CN115126553A - 一种易于润滑的航空空气涡轮起动机传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种易于润滑的航空空气涡轮起动机传动系统，包括涡轮转子、行星齿轮组件、安装架、中心转接套、超越离合器、离合器内轴、分体式输出轴组件，涡轮转子与行星齿轮组件的输入端传动配合，行星齿轮组件的输出端与中心转接套的尾端传动配合，超越离合器置于中心转接套内，离合器内轴与超越离合器的内圈传动配合，离合器内轴的侧壁上设置用于向超越离合器输送润滑油的过油孔，分体式输出轴组件的尾端与中心连接套的前端传动配合，滑油泵包括壳体、叶轮和泵油轴，壳体与安装架固定相连，叶轮与泵油轴的尾端固定相连，泵油轴的前端穿过壳体且与壳体转动配合，泵油轴的前端伸入离合器内轴的尾端且与离合器内轴传动配合。

Description

一种易于润滑的航空空气涡轮起动机传动系统

技术领域

本发明涉及空气涡轮起动机传动系统领域，特别是一种易于润滑的航空空气涡轮起动机传动系统。

背景技术

空气涡轮起动机作为为航空辅助动力系统中的一部分。其工作原理为通过高压气流冲击空气涡轮起动机的涡轮，带动涡轮转动，向发动机起动系统传动链输出轴功率，带动发动机起动。当带转发动机达到一定转速后，空气涡轮起动机停止工作，与发动机起动系统传动链脱离，该过程中，需完成空气涡轮起动机传动链与发动机起动系统传动链的接合与脱离；随着航空发动机的发展，空气涡轮起动机作为航空发动机起动系统的重要组成部件发挥着越来越重要的作用，起动机技术的发展也越来越朝着小型化、轻量化、高功重比、高可靠性、环境适应性强、功率延展性大、输出扭矩高等方向发展，小型化和轻量化逐渐引起高度重视，小型化和轻量化对起动机传动系统的润滑散热提出了更高的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、易于润滑和散热的航空空气涡轮起动机传动系统。

为解决上述技术问题，本发明提供的易于润滑的航空空气涡轮起动机传动系统，包括涡轮转子、行星齿轮组件、安装架、中心转接套、超越离合器、离合器内轴、分体式输出轴组件，所述涡轮转子与行星齿轮组件的输入端传动配合，所述行星齿轮组件的输出端与所述中心转接套的尾端传动配合，所述超越离合器置于中心转接套内，所述离合器内轴与所述超越离合器的内圈传动配合，所述离合器内轴的侧壁上设置用于向所述超越离合器输送润滑油的过油孔，所述分体式输出轴组件的尾端与中心连接套的前端传动配合，滑油泵包括壳体、叶轮和泵油轴，壳体与安装架固定相连，叶轮与泵油轴的尾端固定相连，泵油轴的前端穿过壳体且与壳体转动配合，泵油轴的前端伸入离合器内轴的尾端且与离合器内轴传动配合，以使离合器内轴带动泵油轴和叶轮转动，安装架的一侧设置与壳体内相通的进油通道，泵油轴的轴心设置贯穿的过油通道，使用时涡轮转子经行星齿轮组件减速后驱动中心转接套转动，由中心转接套带动超越离合器和离合器内轴转动，由离合器内轴带动分体式输出轴组件和泵油轴、叶轮转动，将进油通道内的润滑油引入壳体后经过油通道泵入离合器内轴，经过油孔送入超越离合器，对超越离合器进行润滑散热。

进一步，所述行星齿轮组件包括主动齿轮、三个双联行星齿轮和齿圈，所述主动齿轮与涡轮转子传动配合，双联行星齿轮包括与主动齿轮相啮合的第一齿轮、与齿圈相啮合的第二齿轮，各双联行星齿轮的轴心经齿轮轴与安装架转动配合，以使涡轮转子驱动齿圈转动。

进一步，所述离合器内轴的尾端设置隔板，泵油轴的前端呈方形设置，隔板的中心设置与泵油轴相适配的方形孔，以使泵油轴与隔板插接配合后，离合器内轴带动泵油轴和叶轮转动。

进一步，所述分体式输出轴组件包括输出长轴、输出短轴和细安全轴，输出短轴的尾端设置与离合器内轴插接配合的花键，短轴前端的端面上凸出设置多个传动梯牙，输出长轴的尾端设置多个与传动梯牙相适配的传动凹槽，输出长轴和输出短轴的轴心沿轴向设置轴孔，细安全轴的两端分别固定置于输出长轴和输出短轴的轴孔内。

发明的技术效果：（1）本发明的易于润滑的航空空气涡轮起动机传动系统，相对于现有技术，通过设置行星齿轮组件进行减速增扭，通过超越离合器与离合器内轴连接分体式输出轴组件，达到同轴输出、既定转速下动力自动脱开接合、过载双向保护的效果；相较于传统意义上的减速箱而言，其在实现最基本的降速增扭的前提下，提高了整个传动系统的可靠性并力争取得起动机的小型化、轻量化等技术的突破；（2）整个传动系统的正常运转状态为涡轮转子通过内外花键与定轴准行星齿轮系的太阳轮（主动齿轮）相连，太阳轮外设计有三个双联行星齿轮与太阳轮相啮合以提高整个结构的强度和刚度，双联行星齿轮外面连接有齿圈，通常来说，即行星齿轮只进行自转而不进行公转，这样不但可以方便的设计传动比，而且有利于显著减少高转速所带来的高应力问题；（3）中心转接套和离合器内轴之间设置有一个斜撑式超越离合器，当发动机转速比起动机转速高的时候，斜撑离合器内圈与外圈脱开啮合，而离合器内轴继续随着发动机旋转，起动机涡轮转子及行星齿轮组件即被隔离；（4）分体式输出轴组件设计有细安全轴作为过载保护装置，一旦超越离合器发生故障而不能及时脱离，细安全轴就会在承剪段扭断，从而有效地防止了起动机及发动机内部构件的损坏；（5）滑油泵的设置，通过离合器内轴带动泵油轴和叶轮转动，实现泵油功能，并通过设置过油通道和过油孔，将润滑油泵入超越离合器，实现润滑和散热。

附图说明

下面结合说明书附图对本发明作进一步详细说明：

图1是本发明易于润滑的航空空气涡轮起动机传动系统的剖面结构示意图；

图中：涡轮机匣1，减速机匣2，涡轮转子3，主动齿轮4，双联行星齿轮5，齿轮轴6，滚棒轴承7，齿圈8，中心转接套9，第一轴承10，第二轴承11，第三轴承12，超越离合器13，离合器内轴14，分体式输出轴组件15，滑油泵16，进油通道17，安装架18。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例的易于润滑的航空空气涡轮起动机传动系统，包括涡轮机匣1、减速机匣2、涡轮转子3、行星齿轮组件、中心转接套9、超越离合器13、离合器内轴14、分体式输出轴组件15，涡轮机匣1的前端设置笼型的安装架18，且安装架18伸入减速机匣2内设置；涡轮转子3的前端伸入安装架18内，且涡轮转子3与安装架18之间设置支撑轴承，以使涡轮转子3与安装架18转动配合；行星齿轮组件包括主动齿轮4、三个双联行星齿轮5和齿圈8，涡轮转子3的前端设置涡轮转子花键，主动齿轮4轴心设置与涡轮转子花键相配合的主动齿轮花键槽，以使涡轮转子3与主动齿轮4插接配合后涡轮转子3可带动主动齿轮4转动，作为行星齿轮组件的动力输入源；三个双联行星齿轮5均布在安装架18边缘的同一圆周上，各双联行星齿轮5的中心分别设置齿轮轴6，齿轮轴6的两端与安装架18固定相连，双联行星齿轮5经滚棒轴承7与齿轮轴6转动配合，以使双联行星齿轮5成为定轴行星齿轮；各双联行星齿轮5包括与主动齿轮4相啮合的第一齿轮、与齿圈8相啮合的第二齿轮，第一齿轮、第二齿轮同轴心设置，且第一齿轮与主动齿轮4外壁相啮合，第二齿轮与与齿圈8的内壁相啮合，以使涡轮转子3可经三个双联行星齿轮5驱动齿圈8转动。

中心转接套9包括一体成型设置的连接盘和套筒，连接盘的外侧壁设置转接套花键，齿圈8的前端内壁设置与转接套花键相适配的齿圈花键槽，连接盘与齿圈8插接配合，以使齿圈8可带动中心转接套9转动，套筒外壁的中部经第一轴承10与减速机匣2转动配合，套筒外壁的前端经第二轴承11与减速机匣2转动配合，以使中心转接套9可转动设置在减速机匣2内；其中第一轴承10为无内圈滚棒轴承，第二轴承11为滚子轴承。

超越离合器13为斜撑式超越离合器，斜撑式超越离合器包括外环、多个楔块和内环，斜撑式超越离合器的外环嵌套在套筒内，离合器内轴14中部的外侧壁上设置离合器内轴花键，内环设置与离合器内轴花键相适配的内环花键槽，离合器内轴14与内环插接配合后由内环与离合器内轴14进行离合传动；超越离合器13的两侧分别设置第三轴承12，离合器内轴14经第三轴承13与套筒内壁转动配合，第三轴承13为滚子轴承。

滑油泵16包括壳体、叶轮和泵油轴，壳体经销钉固定设置在安装架18的中心，叶轮与泵油轴的尾端固定相连，泵油轴的前端穿过壳体且与壳体转动配合，以使叶轮可转动设置在壳体内，安装架18的一侧设置与壳体内相通的进油通道17，用于向壳体内提供润滑油，泵油轴的轴心沿轴向设置贯穿的过油通道，离合器内轴14的尾端设置隔板，泵油轴的前端呈方形设置，隔板的中心设置与泵油轴相适配的方形孔，以使泵油轴与隔板插接配合后，离合器内轴14可带动泵油轴和叶轮转动，由叶轮经进油通道17将润滑油引入壳体后并经过油通道送入离合器内轴14，离合器内轴14中部的侧壁上设置用于向超越离合器13输送润滑油的过油孔，润滑油经过油孔进入超越离合器13，对超越离合器13进行润滑和散热。

分体式输出轴组件15包括输出长轴、输出短轴和细安全轴，离合器内轴14的中部设置花键槽，输出短轴的尾端设置与离合器内轴14内的花键槽插接配合的花键，使得输出短轴的尾端与离合器内轴14的中部花键配合；输出短轴前端的端面上凸出设置多个传动梯牙，输出长轴的尾端设置多个与传动梯牙相适配的传动凹槽，输出长轴和输出短轴的轴心沿轴向设置轴孔，细安全轴的两端分别经销钉固定置于输出长轴和输出短轴的轴孔内，用于实现过载保护。

涡轮机匣1的前端与减速机匣2的尾端固定相连并进行密封，减速机匣2的前端设置石墨封严，输出长轴的前端伸出石墨封严设置。

使用时涡轮转子3经行星齿轮组件减速后驱动中心转接套9转动，由中心转接套9带动超越离合器13和离合器内轴14转动，由离合器内轴14带动分体式输出轴组件15和泵油轴、叶轮转动，将进油通道内的润滑油引入壳体后经过油通道泵入离合器内轴14，经过油孔送入超越离合器13，对超越离合器13进行润滑散热；当发动机转速比起动机转速高的时候，斜撑离合器13内圈与外圈脱开啮合，而离合器内轴14继续随发动机和分体式输出轴组件15旋转，起动机涡轮转子3及行星齿轮组件即被隔离；一旦超越离合器13发生故障而不能及时脱离的时候，分体式输出轴组件15的细安全轴就会扭断，输出长轴和输出短轴的嵌合分离面迅速分离，避免对起动机造成二次破坏，实现过载保护，保护起动机安全。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种易于润滑的航空空气涡轮起动机传动系统，其特征在于，包括涡轮机匣、减速机匣、涡轮转子、行星齿轮组件、安装架、中心转接套、超越离合器、离合器内轴、分体式输出轴组件，所述涡轮转子与行星齿轮组件的输入端传动配合，所述行星齿轮组件的输出端与所述中心转接套的尾端传动配合，所述超越离合器置于中心转接套内，所述离合器内轴与所述超越离合器的内圈传动配合，所述离合器内轴的侧壁上设置用于向所述超越离合器输送润滑油的过油孔，所述分体式输出轴组件的尾端与中心连接套的前端传动配合，滑油泵包括壳体、叶轮和泵油轴，壳体与安装架固定相连，叶轮与泵油轴的尾端固定相连，泵油轴的前端穿过壳体且与壳体转动配合，泵油轴的前端伸入离合器内轴的尾端且与离合器内轴传动配合，以使离合器内轴带动泵油轴和叶轮转动，安装架的一侧设置与壳体内相通的进油通道，泵油轴的轴心设置贯穿的过油通道，使用时涡轮转子经行星齿轮组件减速后驱动中心转接套转动，由中心转接套带动超越离合器和离合器内轴转动，由离合器内轴带动分体式输出轴组件和泵油轴、叶轮转动，将进油通道内的润滑油引入壳体后经过油通道泵入离合器内轴，经过油孔送入超越离合器；

所述行星齿轮组件包括主动齿轮、三个双联行星齿轮和齿圈，所述主动齿轮与涡轮转子传动配合，双联行星齿轮包括与主动齿轮相啮合的第一齿轮、与齿圈相啮合的第二齿轮，各双联行星齿轮的轴心经齿轮轴与安装架转动配合，以使涡轮转子驱动齿圈转动。

2.根据权利要求1所述的易于润滑的航空空气涡轮起动机传动系统，其特征在于，所述中心转接套包括一体成型设置的连接盘和套筒，连接盘的外侧壁设置转接套花键，齿圈的前端内壁设置与转接套花键相适配的齿圈花键槽，连接盘与齿圈插接配合，以使齿圈可带动中心转接套转动，套筒外壁与减速机匣通过轴承转动配合，以使中心转接套可转动设置在减速机匣内。

3.根据权利要求1或2所述的易于润滑的航空空气涡轮起动机传动系统，其特征在于，所述分体式输出轴组件包括输出长轴、输出短轴和细安全轴，输出短轴的尾端设置与离合器内轴插接配合的花键，短轴前端的端面上凸出设置多个传动梯牙，输出长轴的尾端设置多个与传动梯牙相适配的传动凹槽，输出长轴和输出短轴的轴心沿轴向设置轴孔，细安全轴的两端分别固定置于输出长轴和输出短轴的轴孔内。

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