專利名稱：用于空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器系統(tǒng)的行星齒輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及用于結(jié)合到空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器中的行星齒輪。
背景技術(shù)：
行星齒輪系統(tǒng)是公知的，并且已經(jīng)被用于在輸入和輸出之間提供速度變化。中心齒輪繞中心軸線旋轉(zhuǎn)，并且環(huán)形齒輪在中心齒輪外面旋轉(zhuǎn)。多個(gè)行星齒輪被定位成在中心齒輪和環(huán)形齒輪之間傳遞旋轉(zhuǎn)。在一種已知類型的行星齒輪系統(tǒng)中，行星齒輪被安裝在定位在從齒輪向內(nèi)的固定軸上。行星軸提供用于支承行星齒輪的軸承的內(nèi)圈。行星齒輪系統(tǒng)的一種應(yīng)用是用于空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器系統(tǒng)中。在空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器系統(tǒng)中，空氣被傳遞到渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子上，以驅(qū)動(dòng)該轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)中心齒輪，該中心齒輪通過行星齒輪驅(qū)動(dòng)環(huán)形齒輪。環(huán)形齒輪繼而驅(qū)動(dòng)用于氣輪機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)器軸。在一種已知的空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器系統(tǒng)中，行星齒輪被安裝在固定軸上，并且存在定位在該軸與行星齒輪的內(nèi)部之間的滾針軸承。已知的是向行星齒輪的內(nèi)周提供表面處理，以硬化該表面，從而使得滾針軸承能夠相對(duì)于該表面成功地運(yùn)轉(zhuǎn)。一種已知的硬化表面在齒輪的內(nèi)徑上提供滲碳表面。然而，在至少一種已知的行星齒輪中，輸入齒和輸出齒由被緊固到一起的兩個(gè)獨(dú)立齒部提供。在該已知的現(xiàn)有技術(shù)中，這兩個(gè)部分被焊接。在齒輪軸的外周并且相對(duì)徑向接近被滲碳的內(nèi)周處出現(xiàn)焊接接頭。有時(shí)在內(nèi)周面處存在硬度損失。

發(fā)明內(nèi)容
用于空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器的行星齒輪形成具有在第一軸向位置處的齒輪齒組的第一部分。軸沿軸向遠(yuǎn)離所述第一齒輪齒組延伸。第二部分干涉配合在所述第一部分上，所述第二部分具有第二齒輪齒組。所述第二部分被安裝在所述第一部分的所述軸上。所述軸的外徑被選擇成顯著大于干涉配合在所述軸上的所述第二部分的圓柱形部的內(nèi)徑。所述外徑與所述內(nèi)徑的比在1. 0005和1. 0100之間。還公開了行星齒輪系統(tǒng)、空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器、以及安裝行星齒輪的方法。


本申請(qǐng)的這些以及其他特征從下述說明和附圖將被更好地理解，下述是附圖的簡要說明。
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器。
圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器中的行星齒輪。
圖3示出了圖2中用3標(biāo)記的部分的現(xiàn)有技術(shù)細(xì)節(jié)。
圖4不出了第一實(shí)施方式的齒輪。
圖5A示出了圖4的圓5處的細(xì)節(jié)。
圖5B示出了圖4的圓5處的第二細(xì)節(jié)。圖6示出了第二實(shí)施方式。圖7A示出了圖6的表面7處的細(xì)節(jié)。圖7B示出了圖6的圓7處的另一細(xì)節(jié)。
具體實(shí)施例方式空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器組件20可以與飛行器或包括氣輪機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的其他系統(tǒng)相關(guān)。被壓縮空氣源22可以來自輔助動(dòng)力單元并且在飛行器在地面上時(shí)通常被使用，該被壓縮空氣源將熱的高壓空氣傳遞到入口 24中。高壓空氣流過渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子26，從而使得渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子26旋轉(zhuǎn)。當(dāng)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子26旋轉(zhuǎn)時(shí)，該渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子通過行星齒輪系統(tǒng)來轉(zhuǎn)動(dòng)輸出軸28。輸出軸28可以被用作發(fā)動(dòng)器，以啟動(dòng)主氣輪機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)30的操作。行星齒輪系統(tǒng)18包括中心齒輪34，該中心齒輪由轉(zhuǎn)子軸32驅(qū)動(dòng)，該轉(zhuǎn)子軸隨渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子26旋轉(zhuǎn)。中心齒輪34繼而通過齒50來驅(qū)動(dòng)多個(gè)行星齒輪40 (僅示出了其中的一個(gè))。行星齒輪40包括輸出齒輪齒41，其驅(qū)動(dòng)環(huán)形齒輪42。環(huán)形齒輪42通過機(jī)械連接來驅(qū)動(dòng)輸出軸28。行星齒輪40在安裝到殼體38中的固定行星軸44上旋轉(zhuǎn)。中間滾針軸承110被定位在齒輪40的內(nèi)徑與行星軸44的外徑之間。圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)行星齒輪40的細(xì)節(jié)。如圖所示，存在兩個(gè)部分51和54，這兩個(gè)部分一起構(gòu)成行星齒輪40。部分51具有限定內(nèi)孔52的軸53。第二部分54攜載輸入齒輪齒50。輸出齒輪齒41被形成在部分51上。如圖所示，部分51和54之間的分界面56在徑向上直接處于部分51的內(nèi)徑表面52外面。該內(nèi)徑52配置有表面硬化處理或滲碳表面。如圖3所示，在結(jié)合處56處形成焊接部位60。該焊接部位60在徑向上接近表面52，并且能夠?qū)е掠捕葥p失。本發(fā)明的第一實(shí)施方式在圖4中被示出。在行星齒輪70中，第一部分72被緊固到第二部分76。齒輪齒50被形成在部分76上，并且齒輪齒41被形成在部分72上。如能夠看到的，部分76具有圓柱形凸臺(tái)78，該圓柱形凸臺(tái)具有斜面80以及最內(nèi)側(cè)112。如能夠看到的，最內(nèi)側(cè)112抵靠在部分72上的齒輪齒41的末端74。部分76上的斜面80處于角度B。在一個(gè)實(shí)施方式中，角度B是45°。在實(shí)施方式中，角度B可以在40°和50°之間變化。如也能夠看到的，釋緩部82被形成在與部分72上的端部74鄰近的部位處。釋緩部82部分地由斜面114形成，該斜面處于角度A。由于端部112抵靠端部74，確保部分72上的部分76的準(zhǔn)確定位。如能夠從圖5A理解的，部分72的外徑處于直徑D115部分76的內(nèi)徑被限定為D2。在一個(gè)實(shí)施方式中，D1是1. 1592〃(2. 9443 cm)。在該同一實(shí)施方式中，D2是1. 1566〃(2. 9377cm)。在實(shí)施方式中，通過D1比D2大得多來提供部分76和72之間的力配合。該力配合被選擇成足以使得這兩個(gè)部分將不相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)，即使在不存在焊接接頭的情況下也是如此。以這種方式，消除焊接接頭，并且還消除硬度降低的挑戰(zhàn)。在實(shí)施方式中，D1與D2的比在1. 0005和1. 0100之間。更嚴(yán)格地，該比可以在1. 0005 和1. 0025 之間。
圖6示出了另一實(shí)施方式90。在實(shí)施方式90中，部分92和98再次借助大干涉配合來緊固。部分98的最右端部100抵靠齒輪齒41的側(cè)表面96。斜面94被形成在部分92中，并且通向與端部96相鄰的釋放部中。另一斜面102形成在部分98的端部100的徑向內(nèi)表面處。部分92上的斜面具有角度C。在一個(gè)實(shí)施方式中，角度C是45°。在實(shí)施方式中，角度C能夠在40°和50。之間。在一個(gè)實(shí)施方式中，斜面102處于角度E。在實(shí)施方式中，角度E是20°，并且可以在15°和25°之間。在該實(shí)施方式中，部分92的外周處于直徑D3。在該實(shí)施方式中，D3是1. 1322"(2.8757 cm)ο在同一實(shí)施方式中，部分98的內(nèi)徑處于直徑D4。在一個(gè)實(shí)施方式中，D4是1. 1300〃 (2. 8701 cm)。在實(shí)施方式中，D3與D4的比被選擇成使得將發(fā)生強(qiáng)的干涉配合，并且使得部分98和92將不相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)，即使在消除焊接接頭的情況下也是如此。如上述實(shí)施方式中的那樣，消除焊接接頭消除了上述的硬度損失。在實(shí)施方式中，D3與D4的比在1. 0005和1. 0100之間。更嚴(yán)格地，該比可以在1.0005 和1. 0025 之間。在方法中，如在任一實(shí)施方式中所示的，行星齒輪可以被插入到位于空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器的行星軸的支承部的外周上的安裝軸承上。行星齒輪如上所述地構(gòu)造，并且與兩個(gè)實(shí)施方式中的一個(gè)相一致。雖然已經(jīng)公開了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，一些實(shí)施方式會(huì)落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。鑒于此，下述權(quán)利要求書應(yīng)當(dāng)被研究以確定本發(fā)明的真實(shí)范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種用于空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器的行星齒輪，所述行星齒輪包括 第一部分，所述第一部分具有在第一軸向位置處的第一齒輪齒組，并且具有軸向遠(yuǎn)離所述第一齒輪齒組延伸的軸； 第二部分，所述第二部分干涉配合在所述第一部分上，所述第二部分具有第二齒輪齒組，并且所述第二部分被安裝在所述第一部分的所述軸上；以及 所述第一部分在所述軸處的外徑被選擇成顯著大于干涉配合在所述軸上的所述第二部分的圓柱形部的內(nèi)徑，所述第一部分的所述外圍直徑與所述第二部分的所述內(nèi)徑的比在1. 0005 和1. 0100 之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星齒輪，其中，所述第二部分在所述圓柱形部的與所述第一齒輪齒組相鄰的內(nèi)端上具有斜面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的行星齒輪，其中，在所述第一齒輪部上在所述外徑和所述第一齒輪齒組之間設(shè)置有切除部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的行星齒輪，其中，所述切除部具有形成在所述外徑和所述第一齒輪齒組之間的斜面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的行星齒輪，其中，所述第二部分的所述內(nèi)端抵接所述第一部分的端面。
6.一種行星齒輪系統(tǒng)，所述行星齒輪系統(tǒng)用于空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器，所述行星齒輪系統(tǒng)包括 中心齒輪； 由所述中心齒輪驅(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)形齒輪； 所述行星齒輪包括在所述行星齒輪的內(nèi)周孔中的軸承以及在被支承在所述軸承內(nèi)的每個(gè)所述行星齒輪中的行星軸，所述行星軸沿中心軸線延伸； 所述行星齒輪在運(yùn)行在所述軸承上的所述內(nèi)周孔處形成表面硬化處理；以及 每個(gè)所述行星齒輪包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有在第一軸向位置處的第一齒輪齒組，并且具有軸向遠(yuǎn)離所述第一齒輪齒組延伸的齒輪軸；所述第二部分干涉配合在所述第一部分上，所述第二部分具有第二齒輪齒組，并且所述第二部分被安裝在所述第一部分的所述齒輪軸上；以及所述第一部分在所述齒輪軸處的外徑被選擇成顯著大于干涉配合在所述齒輪軸上的所述第二部分的圓柱形部的內(nèi)徑，所述第一部分的所述外徑與所述第二部分的所述內(nèi)徑的比在1. 0005和1. 0100之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的行星齒輪系統(tǒng)，其中，所述第二部分在所述圓柱形部的與所述第一齒輪齒組相鄰的內(nèi)端上具有斜面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的行星齒輪系統(tǒng)，其中，在所述第一齒輪部上在所述外徑和所述第一齒輪齒組之間設(shè)置有切除部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的行星齒輪系統(tǒng)，其中，所述切除部具有形成在所述外徑和所述第一齒輪齒組之間的斜面。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的行星齒輪系統(tǒng)，其中，所述第二部分的所述內(nèi)端抵接所述第一部分的端面。
11.一種空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器，所述空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器包括空氣入口，所述空氣入口用于將空氣引導(dǎo)穿過渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，所述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子由所述空氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)并且驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)軸，所述渦輪機(jī)軸驅(qū)動(dòng)中心齒輪； 由所述中心齒輪驅(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)形齒輪； 所述行星齒輪包括在所述行星齒輪的內(nèi)周孔內(nèi)的軸承以及在被支承在所述軸承內(nèi)的每個(gè)所述行星齒輪中的行星軸，所述行星軸沿中心軸線延伸；以及 所述行星齒輪包括在騎在所述軸承上的所述內(nèi)周孔處的表面硬化處理；以及所述行星齒輪包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有在第一軸向位置處的第一齒輪齒組，并且具有軸向遠(yuǎn)離所述第一齒輪齒組延伸的齒輪軸；所述第二部分干涉配合在所述第一部分上，所述第二部分具有第二齒輪齒組，并且所述第二部分被安裝在所述第一部分的所述齒輪軸上；以及所述第一部分在所述齒輪軸處的外徑被選擇成顯著大于干涉配合在所述齒輪軸上的所述第二部分的圓柱形部的內(nèi)徑，所述第一部分的所述外徑與所述第二部分的所述內(nèi)徑的比在1. 0005和1. 0100之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器，其中，所述第二部分在所述圓柱形部的與所述第一齒輪齒組相鄰的內(nèi)端上具有斜面。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器，其中，在所述第一齒輪部上在所述外徑和所述第一齒輪齒組之間設(shè)置有切除部。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器，其中，所述切除部具有形成在所述外徑和所述齒輪齒之間的斜面。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器，其中，所述第二部分的所述內(nèi)端抵接所述第一齒輪齒組的齒根。
16.一種將行星齒輪安裝在空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器內(nèi)的方法，所述方法包括以下步驟 將行星齒輪插到在行星軸的支承部的外周上的安裝軸承上；以及 其中，所述行星齒輪包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有在第一軸向位置處的第一齒輪齒組，并且具有軸向遠(yuǎn)離所述第一齒輪齒組延伸的齒輪軸；所述第二部分干涉配合在所述第一部分上，所述第二部分具有第二齒輪齒組，并且所述第二部分被安裝在所述第一部分的所述齒輪軸上；以及所述第一部分在所述齒輪軸處的外徑被選擇成顯著大于干涉配合在所述齒輪軸上的所述第二部分的圓柱形部的內(nèi)徑，所述第一部分的所述外徑與所述第二部分的所述內(nèi)徑的比在1. 0005和1. 0100之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第二部分在所述圓柱形部的與所述第一齒輪齒組相鄰的內(nèi)端上具有斜面。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，在所述第一齒輪部上在所述外徑和所述第一齒輪齒組之間設(shè)置有切除部。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述切除部具有形成在所述外徑和所述齒輪齒之間的斜面。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述第二部分的所述內(nèi)端抵接所述第一部分的端面。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器系統(tǒng)的行星齒輪。用在空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器中的行星齒輪形成有第一部分，該第一部分在第一軸向位置處具有齒輪齒組。軸從第一齒輪齒組軸向遠(yuǎn)離地延伸。第二部分干涉配合在所述第一部分上，所述第二部分具有第二齒輪齒組。所述第二部分被安裝在所述第一部分的所述軸上。所述軸的外徑被選擇成顯著大于干涉配合在所述軸上的所述第二部分的圓柱形部的內(nèi)徑。所述外徑與所述內(nèi)徑的比在1.0005和1.0100之間。還公開了行星齒輪系統(tǒng)、空氣渦輪機(jī)發(fā)動(dòng)器、以及安裝行星齒輪的方法。
文檔編號(hào)F16H1/28GK103047372SQ201210385718
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者J.M.馬庫萊克, M.斯萊特, C.E.龍, T.雅加布 申請(qǐng)人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司