CN101951066B - 功率传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种功率传递装置，连接于发动机主轴与发电机之间，其包括：传动套轴，套设在发动机主轴上，通过第一连接件与发动机主轴同步转动；发电机传动齿轮组，包括多个相互连接的传动齿轮，其输入端与传动套轴传动连接，其输出端与发电机传动连接。本发明所述的功率传递装置采用传动套轴与发动机主轴传动连接的结构，能够直接从发动机主轴上提取功率，使发电机获得较大的驱动力，而且采用套接的结构，能够有效地节省传递机构的占用空间；采用发电机传动齿轮轴从传动套轴向发电机传递动力，该发电机传动齿轮组的功率传递能力可以根据实际需要驱动的发电机的功率进行设计，可以满足驱动大功率发电机的需求。

Description

功率传递装置

技术领域

本发明涉及飞机上的传动装置，特别地涉及一种功率传递装置。

背景技术

目前，在大、中型飞机上和大型直升机上，为了满足日益提高的交流电量需求，通常都装有辅助动力装置(APU)，但是采用该辅助动力装置则需要在飞机储物舱中专门设计出一个体积较大的安装空间，而且该装置的重量也较大，不利于对飞机结构、重量的优化。

因此，为了降低对飞机上有限空间的占用、减轻飞机的自重，现有技术通常在飞机发动机主轴上设置传动机构，如图1所示，在发动机主轴，即弹性轴1上设置中部传动组件20，通过该中部传动组件20将飞机发动机输出的一部分动力传递给设置在下部附件传动匣30内的一系列附件传动组件，最终通过下部附件传动匣30内的附件传动组件传递给飞机上使用的发电机，从而带动发电机工作。此种传递装置结构紧凑，能够有效节省占用的空间，而且重量小，有利于对发动机结构的优化。

然而，对于上述采用多级传动方式分享飞机发动机的输出功率的传动机构，由于下部传动匣30的空间有限，传动链上通常会同时带动多个附件，因此只能带动较小功率的发电机工作，无法满足飞机用电量提高的需求。

因此，有必要提供一种新型的动力传动装置，能够在飞机的有限空间内带动较大功率的发电机工作。

发明内容

本发明旨在提供一种功率传递装置，能够解决由于可用空间有限、传动部件过多而无法利用飞机的发动机带动大功率的发电机进行工作的技术问题。

为此，本发明提供了一种功率传递装置，连接于发动机主轴与发电机之间，其包括：传动套轴，套设在发动机主轴上，通过第一连接件与发动机主轴同步转动；发电机传动齿轮组，包括多个相互连接的传动齿轮，其输入端与传动套轴传动连接，其输出端与发电机传动连接，发电机传动齿轮组中至少有一对传动齿轮之间的轴交角为非正交角。；

进一步地，发电机传动齿轮组可以包括：第一传动齿轮，通过第二连接件与传动套轴同轴传动连接；第二传动齿轮，与第一传动齿轮啮合，且与第一传动齿轮之间的轴交角呈非正交的第一轴交角；第三传动齿轮，与第二传动齿轮同轴传动连接；第四传动齿轮，与第三传动齿轮啮合，且与第三传动齿轮之间的轴交角呈非正交的第二轴交角；电机传动齿轮，连接于第四传动齿轮与发电机之间，其中，第四传动齿轮的轴线与第一传动齿轮的轴线平行。

进一步地，第一连接件和第二连接件可以均为花键。

进一步地，第一轴交角和第二轴交角均可以为100度。

进一步地，电机传动齿轮可以包括：第一电机传动齿轮，与第四传动齿轮同轴传动连接；第二电机传动齿轮，与第一电机传动齿轮啮合，并与所述发电机传动连接。

进一步地，发电机传动齿轮组的输出端可以具有输出传动轴管，发电机的输入端可以具有发电机输入轴，发电机输入轴可以设置于输出传动轴管内与输出传动轴管传动连接。

进一步地，输出传动轴管的外周可以设置有磁性密封圈组件。

进一步地，本发明所述的功率传递装置还可以包括传动机匣，发电机传动齿轮组可以设置于传动机匣内。

进一步地，传动机匣的外侧可以设置有环形安装座，环形安装座的外周可以设置有外凸沿，发电机的输入端可以设置有与该外凸沿相配合的外凸台，外凸沿的端面与外凸台的端面相贴合地固定于快卸环组件中。

进一步地，快卸环组件可以包括：外环，具有弹性开口，弹性开口的两端设置有锁紧宽度可调的锁紧装置；内卡环，固定于外环的内侧，具有适合安装相互贴合的外凸沿和外凸台的卡槽。

进一步地，内卡环可以包括四段分体的环段。

进一步地，锁紧装置可以包括：第一固定部，设置于弹性开口的第一端，具有第一通孔；第二固定部，设置于弹性开口的第二端，具有第二通孔；可调锁紧螺栓，设置于第一通孔和所述第二通孔中，其一端具有沿其轴向可移动的锁紧螺母。

进一步地，磁性密封圈组件可以包括：动环，设置于输出传动轴管外周并与输出传动轴管随动；静环，固定于传动机匣外侧的环形安装座上，并与动环同轴设置；密封环，设置于动环与静环的连接端面之间。

进一步地，密封环可以为石墨环，动环上与静环相对的端面上设置有第一环槽，石墨环可以设置于第一环槽内。

进一步地，动环的内周可以设置有第二环槽，第二环槽内可以设置有第一密封胶圈，静环的外周可以设置有第三环槽，第三环槽内可以设置有第二密封胶圈。

本发明具有以下技术效果：

1.采用传动套轴与发动机主轴传动连接的结构，能够直接从发动机主轴上分担功率，使发电机获得较大的驱动力，而且采用套接的结构，能够有效地节省传递机构的占用空间；采用发电机传动齿轮轴从传动套轴向发电机传递动力，该发电机传动齿轮组的功率传递能力可以根据实际需要驱动的发电机的功率进行设计，可以满足驱动大功率发电机的需求。

2.发电机传动齿轮组中的传动齿轮有两对传动齿轮之间的轴交角呈非正交角，采用了斜传的形式，这样可以有效减少占用空间，实现了在较小的空间内由飞机发动机驱动大功率发电机的目的。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中发动机主轴与发电机之间的传递结构示意图；

图2是本发明所述的功率传递装置优选实施例结构示意图；

图3是本发明优选实施例的传动套轴的安装结构示意图；

图4是本发明优选实施例的磁性密封圈组件的安装结构示意图；

图5是本发明优选实施例的发电机与传动机匣之间的连接结构示意图；

图6是本发明优选实施例的磁性密封圈组件的结构示意图；

图7是本发明优选实施例的快卸环组件结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本发明所述的功率传递装置的研制总体思路是在涡桨发动机的基础上，为满***流发电机的功率、转速要求，而单独新增了一条传动交流发电机的传动链，这样，即使增大了交流发电机的功率，也可以由该新增的传动链实现动力的传递。

本发明所述的功率传递装置，由于其中的齿轮之间采用了非正交的连接形式，呈倾斜的状态，因此可以将本发明所述的功率传递装置称为斜传装置。

图2是本发明所述的功率传递装置优选实施例的结构示意图，图3是本发明优选实施例的传动套轴的安装结构示意图，请参见图2和图3。

该斜传装置连接于与发动机的压气机转子7相连接的发动机主轴1与发电机3之间，其包括：传动套轴2，套设在发动机主轴1上，通过第一连接件11与发动机主轴1同步转动；发电机传动齿轮组，包括多个相互连接的传动齿轮，其输入端与传动套轴2的传动连接，其输出端与发电机3传动连接。实际上，该发电机传动齿轮组中的传动齿轮的数量和连接形式可以根据所要驱动的发电机的功率的大小而进行设计，但是，由于飞机上用于安装该传递装置的空间十分有限，对于各个传动齿轮之间的安装形式和连接结构需要进行特别的设计，本发明所提供的功率传递装置就不但可以传动较大的输出功率，而且具有紧凑的结构，占用较小的空间，能够满足飞机上特殊安装空间的要求。

下面，作为一个优选实施例，对上述发电机传动齿轮组进行说明。

该发电机传动齿轮组可以包括两对轴向非正交的锥齿轮组，实现节省空间的目的，该两对轴向非正交的锥齿轮组可以包括：第一传动齿轮21，通过第二连接件12与所述传动套轴2同轴传动连接；第二传动齿轮22，与第一传动齿轮21啮合，且与第一传动齿轮21之间的轴交角呈非正交的第一轴交角；第三传动齿轮23，与第二传动齿轮22同轴传动连接；第四传动齿轮24，与第三传动齿轮23啮合，且与第三传动齿轮23之间的轴交角呈非正交的第二轴交角。为了保证原有发动机主轴和发电机3的安装位置的稳定，此处第四传动齿轮24的轴线与第一传动齿轮21的轴线平行，这样就能够保证出两对非正交的锥齿轮组之间的锥齿轮呈倾斜状之外，其余的部件均可以保持水平的稳定状态。

优选地，在本实施例中，可以将第一轴交角和第二轴交角均设置为100度，可以满足空间和动力的两种需求。

在本实施例中仅采用了两对非正交的锥齿轮组，在实际应用中，可以随着空间的改变和所驱动的发电机的功率的增加，增加或减少非正交的锥齿轮的数量。

此外，为了将发动机的功率传递给发电机3，该发电机传动齿轮组还可以包括电机传动齿轮，在本实施例中，该电机传动齿轮可以包括：第一电机传动齿轮25，与第四传动齿轮24同轴传动连接；第二电机传动齿轮26，与第一电机传动齿轮25啮合，并与所述发电机3传动连接。当然，电机传动齿轮也可以根据实际的应用而采用不同数量，本实施例中，采用了两级传动齿轮，既满足了空间的需求，又能够保证功率传递的可靠性。

图5是本发明优选实施例的发电机与传动机匣之间的连接结构示意图，请参见图5。

为了使本发明所述的斜传装置的安装空间更加规整，也为了起到对各个锥齿轮起到更好的保护和防尘的效果，还可以设置一个传动机匣5，可以将发电机传动齿轮组30设置于传动机匣5中。

优选地，传动机匣5的外侧可以设置有环形安装座51，该环形安装座51的外周可以设置有外凸沿511，发电机3的输入端亦可以设置有外凸台311，外凸沿511和外凸台311的端面可以贴合在一起，使两者形成一个整体的凸台，再将这个整体的凸台放置于快卸环组件6中，通过快卸环组件6将外凸沿511和外凸台311锁紧，进而实现将电机3固定在传动机匣5上的目的。

图7是本发明优选实施例的快卸环组件结构示意图，请参见图7。

优选地，快卸环组件可以包括：外环61，具有弹性开口，以便于套装在两凸台所形成的圆柱体上，在弹性开口的两端可以设置有宽度可调的锁紧装置；内卡环62，固定于外环61的内侧，并具备适于贴合在一起的外凸沿511和外凸台311装入的卡槽。该外环61可以由一钢带弯成，内卡环62可以是具有一定厚度的钢圈，为了使内卡环62也能够随外环61而较便利地弹性张开，内卡环62可以由四段分体的环段形成，并可以通过点焊的方式焊接到外环61的内周。

优选地，为了实现快卸环组件的便捷拆卸，并使其箍紧力的大小可调，锁紧装置可以包括：左固定部63，设置于所述弹性开口的左端，具有第一通孔；右固定部64，设置于弹性开口的右端，具有第二通孔；可调锁紧螺栓65，设置于第一通孔和第二通孔中，其一端具有沿其轴向可移动的锁紧螺母66，也可以在该端的端头设置一个自锁螺母67，实现电机3与传动机匣5之间连接的锁紧。该快卸环组件占用空间小，使电机的安装更加的方便、快捷。

为了进一步地起到节省空间的目的，发电机传动齿轮组的输出端，也就是第二电机传动齿轮26的输出端可以采用一根输出传动轴管31实现动力的输出，该输出传动轴管31穿过传动机匣5与发电机3传动连接，相应地，发电机3的输入端可以具有一根发电机输入轴8，该发电机输入轴8可以设置于输出传动轴管31内与所述输出传动轴管31传动连接，进而实现带动发电机3工作的目的。

为了防止各个传动齿轮上润滑油通过输出传动轴管31流入到发电机3内，造成对发电机3电气部件的损坏，可以在输出传动轴管31的外周设置一套磁性密封圈组件。

图4是本发明优选实施例的磁性密封圈组件的安装结构示意图，图6是本发明优选实施例的磁性密封圈组件的结构示意图，请参见图4和图6。

优选地，磁性密封圈组件可以包括：动环41，设置于输出传动轴管31外周并与输出传动轴管31随动；静环42，固定于传动机匣5外侧的环形安装座51上，并与动环41同轴设置；密封环43，设置于动环41与静环42的连接端面之间。

为了在动环41和静环42之间起到更好的密封效果，密封环43可以为石墨环，可以在动环41上与静环42相对的端面上设置第一环槽，将石墨环设置于第一环槽内。工作时石墨环与静环42端面进行贴合，并通过磁性保证相互贴合良好，当石墨环磨损后，利用磁性来补偿端面磨损间隙，保证两端面贴合良好，起到端面密封作用。

为了起到更好的径向密封的效果，可以在动环41的内周设置第二环槽，在该第二环槽内设置第一密封胶圈44，在静环42的外周设置有第三环槽，在第三环槽内设置第二密封胶圈45。这两个线圈可以具有径向封严的作用。

优选地，由于花键具有连接有力，连接紧固，功率传递精度高的优点，上述第一连接件11和第二连接件12均可以采用花键。

本发明所述的斜传装置经过试验证明，可以驱动60KVA交流发电机，***净重30kg，如果采用APU驱动则至少需要增重100至200kg，而且缩小了占用空间，更好地满足了飞机上用电量的需求。当然，随着不同机型的飞机的用电量的需求的增加，可以对本发明所述的斜传装置进行相应的改进。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种功率传递装置，连接于发动机主轴(1)与发电机(3)之间，其特征在于，包括：

传动套轴(2)，套设在所述发动机主轴(1)上，通过第一连接件(11)与所述发动机主轴(1)同步转动；

发电机传动齿轮组，包括多个相互连接的传动齿轮，其输入端与所述传动套轴(2)传动连接，其输出端与所述发电机(3)传动连接；

所述发电机传动齿轮组中至少有一对传动齿轮之间的轴交角为非正交角。

2.根据权利要求1所述的功率传递装置，其特征在于，所述发电机传动齿轮组包括：

第一传动齿轮(21)，通过第二连接件(12)与所述传动套轴(2)同轴传动连接；

第二传动齿轮(22)，与所述第一传动齿轮(21)啮合，且与所述第一传动齿轮(21)之间的轴交角呈非正交的第一轴交角；

第三传动齿轮(23)，与所述第二传动齿轮(22)同轴传动连接；

第四传动齿轮(24)，与所述第三传动齿轮(23)啮合，且与所述第三传动齿轮(23)之间的轴交角呈非正交的第二轴交角；

电机传动齿轮(25、26)，连接于所述第四传动齿轮(24)与所述发电机(3)之间，

其中，所述第四传动齿轮(24)的轴线与所述第一传动齿轮(21)的轴线平行。

3.根据权利要求2所述的功率传递装置，其特征在于，所述第一连接件(11)和所述第二连接件(12)均为花键。

4.根据权利要求2所述的功率传递装置，其特征在于，所述第一轴交角和所述第二轴交角均为100度。

5.根据权利要求4所述的功率传递装置，其特征在于，所述电机传动齿轮(25、26)包括：

第一电机传动齿轮(25)，与所述第四传动齿轮(24)同轴传动连接；

第二电机传动齿轮(26)，与所述第一电机传动齿轮(25)啮合，并与所述发电机(3)传动连接。

6.根据权利要求1所述的功率传递装置，其特征在于，所述发电机传动齿轮组的输出端具有输出传动轴管(31)，所述发电机(3)的输入端具有发电机输入轴(8)，所述发电机输入轴(8)设置于所述输出传动轴管(31)内与所述输出传动轴管(31)传动连接。

7.根据权利要求6所述的功率传递装置，其特征在于，所述输出传动轴管(31)的外周设置有磁性密封圈组件。

8.根据权利要求7所述的功率传递装置，其特征在于，还包括传动机匣(5)，所述发电机传动齿轮组设置于所述传动机匣(5)内。

9.根据权利要求8所述的功率传递装置，其特征在于，所述传动机匣(5)的外侧设置有环形安装座(51)，所述环形安装座(51)的外周设置有外凸沿(511)，所述发电机(3)的输入端设置有与所述外凸沿(511)相配合的外凸台(311)，所述外凸沿(511)的端面与所述外凸台(311)的端面相贴合地固定于快卸环组件(6)中。

10.根据权利要求9所述的功率传递装置，其特征在于，所述快卸环组件(6)包括：

外环(61)，具有弹性开口，所述弹性开口的两端设置有宽度可调的锁紧装置；

内卡环(62)，固定于所述外环(61)的内侧，具有适合安装相互贴合的所述外凸沿(511)和所述外凸台(311)的卡槽。

11.根据权利要求10所述的功率传递装置，其特征在于，所述内卡环(62)包括四段分体的环段。

12.根据权利要求11所述的功率传递装置，其特征在于，所述锁紧装置包括：

第一固定部(63)，设置于所述弹性开口的第一端，具有第一通孔；

第二固定部(64)，设置于所述弹性开口的第二端，具有第二通孔；

可调锁紧螺栓(65)，设置于所述第一通孔和所述第二通孔中，其一端具有沿其轴向可移动的锁紧螺母(66)。

13.根据权利要求8所述的功率传递装置，其特征在于，所述磁性密封圈组件包括：

动环(41)，设置于所述输出传动轴管(31)外周并与所述输出传动轴管(31)随动；

静环(42)，固定于所述传动机匣(5)外侧的环形安装座(51)上，并与所述动环(41)同轴设置；

密封环(43)，设置于所述动环(41)与所述静环(42)的连接端面之间。

14.根据权利要求13所述的功率传递装置，其特征在于，所述密封环(43)为石墨环，所述动环(41)上与所述静环(42)相对的端面上设置有第一环槽，所述石墨环设置于所述第一环槽内。

15.根据权利要求14所述的功率传递装置，其特征在于，所述动环(41)的内周设置有第二环槽，所述第二环槽内设置有第一密封胶圈(44)，所述静环(42)的外周设置有第三环槽，所述第三环槽内设置有第二密封胶圈(45)。

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