ITMI972856A1

ITMI972856A1 - Gruppo di trasmissione ad ingranaggi

Info

Publication number: ITMI972856A1
Application number: IT97MI002856A
Authority: IT
Inventors: Luigi Tomaselli
Original assignee: Fiatavio Spa
Priority date: 1997-12-23
Filing date: 1997-12-23
Publication date: 1999-06-23
Also published as: EP0926395B1; DE69809700D1; IT1297939B1; JPH11247949A; EP0926395A1; CA2256147A1; CA2256147C; DE69809700T2; US6073510A; ATE228621T1

Description

Gruppo di trasmissione ad ingranaggi”.

La presente invenzione concerne una trasmissione ad ingranaggi in cui la coppia entrante è suddivisa secondo diversi percorsi attraverso La trasmissione. In queste trasmissioni, di tipico utilizzo aeronautico ma adatte a qualsiasi applicazione, è stato proposto di utilizzare ingranaggi facciali di tipo comunemente noto come "face gear", la cui geometria permette ad una corona di ingranare con pignoni cilindrici aventi asse perpendicolare all'asse della corona.

Un esempio di questo tipo di trasmissioni è ad esempio illustrato nel brevetto US 4.437.355, dove sono adottati più tradizionali ingranaggi conici. Un pignone portato dall'albero di ingresso della potenza ingrana con due corone coassiali affrontate, le quali ingranano anche con un secondo pignone ruotante attorno ad un asse complanare con l’asse del primo pignone. Il primo pignone è montato in modo flottante, cosicché la coppia applicata al suo albero viene ripartita ugualmente fra le due corone, nonostante l’esistenza di definite tolleranze dimensionali dei denti ingrananti.

Il brevetto US 5.233.886 illustra una trasmissione con schema cinematico sostanzialmente uguale a quello mostrato nel brevetto sopra citato, in cui sono utilizzati ingranaggi del tipo "face gear". Le trasmissioni note, come ricordato, permettono una trasmissione di potenza ripartita secondo diversi percorsi, ma risultano piuttosto ingombranti, pesanti e di realizzazione complessa.

Scopo della invenzione è quello di realizzare una trasmissione ad ingranaggi del tipo a percorso multiplo di trasmissione di potenza, leggero e di ingombro ridotto, così da essere utile particolarmente, anche se non esclusivamente, in costruzioni aeronautiche.

Secondo l'invenzione, un gruppo di trasmissione ad ingranaggi fra un albero di ingresso ed un albero di uscita fra loro ortogonali, comprende una una corona avente una porzione periferica portante dentature corrispondenti e contrapposte sulle due facce, in ciascuna dentatura ingranando un pignone di una coppia di pignoni portati da alberi paralleli fra loro interconnessi da una trasmissione per ruotare con velocità uguale e senso discorde, uno di detti alberi paralleli essendo l’albero di ingresso, la corona essendo portata dall'albero di uscita in modo flottante per variare la distanza delle sue dentature dall'asse dei pignoni.

Per meglio illustrare i principi informatori della presente invenzione, ne sarà qui di seguito illustrata schematicamente una forma di realizzazione esemplificativa, mostrata nei disegni allegati.

La Fig.1 mostra una vista parziale schematica di un gruppo di trasmissione secondo l'invenzione.

La Fio.2 mostra come possano essere interconnessi gruppi come quello illustrato in Fig.1.

Con riferimento alla Fig.l, il gruppo di trasmissione illustrato comprende un albero 10 supportato in 11 e portante una corona genericamente indicata con 12. Tale corona è formata da una parete anulare 13 portante perifericamente due dentature corrispondenti e contrapposte 14 e 15, del tipo facciale (face gear) .

Con la dentatura 14 della corona 12 ingrana un pignone cilindrico 16 portato da un albero 17 ruotante in cuscinetti 18, 19. All'albero 17 è solidale un ingranaggio 20 ingranante con un ingranaggio 21 solidale ad un albero 22 supportato da cuscinetti 23, 24. Allo stesso albero è solidale un pignone 25 che ingrana con la dentatura 15 della corona 12. Il rapporto di trasmissione della coppia di ruote 20, 21 è pari all'unità, cosicché i due alberi paralleli 17, 22 sono controrotanti con velocità uguale.

Per chiarezza-grafica non è rappresentata la scatola in cui è contenuta la trasmissione, nella quale eono montati i cuscinetti di-supporto degli alberi.

La parete anulare-13 della corona 12 è dotata di flessiblità per permettere-alla-proporzione periferica portante le dentature 14, 15 di flottare per allontanarsi dalla posizione di giacitura su un piano ortogonale all'asse dell'albero 10. Per auformabili piuttosto che ad accoppiamenti scorrevoli. Tuttavia, un qualsiasi collegamento meccanico che adempia a tale funzione deve considerarsi come sostituibile alla parete flessible 13, restando nell'ambito della presente invenzione.

Le due dentature 14, 15 possono comunque essere portate da un unico elemento, cosicché viene attuato un rilevante risparmio di peso nella trasmissione, in comparazione con le trasmissioni che prevedono due corone dentate affrontate ingrananti entrambe con un pignone flottante, oltre che venire ridotto l'ingombro assiale in corrispondenza dell'albero 10.

E’ anche da considerare che risultano fra loro uguali le spinte radiali cui sono soggetti i pignoni 16, 25. In ragione di ciò, alla scatola di contenimento della trasmissione sarà ri--hiesto di sopportare tali forze nelle limitate zone ove sono montati i cuscinetti degli alberi 17, 22, senza che l'intera struttura di supporto del gruppo di trasmissione sia da esse interessata.

L'albero 22 può essere folle, unicamente destinato a ricevere gli ingranaggi 21 e 25. Tuttavia, da esso può eventualmente essere prelevato moto per eventuali utilizzazioni, come è richiesto sovente in talune applicazioni, specialmente in campo elicotteristico.

In ragione della struttura del gruppo di trasmissione secondo l'invenzione, è possibile ipotizzare diverse possibili applicazioni che comportino la combinazione di più gruppi.

Ad esempio, in Fig.2 è mostrato come possano venire combinati tre gruppi di trasmissione secondo l'invenzione; per ottenere un treno di riduzione in cascata. Ciascun gruppo di trasmissione è indicato nel suo complesso con i riferimenti 30, 40 e 50, e i singoli elementi di essi hanno i medesimi riferimenti utilizzati in Fig.l.

Con le dentature contrapposte della corona 12 del gruppo centrale 30 agiscono le coppie di pignoni 16, 25 dei gruppi 40 e 50. In questo modo, la corona 12 del gruppo 30 può essere trascinata in rotazione ricevendo la potenza trasmessa da due motori non mostrati rispettivamente agli alberi 17 di ciascuno dei gruppi 40 e 50. E’ ottenuta in tal modo una demoltiplicazione in cascata fra tali alberi di ingresso dei gruppi 40, 50 e l’albero 10 di uscita del gruppo 30.

Non esistendo spinte assiali lungo gli alberi 17, 22 e 10, non è necessario utilizzare cuscinetti a sfera ma solo cuscinetti a rulli.

RIVENDICAZIONI

1. Gruppo di trasmissione ad ingranaggi fra uri albero di ingresso (17) ed un albero di uscita (10) fra loro ortogonali, comprendente una corona (12) avente una porzione periferica portante dentature (14, 15) corrispondenti e contrapposte sulle due facce, in ciascuna dentatura (14, 15) ingranando un pignone di una coppia di pignoni (16, 25) portati da alberi paralleli (17, 22) fra loro interconnessi da una trasmissione (20, 21) per ruotare con velocità uguale e senso discorde, uno (17) di detti alberi paralleli essendo l'albero di ingresso, la corona (12) essendo portata dall'albero di uscita (10) in modo flottante per variare la distanza delle sue dentature (14, 15) dall'asse dei pignoni (16, 25).

2. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le dentature (14, 15) della corona (12) sono facciali (face gear) e i pignoni (16, 25) in esse ingrananti sono cilindrici.

3. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che fra la porzione periferica della corona (12) portante le dentature (14, 15) e l'albero (10) è interposto un elemento cedevole (13) per supportare in modo flottante la porzione periferica della corona.

4. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l'elemento cedevole (13) è cedevole elasticamente .

5. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l'elemento cedevole elasticamente (13) costituisce il corpo discoidale della corona (12).

6. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la trasmissione fra i due alberi paralleli (17, 22) che portano i pignoni (16, 25) è costituita da una coppia di ingranaggi (20, 21) ingrananti reciprocamente e solidali ciascuno ad uno degli alberi.

meritare la flessiblità della parete 13 possono essere previste in essa delle aperture schematizzate in 26.

Si consideri l'albero 17 come albero di ingresso di moto, cioè l'albero trascinato da un motore non mostrato, e l'albero 10 come albero di prelievo di potenza a valle della trasmissione. In considerazione del fatto che entrambi i pignoni 16, 25 sono trascinati in moto attraverso la trasmissione (20, 21), la coppia totale applicata all'albero 17 si ripartisce fra i due pignoni. La ripartizione della coppia è garantita dalla possibilità di movimento delle corone 14, 15 in avvicinamento o allontanamento dai pignoni attraverso la flessibilità della cartella 13. Se, in ragione della tolleranza di lavorazione, si verifica ingranamento più stretto di uno dei pignoni con la rispettiva corona, cosicché verrebbe diminuita la coppia trasmessa dall'accoppiamento dell'altro dei pignoni con la rispettiva corona, la spinta assiale cui è soggetta la dentatura della corona che trasmette la maggior forza tangenziale sarebbe corrispondentemente più elevata rispetto alla spinta assiale cui è soggetta l'altra dentatura, per cui viene indotta una flessione della parete 13 che uguagli tali spinte assiali.

In altre parole, essendo le spinte assiali a cui sono soggette le dentature della corona una funzione delle forze tangenziali di trasmissione del moto da parte dei pignoni, l'equilibrio fra le spinte assiali determinato dalla flessibilità della parete 13 determina anche l'equilibrio delle forze tangenziali e quindi delle coppie trasmesse da ciascuno dei pignoni 16, 25 alle dentature 14, 15.

La coppia di reazione produce lo spostamento assiale della dentatura 14, 15.

In figura 1 sono indicati con 27 e 28 i percorsi del 50% della coppia fra albero di ingresso 17 e corona di uscita 12.

Le caratteristiche di funzionamento della trasmissione secondo l'invenzione conducono a risultati rilevanti.

E' da notare che l'albero 10 della corona non è soggetto ad apprezzabili carichi assiali, poiché le spinte sulle dentature sono equilibrate dalla possibilità delle dentature stesse di flottare.

Per semplicità e chiarezza di descrizione e di disegno, il supporto flottante delle dentature è stato rappresentato nel disegno come costituito da una parete 13 elasticamente deformabile. Appare comunque evidente al tecnico che possono prevedersi numerose varianti a tale forma di realizzazione. Si deve considerare che la parete 13 costituisce un collegamento fra l'albero 10 e le dentature 14, 15, il quale determina una connessione rotondale, pur lasciando libere le dentature di muoversi assialmente rispetto all'albero 10 stesso.

In considerazione del limitato movimento richiesto alle dentature 14, 15 per mantenere un simmetrico accoppiamento con i pignoni, il tecnico è indirizzato all'utilizzo di elementi de

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo di trasmissione ad ingranaggi fra uri albero di ingresso (17) ed un albero di uscita (10) fra loro ortogonali, comprendente una corona (12) avente una porzione periferica portante dentature (14, 15) corrispondenti e contrapposte sulle due facce, in ciascuna dentatura (14, 15) ingranando un pignone di una coppia di pignoni (16, 25) portati da alberi paralleli (17, 22) fra loro interconnessi da una trasmissione (20, 21) per ruotare con velocità uguale e senso discorde, uno (17) di detti alberi paralleli essendo l'albero di ingresso, la corona (12) essendo portata dall'albero di uscita (10) in modo flottante per variare la distanza delle sue dentature (14, 15) dall'asse dei pignoni (16, 25).
2. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le dentature (14, 15) della corona (12) sono facciali (face gear) e i pignoni (16, 25) in esse ingrananti sono cilindrici.
3. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che fra la porzione periferica della corona (12) portante le dentature (14, 15) e l'albero (10) è interposto un elemento cedevole (13) per supportare in modo flottante la porzione periferica della corona.
4. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l'elemento cedevole (13) è cedevole elasticamente .
5. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l'elemento cedevole elasticamente (13) costituisce il corpo discoidale della corona (12).
6. Gruppo di trasmissione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la trasmissione fra i due alberi paralleli (17, 22) che portano i pignoni (16, 25) è costituita da una coppia di ingranaggi (20, 21) ingrananti reciprocamente e solidali ciascuno ad uno degli alberi.