CN111022611A - 一种航空锥齿轮开口阻尼环 - Google Patents

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欧代松
黄宏亮
王宪良
朱加赞
王曾
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Abstract

本发明提供了一种航空锥齿轮开口阻尼环，所述阻尼环包括环体、设于环体上的开口、设于开口两侧的拆卸孔和设于开口对称位置环体上的铣缺。本发明所提供的航空锥齿轮开口阻尼环通过在阻尼环上开口，在摩擦耗能磨损后自动弹性恢复补偿，有效保证了阻尼效果长期处于稳定状态，并预先在环上开口对称处铣缺保证了不平衡量维持不变，有效提高了使用寿命和可靠性，避免了整环式阻尼环工作一段时间后需要更换的工序和费用。

Description

一种航空锥齿轮开口阻尼环
技术领域
涉及一种航空锥齿轮，具体涉及一种航空锥齿轮开口阻尼环
背景技术
航空发动机锥齿轮一般包括中央传动锥齿轮和附件传动锥齿轮，其主要功能为将发动机高压转子上提取的功率传递到附件传动系统和燃滑油附件，并将起动扭矩传动到高压转子上。锥齿轮由于轮缘和辐板的行波共振极可能会导致轮体掉块故障，进而造成等级飞行事故。由于锥齿轮副工况复杂(稳态转速范围宽、功率大、温度高等)，且轮体节径振动的固有频率较为密集，设计时通过结构调频通常无法完全避开共振，采用阻尼装置减小轮缘振动应力是一个有效的措施。
锥齿轮阻尼减振结构为阻尼环，主要用于减小该齿轮的轮缘振动应力。阻尼环安装于齿轮轮缘的沟槽内，接触面为过盈配合，产生接触应力，齿轮行波共振时在轮缘与阻尼环的接触面处产生周向不协调变形，形成相对位移，由于摩擦产生热能消耗振动能量，产生阻尼，从而减小齿轮轮缘的振动应力。
阻尼环的接触界面在产生摩擦阻尼的同时，由于界面不断磨损，接触压力持续降低，摩擦耗能减少，阻尼减少，阻尼效果不能稳定产生，直至失效，工作一段时间后需要进行更换；装配时需要加热锥齿轮并冷却阻尼环，且需要冲压机进行冲压，装配较为困难，分解时也需要车削阻尼环，为破坏式分解，装配和分解工序均很复杂。
发明内容
发明目的：为了解决上述问题，本发明提供了一种航空锥齿轮开口阻尼环。
技术方案
本发明提供了一种航空锥齿轮开口阻尼环，所述阻尼环包括环体、设于环体上的开口、设于开口两侧的拆卸孔和设于开口对称位置环体上的铣缺。
优选的，所述环体截面为矩形，外环直径为同等位置锥齿轮轮根圆直径的0.8-0.9，环体厚度为轮缘厚度的0.4-0.6，环体宽度为齿宽的0.2-0.4。
优选的，所述开口为平行切口，自由状态下开口宽度为5-10mm，装配到齿轮上后开口宽度为2-5mm。
该阻尼环自由状态直径大于齿轮轮缘沟槽直径，在环上开口，去掉少部分弧长结构，在弹性变形下装入齿轮沟槽内，由弹性变形和旋转离心力作用共同产生接触压力，摩擦耗能产生阻尼。当阻尼环和齿轮界面磨损后，阻尼环弹性变形恢复进行补偿，保持与界面的贴合，存在补偿机制，接触压力基本保持不变，阻尼效果稳定。
优选的，所述拆卸孔距离开口边缘3-5mm，直径1.5-3mm，拆卸孔位于环体厚度的中间位置。
在阻尼环上增加了两个拆卸孔，使阻尼环能通过简易的工装(如钩子)从锥齿轮槽内分解。
优选的，所述铣缺直径为阻尼环内环直径的0.7-0.9，铣缺深度为阻尼环厚度的0.1-0.3。
阻尼环上开口，将增加高速旋转齿轮的不平衡量，会导致阻尼环质心偏离中心轴线，产生不利的离心载荷。在开口对称处预先铣缺口，抵消开口的不平衡质量，使阻尼环质心仍然在中心轴线上，从而可以避免不利的离心载荷。同时，阻尼环上开口，大幅度降低阻尼环径向刚度，使阻尼环可以在常温下进行径向压缩，徒手安装，直接装入到锥齿轮沟槽内。
有益效果
本发明所提供的航空锥齿轮开口阻尼环通过在阻尼环上开口，在摩擦耗能磨损后自动弹性恢复补偿，有效保证了阻尼效果长期处于稳定状态，并预先在环上开口对称处铣缺保证了不平衡量维持不变，有效提高了使用寿命和可靠性，避免了整环式阻尼环工作一段时间后需要更换的工序和费用。
本发明所提供的航空锥齿轮开口阻尼环可以有效降低阻尼装置的装配和分解难度，减少装配辅料及用具使用，使装配及分解在常温，仅通过简单工装即可进行，有效节约了装配时间，降低了成本。因此，该发明在航空锥齿轮上具有广阔的应用前景，具有较大使用价值。
附图说明
图1本发明所提供的航空锥齿轮开口阻尼环的结构示意图
图2本发明所提供的航空锥齿轮开口阻尼环安装在锥齿轮上的示意图
图3图2中A处放大图
其中：1：锥齿轮；2：阻尼环；21：铣缺；22：拆卸孔；23：环体；24：开口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明，
如图1所示，为本发明所提供的航空锥齿轮开口阻尼环的结构示意图，
该阻尼环包括环体、设于环体上的开口、设于开口两侧的拆卸孔和设于开口对称位置环体上的铣缺。环体截面为矩形，开口为平行切口，拆卸孔的中心位置在中性面上。可通过阻尼环在自由状态下的外径及阻尼环的径向厚度调整阻尼效果。
如图2-3所示，为本发明所提供的航空锥齿轮开口阻尼环安装在锥齿轮上的结构示意图，在弹性变形下将阻尼环装入齿轮沟槽内，由弹性变形和旋转离心力作用共同产生接触压力，摩擦产生阻尼。当阻尼环和齿轮界面磨损后，阻尼环弹性变形恢复进行补偿，保持与界面的贴合，存在补偿机制，接触压力基本保持不变，阻尼效果稳定。
在航空锥齿轮的轮根圆直径和齿宽分别为110mm和22mm的情况下，各实施例中的具体参数见下表(单位：mm)：
Figure BDA0002304639890000041
Figure BDA0002304639890000051
对上述实施例进行锥齿轮振动应力实验，阻尼效果均强于现有阻尼环，能显著减少齿轮轮缘的振动应力。

Claims (5)

1.一种航空锥齿轮开口阻尼环，其特征在于，所述阻尼环包括环体、设于环体上的开口、设于开口两侧的拆卸孔和设于开口对称位置环体上的铣缺。
2.根据权利要求1所述的航空锥齿轮开口阻尼环，其特征在于，所述环体截面为矩形，外环直径为同等位置锥齿轮轮根圆直径的0.8-0.9，环体厚度为轮缘厚度的0.4-0.6，环体宽度为齿宽的0.2-0.4。
3.根据权利要求1所述的航空锥齿轮开口阻尼环，其特征在于，所述开口为平行切口，自由状态下开口宽度为5-10mm，装配到齿轮上后开口宽度为2-5mm。
4.根据权利要求1所述的航空锥齿轮开口阻尼环，其特征在于，所述拆卸孔距离开口边缘3-5mm，直径1.5-3mm，拆卸孔位于环体厚度的中间位置。
5.根据权利要求1所述的航空锥齿轮开口阻尼环，其特征在于，所述铣缺直径为阻尼环内环直径的0.7-0.9，铣缺深度为阻尼环厚度的0.1-0.3。
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