CN105299204A - 游星架组件、发动机减速器及航空发动机 - Google Patents

游星架组件、发动机减速器及航空发动机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种游星架组件、发动机减速器及航空发动机，该游星架组件包括游星架，游星架包括用于连接多个游星齿轮轴的腔体及位于腔体轴心且轴向延伸的空心轴，腔体的后端设有后支承结构，空心轴的前端设有用于向外传递扭矩的传动结构，空心轴的内孔设有与空心轴的内孔壁配合形成环形油腔的导油套，且空心轴的外壁在环形油腔处对应设有至少一个喷油嘴，用于润滑和冷却空心轴外部的齿轮传动结构；腔体上设有沿径向设置用于将滑油导入腔体内进行传动机构冷却的径向孔。本发明提高了装置传动的可靠性，该支承及润滑结构可以保证发动机减速器安全、有效运行，尤其适用于结构尺寸大、转速高、载荷大、传动比大的航空发动机。

Description

游星架组件、发动机减速器及航空发动机
技术领域
本发明涉及航空发动机传动领域，特别地，涉及一种用于航空发动机的游星架组件。此外，本发明还涉及一种包括上述游星架组件的发动机减速器及航空发动机。
背景技术
游星架是游星齿轮传动装置的主要构件之一，是机构中承受外力矩最大的零件，游星架的结构设计对传动装置的承载能力、噪声和振动等有很大影响。游星架的合理结构应该是质量轻、刚性好、便于加工和装配，常见结构形式有双侧板整体式、双侧板分开式和单侧板式三种。上述三种结构主要用于普通机械传动装置中，而高速重载的航空发动机加速器，游星级传动中游星架的支承结构和润滑油路设计非常重要，以保证发动机减速器安全、有效运行，能够将发动机的功率可靠地输出给桨轴，而现有的游星架结构难以满足高速重载的航空发动机减速器的需求，故亟需设计一种适用于高速重载的航空发动机减速器的游星架组件。
发明内容
本发明提供了一种游星架组件、发动机减速器及航空发动机，以解决现有的游星架难以满足高速重载的航空发动机减速器转速高、载荷大及传动比大的需求的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供一种游星架组件，包括游星架，游星架包括用于连接多个游星齿轮轴的腔体及位于腔体轴心且轴向延伸的空心轴，腔体的后端设有后支承结构，空心轴的前端设有用于向外传递扭矩的传动结构，
空心轴的内孔设有与空心轴的内孔壁配合形成环形油腔的导油套，且空心轴的外壁在环形油腔处对应设有至少一个喷油嘴，用于润滑和冷却空心轴外部的齿轮传动结构；
腔体上设有沿径向设置用于将滑油导入腔体内进行传动机构冷却的径向孔。
进一步地，径向孔包括：
第一径向孔，位于腔体前侧壁上，用于将滑油导入游星齿轮轴内以润滑和冷却游星齿轮滚子；
第二径向孔，位于腔体后侧壁上，用于将滑油导流至滑油腔。
进一步地，腔体的后端设有与其配合的油封套，形成滑油腔，还包括与滑油腔连通，用于喷油润滑和冷却主动齿轮和游星齿轮的啮合齿的喷油管，喷油管沿轴向设置且贯通腔体以喷油至啮合齿。
进一步地，后支承结构包括设于腔体后端的轴颈上的轴承，油封套位于轴承与腔体的后侧壁之间，油封套上设有用于喷油润滑和冷却轴承的轴向孔。
进一步地，喷油管上沿轴向设有多个喷油孔，一部分喷油孔用于向退出啮合的主动齿轮和游星齿轮轮齿喷油冷却，另一部分喷油孔向进入啮合的游星齿轮的轮齿喷油润滑和冷却。
进一步地，喷油管的数量为多个，多个喷油管沿腔体的周向间隔布置。
进一步地，第一径向孔或者第二径向孔设置为多处，多个第一径向孔或者第二径向孔沿腔体的周向布置。
进一步地，传动结构为设于空心轴外端面的外花键，外花键镀有防粘接的铜层，外花键上设有环槽及与环槽配合的卡圈，用于游星架的轴向限位。
根据本发明的另一方面，还提供一种发动机减速器，包括上述游星架组件。
根据本发明的另一方面，还提供一种航空发动机，包括上述的发动机减速器。
本发明具有以下有益效果：
本发明游星架组件、发动机减速器及航空发动机，通过采用带空心轴的腔体结构的游星架，结构紧凑，且整体铸造毛坯，刚性好，同时，通过在空心轴内孔设置导油套与之形成环形油腔，经空心轴外壁的喷油嘴喷油润滑空心轴外的齿轮传动结构，在腔体上沿径向设置径向孔，可以润滑和冷却各个齿轮啮合等传动机构，提高了装置传动的可靠性，该支承及润滑结构可以保证发动机减速器安全、有效运行，尤其适用于结构尺寸大、转速高、载荷大、传动比大的航空发动机。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例游星架组件的结构示意图。
附图标记说明：
10、游星架；11、腔体；12、空心轴；13、外花键；14、环槽；
15、喷油嘴；16、第一径向孔；17、第二径向孔；
20、导油套；
30、卡圈；
40、油封套；41、轴向孔；50、滑油腔；60、喷油管；
70、轴承。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参照图1，本发明的优选实施例提供了一种游星架组件，包括游星架10，游星架10包括用于连接多个游星齿轮轴的腔体11及位于腔体11轴心且轴向延伸的空心轴12，腔体11的后端设有后支承结构，空心轴12的前端设有用于向外传递扭矩的传动结构。本实施例游星架10采用带空心轴的盒性腔体结构，且采用整体锻造毛坯，刚性好。本实施例腔体11上设有四个圆柱孔，用于安装四个游星齿轮轴。空心轴12的前端有圆柱定位面和外花键13，外花键13向桨轴传递扭矩；圆柱面与桨轴内的支承套配合，是游星架10的前支点。外花键13和圆柱定位面上均镀有铜层，以防粘结。优选地，在外花键13上有两道环槽14，用以安装卡圈30，限制游星架10相对桨轴的轴向位置。盒形腔体后面的轴颈上，装有轴承70作为游星架10的后支承，且轴承70经螺母锁紧。
本实施例中，空心轴12的内孔设有与空心轴12的内孔壁配合形成环形油腔的导油套20，且空心轴12的外壁在环形油腔处对应设有至少一个喷油嘴15，用于润滑和冷却空心轴12外部的齿轮传动结构；腔体11上设有沿径向设置用于将滑油导入腔体11内进行传动机构冷却的径向孔。
参照图1，游星架10的空心轴12的内孔装有铝制的导油套20，该导油套20与轴孔壁形成环形油腔。滑油进入环形油腔后，经装在空心轴12上的喷油嘴15，去润滑和冷却二级齿轮传动。
参照图1，本实施例径向孔包括：第一径向孔16，位于腔体11前侧壁上，用于将滑油导入游星齿轮轴内以润滑和冷却游星齿轮滚子；第二径向孔17，位于腔体11后侧壁上，用于将滑油导流至滑油腔50。
优选地，为了对传动结构及啮合齿轮进行充分润滑和冷却，第一径向孔16或者第二径向孔17设置为多处，多个第一径向孔16或者第二径向孔17沿腔体11的周向布置。本实施例中，润滑油一部分经游星架的盒形腔体前壁上的四个第一径向孔16，流入游星齿轮轴内，去润滑和冷却游星齿轮滚子，另一部分经游星架的盒形腔体后壁上的四个第二径向孔17流至滑油腔50。
本实施例中，腔体11的后端设有与其配合的油封套40，形成滑油腔50，还包括与滑油腔50连通，用于喷油润滑和冷却主动齿轮和游星齿轮的啮合齿的喷油管60，喷油管60沿轴向设置且贯通腔体11以喷油至啮合齿。
优选地，为了增强润滑冷却效果，以啮合齿进行均匀冷却和润滑，喷油管60上沿轴向设有多个喷油孔，一部分喷油孔用于向退出啮合的主动齿轮和游星齿轮轮齿喷油冷却，另一部分喷油孔向进入啮合的游星齿轮的轮齿喷油润滑和冷却。更优选地，喷油管60的数量为多个，多个喷油管60沿腔体11的周向间隔布置，以充分喷油润滑和冷却。本实施例中，游星架10上装有四个喷油管60，每根喷油管60上设有六个喷油孔，其中四个向退出啮合的主动齿轮和游星齿轮轮齿喷油冷却，其余两个向进入啮合的游星齿轮轮齿喷油润滑和冷却。优选地，本实施例后支承结构包括设于腔体11后端的轴颈上的轴承70，油封套40位于轴承70与腔体11的后侧壁之间，油封套40上设有用于喷油润滑和冷却轴承70的轴向孔41，以喷油润滑和冷却游星架10的轴承70。
根据本发明的另一方面，还提供一种发动机减速器，包括上述实施例的游星架组件。
根据本发明的另一方面，还提供一种航空发动机，包括上述实施例的发动机减速器。优选地，本实施例航空发动机为涡桨发动机，包括上述实施例的游星架组件的发动机减速器将发动机的功率输出给桨轴，并使螺旋桨处在高效率的转速下可靠稳定的工作。
本实施例游星架组件、发动机减速器及航空发动机，通过游星架的结构及润滑油路设计，合理实现了齿轮传动与功率传递，满足了涡桨发动机减速器的需求。经试验验证，发动机减速器工作可靠、运转平稳、振动噪声小，达到了设计要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种游星架组件，其特征在于，包括游星架(10)，所述游星架(10)包括用于连接多个游星齿轮轴的腔体(11)及位于所述腔体(11)轴心且轴向延伸的空心轴(12)，所述腔体(11)的后端设有后支承结构，所述空心轴(12)的前端设有用于向外传递扭矩的传动结构，
所述空心轴(12)的内孔设有与所述空心轴(12)的内孔壁配合形成环形油腔的导油套(20)，且所述空心轴(12)的外壁在所述环形油腔处对应设有至少一个喷油嘴(15)，用于润滑和冷却所述空心轴(12)外部的齿轮传动结构；
所述腔体(11)上设有沿径向设置用于将滑油导入所述腔体(11)内进行传动机构冷却的径向孔。
2.根据权利要求1所述的游星架组件，其特征在于，
所述径向孔包括：
第一径向孔(16)，位于所述腔体(11)前侧壁上，用于将滑油导入所述游星齿轮轴内以润滑和冷却游星齿轮滚子；
第二径向孔(17)，位于所述腔体(11)后侧壁上，用于将滑油导流至滑油腔(50)。
3.根据权利要求2所述的游星架组件，其特征在于，
所述腔体(11)的后端设有与其配合的油封套(40)，形成所述滑油腔(50)，还包括与所述滑油腔(50)连通，用于喷油润滑和冷却主动齿轮和游星齿轮的啮合齿的喷油管(60)，所述喷油管(60)沿轴向设置且贯通所述腔体(11)以喷油至所述啮合齿。
4.根据权利要求3所述的游星架组件，其特征在于，
所述后支承结构包括设于所述腔体(11)后端的轴颈上的轴承(70)，所述油封套(40)位于所述轴承(70)与所述腔体(11)的后侧壁之间，所述油封套(40)上设有用于喷油润滑和冷却所述轴承(70)的轴向孔(41)。
5.根据权利要求4所述的游星架组件，其特征在于，
所述喷油管(60)上沿轴向设有多个喷油孔，一部分喷油孔用于向退出啮合的主动齿轮和游星齿轮轮齿喷油冷却，另一部分喷油孔向进入啮合的游星齿轮的轮齿喷油润滑和冷却。
6.根据权利要求5所述的游星架组件，其特征在于，
所述喷油管(60)的数量为多个，多个所述喷油管(60)沿所述腔体(11)的周向间隔布置。
7.根据权利要求2所述的游星架组件，其特征在于，
所述第一径向孔(16)或者所述第二径向孔(17)设置为多处，多个所述第一径向孔(16)或者所述第二径向孔(17)沿所述腔体(11)的周向布置。
8.根据权利要求1所述的游星架组件，其特征在于，
所述传动结构为设于所述空心轴(12)外端面的外花键(13)，所述外花键(13)镀有防粘接的铜层，所述外花键(13)上设有环槽(14)及与所述环槽(14)配合的卡圈(30)，用于所述游星架(10)的轴向限位。
9.一种发动机减速器，其特征在于，包括如权利要求1至8任一所述游星架组件。
10.一种航空发动机，包括如权利要求9所述的发动机减速器。
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