星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、行星減速器及航空發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法

本實(shí)用新型涉及齒輪傳動(dòng)及減速器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、行星減速器及航空發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

行星(含星型)減速器已較廣泛地應(yīng)用于功率較小的直升機(jī)等發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，在大功率的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用在國外也已有相對(duì)成熟的發(fā)展與應(yīng)用，而在國內(nèi)尚處于初級(jí)研究階段。相比傳統(tǒng)構(gòu)型的發(fā)動(dòng)機(jī)來說，該構(gòu)型發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢在于更高的涵道比和更高的推進(jìn)效率。行星(含星型)減速器的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可減輕減速器的質(zhì)量，并且無公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的星齒輪可減小對(duì)其支撐銷軸的載荷。

應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的行星(含星型)減速器一般需要傳輸比較大的功率和扭矩，為滿足強(qiáng)度要求，減速器的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)通常需要較大的設(shè)計(jì)尺寸，而由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的空間尺寸非常有限，因此在國外減速器上的星型齒輪多數(shù)應(yīng)用滑動(dòng)軸承技術(shù)，可節(jié)省約10％-20％的徑向空間，而目前該技術(shù)尚處于壟斷階段，國內(nèi)及國外先進(jìn)的軸承供應(yīng)商尚不具備設(shè)計(jì)如此高轉(zhuǎn)速、高載荷工況的滑動(dòng)軸承；同時(shí)，由于行星架兩側(cè)空間的限制，造成星型輪軸的安裝布置及供油都較難實(shí)現(xiàn)，因此需要設(shè)計(jì)一種適應(yīng)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀的齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。

需要說明的是，公開于本實(shí)用新型背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本實(shí)用新型的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提出一種星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、行星減速器及航空發(fā)動(dòng)機(jī)，以改善潤滑油泄漏以及潤滑油消耗量較大的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括行星架、齒輪、軸承和輪軸，齒輪和軸承安裝在行星架上，輪軸穿設(shè)在行星架和軸承的內(nèi)圈中，輪軸設(shè)有空腔，輪軸的實(shí)心部分且靠近外壁的位置開設(shè)有引油通道，引油通道與設(shè)置在軸承的內(nèi)圈上的輸油孔連通，以將潤滑油輸送至軸承并對(duì)軸承進(jìn)行潤滑和冷卻。

進(jìn)一步地，空腔相對(duì)于輪軸的中軸線偏心設(shè)置；或者，空腔的橫截面設(shè)置為不規(guī)則形狀，以在方便開設(shè)引油通道的同時(shí)增大空腔的體積。

進(jìn)一步地，輪軸內(nèi)設(shè)有徑向油孔，輪軸的外周設(shè)有集油孔，引油通道與集油孔通過徑向油孔連通，集油孔與輸油孔連通。

進(jìn)一步地，軸承為滾動(dòng)軸承。

進(jìn)一步地，齒輪與軸承為一體式結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，行星架的周向側(cè)面設(shè)有安裝孔，齒輪和軸承構(gòu)成的一體式結(jié)構(gòu)通過安裝孔安裝在行星架的內(nèi)部。

進(jìn)一步地，還包括套筒，套筒安裝在行星架的內(nèi)部，輪軸穿過套筒，套筒的自身長度大于用于安裝套筒的空間的軸向長度，以在安裝時(shí)能夠通過對(duì)套筒進(jìn)行削磨來調(diào)整軸承和齒輪的軸向位置。

進(jìn)一步地，引油通道自輪軸的靠近套筒的一端沿軸向延伸，并在靠近軸承和齒輪遠(yuǎn)離套筒的一端的位置截止。

進(jìn)一步地，輪軸的遠(yuǎn)離套筒的一端設(shè)有凸臺(tái)，凸臺(tái)與行星架的外側(cè)之間設(shè)有調(diào)整墊，調(diào)整墊采用對(duì)半式結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，凸臺(tái)與行星架通過緊固件實(shí)現(xiàn)固定連接；和/或，輪軸的靠近套筒的一端與行星架通過鎖緊螺母進(jìn)行軸向限位。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型還提供了一種行星減速器，包括上述的星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型還提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)，包括上述的行星減速器。

基于上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型通過在輪軸上設(shè)置空腔，又在未設(shè)置空腔的實(shí)心部分且靠近外壁的位置開設(shè)引油通道，形成一種環(huán)下引油的潤滑方式，這種潤滑方式不但可以減少滑油泄漏，降低滑油消耗，還可以減輕傳動(dòng)結(jié)構(gòu)重量，具體來說，相比于在實(shí)心軸上打小引油孔的方式，由于設(shè)置了空腔，因此可以降低星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的整體重量；相比于僅設(shè)置空心軸腔并在空心軸腔內(nèi)填充太多潤滑油，可以減少潤滑油的集油量；相比于在空心軸腔內(nèi)設(shè)置芯軸和密封墊的方案，可以減少零部件和配合接口，并且可以有效降低潤滑油的泄漏量；另外，相比于在中心位置設(shè)置引油通道，可以縮短向軸承輸送滑油的路程，減少潤滑油用量，改善潤滑油泄漏問題。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)一個(gè)實(shí)施例中空腔的橫截面示意圖。

圖3為本實(shí)用新型星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)另一個(gè)實(shí)施例中空腔的橫截面示意圖。

圖中：1、輪軸；2、行星架；3、軸承；4、齒輪；5、套筒；6、鎖緊螺母；7、管接頭；8、緊固件；9、調(diào)整墊；10、引油通道；11、徑向油孔；12、輸油孔；13、集油孔；14、空腔。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“橫向”、“縱向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。

如圖1所示，為本實(shí)用新型星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。在該實(shí)施例中，星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)包括行星架2、齒輪4、軸承3和輪軸1，齒輪4和軸承3安裝在行星架2上，輪軸1穿設(shè)在行星架2和軸承3的內(nèi)圈中，輪軸1設(shè)有空腔14，輪軸1的實(shí)心部分且靠近外壁的位置開設(shè)有引油通道10，引油通道10與設(shè)置在軸承3的內(nèi)圈上的輸油孔12連通，以將潤滑油輸送至軸承3并對(duì)軸承3進(jìn)行潤滑和冷卻。

在上述實(shí)施例中，通過在輪軸1上設(shè)置空腔14，又在未設(shè)置空腔14的實(shí)心部分且靠近外壁的位置開設(shè)引油通道10，形成一種環(huán)下引油的潤滑方式，這種潤滑方式不但可以減少滑油泄漏，降低滑油消耗，還可以減輕傳動(dòng)結(jié)構(gòu)重量。具體來說，相比于在實(shí)心軸上打小引油孔的方式，由于設(shè)置了空腔，因此可以降低星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的整體重量；相比于僅設(shè)置空心軸腔并在空心軸腔內(nèi)填充太多潤滑油，可以減少潤滑油的集油量；相比于在空心軸腔內(nèi)設(shè)置芯軸和密封墊的方案，可以減少零部件和配合接口，并且可以有效降低潤滑油的泄漏量；另外，相比于在中心位置設(shè)置引油通道，可以縮短向軸承輸送滑油的路程，減少潤滑油用量，改善潤滑油泄漏問題。

對(duì)于空腔14的設(shè)置形式，可以有多種選擇，比如，空腔14的橫截面可以以輪軸1的中心點(diǎn)為中心設(shè)置為圓形，然后沿軸向延伸形成空腔14，但是這種設(shè)置方式由于受到開設(shè)引油通道10的限制，使得空腔14的直徑較小。

為了盡可能地增大空腔14的體積，減輕輪軸1的整體重量，這里給出兩種具體的實(shí)施方式：第一種，如圖2所示，將空腔14相對(duì)于輪軸1的中軸線偏心設(shè)置，即空腔14的中軸線與輪軸1的中軸線相互錯(cuò)開、不重合，這樣在空腔14的截面同樣為圓形的前提下，可以適當(dāng)增大該圓形的直徑；第二種，如圖3所示，將空腔14的橫截面設(shè)置為不規(guī)則形狀，比如在保持空腔14的橫截面整體大致呈圓形的前提下，為開設(shè)引油通道10預(yù)留出位置，而形成不規(guī)則形狀，以在方便開設(shè)引油通道10的同時(shí)增大空腔14的體積。當(dāng)然，空腔14的橫截面并不限制為圓形形狀，設(shè)置為圓形形狀是為了便于制造，在其他實(shí)施例中，也可以設(shè)置為其他形狀，比如橢圓形、腰形等等。

為方便潤滑油的流通，形成完整的流通路線，在輪軸1內(nèi)設(shè)有徑向油孔11，輪軸1的外周設(shè)有集油孔13，引油通道10與集油孔13通過徑向油孔11連通，集油孔13與輸油孔12連通。這樣，潤滑油輸送至引油通道10后，在引油通道10內(nèi)聚集積滿，然后靠壓力通過徑向油孔11輸送到集油孔13，然后再傳送到輸油孔12，到達(dá)軸承3的內(nèi)圈，實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承的潤滑和冷卻作用。

鑒于國內(nèi)滑動(dòng)軸承技術(shù)的發(fā)展局限性，在本實(shí)用新型星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施例中，軸承3選用滾動(dòng)軸承，比如圓柱滾子軸承。

作為本實(shí)用新型星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)優(yōu)選實(shí)施例的進(jìn)一步優(yōu)選，齒輪4與軸承3為一體式結(jié)構(gòu)，該軸承齒輪一體式結(jié)構(gòu)可以在安裝到行星架2之前就組裝完成。相對(duì)于分體式結(jié)構(gòu)來說，將齒輪4和軸承3設(shè)置為一體式結(jié)構(gòu)不但便于安裝，而且可以節(jié)省約10％～20％的徑向空間，使整體結(jié)構(gòu)更加緊湊和精巧。

具體來說，行星架2的周向側(cè)面設(shè)有安裝孔，齒輪4和軸承3構(gòu)成的一體式結(jié)構(gòu)通過安裝孔安裝在行星架2的內(nèi)部。在該側(cè)面設(shè)置安裝孔，以實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承3和齒輪4一體式結(jié)構(gòu)的安裝，可以避免設(shè)置在行星架2的兩端用于安裝輪軸1的安裝孔太大，有利于保證行星架2的整體強(qiáng)度，并在盡可能地減小占用空間的前提下實(shí)現(xiàn)方便安裝；另外，該安裝孔也作為減重孔，可以進(jìn)一步減輕傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的整體重量。

為了方便齒輪4和軸承3一體式結(jié)構(gòu)的軸向定位，星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)還可以包括套筒5，套筒5安裝在行星架2的內(nèi)部，輪軸1穿過套筒5，套筒5的自身長度大于用于安裝套筒5的空間的軸向長度，以在安裝時(shí)能夠通過對(duì)套筒5進(jìn)行削磨來調(diào)整軸承3和齒輪4的軸向位置，即通過套筒5的軸向長度調(diào)整可以實(shí)現(xiàn)對(duì)齒輪4和軸承3一體式結(jié)構(gòu)的軸向位置的調(diào)整，方便軸向?qū)φ桶惭b。

為了方便輪軸1的軸向定位，在輪軸1的遠(yuǎn)離套筒5的一端設(shè)有凸臺(tái)，凸臺(tái)的厚度根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行確定，以保證足夠的連接強(qiáng)度和方便固定為準(zhǔn)。在凸臺(tái)與行星架2的外側(cè)之間設(shè)有調(diào)整墊9，調(diào)整墊9的厚度可以根據(jù)輪軸1的軸向位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，調(diào)整墊9采用對(duì)半式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以在空間有限的情況下方便安裝和拆卸。通過對(duì)套筒5的長度和調(diào)整墊9的厚度的調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)輪軸1在軸向上的雙向?qū)χ姓{(diào)節(jié)，方便輪軸1的定位和安裝。

凸臺(tái)與行星架2可以通過緊固件8實(shí)現(xiàn)固定連接，緊固件8可以是長螺栓；輪軸1的靠近套筒5的一端與行星架2可以通過鎖緊螺母6進(jìn)行軸向限位。通過緊固件8和鎖緊螺母6的配合，可以在內(nèi)外部空間都很緊湊的工況下實(shí)現(xiàn)方便的拆裝。

對(duì)于引油通道10，可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置得較為細(xì)小，只要能夠滿足潤滑需求即可。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，引油通道10自輪軸1的靠近套筒5的一端沿軸向延伸，并在靠近軸承3和齒輪4遠(yuǎn)離套筒5的一端的位置截止，即引油通道10為盲孔形式，這樣可以縮短油路，減少滑油消耗，同時(shí)還可以為設(shè)置空腔14騰出更大的空間，即空腔14的體積可以進(jìn)一步擴(kuò)大。

在如圖1所示的實(shí)施例中，引油通道10即設(shè)置為盲孔，使得空腔14的遠(yuǎn)離套筒5一端的直徑比空腔14靠近套筒5一端的直徑大，或者說未設(shè)置引油通道10的部分的空腔14的直徑大于設(shè)有引油通道10的部分的空腔14的直徑，有利于進(jìn)一步提高減重效果。

另外，在輪軸1的靠近套筒5的一端可以設(shè)置管接頭7，該管接頭7用于連通引油通道10和輸油管。

基于上述各個(gè)實(shí)施例中的星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型還提出一種行星減速器，包括上述的星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。該行星減速器可以應(yīng)用于各類機(jī)動(dòng)車、工程機(jī)械或者航空發(fā)動(dòng)機(jī)上。

下面結(jié)合圖1-3對(duì)本實(shí)用新型星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、行星減速器及航空發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)和安裝過程進(jìn)行詳細(xì)說明：

參考圖1，在該實(shí)施例中，行星減速器主要包括星型輪軸1、行星架2、軸承3(圓柱滾子軸承，含單列、雙列)、齒輪4(由一對(duì)左右旋斜人字齒輪組成的圓柱齒輪，具有承載能力高、傳動(dòng)平穩(wěn)和軸向載荷小等優(yōu)點(diǎn))、套筒5、鎖緊螺母6、管接頭7、緊固件8和調(diào)整墊9。該減速器上的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)為恒星輪系，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，各齒輪的回轉(zhuǎn)軸線位置固定不動(dòng)。

星型輪軸1上設(shè)有防轉(zhuǎn)槽，該防轉(zhuǎn)槽與設(shè)置在軸承3上的防轉(zhuǎn)片相配合，防止軸承3的內(nèi)圈與星型輪軸1之間發(fā)生相對(duì)周向轉(zhuǎn)動(dòng)；調(diào)整墊9設(shè)計(jì)為對(duì)半式結(jié)構(gòu)，可通過配磨調(diào)整墊9的厚度，來調(diào)節(jié)軸承3與齒輪4的軸向位置，同時(shí)滿足輪軸1的軸向?qū)χ卸纫螅惶淄?的軸向長度，可根據(jù)軸承3與齒輪4的軸向位置需求進(jìn)行配磨；鎖緊螺母6可以由鎖緊螺母本體和防轉(zhuǎn)片組成，通過與星型輪軸1的螺紋連接實(shí)現(xiàn)軸向固定作用。

具體安裝步驟為：軸承3與齒輪4在行星架2的體外安裝完畢后，同時(shí)將軸承齒輪一體式結(jié)構(gòu)和套筒5通過行星架2的側(cè)面安裝孔放置于行星架2的體內(nèi)，然后通過冷卻星型輪軸1的方法將星型輪軸1插入調(diào)整墊9、行星架2、軸承3內(nèi)圈和套筒5中，通過配合套筒5的長度和調(diào)整墊9的厚度，調(diào)整星型輪軸1使其對(duì)中，然后左側(cè)通過一組均布的周向緊固件8施加一定的預(yù)緊力將星型輪軸1固連在行星架2上，右側(cè)通過鎖緊螺母6擰緊星型輪軸1末端，以實(shí)現(xiàn)對(duì)輪軸1的軸向固定。

如圖2和3所示，軸承3的潤滑采用環(huán)下供油方式，空腔14偏心設(shè)置或者采用異形形狀。外部滑油通過管接頭7進(jìn)入星型輪軸1上的引油通道10內(nèi)，待滑油在引油通道10內(nèi)積滿后，靠壓力作用通過星型輪軸1上的數(shù)列徑向油孔11，將滑油輸送到星型輪軸1外圓上的集油孔13，然后再傳送到軸承3內(nèi)圈上的徑向輸油孔12，從而實(shí)現(xiàn)對(duì),軸承3的潤滑冷卻作用。

通過對(duì)本實(shí)用新型星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、行星減速器及航空發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)實(shí)施例的說明，可以看到本實(shí)用新型星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、行星減速器及航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施例至少具有以下一種或多種優(yōu)點(diǎn)：

1、軸承采用輪軸環(huán)下引油方式，并在輪軸上開設(shè)空腔，可有效降低整體重量，減少外部接口數(shù)量，降低滑油泄漏量；

2、在高速重載條件下采用軸承齒輪一體式結(jié)構(gòu)，相對(duì)齒輪軸承分體式結(jié)構(gòu)，可以節(jié)省約10％-20％的徑向空間，減小了整個(gè)星型輪系的徑向體積；

3、通過設(shè)置套筒和調(diào)整墊，可以實(shí)現(xiàn)輪軸在軸向方向上的雙向?qū)χ姓{(diào)節(jié)，其中調(diào)整墊采用對(duì)半式結(jié)構(gòu)，方便配磨后的拆裝調(diào)整，方便、易操作；

4、通過螺栓和鎖緊螺母組合實(shí)現(xiàn)軸向緊固，可以在內(nèi)外部空間都十分緊湊的工況下實(shí)現(xiàn)方便拆裝。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。