專利名稱：行星齒輪系統(tǒng)中的行星軸保持的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及用于在行星齒輪系統(tǒng)中保持行星軸抵抗旋轉(zhuǎn)的保持特征。
背景技術(shù)：
行星齒輪系統(tǒng)是眾所周知的，并且已經(jīng)被用于提供輸入和輸出之間的變速(gear change)0恒星齒輪繞中心軸線旋轉(zhuǎn)，而環(huán)齒輪在恒星齒輪外面旋轉(zhuǎn)。多個(gè)行星齒輪被定位成在恒星齒輪和環(huán)齒輪之間傳遞旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)已知類型的行星齒輪系統(tǒng)中，行星齒輪安裝在靜止軸上，該靜止軸定位在所述齒輪內(nèi)部。行星軸提供用于軸承的內(nèi)座圈，所述軸承支撐行星齒輪。行星齒輪系統(tǒng)的一個(gè)應(yīng)用是在空氣渦輪啟動(dòng)器系統(tǒng)中。在空氣渦輪啟動(dòng)器系統(tǒng)中，空氣被輸送掠過渦輪轉(zhuǎn)子以驅(qū)動(dòng)該轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)恒星齒輪，恒星齒輪通過行星齒輪驅(qū)動(dòng)環(huán)齒輪。環(huán)齒輪進(jìn)而驅(qū)動(dòng)氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)器軸。在這種應(yīng)用中，很多力被傳遞到行星軸，該行星軸應(yīng)當(dāng)在固定殼體中保持靜止。在現(xiàn)有技術(shù)中，行星軸接收固定螺釘，固定螺釘在軸向中間位置徑向向內(nèi)地延伸。固定螺釘通常相對(duì)于所關(guān)聯(lián)的行星齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線或軸的中心軸線直接徑向向內(nèi)地延伸。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于支撐行星齒輪的行星軸具有支撐部分，該支撐部分沿中心軸線延伸并具有第一外徑。凸緣形成在所述支撐部分的一個(gè)端部處，其具有較小區(qū)段和放大部分，所述較小區(qū)段形成在圍繞所述中心軸線的圓周的一部分周圍，所述放大部分從所述中心軸線延伸離開比所述較小部分更大的距離。接收鎖定構(gòu)件的孔形成在所述放大部分中。公開了包括這種行星軸的行星齒輪組件以及包括該行星齒輪系統(tǒng)的空氣渦輪啟動(dòng)器。此外，還公開和要求保護(hù)一種安裝行星齒輪和行星軸的方法。通過以下說明書和附圖可以最好地理解本發(fā)明的這些及其它特征，其下面是簡(jiǎn)要說明。


圖1示出了空氣渦輪啟動(dòng)器組件。圖2示出了行星軸的特征。圖3示出了行星齒輪系統(tǒng)的一部分。圖4示出了行星軸的端視圖。圖5是行星軸的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式空氣渦輪啟動(dòng)器組件20可與飛機(jī)或者其他包括氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)。 熱空氣源22可來自于輔助動(dòng)力單元，如通常在地面上使用的，輸送熱的、高壓空氣進(jìn)入進(jìn)口 M。高壓空氣流動(dòng)掠過渦輪轉(zhuǎn)子沈，導(dǎo)致渦輪轉(zhuǎn)子沈旋轉(zhuǎn)。當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)子沈旋轉(zhuǎn)時(shí)，其通過行星齒輪系統(tǒng)使輸出軸觀旋轉(zhuǎn)。輸出軸觀可被用作啟動(dòng)器，以啟動(dòng)主氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)30的操作。行星齒輪系統(tǒng)包括恒星齒輪34，其被隨渦輪轉(zhuǎn)子沈旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子軸32驅(qū)動(dòng)。恒星齒輪34進(jìn)而驅(qū)動(dòng)多個(gè)行星齒輪40。行星齒輪40包括輸出齒輪齒41，其驅(qū)動(dòng)環(huán)齒輪42。環(huán)齒輪42通過機(jī)械連接驅(qū)動(dòng)輸出軸28。行星齒輪40在靜止行星軸44上旋轉(zhuǎn)。靜止行星軸44包括端部凸緣46，其被固定以防止相對(duì)于殼體38旋轉(zhuǎn)。如圖2所示，行星軸44提供內(nèi)軸承座圈，用于多個(gè)軸承55并支撐行星齒輪40。如圖所示，凸緣46具有圓柱形或較小的部分48以及放大的偏置部分50。螺栓52延伸穿過放大部分50中的開口或孔M，并且被擰入殼體38中的開口 56中。當(dāng)然，可以使用不同于螺栓的鎖定構(gòu)件。如圖2所示，殼體38具有放大部分39和移除部分29，凸緣46抵靠放大部分39擱置。如圖3所示，在該實(shí)施例中具有三組行星齒輪40。當(dāng)然，也可采用其他數(shù)量的行星齒輪。每個(gè)行星齒輪40與行星軸44相關(guān)聯(lián)，并且每個(gè)行星軸44具有放大部分50。如圖所示，所示的三個(gè)行星軸44的放大部分50全都沿相同的圓周方向延伸。不必在所有實(shí)施例中都是這樣，不過在所示實(shí)施例中是這樣。如圖所示，殼體38具有放大部分39，放大部分39具有帶有圓柱形部分和放大部分的形狀，以支撐和匹配凸緣46。遠(yuǎn)離放大部分39的移除部分四彎曲開(curved away)。如圖4所示，凸緣46具有標(biāo)稱的、圓柱形或部分圓形部分48和放大部分50，圓柱形或部分圓形部分48形成在從中心軸線X距離Rl處。放大部分50包括孔M，孔M居中設(shè)置在與軸線X隔開距離Dl的軸線上。在一個(gè)實(shí)施例中，距離Rl為0.49英寸(1.2 cm), 而距離Dl為0.68英寸(1.7 cm)。在多個(gè)實(shí)施例中，Dl與Rl的比在1. 2和1.6之間。如進(jìn)一步示出的，放大部分50從圓柱形部分48大致沿兩個(gè)成角度的延伸部 (extensiorOlOl延伸，并且跨過角度A。在一個(gè)實(shí)施例中，角度A為49. 5°，并且優(yōu)選地在 40°和60°之間。部分圓形部分延伸跨過360°的其余部分。如圖5所示，行星軸44具有支撐部分100，其提供內(nèi)軸承座圈。凸緣46形成在支撐部分100的端部處。支撐部分100具有直徑D2。在一個(gè)實(shí)施例中，D2為0.57英寸(1.4 cm)。優(yōu)選地，距離Dl大于距離D2，并且Dl與D2的比在1. 1和1. 5之間。本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)幾何上的區(qū)別是，螺栓52沿平行于齒輪40的旋轉(zhuǎn)軸線或軸44的中心軸線的軸線延伸。所公開的實(shí)施例通過將凸緣安置在匹配的殼體表面上并且用螺栓將其夾持，而改善了軸的軸向保持的可靠性。相比現(xiàn)有技術(shù)，螺栓提供了高的夾持負(fù)載。另外，切向保持的可靠性也得以改善，即使喪失夾持負(fù)載時(shí)也是如此，這是由于螺栓機(jī)械地安置在凸緣中，防止了旋轉(zhuǎn)。此外，軸的組件被簡(jiǎn)化以確保正確的旋轉(zhuǎn)定向，這是因?yàn)橥咕壧幱谳S的暴露端并提供了視覺提示以便正確定向。此外，凸緣提供了把手以在軸被螺栓連接就位之前正確地定位所述軸。盡管已公開了本發(fā)明的實(shí)施例，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到在本發(fā)明的范圍內(nèi)可進(jìn)行一定修改。為此，應(yīng)研究所附權(quán)利要求以確定本發(fā)明的真實(shí)范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種用于支撐行星齒輪的行星軸，包括沿中心軸線延伸的支撐部分；和形成在所述支撐部分的一個(gè)端部處的凸緣，所述凸緣具有較小區(qū)段和放大部分，所述較小區(qū)段形成在圍繞所述中心軸線的圓周的一部分周圍，所述放大部分從所述中心軸線延伸離開比所述較小部分更大的距離，接收鎖定構(gòu)件的孔形成在所述放大部分中。
2.如權(quán)利要求1所述的行星軸，其中，所述較小部分是部分圓形部分，其具有在第一半徑處的外周界。
3.如權(quán)利要求2所述的行星軸，其中，所述放大部分中的所述孔居中設(shè)置在孔軸線上， 所述孔軸線與所述中心軸線隔開第二距離，所述第二距離與所述第一半徑的比在1.2和 1.6之間。
4.如權(quán)利要求3所述的行星軸，其中，所述第二距離與所述支撐部分的外徑的比在1.1 和1. 5之間。
5.如權(quán)利要求2所述的行星軸，其中，所述放大部分從所述部分圓形部分大致沿一對(duì)成角度的側(cè)邊延伸離開，并且所述成角度的側(cè)邊之間限定的角度在40°和60°之間。
6.一種行星齒輪組件，包括恒星齒輪；被所述恒星齒輪驅(qū)動(dòng)的多個(gè)行星齒輪；所述多個(gè)行星齒輪被接合以驅(qū)動(dòng)環(huán)齒輪；用于支撐所述行星齒輪的殼體；所述行星齒輪包括在所述行星齒輪的內(nèi)周界孔中的軸承，和在每個(gè)所述行星齒輪中的行星軸，所述行星軸被支撐在所述軸承內(nèi)，所述行星軸包括沿中心軸線延伸的支撐部分；形成在所述支撐部分的一個(gè)端部處的凸緣，所述凸緣具有較小區(qū)段和放大部分，所述較小區(qū)段形成在圍繞所述中心軸線的圓周的一部分周圍，所述放大部分從所述中心軸線延伸離開比所述較小部分更大的距離；和形成在每個(gè)所述放大部分中的孔，和延伸穿過每個(gè)所述孔并進(jìn)入所述殼體的鎖定構(gòu)件。
7.如權(quán)利要求6所述的行星齒輪組件，其中，所述較小部分是部分圓形部分，其具有在第一半徑處的外周界。
8.如權(quán)利要求7所述的行星齒輪組件，其中，所述放大部分中的所述孔居中設(shè)置在孔軸線上，所述孔軸線與所述中心軸線隔開第二距離，所述第二距離與所述第一半徑的比在 1. 2和1. 6之間。
9.如權(quán)利要求8所述的行星齒輪組件，其中，所述第二距離與所述支撐部分的外徑的比在1.1和1.5之間。
10.如權(quán)利要求7所述的行星齒輪組件，其中，所述放大部分從所述部分圓形部分大致沿一對(duì)成角度的側(cè)邊延伸離開，并且所述成角度的側(cè)邊之間限定的角度在40°和60°之間。
11.如權(quán)利要求7所述的行星齒輪組件，其中，所述殼體包括多個(gè)具有部分圓形部分的放大部分，以及安置成支撐所述凸緣的放大部分，以及遠(yuǎn)離所述部分圓形部分和所述放大部分的外殼體表面的一些部分被進(jìn)一步從所述凸緣軸向移除。
12.一種空氣渦輪啟動(dòng)器，包括用于引導(dǎo)空氣掠過渦輪轉(zhuǎn)子的空氣進(jìn)口，所述渦輪轉(zhuǎn)子被所述空氣驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，并且驅(qū)動(dòng)渦輪軸，所述渦輪軸通過驅(qū)動(dòng)恒星齒輪來驅(qū)動(dòng)行星齒輪系統(tǒng)；被所述恒星齒輪驅(qū)動(dòng)的多個(gè)行星齒輪；所述多個(gè)行星齒輪被接合以驅(qū)動(dòng)所述環(huán)齒輪；用于支撐所述行星齒輪的殼體；所述行星齒輪包括在所述行星齒輪的內(nèi)周界孔中的軸承，和在每個(gè)所述行星齒輪中的行星軸，所述行星軸被支撐在所述軸承內(nèi)，所述行星軸包括沿中心軸線延伸的支撐部分；形成在所述支撐部分的一個(gè)端部處的凸緣，所述凸緣具有較小區(qū)段和放大部分，所述較小區(qū)段形成在圍繞所述中心軸線的圓周的一部分周圍，所述放大部分從所述中心軸線延伸離開比所述較小部分更大的距離；和形成在每個(gè)所述放大部分中的孔，和延伸穿過每個(gè)所述孔并進(jìn)入所述殼體的鎖定構(gòu)件。
13.如權(quán)利要求12所述的空氣渦輪啟動(dòng)器，其中，所述較小部分是部分圓形部分，其具有在第一半徑處的外周界。
14.如權(quán)利要求13所述的空氣渦輪啟動(dòng)器，其中，所述放大部分中的所述孔居中設(shè)置在孔軸線上，所述孔軸線與所述中心軸線隔開第二距離，并且所述第二距離與所述第一半徑的比在1.2和1.6之間。
15.如權(quán)利要求13所述的空氣渦輪啟動(dòng)器，其中，所述第二距離與所述支撐部分的外徑的比在1.1和1.5之間。
16.如權(quán)利要求13所述的空氣渦輪啟動(dòng)器，其中，所述放大部分從所述部分圓形部分大致沿一對(duì)成角度的側(cè)邊延伸離開，并且所述成角度的側(cè)邊之間限定的角度在40°和 60°之間。
17.如權(quán)利要求13所述的空氣渦輪啟動(dòng)器，其中，所述殼體包括多個(gè)具有部分圓形部分的放大部分，以及安置成支撐所述凸緣的放大部分，以及遠(yuǎn)離所述部分圓形部分和所述放大部分的外殼體表面的一些部分被進(jìn)一步從所述凸緣軸向移除。
18.一種安裝用于行星齒輪的行星軸的方法，包括步驟(a)提供行星軸，并且將軸承安裝在所述行星軸的支撐部分的外周界上，所述行星軸被安裝在殼體內(nèi)，所述支撐部分延伸進(jìn)入所述殼體中的內(nèi)孔，并且所述行星軸的凸緣定位在所述外殼體的相對(duì)的外表面上；并且(b)將所述凸緣的放大部分中的孔與所述殼體中的孔對(duì)準(zhǔn)，并且插入鎖定構(gòu)件穿過所述孔并且進(jìn)入所述殼體以鎖定所述行星軸。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述對(duì)準(zhǔn)步驟(b)包括提供所述殼體的外表面上的放大面，所述外表面的遠(yuǎn)離所述放大部分的其他部分進(jìn)一步從所述凸緣隔開。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述鎖定構(gòu)件是螺紋螺栓，其被擰入所述殼體中的螺紋孔中。
全文摘要
本發(fā)明涉及行星齒輪系統(tǒng)中的行星軸保持，具體地，一種用于支撐行星齒輪的行星軸具有支撐部分，該支撐部分沿中心軸線延伸并具有第一外徑。凸緣形成在所述支撐部分的一個(gè)端部處，其具有較小區(qū)段和放大部分，所述較小區(qū)段形成在圍繞所述中心軸線的圓周的一部分周圍，所述放大部分從所述中心軸線延伸離開比所述較小部分更大的距離。接收鎖定構(gòu)件的孔形成在所述放大部分中。公開了包括這種行星軸的行星齒輪組件以及包括該行星齒輪系統(tǒng)的空氣渦輪啟動(dòng)器。此外，還公開和要求保護(hù)一種安裝行星齒輪和行星軸的方法。
文檔編號(hào)F01D19/00GK102338212SQ20111020336
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者M. 馬庫萊克 J., 斯萊特 M. 申請(qǐng)人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司