JPS60139945A - Composite power gear device - Google Patents
Composite power gear deviceInfo
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- JPS60139945A JPS60139945A JP59256377A JP25637784A JPS60139945A JP S60139945 A JPS60139945 A JP S60139945A JP 59256377 A JP59256377 A JP 59256377A JP 25637784 A JP25637784 A JP 25637784A JP S60139945 A JPS60139945 A JP S60139945A
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- gear
- bearing
- action
- line
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
- F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
- F16H1/22—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gear Transmission (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、複合動力歯車装置に係り、更に詳細には動力
歯車装置内に於て荷重を均等に分配するどに係る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION TECHNICAL FIELD This invention relates to compound power gearing, and more particularly to evenly distributing loads within a power gearing.
航空機用エンジンよりプロペラへ動力を伝達するために
使用される動力歯車装置の如き複合動力歯車装置に於て
は、一つの入力ビニオンにより駆動される一対のアイド
ル歯車によって一つの出力歯車を回転駆動することが、
歯車の歯の荷重を低減し、また歯車自身及び歯車箱の大
きさを低減しこれにより歯車装置の重量を低減する上で
望ましいことが解っている。このことを達成するために
は、入力ビニオンによりアイドル歯車へトルクが均等に
分配されるとが必要である。しかし現今の歯車装着装置
に於ては通常の製造公差により入力ビニオンとアイドル
歯車との間にて均等に荷重を分配することが困難にされ
ている。かかる問題を解決する一つの方策は、入力ビニ
オンの中心がアイドル歯車の中心線よりオフセットされ
ている場合には、入力ビニオンを回転可能に支持し旧ア
イドル歯車へ均等に荷重が分配されるようアイドル山車
の間にて入力ピニオンが心出しすることを可能にする枢
動式のヨークを採用するこである。かかる構造の一例が
米国特許第４．３１２．２４４号に開示されている。し
かしかかるピニオンの装＠構造は、入力ビニオンの中心
が二つのアイドル歯車の中心と実質的に同一直線状にあ
る場合や歯車箱の如き歯車装置の固定された構造部材に
歯車の荷重が伝達されることが望ましくない状況に於て
は実施不可能である。In a compound power gearing system, such as a power gearing system used to transmit power from an aircraft engine to a propeller, one output gear is rotationally driven by a pair of idle gears driven by one input pinion. That is,
It has been found desirable to reduce the load on the gear teeth and also to reduce the size of the gear itself and the gear box, thereby reducing the weight of the gear system. To accomplish this, it is necessary that the input pinion evenly distributes the torque to the idle gears. However, normal manufacturing tolerances in current gear mounting systems make it difficult to evenly distribute the load between the input pinion and the idler gear. One way to solve this problem is to rotatably support the input pinion if the center of the input pinion is offset from the center line of the idle gear, so that the input pinion can be rotated so that the load is evenly distributed to the old idle gear. It employs a pivoting yoke that allows the input pinion to center between the floats. An example of such a structure is disclosed in US Pat. No. 4,312,244. However, such pinion configurations are difficult to implement when the center of the input pinion is substantially co-linear with the centers of the two idle gears, or when the gear load is transferred to a fixed structural member of the gear system, such as a gear box. impractical in situations where it is undesirable to do so.
発明の開示
本発明の目的は、入力ビニオンよりこれと整合された一
対のアイドル歯車へ均等に荷重を分配し傳る改良された
動力歯車装置を提供することである。DISCLOSURE OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an improved power gearing system that evenly distributes load from an input pinion to a pair of idle gears aligned therewith.
本発明によれば、かかる均等な荷重分配は入力ビニオン
とアイドル歯車との間の作用線に垂直な方向へ入力ピニ
オンが運動することを拘束しつつ、作用線に平行な方向
ヘーっ又はそれ以上の入力ピニオンを移動可能に支持す
ることによって達成される。上述の如き結果を達成する
多数の構造体が提案される。一つの好ましい実施例に於
ては、ピニオンの軸受は軸受装置用のハウジング内に設
けられたバルクヘッドの如ぎ静止構造部材に固定された
チャンネル部材に摺動可能に装着されたブロック内に配
置される。他の一つの好ましい実施例に於ては、ブロッ
クは弾性材及び非弾性材の交互の層よりなる構造部材に
取付けられ、各層は入力ピニオンとアイドル歯車との間
の作用線に平行な平面内に互いに平行な主要面を有して
いる。更に他の一つの実施例に於ては、軸受装置のブロ
ックは、歯車の作用線に平行な方向へ可撓的に湾曲可能
であり目作用線に垂直な方向に剛固である梁によって静
止構造体に装着される。According to the invention, such equal load distribution restrains the input pinion from moving in a direction perpendicular to the line of action between the input pinion and the idler gear, while at the same time This is achieved by movably supporting the input pinion of. A number of structures have been proposed to achieve the results described above. In one preferred embodiment, the pinion bearing is disposed within a block slidably mounted in a channel member secured to a stationary structural member, such as a bulkhead, within a housing for the bearing assembly. be done. In another preferred embodiment, the block is attached to a structural member consisting of alternating layers of elastic and inelastic material, each layer extending in a plane parallel to the line of action between the input pinion and the idler gear. have major surfaces parallel to each other. In yet another embodiment, the block of the bearing device is held stationary by a beam that is flexible in a direction parallel to the line of action of the gear and rigid in a direction perpendicular to the line of action of the gear. attached to the structure.
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention will be explained in detail below by way of example embodiments with reference to the accompanying figures.
発明を実施するための最良の形態
及び産業上の利用可能性
添付の図面、特に第１図乃至第３図に本発明の動力歯車
装置が符号１０にて全体的に図示されており、ケーシン
グ１５と該ケーシング内の歯車列２０とを含んでいる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION AND INDUSTRIAL APPLICATION In the accompanying drawings, and in particular in FIGS. and a gear train 20 within the casing.
歯車列２０はエンジンの回転速度を航空機のプロペラの
運転特性と両立し得る値に低減するなどの如き任意の所
望の用途に有用である。上述の如き用途に於ては、エン
ジンは入力軸２５に接続されたスプライン接続手段（図
示せず）の如き任意の適当な手段により入力軸に於て歯
車列２０に接続され、プロペラは部分的に図示され符号
３５により示されたカップリングの如き任意の適当なカ
ップリングにより出力軸３０に接続される。、第２図に
最もよく示されている如く、出功軸３０はローラ軸受セ
ット３７及びボール軸受セット４０上に支持されており
、これらの軸受セット番よ円形のレース内に配置された
ボール又はローラ軸受要素の有用な構造を含んでおり、
必要に応じて′ＩＩＩ滑されるようになっている。Gear train 20 is useful for any desired application, such as reducing the rotational speed of an engine to a value compatible with the operating characteristics of an aircraft propeller. In applications such as those described above, the engine is connected to the gear train 20 at the input shaft by any suitable means, such as spline connection means (not shown) connected to the input shaft 25, and the propeller is partially connected to the gear train 20. The output shaft 30 is connected to the output shaft 30 by any suitable coupling, such as the coupling shown in FIG. As best shown in FIG. 2, the spindle 30 is supported on a roller bearing set 37 and a ball bearing set 40, and these bearing set numbers are supported by balls or balls arranged in a circular race. Contains a useful structure for roller bearing elements,
It is designed to be slid by 'III' as necessary.
出□力軸３０は出力歯車４５を担持しており、出力軸３
０及び歯車４５は該歯車と噛合する歯車５５−
Ｏ及び５５により駆動されるようになっている。The output shaft 30 carries an output gear 45, and the output shaft 3
0 and gear 45 are driven by gears 55-O and 55 which mesh with said gear.
これらの歯車５０及び５５はそれぞれ軸６０及び６５上
に装着されており、これらの軸は出力軸３０について上
述した要領と同様の要領にて符号５７にて示された位置
に於てハンジングの両端にて示されている。軸６０及び
６５はそれぞれ歯車５０及び５５より軸線方向に隔置さ
れたアイドル歯車７０及び７５を担持している。アイド
ル歯車７０及び７５は入力ピニオン８０により駆動され
るようになっており、入力ピニオンは作用線（ピニオン
に対する接線）８３に沿ってアイドル歯車と噛合してお
り、入力軸２５と共に回転し得るよう該入力軸に固定さ
れている。従ってエンジンにより入力軸２５が回転駆動
されると、入力ピニオン８０が回転され、入力ピニオン
が歯車７０及び７５と噛合していることにより軸６０及
び６５Ｊ従って歯車５０及び５５が回転駆動される。歯
車５０及び５５が回転されると、これらの歯車が出力歯
車４５と噛合していることにより、出力軸３ｏ１従って
カップリング３５を介して駆動される図に６−
は示されていない装置が回転駆動される。These gears 50 and 55 are mounted on shafts 60 and 65, respectively, which shafts are mounted at opposite ends of the hanging at a location indicated at 57 in a manner similar to that described above for output shaft 30. It is shown in Shafts 60 and 65 carry idler gears 70 and 75 that are axially spaced apart from gears 50 and 55, respectively. The idler gears 70 and 75 are adapted to be driven by an input pinion 80 which meshes with the idler gear along a line of action (tangent to the pinion) 83 and is adapted to rotate with the input shaft 25. Fixed to the input shaft. Therefore, when the input shaft 25 is rotationally driven by the engine, the input pinion 80 is rotated, and since the input pinion is meshed with the gears 70 and 75, the shafts 60 and 65J and hence the gears 50 and 55 are rotationally driven. When the gears 50 and 55 are rotated, since these gears are meshed with the output gear 45, a device (not shown at 6- in the figure) which is driven via the output shaft 3o1 and therefore the coupling 35 is rotated. Driven.
前述の如く、本明細書に開示された型式の複合動力歯車
装置はコンバクトロ軽量であるが、適正な作動を行わせ
るためには、入力トルクが入力ビニオン８０より歯車７
０及び７５へ均等に伝達されな【プればならない。しか
し通常の製造公差により、回転運動のみ可能な入力ピニ
オンによってはアイドル歯車へ均等にトルクを分配する
ことはできない。従って本発明によれば、入力ビニオン
は作用線８３と実質的に平行な方向へ運動可能である。As mentioned above, although compound power gearing of the type disclosed herein is compact, it is important that the input torque is lower than the input pinion 80 to the gear 7 for proper operation.
0 and 75 must be transmitted equally. However, due to normal manufacturing tolerances, an input pinion capable of only rotational movement cannot evenly distribute torque to the idle gears. According to the invention, the input pinion is therefore movable in a direction substantially parallel to the line of action 83.
更に添イ１の図に於て、一端に於てエンジンに接続され
た入力軸２５は軸受セット８５上に支持されており、他
端に於てはブロック９５内に受入れられた円形のレース
９０内に受入れられた軸受８７上に支持されている。図
示の如くブロック９５は中実の長方形のものであってよ
く、ボルト１１０及びナツト１１５の如き任意の適当な
手段によりハウジンクのバルクヘッド１０５に固定され
たブラケット１０２及びプレート１０４により郭定され
たチャンネル部材１００内に摺動可能に受入れられてい
る。チャンネル部材１００は入力ビニオンの軸受が入力
ビニオンとアイドル歯車７０及び７５との間の作用線に
実質的に平行な方向へ比較的自由に運動することを許す
。図示の如く軸受のブロック９５はリテーナ１２５と１
３０との間に配置されたばね１２０により半径方向に荷
重が与えられており、かかる荷重によりローラ要素がレ
ース内にて滑る傾向が低減されるようになっている。本
発明に於ける如くアイドル歯車と整合した入力ビニオン
は、これらの歯車の間の作用線に対し実質的に垂直な方
向への不安定性を呈し、かかる不安定性がチェックされ
な番プれば、かかる不安定性により入力ビニオンが一方
のアイドル歯車よりも他方のアイドル歯車に対し強固に
噛合せしめられることが解っている。従って本発明よれ
ば、入力ビニオンは二つのアイドル歯車へ入力トルクが
均等に分配されるよう歯車の作用線に実質的に平行な方
向へ自由に移動可能であり、しかも安定性を向上させる
目的で作用線に対し実質的に垂直な方向への運動が拘束
されている。Further in Figure 1, the input shaft 25 connected to the engine at one end is supported on a bearing set 85 and at the other end is a circular race 90 received in a block 95. It is supported on bearings 87 received within. As shown, block 95 may be solid and rectangular, with channels defined by bracket 102 and plate 104 secured to housing bulkhead 105 by any suitable means, such as bolts 110 and nuts 115. Slidably received within member 100. Channel member 100 allows the input pinion bearing to move relatively freely in a direction substantially parallel to the line of action between the input pinion and idler gears 70 and 75. As shown in the figure, the bearing block 95 is connected to the retainer 125 and 1
30 is radially loaded by a spring 120 which reduces the tendency of the roller elements to slip within the race. The input pinion aligned with the idle gears as in the present invention exhibits instability in a direction substantially perpendicular to the line of action between these gears, and if such instability is left unchecked, It has been found that such instability causes the input pinion to mesh more tightly with one idler gear than with the other. According to the invention, therefore, the input pinion is freely movable in a direction substantially parallel to the line of action of the gears so as to distribute the input torque evenly to the two idle gears, and for the purpose of improving stability. Movement in a direction substantially perpendicular to the line of action is restricted.
第４図及び第５図に、本発明の動力歯車装置の荷重の均
等な分配及び安定性の確保を達成する他の一つの手段が
図示されている。第４図に於て、軸受のブロック９５は
チャンネル部材内に受入れられているのではなく、交互
に接合された弾性材の層１３５と非弾性材の層１４０と
を含む装着チャンネル部材向上に支持されている。かか
る装着装置は剪断荷重を受けた場合には垂直方向に撓む
ことが可能であり、しかも圧縮荷重を受けた場合にも水
平方向に非常に剛固であり、これにより歯車の作用線に
垂直な方向への入力ピニオンの運動を拘束しつつ、歯車
の作用線に実質的に平行な方向へ入力ビニオンの軸受が
運動することを許す。4 and 5 illustrate another means of achieving even load distribution and ensuring stability of the power gear system of the invention. In FIG. 4, the bearing block 95 is not received within the channel member, but is supported in a mounting channel member comprising alternately bonded layers 135 of elastic material and layers 140 of inelastic material. has been done. Such a mounting device is capable of deflecting vertically when subjected to shear loads, yet is very rigid horizontally when subjected to compressive loads, which allows it to deflect vertically to the line of action of the gear The input pinion bearing is allowed to move in a direction substantially parallel to the line of action of the gear, while constraining movement of the input pinion in a direction substantially parallel to the line of action of the gear.
第５図に他の一つの装着装置が図示されている。Another mounting device is illustrated in FIG.
この装着装置は垂直方向の可撓性を有し且水平方向に剛
固な梁１４５を含んでおり、これにより歯車の作用線に
垂直な方向ヘビニオンが運動することを拘束しつつ歯車
の作用線に平行な方向へ入力ビニオンの軸受が運動する
ことを許す。第４図に一〇−
示された装着装置の如く、梁１４５は前述の如きボルト
接続などの種々の公知の方法の何れかの方法にてバルク
ヘッドに固定される。This mounting device includes a beam 145 that is vertically flexible and horizontally rigid, thereby restraining the movement of the hegnition in a direction perpendicular to the gear line of action while Allows the input pinion bearing to move in a direction parallel to . As with the attachment system shown at 10 in FIG. 4, the beam 145 is secured to the bulkhead in any of a variety of known ways, such as by bolted connections as previously described.
入力ビニオンの軸受の垂直方向の運動により、入力ビニ
オン及び入力軸の傾斜、即ち角方向変位が生じる。かか
るビニオンの角方向変位はビニオンとアイドル歯車との
間のフレキシビリティにより受入れられるが、図に示さ
れていないが、かかる入力ピニオンの角方向変位は歯車
を王冠状に修正することにより又は入力軸２５の両端に
スプライン接続手段を使用するとにより更に受入れられ
、これにより傾斜を生じることなくビニオンの垂直方向
の変位が可能になる。Vertical movement of the input pinion bearing causes a tilt, or angular displacement, of the input pinion and input shaft. Such angular displacement of the input pinion is accommodated by the flexibility between the pinion and the idler gear, but although not shown in the figure, such angular displacement of the input pinion can be accommodated by crowning the gear or adjusting the input shaft. The use of spline connection means at both ends of 25 is further accommodated, allowing vertical displacement of the binion without tilting.
以上に於ては、本発明の動力歯車装置の特定の□ 実施
例について詳細に説明したが、本発明の範囲内にて動力
歯車装置の種々の修正例が可能であることは当業者にと
って明らかであろう。例えば上述の実施例に於ては垂直
な作用線〈入力ピニオン及びアイドル歯車の両方に対す
る接線）が図示されたが、作用線の角度は本発明の範囲
内にて図示１０−
の位置より３０″までの範囲に於て変化してよい。Although specific embodiments of the power gear device of the present invention have been described in detail above, it is clear to those skilled in the art that various modifications of the power gear device are possible within the scope of the present invention. Will. For example, in the embodiment described above, a vertical line of action (tangent to both the input pinion and idler gear) was illustrated, but the angle of the line of action is within the scope of the present invention from the 10- to 30" position shown. It may vary within a range.
従って本発明に於ては、ビニオンの運動方向と作用線の
方向のと間に於ける実質的な平行性の意味の範囲内に放
て、これらの二つの方向の間に３０°までのずれがあっ
てよい。同様に上述の実施例に於ては入力ビニオン及び
アイドル歯車は同一直線上にあるものとして図示されて
いるが、入力ビニオンが適当量垂直方向に変位していて
もよく、その場合にも二つのアイドル歯車に荷重を均等
に分配することに対する影響は無視し得る程度でしかな
い。Therefore, within the meaning of substantial parallelism between the direction of motion of the binion and the direction of the line of action, the invention provides for a deviation of up to 30° between these two directions. It's good to have that. Similarly, although the input pinion and idler gear are illustrated as being colinear in the embodiments described above, the input pinion may be vertically displaced by any suitable amount, in which case the two There is only a negligible effect on the even distribution of the load on the idle gears.
第１図は本発明が組込まれた動力歯車装置をその一部を
破断して示す正面図である。
第２図は第１図に示された動力歯車装置を一部破断して
示す側面図である。
第３図は動力歯車装置の入力ビニオンを支持する軸受及
びそれらの軸受を軸受ハウジング内に装着する構造体を
一部破断して示す拡大部分図である？
第４図は第３図に示された入力ビニオンの軸受を装着す
るための他の一つの装着装置を示す正面図である。
第５図は第３図に示された入力ビニオンの軸受を装着す
るための更に他の一つの装着装置を示す正面図である。FIG. 1 is a partially cutaway front view of a power gear device incorporating the present invention. FIG. 2 is a partially cutaway side view of the power gear device shown in FIG. 1. FIG. 3 is an enlarged partial view, partially cut away, showing the bearings that support the input pinion of the power gear device and the structure that mounts these bearings in the bearing housing. 4 is a front view showing another mounting device for mounting the bearing of the input pinion shown in FIG. 3. FIG. 5 is a front view showing still another mounting device for mounting the bearing of the input pinion shown in FIG. 3. FIG.
Claims (1)
、作用線に沿って前記入力ビニオンと噛合し前記入力ビ
ニオンにより駆動される一対のアイドル歯車と、前記入
力ビニオン及び前記アイドル歯車の中心は実質的に同一
直線上にあることと、前記アイドル歯車により駆動され
る出力歯車とを含む複合動ツノ歯車装置にして、 前記入力ビニオンの前記軸受を受入れ前記支持構造体に
対し相対的に可動の軸受受入れ手段と、前記軸受受入れ
手段を装着すべく前記支持構造体に固定され、前記入力
ビニオンと前記アイドル歯車との間の前記作用線に対し
実質的に垂直な方向へ前記軸受受入れ手段が運動するこ
とを拘束しつつ前記作用線に実質的に平行な方向へ前記
軸受受入れ手段が制限された運動をすることを許す手段
と、 を含む複合動力歯車装置。Claims: a stationary support structure; an input pinion mounted on a bearing; a pair of idle gears meshing with and driven by the input pinion along a line of action; a compound movable horn gear system, the centers of the idler gears being substantially collinear, and an output gear driven by the idler gears, receiving the bearing of the input pinion and attaching to the support structure; bearing receiving means movable relative to said bearing receiving means and fixed to said support structure for mounting said bearing receiving means in a direction substantially perpendicular to said line of action between said input pinion and said idler gear; means for permitting limited movement of the bearing receiving means in a direction substantially parallel to the line of action while constraining movement of the bearing receiving means.
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