CN107429798B - 包括改进减速齿轮的齿轮箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于航空器涡轮发动机的齿轮箱，其包括驱动轴(12)，通过减速机构(26)联接到驱动轴(12)的次级驱动轴(24)，和输出轴，所述输出轴中的每一个通过一组环形齿轮和小齿轮联接到驱动轴(12)或次级驱动轴(24)，其特征在于，所述减速机构(26)包括中间轴(28)，所述中间轴(28)的第一端(28a)通过第一级齿轮(30)联接到所述驱动轴(12)，并且其第二端(28b)通过第二级齿轮(32)联接到次级驱动轴(24)，并且在于所述中间轴(28)围绕其主轴线(B)安装在齿轮箱中，所述主轴线(B)基本上垂直于所述驱动轴(12)的主轴线(A)定向。

Description

包括改进减速齿轮的齿轮箱
技术领域C
本发明涉及一种用于航空器涡轮发动机的齿轮箱，其包括两个在齿轮箱中以不同转速旋转的内部驱动轴，并且包括紧凑的传动装置。
背景技术
例如用于航空器涡轮发动机的涡轮发动机变速箱是一种能量分配系统，其能够利用涡轮发动机产生的能量驱动和支撑涡轮发动机的多个部件和附件。
为此，齿轮箱包括连接到涡轮发动机的转子的驱动轴和连接到该驱动轴的多个输出轴。
每个输出轴与涡轮发动机的一个或多个附件相关联，因此必须向附件提供适当的转矩和转速。因此，例如，输出轴以不同的转速转动。
一般来说，驱动轴以齿轮箱的主轴线定向，而输出轴垂直于主轴线定向。
根据一个实施方式，输出轴与驱动轴的联接通过环形齿轮和小齿轮实现。该联接方法可以限制变速箱的部件数量，从而降低效率损失。该联接方法还可以减小齿轮箱的尺寸和重量。
但是，在与驱动轴的转速相比输出轴的转速大大降低的情况下，不能使用单个环形齿轮和小齿轮，因为它将必须包括大直径齿轮，这将对齿轮箱中的这个齿轮带来过大的空间需求。
这就是为什么提出包括通过减速器与主驱动轴连接的次级驱动轴的变速箱。
这可以限制与必须以降低的速度旋转的输出轴相关联的环形齿轮和小齿轮的尺寸。
根据已知的实施方式，变速箱包括形成减速器的行星齿轮系系统。
然而，行星齿轮系系统由大量部件组成，这增加了齿轮箱的重量，并且还增加了行星齿轮系系统中的一个部件失效引发故障的风险。
本发明的目的是提出一种变速箱，其包括构造简化、尺寸减小的减速器。
发明内容
本发明提出了一种用于航空器涡轮发动机的齿轮箱，其包括驱动轴，通过减速机构联接到驱动轴的次级驱动轴，和通过一组环形齿轮和小齿轮联接到驱动轴或次级驱动轴的输出轴，其特征在于，所述减速机构包括中间轴，所述中间轴的第一端通过第一级齿轮联接到所述驱动轴，并且其第二端通过第二级齿轮联接到次级驱动轴，并且在于所述中间轴安装在齿轮箱中以围绕中间轴的主轴线旋转，所述中间轴的主轴线基本上垂直于所述驱动轴的主轴线定向。
使用实现减速的中间轴可以限制减速器的部件数量。此外，中间轴相对于驱动轴的定向可以限制齿轮箱中的减速器的空间要求。
优选地，第一级齿轮或第二级齿轮各自包括安装在驱动轴或次级驱动轴上的小齿轮和安装在中间轴的关联端部上的小齿轮。
优选地，次级驱动轴的主轴线与驱动轴的主轴线基本上同轴，并且中间轴位于次级驱动轴的驱动轴的两个相对端之间。
优选地，驱动轴和次级驱动轴的每个相对端承载与其相关联的第一级齿轮或第二级齿轮的小齿轮。
优选地，齿轮箱包括用于引导中间轴围绕其主轴线旋转的装置，所述装置设置在中间轴的每个端部。
优选地，由中间轴的端部承载的各级齿轮的小齿轮位于用于引导中间轴围绕其主轴线旋转的所述装置之间。
优选地，中间轴包括减振装置。
优选地，齿轮箱包括用于将中间轴与齿轮箱的手动控制装置联接的装置。
本发明还提出一种包括上述变速箱的航空器涡轮发动机。
优选地，涡轮发动机包括将驱动轴连接到涡轮发动机的转子的装置。
附图说明
通过阅读参考附图做出的以下详细描述，将了解本发明的其它特征和优点，其中：
图1是根据本发明的包括通过减速机构联接到驱动轴的次级驱动轴的变速箱的示意图；
图2是根据本发明的减速机构的更大比例的细节。
具体实施方式
图1示出了用于涡轮发动机，特别是航空器涡轮发动机的变速箱10。该变速箱10被设计成从从涡轮发动机的转子获取一定量的能量，以将该能量重新分配给涡轮发动机设备的多个零件。
齿轮箱10包括通过传动系统14连接到涡轮发动机转子(未示出)的驱动轴12，通过传动系统获取能量，并且包括多个输出轴16，每个输出轴16连接到涡轮发动机设备的一个或多个零件。
驱动轴12的主轴线A平行于齿轮箱10的主轴线。每个输出轴16的主轴线垂直于驱动轴12的主轴线。
每个输出轴16通过与其相关联的环形齿轮和小齿轮18连接到驱动轴12。环形齿轮和小齿轮18由安装在驱动轴12上的小齿轮20和安装在相关联的输出轴16上的齿轮22组成。
环形齿轮和小齿轮18的小齿轮20和齿轮22中的每一个彼此啮合并包括互补的锥形齿。
环形齿轮和小齿轮18的齿轮22和小齿轮20的直径之间的比率限定了该环形齿轮和小齿轮18的减速比。该比率越高，也就是说，齿轮22或小齿轮20越大，环形齿轮和小齿轮18的减速比越高。
然而，为了能够获得高的减速比，只有小齿轮20和齿轮22之间的尺寸比率是不够的，因为它将涉及齿轮22的过大的直径。
这就是为什么齿轮箱10包括介于驱动轴12和一些输出轴16之间的次级驱动轴24。因此，次级驱动轴承载一些环形齿轮和小齿轮18的小齿轮20。
次级驱动轴24在这里与驱动轴12同轴并且与成一直线。次级驱动轴24的一端24a轴向地面对驱动轴12的端部12a并位于驱动轴12的端部12a的附近。
次级驱动轴24通过减速机构26与驱动轴12连接，减速机构26使次级驱动轴24的转速与驱动轴12的转速不同。
由减速机构26提供的减速比与环形齿轮和小齿轮18的减速比的组合可以获得足够高的总减速比，而变速箱10不包括尺寸过大的部件。
如图2中更详细的显示，减速机构26包括中间轴28，该中间轴通过两级齿轮30，32同时联接至驱动轴12和次级驱动轴24的相对端12a，24a。
中间轴28的主轴线B与驱动轴12和次级驱动轴24的主轴线A垂直。
在下面的描述中，认为轴向是沿着驱动轴12的主轴线A的方向，并且任何径向是与驱动轴12的主轴线A垂直的方向。
中间轴28轴向位于驱动轴12和次级驱动轴24的相对端12a，24a之间。它被安装成围绕其主轴线B相对于齿轮箱10的外部壳体自由旋转。
齿轮箱10包括两个用于旋转引导中间轴28的轴承34，每个轴承34接收中间轴的相关联的端部28a，28b。
中间轴28的第一端28a通过第一级齿轮30联接到驱动轴12的所述端部12a，并且中间轴28的第二端28b通过第二级齿轮32联接到次级驱动轴24的所述端部24a。
第一级齿轮30包括由驱动轴12的所述端部12a承载的小齿轮36和由中间轴28的第一端28a承载的小齿轮38。第二级齿轮32的第二级包括由次级驱动轴24的所述端部24a承载的小齿轮40和由中间轴28的第二端28b承载的小齿轮42。
优选地，每级齿轮30，32由环齿轮和小齿轮，或螺旋锥齿轮组成。
优选地，为了限制减速机构26的尺寸，由中间轴28的端部28a，28b承载的小齿轮38，42径向地位于引导中间轴的两个轴承34之间。
在减速机构中存在两级齿轮30，32，可以提供足够高的减速比，而减速机构26不会体积过大。
此外，由中间轴28承载的小齿轮38，42相对于驱动轴12的主轴线A的径向位置由相关小齿轮38，40的尺寸限定，并且因此可以比较小。
因此，由于中间轴28的方向垂直于驱动轴12的主轴线A，所以将中间轴28并入变速箱10中并不涉及齿轮箱10的尺寸沿着驱动轴12的主轴线A增加。
根据图2所示的实施方式，中间轴28由旋转的金属元件组成。该实施方式相对简单且便宜，并且确保了减速机构26的良好刚性。
根据未示出的变型实施方式，中间轴28由一种或多种材料制成并且包括减振装置。
根据减速机构26的另一方面，并且假设中间轴28的主轴线P垂直于驱动轴12的主轴线A，则中间轴28的至少一个端部28a，28b位于齿轮箱10的外壁44附近。
此外，中间轴28的该端部28a，28b被定向成基本上垂直于齿轮箱10的外壁44。
根据齿轮箱10的一个实施方式(未示出)，用于手动控制齿轮箱10的构件能够连接至中间轴28的一端28a，28b。例如，手动控制构件由曲柄组成，所述曲柄包括能够通过形成在齿轮箱10的壁44中的相关联的开口的控制轴。
根据图中所示的实施方式，驱动轴12和次级驱动轴24与主轴线A同轴。
根据变型实施方式，次级驱动轴24相对于驱动轴12的主轴线A径向偏移。所述变型可以通过以下事实成为可能：可以沿着中间轴28调节第二级齿轮的小齿轮主体42的位置，并且通过选择第二齿轮32的小齿轮40，42的相应尺寸和位置。
根据图中所示的实施方式，次级驱动轴24的主轴线C与驱动轴12的主轴线A同轴。应当理解，本发明不限于该实施方式，并且次级驱动轴24的主轴线C可相对于驱动轴12的主轴线A倾斜。
减速机构26中螺旋锥齿轮的存在允许驱动轴主轴线的这种角度偏移。这是因为这种小齿轮允许轴的任何相对倾斜，因此轴不一定相互垂直或正交。
因此，相同情况应用于中间轴28，因此，中间轴28相对于驱动轴12以不同于90°的角度倾斜。

Claims (12)

1.一种用于航空器涡轮发动机的齿轮箱(10)，其包括驱动轴(12)，通过减速机构(26)联接到所述驱动轴(12)的次级驱动轴(24)，和输出轴(16)；一些输出轴通过一组环形齿轮和小齿轮(18)联接到所述驱动轴(12)，其他输出轴通过一组环形齿轮和小齿轮(18)联接到次级驱动轴(24)，
其特征在于，所述减速机构(26)包括中间轴(28)，所述中间轴(28)的第一端(28a)通过第一级齿轮(30)联接到所述驱动轴(12)，并且其第二端(28b)通过第二级齿轮(32)联接到所述次级驱动轴(24)，并且在于所述中间轴(28)安装在所述齿轮箱(10)中以围绕中间轴的主轴线(B)旋转，所述中间轴的主轴线(B)相对于所述驱动轴(12)的主轴线(A)倾斜。
2.根据权利要求1所述的齿轮箱(10)，特征在于所述第一级齿轮(30)和第二级齿轮(32)各自包括安装在所述驱动轴(12)或次级驱动轴(24)上的小齿轮(36，40)和安装在所述中间轴(28)的关联端部(28a，28b)上的小齿轮(38，42)。
3.根据权利要求2所述的齿轮箱(10)，特征在于所述次级驱动轴(24)的主轴线(C)与所述驱动轴(12)的主轴线(A)基本上同轴，并且所述中间轴(28)位于所述驱动轴(12)和次级驱动轴(24)的两个相对端(12a，24a)之间。
4.根据权利要求2所述的齿轮箱(10)，特征在于所述次级驱动轴(24)的主轴线(C)相对于所述驱动轴(12)的主轴线(A)倾斜，并且所述中间轴(28)位于所述驱动轴(12)和次级驱动轴(24)的两个相对端(12a，24a)之间。
5.根据权利要求3或4所述的齿轮箱(10)，特征在于所述驱动轴(12)和次级驱动轴(24)的每个相对端(12a，24a)承载与其相关联的所述第一级齿轮或第二级齿轮的小齿轮(36，40)。
6.根据权利要求2所述的齿轮箱(10)，特征在于其包括用于引导所述中间轴(28)围绕其主轴线(B)旋转的装置(34)，所述装置设置在所述中间轴(28)的每个端部(28a，28b)。
7.根据权利要求6所述的齿轮箱(10)，特征在于由所述中间轴(28)的端部(28a，28b)承载的所述第一级齿轮(30)或第二级齿轮(32)的小齿轮(38，42)位于用于引导所述中间轴(28)围绕其主轴线(B)旋转的所述装置(34)之间。
8.根据权利要求1或2所述的齿轮箱(10)，特征在于所述中间轴(28)包括减振装置。
9.根据权利要求1或2所述的齿轮箱(10)，特征在于其包括用于将所述中间轴(28)与所述齿轮箱(10)的手动控制装置联接的装置。
10.根据权利要求1或2所述的齿轮箱(10)，特征在于所述中间轴(28)的主轴线(B)垂直于所述驱动轴(12)的主轴线(A)。
11.一种航空器涡轮发动机，特征在于所述航空器涡轮发动机包括根据权利要求1-10任一项所述的齿轮箱(10)。
12.根据权利要求11所述的涡轮发动机，特征在于其包括将所述驱动轴(12)连接到所述涡轮发动机的转子的装置(14)。
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