CN108150615B - 一种潜液式行星减速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种潜液式行星减速器，解决现有减速器高速转子与涡轮轴系采用独立结构时结构复杂、振动较大，以及减速器采用单独的冷却介质供应系统，增加了系统复杂度，降低了系统可靠性的问题。行星减速器安装在输入轴支撑壳体和输出轴支撑壳体形成的内腔中，包括太阳轮、行星轮、内齿圈、行星架、端环、轴承、输出轴和输入轴；行星架位于输出轴的一端且与输出轴一体设置，行星轮通过轴承安装在行星架小轴上，行星架端部设置有端环，端环上设置有与行星架小轴数目相同的定位孔；太阳轮安装在输入轴上且与行星轮啮合传动；内齿圈固定设置在输出轴支撑壳体上，位于行星轮外侧，且与行星轮啮合传动；潜液式行星减速器设有冷却润滑回路。

Description

一种潜液式行星减速器
技术领域
本发明涉及减速器领域，具体涉及一种潜液式行星减速器。
背景技术
航空航天飞行器动力系统通常采用涡轮驱动泵、压气机等旋转做功部件，为了减小涡轮进、排气系统的结构重量，现有技术采用一套超高速涡轮同时驱动多个泵或压气机旋转工作，不同的泵或压气机工作转速不同，需要采用减速器与涡轮转子对接，输出不同要求的转速。
飞行器工作在远离地面的高空，受空间尺寸和结构重量的约束，泵或压气机均在较高的转速下工作，其结构尺寸和重量相对较小，因此要求与泵或者压气机对接的减速器也具有较小的结构尺寸；现有减速器与泵或压气机均为分开设计，其整体结构复杂、轴系轴向长度较长，增加了运动部件旋转振动幅值，降低了高速转子运行可靠性。
减速器轴承和摩擦副工作过程中需要冷却润滑，现有减速器采用独立冷却润滑，需要单独的冷却介质供应系统，增加了系统复杂度，还需要解决减速器与涡轮、减速器与泵或者压气机之间的密封问题，降低了系统可靠性。
发明内容
本发明的目的是解决现有减速器高速转子与涡轮轴系采用独立结构时结构复杂、振动较大，以及减速器采用单独的冷却介质供应系统，增加了系统复杂度，降低了系统可靠性的问题，提供一种潜液式行星减速器。
本发明解决上述问题的技术方案是，
一种潜液式行星减速器，行星减速器安装在输入轴支撑壳体和输出轴支撑壳体形成的内腔中，包括太阳轮、行星轮、内齿圈、行星架、端环、轴承、输出轴和输入轴；所述行星架位于输出轴的一端，且与输出轴一体设置，所述行星架上设置多个行星架小轴，行星轮通过轴承安装在行星架小轴上，所述行星架端部设置有端环，端环上设置有与行星架小轴数目相同的定位孔，所述定位孔与行星架小轴配合安装；所述太阳轮安装在输入轴上，位于多个行星轮内侧，且与行星轮啮合传动；所述内齿圈固定设置在输出轴支撑壳体上，位于行星轮外侧，且与行星轮啮合传动；所述输入轴支撑壳体上设置有冷却介质进口，冷却介质进口与系统高压部位连接，冷却介质通过冷却介质进口进入输入轴支撑壳体与输出轴支撑壳体形成的内腔，内腔中的介质分成两路流向系统低压通道，一路通过行星轮与内齿圈的啮合空隙和行星架上设置的冷却通道进入输出轴的轴承腔中，冷却输出轴轴承后回到系统低压通道；另一路通过输入轴的支撑轴承空隙回到系统低压通道。
进一步地，所述行星轮安装在轴承的外圈，卡环固定在行星轮内孔，行星轮利用卡环轴向限位。
进一步地，所述内齿圈通过紧定销钉固定在输出轴支撑壳体上。
进一步地，所述行星轮的数量为三个。
进一步地，所述端环通过螺钉固定在行星架的端部。
进一步地，在输入轴的一端，太阳轮的侧面设置有锁紧螺母。
本发明的有益效果为：
1.本发明减速器结构紧凑、简单；行星减速器太阳轮安装在输入轴端头，无额外的轴系支撑结构；减速器行星架与输出轴一体化设计，整体支撑在输出轴支撑壳体中心，结构简单；内齿圈固定在输出轴支撑壳体上或直接在输出轴壳体上加工内齿，不占用额外的安装空间；减速器整体安装在输入轴壳体和输出轴壳体形成的内腔中，径向和轴向尺寸都较小，几乎不增加系统结构尺寸；减速器与涡轮、泵(或者压气机)集成设计后，利用泵或压气机自身输送的介质冷却润滑，系统简单可靠。
2.本发明潜液式行星减速器无需设置外部冷却润滑系统。减速器整体安装在输入轴壳体和输出轴壳体形成的内腔中，内腔充满介质，在输入轴支撑壳体上开设了冷却介质进口，从系统高压部位引入高压介质进入内腔，冷却润滑减速器后回到系统低压部位流道中，实现连续冷却润滑。
3.本发明潜液式行星减速器无需设置外部冷却润滑系统，也不存在减速器与系统其它部件之间的动密封，增加了系统的工作可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例潜液式行星减速器结构图；
图2为本发明实施例行星轮系结构图；
图3为本发明实施例端环结构；
图4为本发明实施例潜液式行星减速器冷却润滑回路示意图。
附图标记：1-太阳轮，2-行星轮，3-内齿圈，4-行星架，5-轴承，6-端环，7-卡环，8-紧定销钉，9-螺钉，10-输出轴支撑壳体，11-输入轴，12-输入轴支撑壳体，13-锁紧螺母，41-行星架小轴，42-输出轴，43-冷却通道，61-定位孔，121-冷却介质进口，122-内腔，123-低压通道，124-轴承腔。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述：
为了提高高速转子运行可靠性，简化泵或压气机转子与减速器转子的复杂度，减小轴系长度，降低运动部件旋转振动幅值，本发明减速器与涡轮、泵(或压气机)集成设计，减速器高速转子与涡轮轴系一体化设计，低速转子与泵或者压气机轴系一体化设计，可用于对空间安装尺寸要求苛刻的高速转子系统，尤其是航空航天推进领域。
如图1所示，潜液式行星减速器安装在输入轴支撑壳体12和输出轴支撑壳体10形成的内腔中，内腔充满液体，减速器潜液工作。
行星减速器包括太阳轮1、行星轮2、内齿圈3、行星架4、端环6、轴承5、输出轴42和输入轴11；行星架4位于输出轴42的一侧，且与输出轴42一体设置，行星架4上均匀设置多个行星架小轴41，轴承5安装在行星架小轴41上，行星轮2通过轴承5安装在行星架小轴41上，行星架4端部设置有端环6，端环6上设置有与行星架小轴41数目相同的定位孔61，定位孔61与行星架小轴41配合安装，提高行星架4刚度和强度，端环6通过螺钉9固定在行星架4上，固定行星轮2并提高行星架小轴41的支撑刚度；太阳轮1安装在输入轴11上，位于多个行星轮2内侧，且与行星轮2啮合传动；内齿圈3通过紧定销钉8固定设置在在输出轴支撑壳体10上，内齿圈3位于多个行星轮2外侧，且与行星轮2啮合传动。在输入轴11的一端，太阳轮1的侧面设置有锁紧螺母13，锁紧螺母13对太阳轮1轴向锁定。
内齿圈3与输出轴支撑壳体10为分体结构，也可以设计为一体化结构，即直接在输出轴42壳体上加工出内齿。行星架4和输出轴42一体化设计，也可以设计为分体式结构。行星减速器利用机构自身输送介质冷却润滑，在输入轴支撑壳体12上设置有冷却介质进口121，在行星架4上设置有冷却介质通道。
潜液式行星减速器安装在输入轴11壳体和输出轴42壳体形成的内腔122中，太阳轮1安装在输入轴11的端部，内齿圈3固定在输出轴42壳体上，行星轮2安装在行星架4的端头；太阳轮1、行星轮2和内齿圈3轴向对齐，相互啮合工作，内齿圈3保持固定，太阳轮1高速输入，行星架4低速输出，两者在同一轴线上旋转。
图2为行星轮系结构图，行星架4与输出轴42一体化设计，输出轴42支撑在输出轴支撑壳体10的中心，行星架4的端头设置三个小轴，轴承5安装在小轴上，行星轮2安装在轴承5的外圈，卡环7固定在行星轮2内孔，防止行星轮2在轴承5外圈上轴向移动。行星架4的端部利用端环6轴向定位轴承5，端环6通过螺钉9固定在行星架4的端部。端环6的结构如图3所示，端环6上开设了与行星架小轴41数目相同的定位孔61，小轴和定位孔61相互配合，提高行星架4的刚度和强度。
图4所示为潜液式行星减速器冷却润滑回路，在输入轴支撑壳体12上设置了冷却介质进口121，与系统高压部位连接，冷却介质通过冷却介质进口121进入输入轴支撑壳体12与输出轴支撑壳体10形成的内腔122。内腔122中的介质分成两路最终流向系统低压通道123中，一路通过行星轮2与内齿圈3的啮合空隙和行星架4上设置的冷却通道43进入输出轴的轴承腔124中，冷却输出轴轴承后回到系统低压通道123；另一路通过输入轴11的支撑轴承空隙回到系统低压通道123。冷却介质从系统高压部位流向低压部位，实现对减速器和轴承的连续润滑冷却，潜液式减速器利用机构自身输送介质进行冷却润滑，无需额外润滑冷却系统，结构紧凑，可靠性高。

Claims (5)

1.一种潜液式行星减速器，其特征在于：行星减速器安装在输入轴支撑壳体(12)和输出轴支撑壳体(10)形成的内腔中，包括太阳轮(1)、行星轮(2)、内齿圈(3)、行星架(4)、端环(6)、轴承(5)、输出轴(42)和输入轴(11)；
所述行星架(4)位于输出轴(42)的一端，且与输出轴(42)一体设置，所述行星架(4)上设置多个行星架小轴(41)，行星轮(2)通过轴承(5)安装在行星架小轴(41)上，所述行星架(4)端部设置有端环(6)，端环(6)上设置有与行星架小轴(41)数目相同的定位孔(61)，所述定位孔(61)与行星架小轴(41)配合安装；
所述太阳轮(1)安装在输入轴(11)上，位于多个行星轮(2)内侧，且与行星轮(2)啮合传动；
所述内齿圈(3)固定设置在输出轴支撑壳体(10)上，内齿圈(3)位于行星轮(2)外侧，且与行星轮(2)啮合传动；
所述输入轴支撑壳体(12)上设置有冷却介质进口(121)，冷却介质进口(121)与系统高压部位连接，冷却介质通过冷却介质进口(121)进入输入轴支撑壳体(12)与输出轴支撑壳体(10)形成的内腔(122)，内腔(122)中的介质分成两路流向系统低压通道(123)，一路通过行星轮(2)与内齿圈(3)的啮合空隙和行星架(4)上设置的冷却通道(43)进入输出轴的轴承腔(124)中，经冷却输出轴轴承后回到系统低压通道(123)；另一路通过输入轴(11)的支撑轴承空隙回到系统低压通道(123)；
所述行星轮(2)安装在轴承(5)的外圈，卡环(7)固定在行星轮内孔，行星轮(2)利用卡环(7)轴向限位。
2.根据权利要求1所述的潜液式行星减速器，其特征在于：所述内齿圈(3)通过紧定销钉(8)固定在输出轴支撑壳体(10)上。
3.根据权利要求1或2所述的潜液式行星减速器，其特征在于：所述行星轮(2)的数量为三个。
4.根据权利要求3所述的潜液式行星减速器，其特征在于：所述端环(6)通过螺钉(9)固定在行星架(4)的端部。
5.根据权利要求4所述的潜液式行星减速器，其特征在于：在输入轴(11)的一端，太阳轮(1)的侧面设有锁紧螺母(13)。
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