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Mécanisme de transmission à engrenages coniques.
L'invention concerne un mécanisme de transmis- sion à engrenages coniques comportant deux roues princi- pales et plusieurs satellites montés entre elles, comme ceux qui sont fréquemment utilisés dans la construction @ des moteurs d'automobiles et dtavions, Dans ces mécanis- mes on a constaté qu'il est difficile de faire en sorte que -les flancs -en prise des dents des divers satellites portent simultanément. Or-si l'on ne réussit pas à répar- tir'uniformément sur les divers satellites le couple que l'on veut transmettre, il se produit en un point une fati- gue exagérée qui peut avoir pour conséquence, une forte usure des flancs des dents et des ruptures de dents.
Ces inconvénients '-se front surtout sentir,dans les moteurs d'aviation, dans lesquels on est obligé, pour réduire le
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poids au minimum, d'aller, jusqu'à la limite de tolérance pour le travail des matériaux, et dont on exige cependant un fonctionnement parfaitement assuré.
C'est pourquoi aussi c'est d'abord pour ces moteurs qu'on a proposé de réduire à trois le nombre des pignons satellites et d'as- sembler simultanément les roues principales avec l'arbre de commande ou le carter de façon qu'elles puissent se déplacer entre certaines limites pour occuper la position voulue par rapport à leur support.' On cherche ainsi à obtenir pour ainsi dire ce résultat que les divers engre- nages s'adaptent les uns aux autres de façon à produire simultanément une bonne application de tous les flancs de dents en prise.- Toutefois les types connus ont tous l'inconvénient que lorsqu'une roue principale se met .en... position, le sommet de son cône de denture s'écarte de l'axe.
Or ceci entraîne de nouvelles irrégularités des conditions d'engrenage, car pour une prise correcte il faut que les sommets de tous les cônes de denture colnoi- dent en un point.
Suivant l'invention les faces d'appui des roues principales sont construites de façon à constituer des parties de surfaces sphériques dont les centres coïnci- dent en un point avec les sommets des cônes de denture.
Les dessins sont des coupes de deux exemples de réalisation de l'objet de l'invention. Il s'agit dans les deux cas de mécanismes de transmission pour des mo- teurs d'aviation. La fig. 1 montre une construction dans laquelle les satellites sont montés de façon connue sur le tourillon de l'arbre de l'hélice, arbre qui est cons- truit sous forme d'arbre à croisillon, tandis que la fig. 2 montre un autre mode de réalisation comportant un carter particulier solidaire de l'arbre de l'hélice.
L'arbre à manivelle est désigné par 1 dansles deux
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cas. Dans la fig. 1, un.plateau 2, denté sur son bord extérieur, est claveté à l'extrémité de l'arbre à mani- velle. Un deuxième plateau12, également denté sur son bord extérieur, est boulonné sur le carter 3.4 et 14 sont les deux roues principales. Ces roues, dentées in- térieurement, engrènent avec les bords dentés des pla- teaux 2 et'12 à la façon d'un accouplement à dents et peuvent changer de position par rapport aux plateaux 2 et 12. Entre les roues principales 4 et 14 mont montés les-satellites 5. Dans la fig. 1 ils sont montés par l'intermédiaire des coussinets 6 sur le tourillon 17 de l'arbre 7 de l'hélice et supportés extérieurement par des roulements, à billes 8.
Le palier qui supporte l'arbre 7 de l'hélice est un palier à billes 9 monté à l'intérieur du plateau 12 et maintenu dans sa position par des anneaux 10 et 11. L'arbre de l'hélice est en- core supporté grâce à une disposition suivant laquelle l'extrémité 27 s'engage dans l'arbre à manivelle 1, à l'intérieur duquel elle est supportée par un palier à glissement 19. Les tourillons 17 peuvent être reliés entre eux par un anneau 13 de façon à s'appuyer l'un sur l'autre. Les roues principales 4 et 14 sont sup- portées par l'intermédiaire des anneaux 15 et 25, l'an- neau 15 s'appuyant sur un palier à billes 16 maintenu par l'écrou 18 sur l'arbre 7 de l'hélice, tandis que l'anneau 25 s'appuie sur la surface intérieure lisse de l'anneau denté 12.
Les surfaces d'appui des deux anneaux 15 et 25 constituent des parties de la même surface sphérique, le centre coïncidant avec les sommets de tous les cônes de denture en un point de l'axe. On peut naturellement aussi faire en sorte que les surfaces d'appui constituent des parties de surfacesde sphères concentriques.
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En marche c'est d'abord la roue principale 4 @ qui est entraînée par l'arbre à manivelle 1, avec lequel elle est accouplée par l'intermédiaire du plateau 2. Ceci a pour effet d'entraîner également les satellites 5. Ceux ci roulent sur la roue principale fixe 14 et entraînent l'arbre de l'hélice, qui tourne par conséquent, la cons- truction des deux roues principales étant la même, à une vitesse égale à la moitié de celle de l'arbre à manivelle.
Si les divers satellites ne s'appuient pas de la même . façon sur le plateau 14, ce plateau cède à l'endroit où la pression est la plus forte et se rapproche simulta- nément des satellites à l'extrémité opposée, de sorte que la pression s'égalise complètement sur les trois satelli- tes. Dans ce mouvement la roue principale 14 glisse sur l'anneau de support 25 et 'se déplace par conséquent toujours de façon que la pointe de son cône de denture conserve sa position primitive. Il en est de même pour la roue 4, sauf que celle-ci s'appuie sur l'arbre de l'héli- ce. Les divers engrenages ne peuvent naturellement se déplacer correctement les uns par rapport aux autres que si les satellites n'effectuent pas de vibrations; c'est pourquoi les tourillons 17 doivent être très robustes et rectifiés avec une grande précision.
L'huile arrive aux divers points de graissage de façon connue en passant à l'intérieur de l'arbre.
Dans l'exemple représenté par la fig. 2 le tourillon 17 n'est pas d'une seule pièce avec l'arbre
7 comme dans la fig. 1 ; les satellites sont fixés dans un carter 20 relié à l'arbre 7 de l'hélice au moyen de vis 26. Du côté qui fait face au moteur le carter 20 @ est en outre monté sur l'anneau de support 12 au moyen d'un palier à billes 28. les surfaces d'appui des roues principales sont les mêmes que dans la fig. 1, sauf que
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la position des deux roues principales est intervertie, c'est-à-dire que la roue qui tourne avec l'arbre à mani- velle est montée avec toutes ses pièces du côté faisant face à l'hélice, tandis que la roue fixe 14 est montée du côté du moteur.
La roue engrène par sa denture inté- rieure avec des dents fraisées directement dans l'arbre à manivelle le plateau'intermédiaire est donc supprimé.
Pour qu'il soit possible de fixer la couronne dentée 12 au carter, une cloison' particulière 22 est vissée sur le carter 3 du moteur avec la partie 21 du carter qui enveloppe le mécanisme.
Dans ce cas le mouvement de commande de l'arbre à manivelle 1 est transmis au carter 20 par l'inter- médiaire de la roue principale 4 accouplée avec cet ar- bre et des satellites 5. Les satellites ne peuvent pas changer de position par suite de vibrations de l'arbre de l'hélice ou de l'arbre à manivelle, le carter 20 et l'arbre 7 de l'hélice, arbre relié à ce carter, étant fixés en deux endroits, dans les paliers 9 et 28. Les vibrations de l'extrémité de l'arbre à manivelle ne peu- vent avoir aucune action sur l'engrenage, parce qu'elles sont compensées par des mouvements correspondants de la roue principale 4. Toutefois pour réduire aussi ces vi- brations à un minimum, l'extrémité de l'arbre à manivel- le s'appuie sur le tourillon 27 de l'arbre 7 de l'hé- lice.
Les avantages de l'invention sont que les roues principales peuvent se déplacer entre certaines limites par rapport à leurs surfaces d'appui et provoquer ainsi une répartition uniforme des pressions des dents et. par suite, du couple à transmettre, et que l'engrenage primi- tif resté toutefois maintenu pendant ce mouvement, tout le système tournant autour du sommet qui se trouve sur
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l'axe. Du lait que les conditions avantageuses d'engrena- ge sont maintenues, le mécanisme peut transmettre des puissances relativement grandes malgré sa construction compacte. En outre l'usure des engrenages est petite, le mécanisme a une longue durée et il remplit les conditions les plus rigoureuses en ce qui concerne la sûreté du fonctionnement.
-: RREVENDICATIONS:-
1 Mécanisme de transmission à engrenages co- niques comportant des roues principales se mettant auto- matiquement en position et des satellites montés entre ces roues, en particulier pour des moteurs d'aviation, méca- nisme caractérisé en ce que les surfaces d'appui des roues principales constituent des parties de surface sphériques dont les centres coïncident en un point avec les sommets des cônes de denture.
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Bevel gear transmission mechanism.
The invention relates to a bevel gear transmission mechanism comprising two main wheels and several planet wheels mounted therebetween, such as are frequently used in the construction of automobile and aircraft engines. has found that it is difficult to ensure that -the flanks -in engagement of the teeth of the various satellites bear simultaneously. However, if we do not succeed in distributing the torque that we want to transmit uniformly over the various satellites, exaggerated fatigue occurs at one point which can result in severe wear of the sides. teeth and tooth ruptures.
These drawbacks' -se front especially felt, in aviation engines, in which one is obliged, to reduce the
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minimum weight, to go, up to the tolerance limit for working with materials, and which however requires perfectly assured operation.
This is also why it is first of all for these motors that it has been proposed to reduce the number of planet gears to three and to assemble the main wheels simultaneously with the control shaft or the housing so that 'they can move between certain limits to occupy the desired position in relation to their support.' It is thus sought to obtain, so to speak, the result that the various gears adapt to each other so as to simultaneously produce a good application of all the teeth flanks in engagement. However, the known types all have the drawback that when a main wheel moves into position, the top of its tooth cone moves away from the axis.
However, this leads to new irregularities in the gearing conditions, because for a correct grip it is necessary that the tops of all the toothing cones meet at one point.
According to the invention, the bearing faces of the main wheels are constructed so as to constitute parts of spherical surfaces the centers of which coincide at a point with the tops of the toothing cones.
The drawings are sections of two embodiments of the object of the invention. In both cases, these are transmission mechanisms for aviation engines. Fig. 1 shows a construction in which the planet wheels are mounted in a known manner on the journal of the propeller shaft, which shaft is constructed in the form of a spider shaft, while FIG. 2 shows another embodiment comprising a particular housing secured to the propeller shaft.
The crankshaft is designated by 1 in both
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case. In fig. 1, a plate 2, toothed on its outer edge, is keyed at the end of the crank shaft. A second plate 12, also toothed on its outer edge, is bolted to the casing 3.4 and 14 are the two main wheels. These wheels, toothed internally, mesh with the toothed edges of the plates 2 and '12 in the manner of a toothed coupling and can change position with respect to the plates 2 and 12. Between the main wheels 4 and 14 mounted the satellites 5. In fig. 1 they are mounted by means of the bearings 6 on the journal 17 of the shaft 7 of the propeller and supported on the outside by bearings, ball bearings 8.
The bearing which supports the shaft 7 of the propeller is a ball bearing 9 mounted inside the plate 12 and held in its position by rings 10 and 11. The propeller shaft is still supported. thanks to an arrangement according to which the end 27 engages in the crank shaft 1, inside which it is supported by a sliding bearing 19. The journals 17 can be interconnected by a ring 13 so to lean on each other. The main wheels 4 and 14 are supported by the intermediary of the rings 15 and 25, the ring 15 resting on a ball bearing 16 held by the nut 18 on the shaft 7 of the propeller. , while the ring 25 rests on the smooth inner surface of the toothed ring 12.
The bearing surfaces of the two rings 15 and 25 constitute parts of the same spherical surface, the center coinciding with the vertices of all the toothing cones at a point on the axis. It is of course also possible to ensure that the bearing surfaces constitute parts of surfaces of concentric spheres.
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When running, it is first of all the main wheel 4 @ which is driven by the crank shaft 1, with which it is coupled via the plate 2. This has the effect of also driving the planet wheels 5. Those these run on the fixed main wheel 14 and drive the propeller shaft, which therefore rotates, the construction of the two main wheels being the same, at a speed equal to half that of the crank shaft .
So the various satellites do not build on the same. In this way, on plate 14, this plate gives way at the place where the pressure is greatest and simultaneously approaches the satellites at the opposite end, so that the pressure is completely equalized on the three satellites. In this movement the main wheel 14 slides on the support ring 25 and therefore always moves so that the tip of its tooth cone maintains its original position. The same is true for wheel 4, except that the latter rests on the propeller shaft. The various gears can naturally move correctly relative to each other if the satellites do not vibrate; this is why the journals 17 must be very robust and ground with great precision.
The oil arrives at the various lubrication points in a known manner by passing inside the shaft.
In the example represented by FIG. 2 the journal 17 is not in one piece with the shaft
7 as in fig. 1; the planet gears are fixed in a casing 20 connected to the propeller shaft 7 by means of screws 26. On the side facing the engine, the casing 20 @ is furthermore mounted on the support ring 12 by means of a ball bearing 28. the bearing surfaces of the main wheels are the same as in fig. 1, except that
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the position of the two main wheels is reversed, that is to say that the wheel which turns with the crankshaft is mounted with all its parts on the side facing the propeller, while the fixed wheel 14 is mounted on the motor side.
The wheel meshes by its internal toothing with teeth milled directly in the crank shaft, the intermediate plate is therefore omitted.
In order to make it possible to fix the toothed ring 12 to the casing, a particular partition 22 is screwed onto the casing 3 of the engine with the part 21 of the casing which surrounds the mechanism.
In this case, the control movement of the crank shaft 1 is transmitted to the housing 20 via the main wheel 4 coupled with this shaft and the planet wheels 5. The planet wheels cannot change position by following vibrations of the propeller shaft or the crank shaft, the casing 20 and the shaft 7 of the propeller, shaft connected to this casing, being fixed in two places, in bearings 9 and 28 The vibrations of the end of the crankshaft cannot have any action on the gear, because they are compensated for by corresponding movements of the main wheel 4. However, also to reduce these vibrations to at a minimum, the end of the crankshaft rests on the journal 27 of the shaft 7 of the propeller.
The advantages of the invention are that the main wheels can move between certain limits with respect to their bearing surfaces and thus cause a uniform distribution of the pressures of the teeth and. consequently, of the torque to be transmitted, and that the original gear however remained maintained during this movement, the whole system revolving around the apex which is on
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axis. From the milk that the favorable conditions of engagement are maintained, the mechanism can transmit relatively large powers despite its compact construction. In addition, the wear of the gears is small, the mechanism has a long life and it fulfills the most stringent conditions with regard to operational safety.
-: REPRESENTATIONS: -
1 Transmission mechanism with conical gears comprising main wheels which automatically move into position and planet wheels mounted between these wheels, in particular for aircraft engines, a mechanism characterized in that the bearing surfaces of the main wheels are spherical surface parts, the centers of which coincide at a point with the vertices of the tooth cones.