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行星齒輪系統(tǒng)中止推墊圈的旋轉(zhuǎn)防止的制作方法

文檔序號:5199202閱讀:229來源:國知局
專利名稱:行星齒輪系統(tǒng)中止推墊圈的旋轉(zhuǎn)防止的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本申請涉及一種用于在行星齒輪系統(tǒng)中保持止推墊圈避免旋轉(zhuǎn)的保持特征。
背景技術(shù)
行星齒輪系統(tǒng)是公知的,并且已經(jīng)使用來在輸入和輸出之間提供齒輪變換。太陽齒輪繞著中心軸線旋轉(zhuǎn),而環(huán)形齒輪繞著相同的中心但是在太陽齒輪外側(cè)旋轉(zhuǎn)。多個行星齒輪定位成從太陽齒輪傳遞旋轉(zhuǎn)到環(huán)形齒輪。在一種已知類型的行星齒輪系統(tǒng)中,行星齒輪安裝到定位在環(huán)形齒輪內(nèi)側(cè)的固定軸上。行星軸提供用于支撐行星齒輪的軸承的內(nèi)圈。并且,止推墊圈設(shè)置在行星軸的兩個端部,并且提供抵靠著行星齒輪的端表面的軸向止推表面。行星齒輪系統(tǒng)的一個應(yīng)用是在空氣渦輪機(jī)啟動機(jī)系統(tǒng)中。在空氣渦輪機(jī)啟動機(jī)系統(tǒng)中,傳遞空氣使其經(jīng)過渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子以驅(qū)動轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子驅(qū)動太陽齒輪,太陽齒輪通過行星齒輪驅(qū)動環(huán)形齒輪。環(huán)形齒輪繼而驅(qū)動燃?xì)鉁u輪機(jī)發(fā)動機(jī)的啟動機(jī)輸出軸。在這些應(yīng)用中,行星齒輪的不對稱和間隙易于引起軸向力,其反作用到止推墊圈。 這些反作用的齒輪力試圖使止推墊圈旋轉(zhuǎn),而止推墊圈必須相對于固定殼體保持靜止。止推墊圈用來給這些相對運動和載荷提供指定的耐用表面。在現(xiàn)有技術(shù)中,止推墊圈接納簡單的銷來限制旋轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
一種用在行星齒輪系統(tǒng)中的軸襯,具有圓柱形主體部,該主體部限定沿著中心軸線延伸、將被接納在行星齒輪軸上的圓孔。小突起部軸向延伸超過所述軸襯的名義主體部并且接納在鄰近該軸襯的止推墊圈中的切口內(nèi)以防止所述止推墊圈旋轉(zhuǎn)。還公開和要求保護(hù)了一種包含所述軸襯的齒輪保持架和空氣渦輪機(jī)啟動機(jī)、以及安裝所述軸襯的方法。根據(jù)下面說明和附圖,可以很好地理解本發(fā)明的這些和其他特征,下面是簡要描述。


圖1表示空氣渦輪機(jī)啟動機(jī)組件。
圖2表示齒輪保持架的一部分。
圖3A表示帶凸緣軸襯的透視圖。
圖3B為穿過圖3A的帶凸緣軸襯的截面圖。
圖3C為圖3A的帶凸緣軸襯的端視圖。
圖4A表示止推墊圈。
圖4B為圖4A的止推墊圈的截面圖。
圖5A穿過第二軸襯的截面圖。
圖5B為套筒的端視圖。圖6A表示另一個止推墊圈。圖6B為圖6A的止推墊圈的截面圖。圖7A表示又另一個止推墊圈。
圖7B為圖7A的止推墊圈的截面圖。
具體實施例方式如圖1所示,空氣渦輪機(jī)啟動機(jī)組件20可以與航空器、或其他系統(tǒng)關(guān)聯(lián),包括燃?xì)鉁u輪機(jī)發(fā)動機(jī)。熱空氣源22——如通常在地面上時所采用的,其可以來自輔助動力單元——傳遞熱的高壓空氣進(jìn)入入口 24。高壓空氣流動經(jīng)過渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子沈,導(dǎo)致渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子 26旋轉(zhuǎn)。當(dāng)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子沈旋轉(zhuǎn)時,它使通過行星齒輪系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)輸出軸觀。輸出軸觀可以使用作為啟動機(jī),以起動主燃?xì)鉁u輪機(jī)發(fā)動機(jī)30的操作。行星齒輪系統(tǒng)包括太陽齒輪34,其由轉(zhuǎn)子軸32驅(qū)動,轉(zhuǎn)子軸32與渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子沈一起旋轉(zhuǎn)。太陽齒輪34繼而驅(qū)動多個行星齒輪40。行星齒輪40包括驅(qū)動環(huán)形齒輪42的輸出齒輪齒41。環(huán)形齒輪42通過機(jī)械離合器連接驅(qū)動輸出軸28。行星齒輪40繞著固定行星軸44旋轉(zhuǎn)。固定行星軸44包括端部凸緣46,其被固定以防止相對于殼體38旋轉(zhuǎn)。滾針軸承300將齒輪40支撐在固定軸44上。如圖2所示,止推墊圈100設(shè)置在行星齒輪40的一個端面上,并且組合的止推墊圈對134和136設(shè)置在相對端部上。軸襯102包括按壓配合進(jìn)入殼體圓孔的名義主體部,并且具有在一個端部延伸進(jìn)入在止推墊圈100中的切口 108的突出的軸向小突起部106。凸緣112形成在軸襯102的外端部,并且用來定位軸襯以抵靠在殼體38中的埋頭孔表面116。圖3A表示軸襯102的細(xì)節(jié),包括凸緣112和小突起部106。軸襯102顯示在圖:3B的剖面中。名義主體部111是壓入配合進(jìn)殼體圓孔的部分。 還示出了凸緣112。小突起部106從名義主體部111軸向延伸。如圖所示,名義主體部111 延伸軸向長度d0,而小突起部延伸軸向長度dl。小突起部106具有從中心軸線以半徑Rl 定位的內(nèi)彎曲表面。小突起部106的外周由R3限定。主體111的外周由Dl限定,其是接觸殼體圓孔的表面。如圖3C所示,軸襯102具有在圓周寬度d2上延伸的小突起部106。d2尺寸是側(cè)面對側(cè)面的尺寸,大體上周向延伸。在所示的實施例中,側(cè)面大體上互相平行,并且距離將因此在平行的側(cè)面之間測量??蛇x實施例可以具有從中心輻射的那些表面,對此d2是弧長或角度尺寸。圖4A表示具有切口 108和在一個面上的油槽118的止推墊圈100。埋頭孔114也可以在圖4B中見到。如圖所示,切口 108延伸圓周寬度d3。并且如圖4B所示,墊圈100的最內(nèi)孔(其長度不包括埋頭孔114)延伸軸向尺寸d4。在一個實施例中,d0是 0. 386〃 (0. 980cm);dl 是 0. 100" (0. 254cm);d2 是 0. 125" (0. 317cm);d3 是 0. 196〃 (0. 498cm)以及 d4 是 0. 108〃 (0.274cm)。在相同的實施例中,Dl 是 0. 766〃 (1. 94cm);以及 Rl 是 0. 303〃 (0. 770cm);以及 R3 是 0. 373〃 (0. 947cm)。在實施例中,dl與d0的比例是在0. 2到1. 0之間;d2與d3的比例是在0. 60到 0. 98之間;以及dl與d4的比例是在0. 20到0. 98之間。
返回圖2,在行星齒輪40的相對端部處是無凸緣軸襯130,其也壓入配合進(jìn)齒輪保持架殼體圓孔,并且通過底部接觸在軸襯端面160上來定位。軸襯130還具有向內(nèi)延伸的小突起部或延伸部132,其接合進(jìn)在止推墊圈136中的切口 142,以及接合進(jìn)在止推墊圈134 中的切口 140。止推墊圈134和136—起用作球形接頭,其中止推墊圈134套疊在止推墊圈 136中。止推墊圈136具有延伸通過它的整個軸向長度的切口 142,而止推墊圈134具有延伸有限軸向距離的切口 140。軸襯130的小突起部132在墊圈134和136中的切口 140和 142內(nèi)延伸以防止那些墊圈的旋轉(zhuǎn)。圖5A表示軸襯130。小突起部132從名義主體部146延伸。如圖所示,名義主體部146的外周是在直徑D3處。小突起部132的內(nèi)彎曲表面是在半徑R2處。小突起部132 延伸軸向距離d5,而名義主體部146延伸軸向尺寸d6。圖5B是軸襯130的端視圖,并且顯示小突起部132。小突起部132延伸圓周地測量的側(cè)面對側(cè)面尺寸d7。在所示的實施例中,側(cè)面大體上互相平行,并且距離將因此在平行的側(cè)面之間測量??蛇x實施例可以具有從中心輻射的那些表面,對此d2是弧長或角度尺寸。墊圈136示出在圖6A中。如在圖6A和6B之間可見的,凹表面158形成在一個側(cè)面上并且與垂直面156分離開。切口 142延伸通過墊圈136的整個軸向厚度。如圖6A所示,切口 142的寬度限定為d8。圖6B表示墊圈136,其具有延伸軸向長度d9的切口 142。圖7A表示墊圈134。墊圈134具有切口 140,其具有寬度dlO。并且可以見到油槽 301。圖7B表示配合的止推墊圈134。墊圈134和136套疊在一起,如上面所述。墊圈 134具有延伸到端表面138、具有深度dll的切口 140。凸表面150與相對垂直面152分離開。在一個實施例中,d5是 0. 191〃(0. 485cm) ;d6 是 0. 413〃 (1. 04cm) ;d7 是 0. 125" (0. 317cm);d8 是 0.196" (0. 498cm) ;d9 是 0.70〃 (0. 178cm) ;dlO 是 0.196" (0.498cm); 以及dll是0.140〃(0.356cm)。在相同的實施例中,D3是0. 746〃( 1. 90cm);以及R2是 0. 323〃(0. 820cm)。在實施例中,d5與d6的比例是在0. 20到1. 0之間;d7與d8的比例是在0. 60到0. 98之間;以及d5與d9和dll的和的比例是在0. 20到0. 98之間。兩個距離d2和d7可以限定為周向地繞著軸線測量的側(cè)面對側(cè)面距離。當(dāng)然,側(cè)面大體上互相平行,并且距離將因此在平行的側(cè)面之間測量??蛇x實施例可以具有從中心輻射的那些表面,對此d2是弧長或角度尺寸。確定所述小突起部和槽的尺寸以便在小突起部的外周和槽的內(nèi)周之間具有很小的間隙。仍然,所述小突起部將防止槽、以及它們相應(yīng)部件特征的相對旋轉(zhuǎn)。這個組件提供防止墊圈134、136和100旋轉(zhuǎn)的可靠方式,不需要額外的部件。這種組裝和旋轉(zhuǎn)限制的方法提供在小突起部側(cè)面和狹槽邊緣之間增加的接觸面積,減少了每單位面積的載荷。這樣顯著降低了接觸應(yīng)力,并且提高配合部件的磨損壽命。公開的組合將通過增加接觸面積從而降低應(yīng)力和磨損來增加組件的壽命。通過減少部件數(shù)量改進(jìn)實施例的組裝,從而降低庫存量和相關(guān)費用。此外,降低了裝配操作和勞動力,并且具有容易裝配的好處。作為實例,公開的組合消除了盲裝配,例如將窄的銷插入盲孔中。 雖然已經(jīng)公開了本發(fā)明的實施例,但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到,某些修改將落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。由此原因,下面的權(quán)利要求應(yīng)該被研究為確定本發(fā)明的真實范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種用在行星齒輪系統(tǒng)中的軸襯,包括圓柱形主體部,其限定沿著中心軸線延伸以被圍繞行星齒輪軸接收的圓孔;以及小突起部,其軸向延伸超過所述軸襯的名義主體部并且被接收在與所述軸襯關(guān)聯(lián)的止推墊圈中的切口中以防止所述止推墊圈旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述軸襯,其中所述小突起部的軸向長度與所述名義主體部的軸向長度的比例是在0. 20到1.0之間。
3.如權(quán)利要求2所述軸襯,其中所述小突起部的圓周寬度與在所述止推墊圈中將接收所述小突起部的所述切口的圓周寬度的比例是在0. 60到0. 98之間。
4.如權(quán)利要求2所述軸襯,其中所述小突起部的軸向長度與在所述止推墊圈中將接收所述小突起部的所述切口的軸向長度的比例是在0. 20到0. 98之間。
5.一種齒輪保持架,包括行星齒輪,其被包含在行星齒輪系統(tǒng)中以用于繞著軸線旋轉(zhuǎn);至少一個軸承,其用于支撐所述行星齒輪;一對軸襯,其安裝在所述齒輪的相對軸端部,所述軸襯的每個都與止推墊圈相關(guān)聯(lián),所述止推墊圈的每個都包括切口,并且所述軸襯的每個包括從所述軸襯的名義主體軸向延伸并且接收在所述關(guān)聯(lián)的止推墊圈的所述切口中以防止旋轉(zhuǎn)的小突起部。
6.如權(quán)利要求5所述的齒輪保持架,其中所述小突起部的軸向長度與所述名義主體部的軸向長度的比例是在0. 20到1. 0之間。
7.如權(quán)利要求5所述的齒輪保持架,其中所述小突起部的圓周寬度與接收所述小突起部的所述切口的圓周寬度的比例是在0. 60到0. 98之間。
8.如權(quán)利要求5的齒輪保持架,其中每個所述小突起部的軸向長度和在所述關(guān)聯(lián)的止推墊圈中的所述切口的軸向長度的比例是在0. 20到0. 98之間。
9.如權(quán)利要求5所述齒輪保持架,其中所述小突起部的軸向長度與所述名義主體部的軸向長度的比例是在0. 20到1. 0之間,所述小突起部的圓周寬度與接收所述小突起部的所述切口的圓周寬度的比例是在0. 60到0. 98之間,并且每個小突起部的軸向長度和在所述關(guān)聯(lián)的止推墊圈中的所述切口的軸向長度的比例是在0. 20到0. 98之間。
10.如權(quán)利要求5所述齒輪保持架,其中與所述齒輪一個端部關(guān)聯(lián)的止推墊圈包括一對止推墊圈,其中所述一對止推墊圈的其中一個形成為具有垂直面和凸面,并且所述一對止推墊圈的另一個形成為具有垂直面和凹面,并且所述一對止推墊圈套疊在彼此內(nèi),其中所述一對止推墊圈的其中一個具有延伸通過整個軸向厚度的所述凹槽,并且所述一對止推墊圈的另一個具有不延伸通過整個軸向厚度的凹槽,這些凹槽一起限定所述切口。
11.一種空氣渦輪機(jī)啟動機(jī),包括空氣入口,用于引導(dǎo)空氣經(jīng)過渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子,所述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子由空氣驅(qū)動來旋轉(zhuǎn),并且驅(qū)動渦輪機(jī)軸,所述渦輪機(jī)軸通過驅(qū)動太陽齒輪而驅(qū)動行星齒輪系統(tǒng);多個行星齒輪,其由所述太陽齒輪繞著軸線驅(qū)動;所述多個行星齒輪被接合來驅(qū)動環(huán)形齒輪;殼體,用于支撐所述行星齒輪;所述行星齒輪包括在內(nèi)周圓孔內(nèi)的軸承,以及支撐在所述軸承內(nèi)的在每個所述行星齒輪中的行星軸;以及一對軸襯,其安裝在每個所述齒輪的相對軸端部,所述軸襯的每個都鄰近止推墊圈,所述止推墊圈的每個都包括切口,并且所述軸襯的每個都包括從所述軸襯的名義主體軸向延伸并且接收在所述關(guān)聯(lián)的止推墊圈的所述切口中以防止旋轉(zhuǎn)的小突起部。
12.如權(quán)利要求11所述的空氣渦輪機(jī)啟動機(jī),其中所述小突起部的軸向長度與所述名義主體部的軸向長度的比例是在0. 20到1. 0之間。
13.如權(quán)利要求11所述的空氣渦輪機(jī)啟動機(jī),其中所述小突起部的圓周寬度與接收所述小突起部的所述切口的圓周寬度的比例是在0. 60到0. 98之間。
14.如權(quán)利要求11的空氣渦輪機(jī)啟動機(jī),其中每個所述小突起部的軸向長度與在所述關(guān)聯(lián)的止推墊圈中的所述切口的軸向長度的比例是在0. 20到0. 98之間。
15.如權(quán)利要求11所述的空氣渦輪機(jī)啟動機(jī),其中所述小突起部的軸向長度與所述名義主體部的軸向長度的比例是在0. 20到1. 0之間,所述小突起部的圓周寬度與接收所述小突起部的所述切口的圓周寬度的比例是在0. 60到0. 98之間,并且每個小突起部的軸向長度和所述切口的軸向長度的比例是在0. 20到0. 98之間。
16.如權(quán)利要求11所述的空氣渦輪機(jī)啟動機(jī),其中與所述齒輪一個端部關(guān)聯(lián)的止推墊圈包括一對止推墊圈,其中所述一對止推墊圈的其中一個形成為具有垂直面和凸面,并且所述一對止推墊圈的另一個形成為具有垂直面和凹面,并且所述一對止推墊圈套疊在彼此內(nèi),其中所述一對止推墊圈的其中一個具有延伸通過整個軸向厚度的所述凹槽,并且所述一對止推墊圈的另一個具有不延伸通過整個軸向厚度的凹槽,這些凹槽一起限定所述切□。
17.如權(quán)利要求16所述的空氣渦輪機(jī)啟動機(jī),其中所述小突起部的軸向長度與所述名義主體部的軸向長度的比例是在0. 20到1. 0之間。
18.如權(quán)利要求16所述的空氣渦輪機(jī)啟動機(jī),其中所述小突起部的圓周寬度與接收所述小突起部的所述切口的圓周寬度的比例是在0. 60到0. 98之間。
19.如權(quán)利要求16的空氣渦輪機(jī)啟動機(jī),其中每個所述小突起部的軸向長度與在所述關(guān)聯(lián)的止推墊圈中的所述切口的軸向長度的比例是在0. 20到0. 98之間。
20.一種將齒輪保持架裝配進(jìn)空氣渦輪機(jī)啟動機(jī)的方法,包括步驟繞著行星齒輪軸放置一對軸向間隔的軸襯,并且在所述軸襯之間放置行星齒輪,將止推墊圈定位為具有鄰接所述齒輪的面,并且將軸向延伸超過所述軸襯的名義主體部的小突起部插入在所述止推墊圈中的切口以防止所述止推墊圈的旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及行星齒輪系統(tǒng)中止推墊圈的旋轉(zhuǎn)防止。一種用于使用在行星齒輪系統(tǒng)中的軸襯,具有限定沿著中心軸線延伸以被接收在行星齒輪軸上的圓孔的圓柱形主體部。小突起部軸向延伸超過所述軸襯的名義主體部并且接收在與所述軸襯鄰接的止推墊圈中的切口中以防止所述止推墊圈旋轉(zhuǎn)。還公開了一種包括所述軸襯的齒輪保持架和空氣渦輪機(jī)啟動機(jī)、以及裝配所述軸襯的方法。
文檔編號F02C7/277GK102537301SQ20121000063
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月3日
發(fā)明者B.A.德爾摩爾, D.A.諾倫, J.A.布朗, T.L.克利普, W.C.特羅默 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司
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