱軸承。
從圖3中，盡管只能看見一臺設(shè)備40，但顯然，本發(fā)明可適用 于齒輪箱內(nèi)的所有傳動軸。
權(quán)利要求
1.一種渦輪發(fā)動機內(nèi)的齒輪箱(61)，用來向至少一臺旋轉(zhuǎn)設(shè)備，諸如交流發(fā)電機或泵提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力，所述齒輪箱帶有在軸承出0、62)內(nèi)被導(dǎo)向轉(zhuǎn)動的傳動軸(64)，并帶有與至少一個旋轉(zhuǎn)傳動齒輪(56)相嚙合的齒輪(78)，所述齒輪箱的特征在于其中一個軸承是在包括有齒輪(78)和傳動齒輪(56)的徑向平面中安裝在齒輪(78)內(nèi)的滾動軸承(62)，而且另一個軸承是用于吸收趨于使傳動軸傾斜的各種力的滑動軸承(60)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的齒輪箱，其特征在于兩個軸承(60、62)安裝在傳動軸(64)的兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的齒輪箱，其特征在于滑動軸承￠0)包括安裝在齒輪箱的壁(34)中孔內(nèi)的圈(68)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的齒輪箱，其特征在于傳動軸￠4)的一端在滑動軸承￠0)內(nèi)被導(dǎo)向轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一權(quán)利要求所述的齒輪箱，其特征在于滑動軸承￠0)采用青銅或復(fù)合材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一權(quán)利要求所述的齒輪箱，其特征在于滾動軸承￠2)包括安裝在傳動軸(64)上的內(nèi)圈(74)和由固定到齒輪箱(61)的壁(34、36)上的圓柱形尾端件(78)所攜帶的外圈(76)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的齒輪箱，其特征在于傳動軸￠4)的軸向移動受到兩個軸向凸臺(79、85)的限制，其中一個凸臺由外圈(76)后端的環(huán)形凸緣構(gòu)成，而另一個凸臺則由與滑動軸承(60)的固定圈(68)的后端配合動作的傳動軸(64)的前環(huán)形凸緣構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一權(quán)利要求所述的齒輪箱，其特征在于齒輪(78)通過截頭圓錐形壁(84、90)連接到傳動軸￠4)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一權(quán)利要求所述的齒輪箱，其特征在于由滑動軸承(60)導(dǎo)向的傳動軸￠4)的端部構(gòu)成了帶有溝槽內(nèi)表面的輪轂，用來容置旋轉(zhuǎn)設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸(58)的溝槽端。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任一權(quán)利要求所述的齒輪箱，其特征在于滾動軸承為滾柱型或滾珠型軸承。
11.一種渦輪發(fā)動機，諸如渦輪螺旋槳發(fā)動機或渦輪噴氣發(fā)動機，所述發(fā)動機的特征在于其包括了根據(jù)權(quán)利要求I至10中任一權(quán)利要求所述的齒輪箱(61)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種渦輪發(fā)動機內(nèi)的齒輪箱(61)，用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動至少一臺旋轉(zhuǎn)設(shè)備，包括在軸承(60、62)內(nèi)被導(dǎo)向轉(zhuǎn)動并支撐與至少一個旋轉(zhuǎn)傳動齒輪(56)相嚙合的齒輪(78)的傳動軸。其中一個軸承是安裝在齒輪(78)內(nèi)和在徑向平面上包括齒輪(78)和傳動齒輪(56)的抗摩擦軸承(62)，而另一個軸承是用于吸收使傳動軸傾斜的各種力的滑動軸承(60)。
文檔編號F16C21/00GK102947550SQ201180025615
公開日2013年2月27日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者吉恩-皮埃爾·伊利·加利維爾 申請人:斯奈克瑪