CN105370392B - 机械增压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械增压器，包括用于传递动力的齿轮传动构件，齿轮传动构件包括传动轴、装设于传动轴上的第一传动齿轮、以及第二传动齿轮，传动轴与曲轴相连；传动轴上套设有增压叶轮轴，增压叶轮轴上套设有增压叶轮和扩散器，扩散器与机匣固定，第二传动齿轮装设于扩散器上且同时与第一传动齿轮和增压叶轮轴啮合，以将由传动轴传递至第一传动齿轮上的动力传递给增压叶轮轴以驱动增压叶轮转动。本发明的机械增压器由于采用齿轮传动构件传递动力，故而本发明的机械增压器传递动力时的传递功率、传递速度、和传动比均大，且传动效率高、安装时结构紧凑、工作稳定可靠、使用寿命长、传动平稳性高，传递运动准确可靠。

Description

机械增压器

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，特别地，涉及一种机械增压器。

背景技术

机械增压器在航空活塞发动机和车用活塞发动机上均有应用，通过机械增压器压缩空气，可提高进气歧管内的空气密度和压力，增加气缸内的空气充填量，从而可以提高发动机的升功率，改善发动机的经济性。

机械增压器的传动机构一般采用带传动，通过皮带连接曲轴皮带轮，间接将曲轴的扭转运动传递至机械增压器，以达到增压目的。

由于各类发动机的皮带轮尺寸差异不大，同时受限于发动机安装空间，因此，使用带传动的机械增压器工作转速较低(远低于30,000r/min)，带传动传递效率低，传动比不准确，传动比较小，一般为2～4；易出现皮带打滑造成皮带磨损严重，传动带寿命较短，需经常更换；外廓尺寸大，结构不紧凑。

发明内容

本发明提供了一种机械增压器，以解决现有的机械增压器存在的工作转速低，传递效率低，传动比不准确，传动比小，易出现皮带打滑造成皮带磨损严重，传动带寿命较短，需经常更换，外廓尺寸大，结构不紧凑的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种机械增压器，包括用于传递动力的齿轮传动构件，齿轮传动构件包括传动轴、装设于传动轴上的第一传动齿轮、以及第二传动齿轮，传动轴与曲轴相连；传动轴上套设有增压叶轮轴，增压叶轮轴上套设有增压叶轮和扩散器，扩散器与机匣固定，第二传动齿轮装设于扩散器上且同时与第一传动齿轮和增压叶轮轴啮合，以将由传动轴传递至第一传动齿轮上的动力传递给增压叶轮轴以驱动增压叶轮转动。

进一步地，传动轴的外周壁上设有沿其轴线布置的第一凸爪组和第二凸爪组，第一凸爪组包括多个沿传动轴的周向布置的第一凸爪，第二凸爪组包括多个沿传动轴的周向布置的第二凸爪，多个第二凸爪和多个第一凸爪一一对应设置；第一传动齿轮装设于第一凸爪组和第二凸爪组之间，且第一传动齿轮和传动轴之间设有多组用于缓冲扭转冲击载荷的缓冲组件。

进一步地，第一传动齿轮的外周壁上设有多个沿其周向布置的啮合齿，其内周壁上设有多个用于分别嵌入对应设置的第一凸爪和第二凸爪之间的第三凸爪；每相邻两个第三凸爪之间设有一组缓冲组件，缓冲组件部分卡设于相邻两个第三凸爪之间的空隙内，其余部分嵌入传动轴内。

进一步地，相邻两个第三凸爪之间的空隙构成用于容纳缓冲组件的第一容纳槽，传动轴的外周壁上对应设有用于容纳缓冲组件的第二容纳槽，第一容纳槽和对应设置的第二容纳槽围设成用于安装缓冲组件且呈椭圆形的椭形槽，椭形槽的长轴与第一传动齿轮的周线相切。

进一步地，每组缓冲组件包括弹簧和分别设置于弹簧两端的两个弹簧销，两个弹簧销分别与椭形槽的两端抵顶，弹簧压缩设置于两个弹簧销之间。

进一步地，弹簧销包括用于与椭形槽抵顶的顶块、和与顶块相连的凸台；顶块呈与椭形槽的端部相适应的半圆柱结构，弹簧装设于凸台上且压缩设置于两个顶块之间。

进一步地，弹簧销还包括设置于顶块的端部且延伸至椭形槽外的凸缘；齿轮传动构件还包括与凸缘抵顶以对弹簧销沿传动轴的轴向进行限位的限位组件，限位组件装设于传动轴上。

进一步地，传动轴上设有外螺纹；限位组件包括套设于传动轴上且与凸缘抵顶以将凸缘与第二凸爪的外端面压紧的挡板、以及装设于传动轴与挡板抵顶且与外螺纹配合的锁紧螺母。

进一步地，限位组件还包括设置于挡板和锁紧螺母之间的止动锁片，传动轴的外周壁上设有呈环形的用于安装止动锁片的锁舌的限位槽，止动锁片装设于限位槽内且分别与挡板和锁紧螺母抵顶。

进一步地，第二传动齿轮包括与扩散器转动连接的安装轴，安装轴上依次装设于用于与第一传动齿轮啮合的第一齿轮盘、和用于与增压叶轮轴啮合的第二齿轮盘。

本发明具有以下有益效果：

相比现有的机械增压器采用带传动传递动力，本发明的机械增压器由于采用齿轮传动构件传递动力，由于齿轮传动时的传动比、传动效率均高于带传动，故而本发明的机械增压器传递动力时的传递功率、传递速度、和传动比均大，且传动效率高、安装时结构紧凑、工作稳定可靠、使用寿命长、传动平稳性高，传递运动准确可靠。

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的机械增压器的剖视结构示意图；

图2是图1中的传动轴、第一传动齿轮、缓冲组件以及限位组件装配时的结构示意图；

图3是图2的A-A向剖视结构示意图；

图4是图2中的传动轴的空间结构示意图；

图5是图2中的第一传动齿轮的空间结构示意图；

图6是图2中的缓冲组件的空间结构示意图；

图7是图2中的限位组件中的挡板的空间结构示意图；

图8是图2中的限位组件中的止挡锁片的空间结构示意图；

图9是图2中的限位组件中的锁紧螺母的空间结构示意图；

图10是图1中的第二传动齿轮的剖视结构示意图。

图例说明

1、传动轴；101、第一凸爪；102、第二凸爪；103、限位槽；2、第一传动齿轮；201、啮合齿；202、第三凸爪；210、椭形槽；3、第二传动齿轮；31、安装轴；32、第一齿轮盘；33、第二齿轮盘；4、增压叶轮轴；5、增压叶轮；6、扩散器；7、缓冲组件；71、弹簧；72、弹簧销；721、顶块；722、凸台；723、凸缘；8、限位组件；81、挡板；82、锁紧螺母；83、止动锁片；831、锁舌。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，本发明的优选实施例提供了一种机械增压器，包括用于传递动力的齿轮传动构件，齿轮传动构件包括传动轴1、装设于传动轴1上的第一传动齿轮2、以及第二传动齿轮3，传动轴1与曲轴(图未示)相连；传动轴1上套设有增压叶轮轴4，增压叶轮轴4上套设有增压叶轮5和扩散器6，扩散器6与机匣固定，第二传动齿轮3装设于扩散器6上且同时与第一传动齿轮2和增压叶轮轴4啮合，以将由传动轴1传递至第一传动齿轮2上的动力传递给增压叶轮轴4以驱动增压叶轮5转动。本发明的机械增压器中，曲轴首先将动力传递给与其相连的传动轴1，传动轴1然后将动力传递给装设于其上的第一传动齿轮2，第一传动齿轮2再将动力传递给与其啮合的第二传动齿轮3，第二传动齿轮3再将动力传递给与其啮合的增压叶轮轴4，增压叶轮轴4最后将动力传递给装设于其上的增压叶轮5，从而完成将曲轴的扭转运动传递至增压叶轮5。相比现有的机械增压器采用带传动传递动力，本发明的机械增压器由于采用齿轮传动构件传递动力，由于齿轮传动时的传动比、传动效率均高于带传动，故而本发明的机械增压器传递动力时的传递功率、传递速度、和传动比均大，且传动效率高、安装时结构紧凑、工作稳定可靠、使用寿命长、传动平稳性高，传递运动准确可靠。

可选地，如图2和图4所示，传动轴1的外周壁上设有沿其轴线布置的第一凸爪组和第二凸爪组，第一凸爪组包括多个沿传动轴1的周向布置的第一凸爪101，第二凸爪组包括多个沿传动轴1的周向布置的第二凸爪102，多个第二凸爪102和多个第一凸爪101一一对应设置；第一传动齿轮2装设于第一凸爪组和第二凸爪组之间，且第一传动齿轮2和传动轴1之间设有多组用于缓冲扭转冲击载荷的缓冲组件7。优选地，传动轴1为两端连通的空心轴，传动轴1的空心部分用作主压力润滑油路，与曲轴的主油路相通，传动轴1上还设有多个径向连通的油孔，用于将主油路中的部分润滑油引至轴颈处以润滑轴颈处的滑动摩擦副。优选地，第二凸爪组的外径大于第一凸爪组的外径，第一传动齿轮2装设于传动轴1上时，第一传动齿轮2的内周面与第二凸爪组的外周面间隙配合，以对传动轴1进行定心。

可选地，如图5所示，第一传动齿轮2的外周壁上设有多个沿其周向布置的啮合齿201，其内周壁上设有多个用于分别嵌入对应设置的第一凸爪101和第二凸爪102之间的第三凸爪202；每相邻两个第三凸爪202之间设有一组缓冲组件7，缓冲组件7部分卡设于相邻两个第三凸爪202之间的空隙内，其余部分嵌入传动轴1内。通过在每相邻的两个第三凸爪202之间设置一组缓冲组件7，可在发动机突然改变工作状态时起到缓冲作用，以减少由传动轴1传递给第一传动齿轮2的扭转惯性力冲击。

优选地，如图2至图5所示，相邻两个第三凸爪202之间的空隙构成用于容纳缓冲组件7的第一容纳槽，传动轴1的外周壁上对应设有用于容纳缓冲组件7的第二容纳槽，第一容纳槽和对应设置的第二容纳槽围设成用于安装缓冲组件7且呈椭圆形的椭形槽210，椭形槽210的长轴与第一传动齿轮2的周线相切。缓冲组件7装设于椭形槽210内时，其一部分位于第一容纳槽内，其另一部分位于第二容纳槽内，从而不仅可对第一传动齿轮2起缓冲作用，同时还能对第一传动齿轮2进行沿传动轴1的周向限位，防止第一传动齿轮2相对传动轴1转动，第一传动齿轮2还通过第一凸爪组和第二凸爪组进行沿传动轴1的轴向限位。

可选地地，如图3和图6所示，每组缓冲组件7包括弹簧71和分别设置于弹簧71两端的两个弹簧销72，两个弹簧销72分别与椭形槽210的两端抵顶，弹簧71压缩设置于两个弹簧销72之间。

优选地，再结合图3和图6所示，弹簧销72包括用于与椭形槽210抵顶的顶块721、和与顶块721相连的凸台722；顶块721呈与椭形槽210的端部相适应的半圆柱结构，弹簧71装设于凸台722上且压缩设置于两个顶块721之间。

进一步地，再结合图2所示，弹簧销72还包括设置于顶块721的端部且延伸至椭形槽210外的凸缘723；齿轮传动构件还包括与凸缘723抵顶以对弹簧销72沿传动轴1的轴向进行限位的限位组件8，限位组件8装设于传动轴1上。

可选地，如图2、图7和图9所示，传动轴1上设有外螺纹；限位组件8包括套设于传动轴1上且与凸缘723抵顶以将凸缘723与第二凸爪102的外端面压紧的挡板81、以及装设于传动轴1与挡板81抵顶且与外螺纹配合的锁紧螺母82。通过拧动锁紧螺母82可使挡板81与凸缘723抵顶，以将凸缘723与第二凸爪组的外端面固定，从而可防止缓冲组件7沿传动轴1的轴向滑动。

优选地，如图2和图8所示，限位组件8还包括设置于挡板81和锁紧螺母82之间的止动锁片83，传动轴1的外周壁上设有呈环形的用于安装止动锁片83的锁舌831的限位槽103，止动锁片83装设于限位槽103内且分别与挡板81和锁紧螺母82抵顶。

可选地，第一凸爪组的外表面、第二凸爪组的外表面、啮合齿201的外表面、第三凸爪202的外表面、以及弹簧销72的外表面均经过了渗碳处理，以提高其耐磨性。优选地，弹簧销72的外表面还采用了镀铜处理，使其具有一定的润滑性能，防止金属粘接。

可选地，如图2和图10所示，第二传动齿轮3包括与扩散器6转动连接的安装轴31，安装轴31上依次装设于用于与第一传动齿轮2啮合的第一齿轮盘32、和用于与增压叶轮轴4啮合的第二齿轮盘33。第一齿轮盘32与第一传动齿轮2啮合以将第一传动齿轮2的动力传递至第二传动齿轮3，第二齿轮盘33与增压叶轮轴4啮合，以将第一齿轮盘32传递的动力传递至增压叶轮轴4。

优选地，第二齿轮盘33的辐板上加工有减重孔；安装轴31为空心轴，可作为润滑油路，也可减轻第二传动齿轮3的重量，安装轴31的两端轴颈处加工有油孔与之相连。

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 (9)

1.一种机械增压器，其特征在于，

包括用于传递动力的齿轮传动构件，所述齿轮传动构件包括传动轴(1)、装设于所述传动轴(1)上的第一传动齿轮(2)、以及第二传动齿轮(3)，所述传动轴(1)与曲轴相连；

所述传动轴(1)上套设有增压叶轮轴(4)，所述增压叶轮轴(4)上套设有增压叶轮(5)和扩散器(6)，所述扩散器(6)与机匣固定，所述第二传动齿轮(3)装设于所述扩散器(6)上且同时与所述第一传动齿轮(2)和所述增压叶轮轴(4)啮合，以将由所述传动轴(1)传递至所述第一传动齿轮(2)上的动力传递给所述增压叶轮轴(4)以驱动所述增压叶轮(5)转动；

所述传动轴(1)的外周壁上设有沿其轴线布置的第一凸爪组和第二凸爪组，所述第一凸爪组包括多个沿所述传动轴(1)的周向布置的第一凸爪(101)，所述第二凸爪组包括多个沿所述传动轴(1)的周向布置的第二凸爪(102)，多个所述第二凸爪(102)和多个所述第一凸爪(101)一一对应设置；

所述第一传动齿轮(2)装设于所述第一凸爪组和所述第二凸爪组之间，且所述第一传动齿轮(2)和所述传动轴(1)之间设有多组用于缓冲扭转冲击载荷的缓冲组件(7)。

2.根据权利要求1所述的机械增压器，其特征在于，

所述第一传动齿轮(2)的外周壁上设有多个沿其周向布置的啮合齿(201)，其内周壁上设有多个用于分别嵌入对应设置的所述第一凸爪(101)和所述第二凸爪(102)之间的第三凸爪(202)；

每相邻两个所述第三凸爪(202)之间设有一组所述缓冲组件(7)，所述缓冲组件(7)部分卡设于相邻两个所述第三凸爪(202)之间的空隙内，其余部分嵌入所述传动轴(1)内。

3.根据权利要求2所述的机械增压器，其特征在于，

相邻两个所述第三凸爪(202)之间的空隙构成用于容纳所述缓冲组件(7)的第一容纳槽，所述传动轴(1)的外周壁上对应设有用于容纳所述缓冲组件(7)的第二容纳槽，所述第一容纳槽和对应设置的所述第二容纳槽围设成用于安装所述缓冲组件(7)且呈椭圆形的椭形槽(210)，所述椭形槽(210)的长轴与所述第一传动齿轮(2)的周线相切。

4.根据权利要求3所述的机械增压器，其特征在于，

每组所述缓冲组件(7)包括弹簧(71)和分别设置于所述弹簧(71)两端的两个弹簧销(72)，两个所述弹簧销(72)分别与所述椭形槽(210)的两端抵顶，所述弹簧(71)压缩设置于两个所述弹簧销(72)之间。

5.根据权利要求4所述的机械增压器，其特征在于，

所述弹簧销(72)包括用于与所述椭形槽(210)抵顶的顶块(721)、和与所述顶块(721)相连的凸台(722)；

所述顶块(721)呈与所述椭形槽(210)的端部相适应的半圆柱结构，所述弹簧(71)装设于所述凸台(722)上且压缩设置于两个所述顶块(721)之间。

6.根据权利要求5所述的机械增压器，其特征在于，

所述弹簧销(72)还包括设置于所述顶块(721)的端部且延伸至所述椭形槽(210)外的凸缘(723)；

所述齿轮传动构件还包括与所述凸缘(723)抵顶以对所述弹簧销(72)沿所述传动轴(1)的轴向进行限位的限位组件(8)，所述限位组件(8)装设于所述传动轴(1)上。

7.根据权利要求6所述的机械增压器，其特征在于，

所述传动轴(1)上设有外螺纹；

所述限位组件(8)包括套设于所述传动轴(1)上且与所述凸缘(723)抵顶以将所述凸缘(723)与所述第二凸爪(102)的外端面压紧的挡板(81)、以及装设于所述传动轴(1)与所述挡板(81)抵顶且与所述外螺纹配合的锁紧螺母(82)。

8.根据权利要求7所述的机械增压器，其特征在于，

所述限位组件(8)还包括设置于所述挡板(81)和所述锁紧螺母(82)之间的止动锁片(83)，所述传动轴(1)的外周壁上设有呈环形的用于安装所述止动锁片(83)的锁舌(831)的限位槽(103)，所述止动锁片(83)装设于所述限位槽(103)内且分别与所述挡板(81)和所述锁紧螺母(82)抵顶。

9.根据权利要求1所述的机械增压器，其特征在于，

所述第二传动齿轮(3)包括与所述扩散器(6)转动连接的安装轴(31)，所述安装轴(31)上依次装设于用于与所述第一传动齿轮(2)啮合的第一齿轮盘(32)、和用于与所述增压叶轮轴(4)啮合的第二齿轮盘(33)。