BR102015021695B1

BR102015021695B1 - Caixa de engrenagens, e, atuador de controle de voo

Info

Publication number: BR102015021695B1
Application number: BR102015021695-5A
Authority: BR
Inventors: Bertrand Chhour
Original assignee: Goodrich Actuation Systems Sas
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2015-09-04
Publication date: 2021-10-26
Also published as: BR102015021695A2; CA2903400A1; RU2015137974A; RU2639831C2; US20160069424A1; EP2993375A1; CA2903400C; US9631702B2; EP2993375B1

Abstract

caixa de engrenagens, e, atuador de controle de voo. a invenção se refere a uma caixa de engrenagens com folga reduzida. a caixa de engrenagens (100, 150) inclui dois trens de engrenagens epicíclicas espaçadas axialmente, cada um tendo uma engrenagem sol (18), engrenagens planetárias espadas axialmente transportadas por um transportador planetnetário (16) e uma engrenagemcilindrica fixa caixa de engrenagens. uma das engrenagens planetarias engata com a engrenagem cilindrica fixa e a outra das engrenagens planetarias (120) engata numa engrenagem cilindrica de saída (122). as engrenagens sol (18) dos dois trens de engrenagens são montadas num único eixo (20). os transportadores planetarios (16) dos dois trens de engrenagens são montados em um eixo (110), de modo que eles possam girar livremente, mas tenham movimento axial limitado ao longo de eixo (110). as duas engrenagens cilindricas de saída (122) são engrenagens helicoidais de destreza oposta.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente revelação se refere a uma caixa de engrenagens para um atuador de controlo de voo.

FUNDAMENTOS

[002] Atuadores de controle de voo são usados em aeronaves para mover superfícies de controle (leme, elevadores e ailerons). Atualmente, são principalmente atuadores lineares que são utilizados com elevadores e ailerons, por causa da folga inerente muito baixa em atuadores lineares.

[003] No entanto, se um atuador linear é usado, o estabilizador horizontal ou asa carregando o elevador ou aileron deve ser capaz de acomodar o atuador linear na extensão completa, o que requer uma quantidade considerável de espaço dentro do estabilizador horizontal ou que a asa seja colocada ao lado do atuador linear.

[004] A presente divulgação busca tratar desta questão.

SUMÁRIO

[005] É divulgada aqui uma caixa de engrenagens incluindo: dois trens de engrenagens epicíclicas espaçados axialmente, cada trem de engrenagens epicíclicas tendo: uma engrenagem sol, uma pluralidade das engrenagens planetárias axialmente espaçadas que giram como uma e são transportadas por um transportador planetário e uma engrenagem cilíndrica fixada à caixa de engrenagens; em que uma da pluralidade de engrenagens planetárias axialmente espaçadas engata na engrenagem do sol e na engrenagem cilíndrica e em que a outra da pluralidade de engrenagens planetárias axialmente espaçadas engata numa engrenagem cilíndrica de saída; em que as engrenagens sol dos dois trens de engrenagens epicíclicas são montadas em um único eixo de entrada se estendendo numa direção axial; em que os transportadores planetários dos dois trens de engrenagens epicíclicas são montados em um eixo axial, de modo que eles possam girar livremente em torno do eixo, mas seu movimento axial ao longo do eixo seja limitado; e em que a referida outra da pluralidade de engrenagens planetárias axialmente espaçadas e a engrenagem cilíndrica de saída de cada trem de engrenagens epicíclicas são formadas como engrenagem helicoidal, com o passo helicoidal sendo o mesmo para ambos os trens de engrenagens e a destreza manual sendo diferente.

[006] Os diâmetros da referida uma da pluralidade de engrenagens planetárias espaçadas axialmente e da referida outra da pluralidade de engrenagens planetárias espaçadas axialmente podem ser diferentes em cada trem de engrenagens.

[007] O diâmetro da referida uma da pluralidade de engrenagens planetárias espaçadas axialmente pode ser menor do que o diâmetro da referida outra da pluralidade de engrenagens planetárias espaçadas axialmente.

[008] Cada transportador planetário pode ser montado no eixo axial entre um par de batentes, cada batente limitando o movimento do transportador planetário ao longo do eixo axial.

[009] O par de batentes pode encostar contra o transportador planetário para impedir movimento do transportador planetário ao longo do eixo axial.

[0010] Cada transportador planetário pode ser montado entre um par de batentes com folga e cada um dos transportadores planetários pode ser impelido contra um batente.

[0011] Cada transportador planetário pode ser impelido numa direção de modo que a referida outra engrenagem helicoidal da pluralidade das engrenagens planetárias espaçadas axialmente e a engrenagem cilíndrica de saída helicoidal sejam empurradas para engrenar.

[0012] Os transportadores planetários podem ser impelidos por molas ou por arruelas Belleville.

[0013] As molas ou arruelas Belleville podem ser posicionadas entre os transportadores planetários dos dois trens de engrenagens epicíclicas treina para impeli-los para o exterior.

[0014] As molas ou arruelas Belleville podem ser posicionadas entre uma placa numa extremidade do eixo axial e um transportador planetário para impelir o transportador planetário para dentro.

[0015] Também é aqui revelado um atuador de controle de voo incorporando uma caixa de engrenagens, tal como especificado acima.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0016] Algumas modalidades exemplares da presente divulgação serão agora descritas a título de exemplo apenas e com referência às Figuras 1 a 4, das quais:

[0017] A Figura 1 mostra uma caixa de engrenagens com um único trem de engrenagens composto;

[0018] A Figura 2 mostra uma caixa de engrenagens com dois trens de engrenagens compostos;

[0019] A Figura 3 mostra uma caixa de engrenagens com dois trens de engrenagens compostos de acordo com uma modalidade da presente divulgação; e

[0020] A Figura 4 mostra uma caixa de engrenagens com dois trens de engrenagens compostos de acordo com uma segunda modalidade da presente divulgação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0021] A Figura 1 mostra uma caixa de engrenagens 10 a qual inclui um trem de engrenagens planetárias. A caixa de engrenagens é fixa em posição e as engrenagens cilíndricas 12 (duas no exemplo ilustrado) são fixadas a um lado interno de uma parede da caixa de engrenagens 10. Uma série de conjuntos de engrenagens planetárias 14 (três no exemplo ilustrado) é transportada por um transportador planetário 16 e dois conjuntos das engrenagens planetárias 14 engrenam com as engrenagens cilíndricas 12. Um destes conjuntos de engrenagens planetárias 14 também engrena com uma engrenagem sol 18 a qual está conectada a um eixo de entrada 20. O conjunto de engrenagens planetárias 14 que não engrena com uma engrenagem cilíndrica 12, em vez disso engrena com uma engrenagem de saída 20 que está conectada a um eixo de saída 22 o qual passa através da parede da caixa de engrenagens 10 entre as engrenagens cilíndricas 12.

[0022] A capacidade de torque desta caixa de engrenagens é limitada e pode ser aumentada fornecendo dois trens de engrenagens em paralelo numa única caixa de engrenagens 50, como mostrado na Figura 2. Como pode ser visto desta Figura, o eixo de entrada 20 transporta agora duas engrenagens sol 18, há dois transportadores planetários 16 cada um dos quais transporta três conjuntos de engrenagens planetárias 14 e existem duas engrenagens de saída 20 conectadas a um único eixo de saída 24.

[0023] No entanto, embora a caixa de engrenagens da Figura 2 forneça uma capacidade de torque elevada, a capacidade de torque da caixa de engrenagens da Figura 2 não é necessariamente o dobro daquela da caixa de engrenagens da Figura 1. Por causa de tolerâncias de fabricação, os dois trens de engrenagens que são combinados para formar a caixa de engrenagens única da Figura 2 não serão absolutamente idênticos e, em particular, cada um terá sua própria folga. Como resultado, quando o eixo de entrada 20 começar a girar, as diferentes quantidades de folga nos dois trens de engrenagens significam que as engrenagens planetárias 14 de um dos dois trens de engrenagens entrarão em contato com a engrenagem de saída 20 antes de as engrenagens planetárias 14 do outro trem de engrenagens entrar em contato com sua engrenagem de saída 20.

[0024] Para assegurar que ambos os trens de engrenagens transmitam o torque, em uma caixa de engrenagens 100 de acordo com esta divulgação os transportadores planetários 16 dos dois trens de engrenagens estão conectados juntos por eixos de captura de carga 110 que podem se mover axialmente dentro da caixa de engrenagens 100. Como mostrado na Figura 3, batentes 112 são formados nos eixos 110 de cada lado dos transportadores planetários 16, de modo que os transportadores planetários 16 não possam se mover axialmente ao longo dos eixos 110, mas sejam livres para girar em torno dos eixos 110. Além disso, as engrenagens planetárias centrais 120 em cada transportador 16 são formadas como engrenagens helicoidais, como são as engrenagens de saída 122. Os engates helicoidais dos dois trens de engrenagens são de igual ângulo, mas destreza manual oposta.

[0025] Com esta disposição, se as engrenagens planetárias centrais 120 de um trem de engrenagens entrarem em contato com a engrenagem de saída 122 antes de as engrenagens planetárias centrais 120 do outro trem de engrenagens fazê-lo, o engate helicoidal tenderá a empurrar o primeiro conjunto de engrenagens planetárias centrais 120 para um lado (numa direção para desengatar da engrenagem de saída 122). Isto empurrará o primeiro transportador planetário 16 para o lado e ele engatará com o batente 112 no eixo de captura de carga 110 e empurrará o eixo de captura de carga 110 para o lado. Por sua vez, isto puxará o segundo transportador planetário 16 juntamente, como resultado do contato entre o batente 112 e o transportador planetário 16, e a engrenagem planetária central 120 do segundo transportador planetário 16 será puxada para engate com a segunda engrenagem de saída 122. Assim, o engate helicoidal de um conjunto de engrenagens planetárias centrais 120 com a engrenagem de saída 122 forçará o outro conjunto de engrenagens planetárias centrais 120 a engatar com a outra engrenagem de saída 122 e assegurar que torque seja transmitido igualmente por ambos os trens de engrenagens sem folga.

[0026] Uma pré-carga pode ser aplicada aos transportadores planetários 16, para impelir as engrenagens planetárias centrais helicoidais 120 para engate com as engrenagens de saída helicoidais 122 e um arranjo que alcança isto é mostrado na Figura 4. Como mostrado na metade superior da Figura 4, as molas 152 podem ser montadas entre os lados externos dos transportadores planetários 16 e as placas 154 fixadas às extremidades dos eixos de captura de carga 110, para empurrar os transportadores planetários 16 para o interior. Alternativamente, como mostrado na metade inferior da Figura 4, as molas 156 podem ser montadas entre os transportadores planetários 16, para empurrar os transportadores planetários 16 para o exterior. As molas podem ser substituídas por arruelas Belleville.

[0027] A pré-carga reduz ainda mais a folga na caixa de engrenagens. A fim de mover a engrenagem de saída, a caixa de engrenagens deve superar a pré-carga e qualquer carga externa.

[0028] Devido à folga muito baixa fornecida por pelo menos algumas modalidades descritas acima, a caixa de engrenagens pode ser utilizada como parte de um atuador de controle de voo rotativo que será mais compacto do que os atuadores de controle de voo lineares utilizados anteriormente.

Claims

1. Caixa de engrenagens (100, 150), incluindo:dois trens de engrenagens epicíclicas axialmente espaçados, cada trem de engrenagens epicíclicas tendo:uma engrenagem sol (18),uma pluralidade de engrenagens planetárias espaçadas axialmente (14) que giram como uma e são transportadas por um transportador planetário (16), euma engrenagem cilíndrica (12) fixa à caixa de engrenagens (100, 150);em que uma da pluralidade de engrenagens planetárias espaçadas axialmente (14) engata com a engrenagem sol (18) e a engrenagem cilíndrica (12), eem que a outra da pluralidade de engrenagens planetárias espaçadas axialmente (120) engata com uma engrenagem cilíndrica de saída (122);em que as engrenagens sol (18) dos dois trens de engrenagens epicíclicas são montadas em um único eixo de entrada (20) se estendendo numa direção axial,caracterizada pelo fato de que:os transportadores planetários (16) dos dois trens de engrenagens epicíclicas são montados num eixo axial (110), de modo que eles possam girar livremente em torno do eixo (110), mas seu movimento axial ao longo do eixo (110) seja limitado; ea outra engrenagem da pluralidade das engrenagens planetárias espaçadas axialmente (14) e a engrenagem cilíndrica de saída (122) de cada trem de engrenagens epicíclicas são formadas como engrenagens helicoidais, com o passo de hélice sendo o mesmo para ambos os trens de engrenagens e a destreza sendo diferente.

2. Caixa de engrenagens de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os diâmetros da tal uma engrenagem da pluralidade de engrenagens planetárias espaçadas axialmente e da outra engrenagem da pluralidade de engrenagens planetárias espaçadas axialmente são diferentes em cada trem de engrenagens.

3. Caixa de engrenagens de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o diâmetro da tal uma engrenagem da pluralidade de engrenagens planetárias espaçadas axialmente é menor do que o diâmetro da outra engrenagem da pluralidade de engrenagens planetárias espaçadas axialmente.

4. Caixa de engrenagens de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que cada transportador planetário é montado no eixo axial entre um par de batentes, cada batente limitando o movimento do transportador planetário ao longo do eixo axial.

5. Caixa de engrenagens de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o par de batentes encosta contra o transportador planetário para impedir o movimento do transportador planetário ao longo do eixo axial.

6. Caixa de engrenagens de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que cada transportador planetário é montado entre um par de batentes com folga e cada um dos transportadores planetários é impelido contra um batente.

7. Caixa de engrenagens de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que cada transportador planetário é impelido numa direção de modo que a outra engrenagem helicoidal da pluralidade das engrenagens planetárias espaçadas axialmente e a engrenagem cilíndrica de saída helicoidal sejam empurradas para engrenar.

8. Caixa de engrenagens de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizada pelo fato de que os transportadores planetários são impelidos por molas.

9. Caixa de engrenagens de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizada pelo fato de que os transportadores planetários são impelidos por arruelas Belleville.

10. Caixa de engrenagens de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizada pelo fato de que as molas ou arruelas Belleville são posicionadas entre os transportadores planetários dos dois trens de engrenagens epicíclicas para impeli-los para o exterior.

11. Caixa de engrenagens de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizada pelo fato de que as molas ou arruelas Belleville são posicionadas entre uma placa sobre numa extremidade do eixo axial e um transportador planetário para impelir o transportador planetário internamente.

12. Atuador de controle de voo, caracterizado pelo fato de que incorpora a caixa de engrenagens como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.