RU2176027C2 - Силовая установка и фрикционная передача - Google Patents

Силовая установка и фрикционная передача Download PDF

Info

Publication number
RU2176027C2
RU2176027C2 RU99106498A RU99106498A RU2176027C2 RU 2176027 C2 RU2176027 C2 RU 2176027C2 RU 99106498 A RU99106498 A RU 99106498A RU 99106498 A RU99106498 A RU 99106498A RU 2176027 C2 RU2176027 C2 RU 2176027C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transmission
wheel
satellites
working
crown
Prior art date
Application number
RU99106498A
Other languages
English (en)
Other versions
RU99106498A (ru
Inventor
П.С. Владимиров
Original Assignee
Владимиров Порфирий Сергеевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимиров Порфирий Сергеевич filed Critical Владимиров Порфирий Сергеевич
Priority to RU99106498A priority Critical patent/RU2176027C2/ru
Publication of RU99106498A publication Critical patent/RU99106498A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2176027C2 publication Critical patent/RU2176027C2/ru

Links

Images

Abstract

Силовая установка относится к двигателестроению, содержит двигатель с выходным валом и движитель, соединенные между собой соосной планетарной передачей с сателлитами, солнечным и коронным колесами. Передача выполнена фрикционной с коническими рабочими поверхностями сателлитов, солнечных и коронных колес, имеющими общую вершину зацепления в точке на оси передачи, расположенной по ходу движителя. Фрикционная передача силовой установки содержит солнечное колесо, упругое коронное колесо и сателлиты, установленные на нем с натягом. Коронное колесо соединено с диском колеса или с корпусом посредством гибкого элемента. Изобретение позволяет обеспечить автоматическое измерение нажимных усилий между колесами передачи пропорционально вариациям силы тяги двигателей и устранить уровень перекоса рабочей поверхности коронного колеса передачи при креплении его к диску колеса или в корпусе. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретения относятся к двигательным установкам воздушного и водного транспорта и могут быть применены в ветряных двигателях, воздуходувках, вентиляторах, компрессорах, в передачах общего машиностроения.
Известна силовая установка [1], содержащая поршневой двигатель и воздушный винт, движитель, соединенные между собой понижающим редуктором в виде планетарной соосной зубчатой передачи с коронным и солнечным колесами, сопряженными с шестью сателлитами, оси которых закреплены на водиле, связанном с воздушным винтом. Планетарная соосная передача весьма компактна, но в зубчатом исполнении она конструктивно сложна, нетехнологична, характеризуется значительным уровнем шума, низким КПД, требует хорошей смазки.
В настоящей заявке решается задача усовершенствования силовой установки-прототипа путем исполнения редуктора в виде планетарной фрикционной соосной передачи, работоспособность и надежность которой обеспечены автоматическим изменением нажимных усилий между колесами пропорционально вариациям силы тяги двигателей, при этом достигается упрощение конструкции, бесшумность работы, более высокий КПД. Предпочтительное применение - в энергетических установках с высокооборотными турбинами или роторными двигателями.
Предложенная задача решается тем, что в силовой установке, содержащей двигатель с выходным валом и движитель, соединенные между собой соосной планетарной передачей с сателлитами, солнечным и коронным колесами, передача выполнена фрикционной с коническими рабочими поверхностями сателлитов, солнечных и коронных колес, и в этой передаче солнечные и коронные колеса имеют общую вершину зацепления в точке на оси передачи, расположенной по ходу движителя.
Известны фрикционные планетарные соосные передачи В.А. Чеснокова [2] - [4]. Наиболее проста и эффективна последняя из них, которая содержит солнечное колесо, сателлиты и упругое коронное колесо, которое выполнено неподвижным и сателлиты установлены в нем с натягом. При работе передачи сателлиты генерируют в упругом коронном колесе волны деформации и при жестком неподвижном креплении коронного колеса деформация его по ширине и соответственно контактные напряжения в зацеплении неравномерны, что неблагоприятно для нагрузочной способности передачи.
Задачей настоящих изобретений является устранение угловых перекосов рабочей поверхности коронного колеса при креплении его к диску колеса или в корпусе и повышение, таким образом, несущей способности и надежности передачи.
Предложенная задача решается тем, что во фрикционной передаче, содержащей солнечное колесо, упругое коронное колесо и сателлиты, установленные в нем с натягом, коронное колесо соединено с диском колеса или с корпусом посредством гибкого элемента.
На фиг. 1 изображен осевой разрез силовой установки; на фиг. 2 - разрез А-А, фиг. 1; на фиг. 3 - передача с эвольвентными зубьями; на фиг. 4 - осевой разрез фрикционной передачи; на фиг. 5 - профиль рабочей поверхности с канавками; на фиг. 6 - крепление осей сателлитов посредством гибких рессор.
Силовая установка содержит корпус 1, в котором неподвижно установлен быстроходный двигатель, например газотурбинный, с двумя выходными валами 2 и 3 с контрвращением, т.е. с противоположным направлением вращения. На валах установлены или выполнены за одно целое фрикционные солнечные колеса 4, 5, 6, сопряженные с сателлитами 7, 8, 9, которые контактируют с коронными колесами 10, 121, 12, неподвижно соединенными с ободами 13, 14, имеющими лопасти 15, 16 винта или вентилятора. Сателлиты на подшипниках смонтированы на осях 17, 18, 19, которые зафиксированы в консоли 20, жестко соединенной с корпусом 1 и представляющей собой остановленное водило. Колеса 4, 10 и сателлиты 7 выполнены с коническими рабочими поверхностями, имеющими общую вершину зацепления в точке C, расположенной позади по ходу установки. Половина угла α конической поверхности колеса 10 выбирается из условия обеспечения усилия нажатия Q между фрикционными колесами, возникающего под действием силы тяги Т движителя 15, исключающего проскальзывание в зацеплениях колес. Например, для стальных колес, работающих со смазкой, рекомендуется соотношение Q = T/sinα ≈ 20...25Pо, где Pо - суммарное окружное усилие в зацеплении сателлитов и коронного колеса 10. Аналогично выполнена передача 6, 9, 12 второго движителя 16. Вторая передача 5, 8, 11 движителя 15 выполнена цилиндрической, коронное колесо 11 имеет оптимальную упругость и установлено на сателлитах 8 с натягом, обеспечивающим необходимое усилие нажатия.
Предварительное усилие нажатия при неработающих движителях обеспечено тарельчатыми пружинами 21, 22, воздействующими на ободы через реборду 23 и радиально-упорный подшипник 24. Между колесом 11 и ободом 27 расположен с зазором гибкий элемент в виде тонкостенного кольца 25, скрепленного одним краем (например, посадкой с натягом) с колесами 11, а другим краем (например, штифтами 26) с ободом. В качестве гибкого элемента может быть использована непосредственно цилиндрическая обечайка 27 обода.
Возможно комбинированное исполнение передач (см. фиг. 3), когда на части ширины рабочих колес выполняются эвольвентные зубья 28. В этой версии фрикционные поверхности служат упорами, препятствующими заклиниванию зубьев при разного рода силовых и температурных деформациях.
В статическом состоянии фрикционный контакт между колесами и сателлитами обеспечен пружинами 21, 22. При работающих движителях сила тяги Т смещает ободы в осевом направлении вперед по ходу и создает в конических фрикционных зацеплениях дополнительное усилие нажатия. На фиг. 1 изображена силовая установка с задним расположением движителей; подобным образом может быть выполнена установка с передним расположением движителей. Вместо силы тяги движителей могут быть использованы другие силы, например, сила тяжести.
Передача содержит ведущий вал 30 с солнечным колесом 31, сателлиты 32, установленные на осях 33, закрепленных в водиле 34; упругое коронное колесо 35, установленное на сателлитах с натягом, ведомый вал 36 с неподвижно установленным на нем диском 37, на периферии которого имеется гибкий элемент 38, расположенный с зазором относительно коронного колеса и скрепленный с ним одним краем (например, посадкой с натягом, резьбой с клеем, пайкой и т.п.). В зазоре между диском и колесом установлено эластичное уплотнение 39, рядом - дренажные отверстия 40 для сброса излишней смазки; на рабочей поверхности колеса целесообразно исполнение мелких (с глубиной ~ 0,2 мм) винтовых канавок 41 для стока смазки. Упругое коронное колесо полезно выполнить, по меньшей мере, из двух коаксиальных элементов, соединенных упругоэластичной связкой 42 (например, герметиком, клеем, резиной, полиуретаном и др.); такое исполнение позволяет увеличить амплитуду волн упругой деформации при работе передачи, уменьшить влияние износа и температурных деформаций. Гибкий элемент 38 обеспечивает податливое крепление коронного колеса к диску 37 (или к ободу на фиг. 1) и свободный без угловых перекосов изгиб коронного колеса на сателлитах. При работе скоростной передачи возможны центробежное сепарирование масляного тумана и избыток смазки на рабочей поверхности коронного колеса, вызывающий повышенное скольжение; дренажные отверстия 40 и канавки 41 устраняют этот неблагоприятный эффект. Уплотнение 39 препятствует загрязнению зазора между упругим компенсатором 38 и коронным колесом. Вариант крепления осей 33 сателлитов 32 к водилу, изображенный на фиг. 6, содержит рамку с упругими плоскими рессорами 43, которая, например, винтами через отверстия 44 соединена с водилом; такое крепление обеспечивает подвижность осей сателлитов в радиальном направлении при достаточной жесткости соединения в других плоскостях. На твердые рабочие поверхности колеса и(или) сателлитов целесообразно нанести относительно мягкое покрытие, например, меди и ее сплавов. Такое покрытие функционирует как пластичная смазка с высокой вязкостью; оно обеспечивает увеличение площади контакта, коэффициента трения и нагрузочной способности передачи.
При вращении ведущего вала 30 с солнечным колесом 31 силы трения между солнечным колесом, сателлитами 32 и коронным колесом 35, возникающие вследствие установки последнего с натягом, обеспечивают фрикционное взаимодействие колес и передачу крутящего момента на ведомый вал 36. При этом отсутствие жесткого соединения обода коронного колеса с его диском исключает угловые отклонения образующей рабочей поверхности коронного колеса относительно его диска, чрезмерные циклические напряжения изгиба в местах их углового соединения предупреждает образование усталостных трещин. Таким образом, соединение коронного колеса 35 с его диском 37 посредством гибкого элемента 38 обеспечивает равномерные, без угловых перекосов, упругие волны деформации по ширине коронного колеса, устраняет концентраторы напряжений, повышает надежность и нагрузочную способность передачи. Исполнение коронного колеса по меньшей мере, из двух элементов, соединены упругой связкой 42 повышает гибкость обода колеса, амплитуду волн деформации, снижает чувствительность к износу и перепадам температур.
Крепление осей 33 сателлитов к водилу или корпусу посредством плоских рессор 43, толщина которых в несколько раз меньше ширины, позволяет сателлитам легко перемещаться в радиальном направлении и самоустанавливаться под действием нажимных усилий со стороны коронного и солнечного колес.
При работе передачи со смазкой на больших окружных скоростях возможно образование гидродинамического клина в зонах фрикционного контакта сателлитов с коронным колесом, снижающего трение и нагрузочную способность; дренажные отверстия 40 и винтовые канавки 41 устраняют этот неблагоприятный эффект.
Относительно мягкие, пластичные покрытия, например, сплавов меди или золота, на закаленных рабочих поверхностях колес функционируют как смазка с очень высокой вязкостью, они обеспечивают увеличение площади контакта, коэффициента трения и нагрузочной способности передачи.
Источники информации
1. А. М. Лапшин, П. И. Анохин. Авиационный двигатель М-141. - М.: - "Транспорт", 1976, стр. 44, рис. 27.
2. SU N 191977 F 16 H 13/06, 1967.
3. SU N 284543 F 16 H 13/06, 1970.
4. SU N 355413 F 16 H 13/06, 1972.

Claims (9)

1. Силовая установка, содержащая двигатель с выходным валом и движитель, соединенные между собой соосной планетарной передачей с сателлитами, солнечным и коронным колесами, отличающаяся тем, что передача выполнена фрикционной с коническими рабочими поверхностями сателлитов, солнечных и коронных колес, имеющими общую вершину зацепления в точке на оси передачи, расположенной позади по ходу движителя.
2. Силовая установка по п.1, отличающаяся тем, что содержит два выходных вала и два движителя с контрвращением, каждый из которых соединен с валом по меньшей мере одной фрикционной планетарной передачей.
3. Фрикционная передача, содержащая солнечное колесо, упругое коронное колесо и сателлиты, установленные в нем с натягом, отличающаяся тем, что коронное колесо соединено с диском колеса или с корпусом посредством гибкого элемента.
4. Передача по п.3, отличающаяся тем, что коронное колесо состоит по меньшей мере из двух коаксиальных элементов, расположенных один в другом и соединенных упругоэластичной связкой.
5. Передача по п. 3, отличающаяся тем, что на рабочей поверхности коронного колеса выполнена винтовая дренажная канавка.
6. Передача по п.3, отличающаяся тем, что между диском коронного колеса и его упругим ободом установлено уплотнение, а в диске выполнены дренажные отверстия.
7. Передача по п.3, отличающаяся тем, что оси сателлитов установлены на водиле или в корпусе посредством упругих рессор.
8. Передача по п.3, отличающаяся тем, что рабочие поверхности колес имеют покрытие с твердостью ниже, чем у рабочих поверхностей.
9. Передача по п.3, отличающаяся тем, что на части ширины рабочих поверхностей выполнено зубчатое зацепление.
RU99106498A 1999-03-31 1999-03-31 Силовая установка и фрикционная передача RU2176027C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99106498A RU2176027C2 (ru) 1999-03-31 1999-03-31 Силовая установка и фрикционная передача

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99106498A RU2176027C2 (ru) 1999-03-31 1999-03-31 Силовая установка и фрикционная передача

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99106498A RU99106498A (ru) 2001-02-10
RU2176027C2 true RU2176027C2 (ru) 2001-11-20

Family

ID=20217853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99106498A RU2176027C2 (ru) 1999-03-31 1999-03-31 Силовая установка и фрикционная передача

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2176027C2 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2551143C2 (ru) * 2010-01-08 2015-05-20 Снекма Система винтов противоположного вращения для турбомашины летательного аппарата
FR3042007A1 (fr) * 2015-10-05 2017-04-07 Snecma TURBO MOTOR WITH BLOWERS DEPORTEES AND REDUCTION OF SPEED ON THE SHAFT OF THE POWER TURBINE
WO2017060623A1 (fr) * 2015-10-05 2017-04-13 Safran Aircraft Engines Turbo moteur a soufflantes et réduction de vitesse sur l'arbre de la turbine de puissance

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЛАПШИН А.М. и др. Авиационный двигатель М-14П. - М.: Транспорт, 1976, с.44, рис.27. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2551143C2 (ru) * 2010-01-08 2015-05-20 Снекма Система винтов противоположного вращения для турбомашины летательного аппарата
FR3042007A1 (fr) * 2015-10-05 2017-04-07 Snecma TURBO MOTOR WITH BLOWERS DEPORTEES AND REDUCTION OF SPEED ON THE SHAFT OF THE POWER TURBINE
WO2017060623A1 (fr) * 2015-10-05 2017-04-13 Safran Aircraft Engines Turbo moteur a soufflantes et réduction de vitesse sur l'arbre de la turbine de puissance
US11022043B2 (en) 2015-10-05 2021-06-01 Safran Aircraft Engines Turbine engine with fan and reduction of speed on the shaft of the power turbine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1215859A (en) Transmission
CA2457032C (en) Lubrication of a pitch angle adjusting device of a rotor blade of a windmill
RU2519531C2 (ru) Механизм привода пары воздушных винтов противоположного вращения посредством планетарной зубчатой передачи
US3283614A (en) Friction drive mechanism
US7090465B2 (en) Planet carrier assembly for wind turbine drive assembly
US5425345A (en) Mechanically driven centrifugal air compressor with hydrodynamic thrust load transfer
US20100078608A1 (en) Actuator
US20040235609A1 (en) Gearbox device having ceramic-incorporating oil seal units
US5122099A (en) Two-speed planetary friction accessory drive
EP2078888A1 (en) A sealing for use in a lubrication system
CN1628224A (zh) 偏心式行星传动器
JP2016098816A (ja) 偏心遊星トラクション駆動型スーパーターボチャージャー
EP1197638A2 (en) Turbocharger bearing
US6830215B2 (en) Pivoting transmission unit with a device to take up play along the pivot axis
CA1258846A (en) Aircraft propeller system
US9903347B2 (en) Wind turbine gearbox
RU2176027C2 (ru) Силовая установка и фрикционная передача
RU2347092C2 (ru) Редуктор газотурбинного двигателя
JP3122009B2 (ja) 一方向クラッチと軸受との組立体
JPH0765657B2 (ja) 差動遊星歯車装置
JPH0612798U (ja) 遠心コンプレッサ
US4471667A (en) Fixed ratio traction roller transmission
CN103511197B (zh) 具有布置在行星齿轮传动装置与发电机之间的耦接件的风力发电设备
Loewenthal et al. Evaluation of a high performance fixed-ratio traction drive
KR20100080007A (ko) 회전 하우징을 갖는 풍력발전기용 기어박스