本發(fā)明涉及一種行星減速器，尤其涉及一種用于航空發(fā)動機(jī)的具有人字齒輪的行星減速器。

背景技術(shù)：

機(jī)械傳動是機(jī)械工程學(xué)科最為經(jīng)典的核心技術(shù)之一，機(jī)械傳動系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，凡是有原動機(jī)的場合幾乎均需要用到機(jī)械傳動系統(tǒng)進(jìn)行變速，實現(xiàn)工作機(jī)的速度匹配，完成增速降扭或者減速增扭。

機(jī)械傳動領(lǐng)域，尤其是航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，要求減速器大傳動比、小體積、高功率密度。精密機(jī)器人、空間機(jī)械臂、航空發(fā)動機(jī)、直升機(jī)主減速器、艦船傳動系統(tǒng)、坦克傳動系統(tǒng)等均需要高品質(zhì)的減變速傳動系統(tǒng)，幾乎涉及航空、航天、海洋裝備、兵器等各大高科技領(lǐng)域。

現(xiàn)有減速器中，齒輪嚙合副結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件局部尺寸小，導(dǎo)致制造維修困難，減速器承載能力弱，功率密度低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種以簡單緊湊的結(jié)構(gòu)傳遞大扭矩的行星減速器。

本發(fā)明提供了一種行星減速器，包括輸入軸，行星輪單元，殼體，內(nèi)齒圈單元和輸出軸；

所述輸入軸的一端設(shè)有沿所述輸入軸軸線方向延伸的齒輪；

所述行星輪單元具有行星輪軸，行星輪和用于支承所述行星輪的軸承；

所述內(nèi)齒圈單元包括第一內(nèi)齒圈部分和第二內(nèi)齒圈部分，所述第一內(nèi)齒圈部分和所述第二內(nèi)齒圈部分分別具有第一嚙合齒和第二嚙合齒，以及第一內(nèi)齒圈法蘭和第二內(nèi)齒圈法蘭；

所述輸出軸的一端設(shè)有輸出軸法蘭，所述輸出軸法蘭與所述第一內(nèi)齒圈法蘭和第二內(nèi)齒圈法蘭固定連接；

所述輸入軸和所述輸出軸分別可轉(zhuǎn)動地支承在所述殼體上，所述行星輪軸固定與所述殼體固定連接。

優(yōu)選地，所述第一內(nèi)齒圈法蘭和所述第二內(nèi)齒圈法蘭沿所述第一內(nèi)齒圈部分和所述第二內(nèi)齒圈部分徑向向外延伸，所述第一內(nèi)齒圈法蘭和第二內(nèi)齒圈法蘭相互抵靠固定連接。

優(yōu)選地，包括至少三個行星輪單元，所述行星輪為中空圓柱體，其外表面上設(shè)有沿所述行星輪軸線相間分布的第一行星輪齒部分和第二行星輪齒部分，所述第一行星輪齒部分和所述第二行星輪齒部分分別與所述輸入軸的齒輪、所述第一嚙合齒和第二嚙合齒嚙合。

優(yōu)選地，所述第一嚙合齒和所述第二嚙合齒是沿所述輸入軸軸線方向相交的傾斜方向延伸的斜齒，所述第一行星輪齒部分和第二行星輪齒部分是與所述第一嚙合齒和所述第二嚙合齒相互嚙合的斜齒，所述輸入軸的齒輪為兩個分別與所述第一嚙合齒和所述第二嚙合齒相互嚙合的第一斜齒輪和第二斜齒輪。

優(yōu)選地，所述輸出軸為階梯型圓柱體，包括輸出軸法蘭、圓盤部分、凹腔、中空圓柱段和輸出端，所述輸出軸法蘭與所述內(nèi)齒圈單元固定連接，所述輸入軸的一端通過輸入軸軸承支承在所述輸出軸的凹腔中，所述輸出軸通過輸出軸軸承支承在所述殼體的第二端蓋上。

優(yōu)選地，在所述行星輪上、于所述第一行星輪齒部分和第二行星輪齒部分之間設(shè)有至少一個貫通中空圓柱體狀行星輪壁厚的行星輪通孔；在所述第一內(nèi)齒圈部分和第二內(nèi)齒圈部分分別設(shè)有至少一個內(nèi)齒圈通孔。

優(yōu)選地，所述齒輪、行星輪、第一嚙合齒、第二嚙合齒為：模數(shù)4mm—6mm，螺旋角25°≤β≤30°，壓力角22.5°—25°。

優(yōu)選地，所述殼體的圓周方向上等角度設(shè)置有呈工字型的安裝座，所述安裝座至少設(shè)置三個。

本發(fā)明的內(nèi)齒圈單元采用了帶有法蘭的內(nèi)齒圈部分，從而有效提高了內(nèi)齒圈相互之間的連接強(qiáng)度，能夠以簡單、易于加工的結(jié)構(gòu)傳遞更大的載荷。由于采用了法蘭結(jié)構(gòu)，大大降低了加工難度，同時也簡化了減速器本身結(jié)構(gòu)。這將直接導(dǎo)致減速器制造成本降低，維修安裝簡單方便。

在本發(fā)明的行星齒輪減速器中，采用了模數(shù)4mm—6mm，螺旋角25°≤β≤30°，壓力角22.5°—25°，這種齒輪參數(shù)保證了以緊湊的結(jié)構(gòu)，傳遞滿足航空發(fā)動機(jī)體積小重量輕載荷大的技術(shù)要求。試驗證明，這種結(jié)構(gòu)的行星齒輪系，可以具有很高的功率密度，大大提高承載能力和高速動態(tài)特性，在高速重載條件下傳動系統(tǒng)運(yùn)行時的振動噪聲極低。

本發(fā)明的行星齒輪減速器的殼體上設(shè)置了安裝座，從而保證了減速器安裝固定可靠。同時，也減小了傳動副承受減速器本身重量的缺陷。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明行星減速器的主視圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明行星減速器的立體圖。

具體實施方式

圖1是根據(jù)本發(fā)明的行星減速器主視圖。如圖所示，行星減速器主要包括輸入軸1、行星輪單元2、殼體3、內(nèi)齒圈單元4和輸出軸5。在本實施方式中，輸入軸1和輸出軸5同軸設(shè)置。殼體3容納行星輪單元2和內(nèi)齒圈單元5，并支承輸入軸1和輸出軸5。輸入軸1和輸出軸5分別從殼體3中向外凸出，分別用于與動力源和負(fù)載相連接。

在如圖所示的實施方式中，殼體3由第一端蓋301，中間部分302和第二端蓋303組成。第一端蓋301和第二端蓋303分別固定在中間部分302上，例如通過螺栓固定在，由此形成一個剛性殼體3。

輸入軸1的一端從第一端蓋301中沿著行星減速器的軸線向外延伸，凸出于殼體3，用于與動力源連接。輸入軸1通過軸承6支承在第一端蓋301中。輸入軸1上設(shè)有齒輪101。齒輪101可以是一個整體的齒輪，也可以是沿著輸入軸1的軸線相間布置的兩個或多個齒輪。齒輪101可以是直齒齒輪，也可以是斜齒齒輪。在如圖所示的實施方式中，齒輪101由兩部分組成，即第一輸入軸齒輪1011，和第二輸入軸齒輪1012。在本實施方式中，第一輸入軸齒輪1011和第二輸入軸齒輪1012為斜齒輪，且兩者相向傾斜布置，從而在輸入軸1上形成人字形齒輪。在本實施方式中，采用模數(shù)4mm—6mm，螺旋角螺旋角25°≤β≤30°，壓力角22.5°—25°的齒輪。這樣的斜齒輪可以在結(jié)構(gòu)尺寸緊湊小巧的前提下，傳遞巨大的扭矩，例如：在傳動系統(tǒng)最大外徑尺寸僅為580mm時，輸入轉(zhuǎn)速7500r/min的條件下，能夠傳動輸入功率15000kW，可以具有很高的功率密度，大大提高承載能力和高速動態(tài)特性，在高速重載條件下傳動系統(tǒng)運(yùn)行時的振動噪聲極低。這對于航空發(fā)動機(jī)而言具有特殊的意義，因為航空發(fā)動機(jī)要求要求減速器重量輕、尺寸小、功率密度高。這種尺寸范圍的斜齒輪能夠充分滿足航空發(fā)動機(jī)的要求。

在圖1所示實施方式中，設(shè)置3組行星輪單元2。當(dāng)然可以根據(jù)減速器實際載荷設(shè)置更多組行星輪單元2，例如設(shè)置5。如圖所示，行星輪單元2包括行星輪軸201，行星輪202和軸承203。行星輪202通過軸承203可轉(zhuǎn)動地支承在行星輪軸201上，行星輪軸201固定安裝在殼體3上，具體而言固定安裝在第一端蓋301上。行星輪軸201在殼體3上，或第一端蓋301上相間相同的角度均勻分布。行星輪202是一個中空圓柱體，其外表面上、沿著中空圓柱體的軸線方向相間設(shè)有兩個嚙合齒部分，即第一行星輪齒部分2021和第二行星輪齒部分2022。這兩個行星輪齒部分可以是直齒或斜齒，在如圖所示的實施方式中，是斜齒。在中空圓柱體形的行星輪202的第一行星輪齒部分2021和第二行星輪齒部分2022之間設(shè)有一個過渡部分，該過渡部分的直徑小于第一行星輪齒部分2021和第二行星輪齒部分2022的齒頂圓直徑，并且設(shè)有行星輪通孔2023。圖1中并未示出全部行星輪通孔2023。實際上，在行星輪202上設(shè)有多個行星輪通孔2023。這些通孔用于導(dǎo)通潤滑油路，使?jié)櫥涂梢栽跍p速器內(nèi)流動循環(huán)，以便對減速器中各個零部件進(jìn)行潤滑。

在圖1所示的實施方式中，內(nèi)齒圈單元4包括第一內(nèi)齒圈部分401和第二內(nèi)齒圈部分402。第一內(nèi)齒圈部分401和第二內(nèi)齒圈部分402的外形是階梯狀的圓柱體，其內(nèi)側(cè)分別設(shè)有第一嚙合齒4011和第二嚙合齒4021。第一嚙合齒4011和第二嚙合齒4021可以是直齒，也可以是斜齒。在本實施方式中，采用的是斜齒。第一嚙合齒4011和第二嚙合齒4021用于與行星輪202上的第一行星輪齒部分2021和第二行星輪齒部分2022相互嚙合。在第一內(nèi)齒圈部分401和第二內(nèi)齒圈部分402的下端，即階梯狀外形的大直徑部分，設(shè)有第一內(nèi)齒圈法蘭4012和第二內(nèi)齒圈法蘭4022。在本實施方式中，第一內(nèi)齒圈法蘭4012和第二內(nèi)齒圈法蘭4022的直徑相同，相互抵靠設(shè)置。在第一內(nèi)齒圈法蘭4012和第二內(nèi)齒圈法蘭4022上還設(shè)有用于將連接的連接孔，螺栓穿過這些連接孔將法蘭相互固定連接。在第一內(nèi)齒圈部分401和第二內(nèi)齒圈部分402上還設(shè)有內(nèi)齒圈通孔8。內(nèi)齒圈通孔8沿內(nèi)齒圈圓周分布，設(shè)置多個，用于構(gòu)成潤滑油通路。內(nèi)齒圈通孔8可以完整地設(shè)置在第一內(nèi)齒圈部分401和第二內(nèi)齒圈部分402，也可以一部分設(shè)在第一內(nèi)齒圈部分401上，而另一部分設(shè)置在第二內(nèi)齒圈部分402。在行星減速器組裝以后，兩個內(nèi)齒圈部分相互組合以后，形成完整的內(nèi)齒圈通孔8。

在本實施方式中，采用了第一內(nèi)齒圈法蘭4012和第二內(nèi)齒圈法蘭4022相互固定連接，從而傳到扭矩。這種結(jié)構(gòu)降低了制造加工上的精度要求，同時可以傳遞更大的扭矩。

在圖1所示的實施方式中，輸出軸5設(shè)置在圖中所示的行星減速器的左側(cè)，由輸出軸軸承9支承在殼體3上，具體地說支承在第二端蓋303上。輸出軸5的左端從殼體3或第二端蓋303中伸出，用于與負(fù)載相連接。輸出軸5與輸入軸1同軸設(shè)置。

輸出軸5是階梯狀圓柱體，圓柱體的下端(圖1中的右端)設(shè)有輸出軸法蘭501。輸出軸法蘭501通過一段中空圓柱段504與圓盤部分502相連。在中空圓柱段504與輸出軸5的輸出端505相連接處設(shè)有一個凹腔503，用于容納和支承輸入軸1的端部。如圖1所述，輸入軸1的一個端部通過輸入軸軸承7支承在輸出軸5的凹腔503中。由于輸出軸5本身通過輸出軸軸承9支承在殼體3上，所以其位置牢固穩(wěn)定，將輸入軸1的一端支承在輸出軸5上，可以避免輸入軸1通常為懸臂梁的結(jié)構(gòu)，增加穩(wěn)定性和承載能力。

圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的行星減速器的外形?？梢钥闯銎渫庑螢閳A柱形，并設(shè)有用于整個減速器安裝固定的支承部分。在所述行星減速器的殼體3上設(shè)有安裝座304。這些安裝座304在殼體3上，具體而言在中間部分302上以相間相等的角度分布，固定安裝在殼體3-----中間部分302上。安裝座304本身呈工字型結(jié)構(gòu)。安裝座304使得行星減速器在整體上得到支撐，結(jié)構(gòu)牢固穩(wěn)定。相對于現(xiàn)有技術(shù)中以輸入軸和輸出軸支撐整個行星減速器而言，其可靠性、傳動部分或零件受力等都得到明顯改善。

在根據(jù)本發(fā)明的行星減速器中，沒有采用傳統(tǒng)的行星架，因而減小了減速器的整體尺寸和重量。這對于航空發(fā)動機(jī)而言至關(guān)重要。內(nèi)齒圈部分采用法蘭連接，一方面便于制造，另一方面可以增加連接強(qiáng)度，提高承載能力。而在內(nèi)齒圈和行星輪上設(shè)置通孔，供潤滑油順暢流通，則提高了對整個減速器中各個零部件的潤滑。