RU2532089C1 - Дифференциальный редуктор турбовинтовного двигателя - Google Patents
Дифференциальный редуктор турбовинтовного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2532089C1 RU2532089C1 RU2013148351/06A RU2013148351A RU2532089C1 RU 2532089 C1 RU2532089 C1 RU 2532089C1 RU 2013148351/06 A RU2013148351/06 A RU 2013148351/06A RU 2013148351 A RU2013148351 A RU 2013148351A RU 2532089 C1 RU2532089 C1 RU 2532089C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gear
- gears
- external
- shaft
- rim
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gear Transmission (AREA)
Abstract
Дифференциальный редуктор турбовинтового двигателя включает входной вал-шестерню, внутренний и внешний выходные валы-шестерни, четыре шестерни с большим зубчатым венцом, а также по две шестерни с малым зубчатым венцом для внешнего и внутреннего выходных валов-шестерен соответственно. Входной вал-шестерня сопряжен внешним зубчатым зацеплением с шестернями с большим зубчатым венцом. Внутренний выходной вал-шестерня сопряжен внешним зубчатым зацеплением с шестерней с малым зубчатым венцом. Внешний выходной вал-шестерня установлен концентрично относительно внутреннего выходного вала-шестерни. Шестерни с большим зубчатым венцом расположены симметрично вокруг входного вала-шестерни и сопряжены с входным валом-шестерней косозубой передачей. Шестерни с малым зубчатым венцом для внешнего выходного вала-шестерни расположены симметрично друг относительно друга, причем каждая из них установлена концентрично при помощи шлицевого соединения на соответствующую шестерню с большим зубчатым венцом и сопряжена внешним косозубым зацеплением с внешним выходным валом-шестерней. Шестерни с малым зубчатым венцом для внутреннего выходного вала-шестерни расположены симметрично друг относительно друга, причем каждая из них установлена концентрично при помощи шлицевого соединения на соответствующую шестерню с большим зубчатым венцом и при этом сопряжена внешним косозубым зацеплением через промежуточную шестерню с внутренним выходным валом-шестерней. Изобретение позволяет уменьшить габаритомассовые характеристики редуктора, а также повысить точностьи его изготовления. 3 ил.
Description
Изобретение относится к редукторам авиационных двигателей, а именно к дифференциальным редукторам турбовинтовых двигателей (ТВД), и может найти применение, например, в малоразмерных авиационных турбовинтовых двигателях.
Известен редуктор турбореактивного двигателя, включающий входной вал-шестерню, сопряженный с шестерней с малым зубчатым венцом, концентрично установленной на шестерню с большим зубчатым венцом, которая, в свою очередь, сопряжена с шестерней, жестко закрепленной на внутреннем выходном валу, с возможностью уменьшения осевых нагрузок, действующих на опорные подшипники, наружный выходной вал, взаимодействующий с внутренним выходным валом, при этом внешний, внутренний выходные валы и входной вал-шестерня расположены концентрично и соосно (Патент на изобретение RU 2219361 от 06.12.2001, опубл. 20.12.2003, МПК F02C 7/36).
Наиболее близким является дифференциальный редуктор, включающий входной вал-шестерню, сопряженный внешним зубчатым зацеплением с шестернями с большим зубчатым венцом, внутренний выходной вал-шестерню, сопряженный внешним зубчатым зацеплением с шестерней с малым зубчатым венцом, и внешний выходной вал-шестерню, установленный концентрично относительно внутреннего выходного вала-шестерни, при этом внешний, внутренний выходные валы и входной валы-шестерни расположены соосно (Патент на изобретение RU 2316667 от 06.02.2006, опубл. 10.02.2008, МПК F02K 3/072, F16C 21/00).
Недостатком представленных редукторов является отсутствие разгрузки опор входного и выходных валов от нагружающих элементов, приводящее к увеличению габаритов подшипников и редуктора в целом. Высокая неравномерность мощности между потоками из-за дискретности шлиц в шестернях с большим и малым зубчатыми венцами приводит к низкой точности распределения нагрузки между потоками. Еще одним недостатком является относительная низкая степень точности изготовления колес внутреннего зацепления и качества рабочих поверхностей шестерен и низкий коэффициент перекрытия в парах зубчатых колес, существенно влияющих на увеличение массы и габаритных размеров редуктора.
Техническим результатом заявленного изобретения является уменьшение габаритомассовых характеристик редуктора, снижение нагрузки на опоры входного и выходных валов и неравномерности мощности между потоками, обеспечивая тем самым высокую степень распределения нагрузки между потоками, а также повышение точности изготовления редуктора, связанное с уменьшением шероховатости рабочих поверхностей зуба (Ra 0,2 мкм), и повышение коэффициента перекрытия (ξ>2) в парах зубчатых колес.
Технический результат достигается тем, что дифференциальный редуктор турбовинтового двигателя включает входной вал-шестерню, сопряженный внешним зубчатым зацеплением с шестернями с большим зубчатым венцом, внутренний выходной вал-шестерню, сопряженный внешним зубчатым зацеплением с шестерней с малым зубчатым венцом, и внешний выходной вал-шестерню, установленный концентрично относительно внутреннего выходного вала-шестерни, при этом внешний, внутренний выходные и входной валы-шестерни расположены соосно.
Новым в изобретении является то, что редуктор снабжен, по меньшей мере, четырьмя шестернями с большим зубчатым венцом, расположенными симметрично вокруг входного вала-шестерни и сопряженными с входным валом-шестерней косозубой передачей, по меньшей мере, двумя шестернями с малым зубчатым венцом для внешнего выходного вала-шестерни, симметрично расположенными друг относительно друга, каждая из которых установлена концентрично при помощи шлицевого соединения на соответствующую шестерню с большим зубчатым венцом и сопряжена внешним косозубым зацеплением с внешним выходным валом-шестерней, по меньшей мере, двумя шестернями с малым зубчатым венцом для внутреннего выходного вала-шестерни, симметрично расположенными друг относительно друга, каждая из которых установлена концентрично при помощи шлицевого соединения на соответствующую шестерню с большим зубчатым венцом и при этом сопряжена внешним косозубым зацеплением через промежуточную шестерню с внутренним выходным валом-шестерней.
Благодаря тому, что в дифференциальном редукторе используются только внешние зубчатые зацепления, достигается повышение точности изготовления редуктора, связанное с уменьшением шероховатости рабочих поверхностей зуба (Ra 0,2 мкм), и повышение коэффициента перекрытия (ξ>2) в парах зубчатых колес. Использование в редукторе только косозубых передач позволило разгрузить опоры входного и выходных валов и неравномерности мощности между потоками, обеспечивая тем самым высокую степень распределения нагрузки между потоками за счет смещения зубчатых колес вдоль оси редуктора и скручивания вала-шестерни, а также уменьшить габаритные размеры подшипников опор и вес самого редуктора. При этом в редукторе достигается уменьшение габаритомассовых характеристик самого редуктора благодаря тому, что шестерни с большим зубчатым зацеплением расположены симметрично вокруг входного вала-шестерни и внешний, внутренний выходные и входной валы-шестерни расположены соосно, а внешний выходной вал-шестерня и внутренний выходной вал-шестерня расположены концентрично, а шестерни с малым зубчатым венцом установлены концентрично на шестернях с большим зубчатым венцом. То есть на опоры выходных валов-шестерен со стороны нагружающих элементов (например, винтов) действуют осевые силы от тяги нагружающих элементов.
На фигурах показаны:
фиг.1 - конструкция дифференциального редуктора турбовинтового двигателя;
фиг.2 - часть кинематической схемы расположения и зацепления шестерен с малым зубчатым венцом для внешнего выходного вала;
фиг.3 - часть кинематической схемы расположения и зацепления шестерен с большим зубчатым венцом для внешнего выходного вала.
Дифференциальный редуктор турбовинтового двигателя включает входной вал-шестерню 1, внутренний выходной вал-шестерню 2 и внешний выходной вал-шестерню 3, установленные соосно. Причем внешний выходной вал-шестерня 3 установлен концентрично на внутреннем выходном валу-шестерне 2 (фиг.1).
Входной вал-шестерня 1 сопряжен внешним косозубым зубчатым зацеплением 4, по меньшей мере, с четырьмя шестернями с большим зубчатым венцом 5. Шестерни с большим зубчатым венцом 5 расположены симметрично вокруг входного вала-шестерни 1 (фиг.2, 3).
Также редуктор снабжен, по меньшей мере, двумя шестернями с малым зубчатым венцом 6 для внешнего выходного вала-шестерни 3, расположенными симметрично друг от друга по отношению к входному валу-шестерне 1. Каждая из шестерен 6 установлена концентрично при помощи шлицевого соединения 7 на соответствующую шестерню 5 с большим зубчатым венцом. Также каждая из шестерен с малым зубчатым венцом 6 сопряжена внешним косозубым зацеплением 8 с внешним выходным валом-шестерней 3 (фиг.2).
Редуктор снабжен, по меньшей мере, двумя шестернями с малым зубчатым венцом 9 для внутреннего выходного вала-шестерни 2, расположенными симметрично друг от друга по отношению к входному валу-шестерне 1. Каждая из шестерен 9 установлена концентрично при помощи шлицевого соединения 10 на соответствующую шестерню с большим зубчатым венцом 5 и при этом сопряжена внешним косозубым зацеплением 11 через промежуточную шестерню 12 с внутренним выходным валом-шестерней 2. Промежуточная шестерня 12 сообщена с внутренним выходным валом-шестерней 2 внешней косозубой передачей 13 (фиг.3).
Входной вал-шестерня 1 установлен в опоре 14, внутренний выходной вал-шестерня 2 снабжен опорами 15, а внешний выходной вал-шестерня 3 снабжен опорами 16.
При этом каждая из шестерен с большим зубчатым венцом 5 имеет опоры 17 и шлицевое соединение 7 или 10 соответственно.
В редукторе осевое усилие Р1 на зубчатом венце входного вала-шестерни 1 направленно навстречу осевому усилию РВХ.З. входного звена (компрессора или турбины); осевые усилия Р2 и Р3 на зубчатых венцах выходных валов-шестерен 2 и 3 соответственно направлены навстречу осевым усилиям РВЫХ.З2 и Р ВЫХ.З1 от нагружающих элементов. Это позволяет разгрузить опоры 14 входного вала-шестерни 1, опоры 16 внешнего выходного вала-шестерни 3 и опоры 15 внутреннего выходного вала-шестерни 2.
Для разгрузки опор 17 шестерен с большим зубчатым венцом 5 осевое усилие Р5 на зубчатом венце шестерен с большим зубчатым венцом 5 направлено навстречу осевому усилию Р6 шестерни с малым зубчатым венцом 6 для внешнего выходного вала-шестерни 3. Для разгрузки опор 17 шестерен с большим зубчатым венцом 5 осевое усилие Р5 на зубчатом венце шестерен с большим зубчатым венцом 5 направлено навстречу осевому усилию Р9 шестерен с малым зубчатым венцом 9 для внутреннего выходного вала-шестерни 2. Разгрузка опор 17 достигается благодаря тому, что зубчатые передачи в зацеплениях 4, 8, 11 выполнены косозубыми.
В результате компенсации осевых усилий появляется возможность уменьшить габаритные размеры опор 14, 15, 16, 17, а также габаритные размеры редуктора в целом, что приводит к более компактной конструкции редуктора.
Дифференциальный редуктор работает следующим образом.
Крутящий момент от входного звена, например, компрессора или турбин (не показаны) передается на входной вал-шестерню 1. От входного вала-шестерни 1 крутящий момент поступает через внешнее косозубое зубчатое зацепление 4 на шестерни с большим зубчатым венцом 5. От этих шестерен 5 момент сообщается шестерням с малыми зубчатыми венцами 6, 9 через шлицевые соединения 7, 10 (фиг.1). Затем шестерни с малыми зубчатыми венцами 6 через внешнее косозубое зубчатое зацепление 8 передают момент на внешний выходной вал-шестерню 3 (фиг.2). Одновременно с этим шестерни с малыми зубчатыми венцами 9 по средствам внешней косозубой передачи 11 через промежуточную шестерню 12 при помощи также внешней косозубой передачи 13 передают момент на внутренний выходной вал-шестерню 2 (фиг.3). При этом выходные валы-шестерни 2, 3 вращаются в противоположные стороны, передавая движение на нагружающие элементы, например винты.
При проектировании предложенного дифференциального редуктора для уменьшения осевых смещений шестерен 6 и 9 назначают некратное количество зубьев зубчатых венцов в зацеплении шестерен 5 через шестерни 12 с шестернями 9 и шестерен 5 с шестернями 6, а также некратное количество шлиц в шлицевых соединениях 7 и 10. При подборе шестерен с большими зубчатыми венцами 5 по угловому скручиванию происходит снижение неравномерности мощности между потоками (неравномерность становится не более 2%), то есть выравнивание мощности по потокам.
На этапе сборки редуктора при обеспечении углового разворота шестерен с большими зубчатыми венцами 5 относительно шестерен с малыми зубчатыми венцами 6 и 9 также достигается снижение осевых смещений шестерен 6 и 9.
Благодаря тому, что редуктор снабжен, по меньшей мере, четырьмя шестернями с большим зубчатым венцом, расположенными симметрично вокруг входного вала-шестерни и сопряженными с входным валом-шестерней косозубой передачей, по меньшей мере, двумя шестернями с малым зубчатым венцом для внешнего выходного вала-шестерни, симметрично расположенными друг относительно друга, каждая из которых установлена концентрично при помощи шлицевого соединения на соответствующую шестерню с большим зубчатым венцом и сопряжена внешним косозубым зацеплением с внешним выходным валом-шестерней, по меньшей мере, двумя шестернями с малым зубчатым венцом для внутреннего выходного вала-шестерни, симметрично расположенными друг относительно друга, каждая из которых установлена концентрично при помощи шлицевого соединения на соответствующую шестерню с большим зубчатым венцом и при этом сопряжена внешним косозубым зацеплением через промежуточную шестерню с внутренним выходным валом-шестерней, достижением является уменьшение габаритомассовых характеристик редуктора, снижение нагрузки на опоры входного и выходных валов и неравномерности мощности между потоками, обеспечивая тем самым высокую степень распределения нагрузки между потоками за счет смещения зубчатых колес вдоль оси редуктора и скручивания вала-шестерни, а также повышение точности изготовления редуктора, связанное с уменьшением шероховатости рабочих поверхностей зубчатых колес, и повышение коэффициента перекрытия (ξ>2) в парах зубчатых колес.
Claims (1)
- Дифференциальный редуктор турбовинтового двигателя, включающий входной вал-шестерню, сопряженный внешним зубчатым зацеплением с шестернями с большим зубчатым венцом, внутренний выходной вал-шестерню, сопряженный внешним зубчатым зацеплением с шестерней с малым зубчатым венцом, и внешний выходной вал-шестерню, установленный концентрично относительно внутреннего выходного вала-шестерни, при этом внешний, внутренний выходные и входной валы-шестерни расположены соосно, отличающийся тем, что редуктор снабжен, по меньшей мере, четырьмя шестернями с большим зубчатым венцом, расположенными симметрично вокруг входного вала-шестерни и сопряженными с входным валом-шестерней косозубой передачей, по меньшей мере, двумя шестернями с малым зубчатым венцом для внешнего выходного вала-шестерни, симметрично расположенными друг относительно друга, каждая из которых установлена концентрично при помощи шлицевого соединения на соответствующую шестерню с большим зубчатым венцом и сопряжена внешним косозубым зацеплением с внешним выходным валом-шестерней, по меньшей мере, двумя шестернями с малым зубчатым венцом для внутреннего выходного вала-шестерни, симметрично расположенными друг относительно друга, каждая из которых установлена концентрично при помощи шлицевого соединения на соответствующую шестерню с большим зубчатым венцом и при этом сопряжена внешним косозубым зацеплением через промежуточную шестерню с внутренним выходным валом-шестерней.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013148351/06A RU2532089C1 (ru) | 2013-10-29 | 2013-10-29 | Дифференциальный редуктор турбовинтовного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013148351/06A RU2532089C1 (ru) | 2013-10-29 | 2013-10-29 | Дифференциальный редуктор турбовинтовного двигателя |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2532089C1 true RU2532089C1 (ru) | 2014-10-27 |
Family
ID=53382216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013148351/06A RU2532089C1 (ru) | 2013-10-29 | 2013-10-29 | Дифференциальный редуктор турбовинтовного двигателя |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2532089C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016154737A1 (en) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Reduction gearbox for a gas turbine engine |
| RU2720030C2 (ru) * | 2015-12-02 | 2020-04-23 | Сафран Трансмишн Системз | Редуктор с двумя промежуточными линиями для турбовинтового двигателя, турбовинтовой двигатель, содержащий упомянутый редуктор |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4251987A (en) * | 1979-08-22 | 1981-02-24 | General Electric Company | Differential geared engine |
| US4817382A (en) * | 1985-12-31 | 1989-04-04 | The Boeing Company | Turboprop propulsion apparatus |
| RU2039903C1 (ru) * | 1990-08-29 | 1995-07-20 | Самарское государственное научно-производственное предприятие "Труд" | Редуктор, соосный с многопоточной передачей |
| RU2316667C2 (ru) * | 2006-02-06 | 2008-02-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Турбореактивный двигатель сверхвысокой степени двухконтурности с редукторным приводом двухрядного вентилятора противоположного вращения |
| RU2346172C2 (ru) * | 2007-02-28 | 2009-02-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Редуктор газотурбинного двигателя |
| RU2347092C2 (ru) * | 2007-02-21 | 2009-02-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Редуктор газотурбинного двигателя |
-
2013
- 2013-10-29 RU RU2013148351/06A patent/RU2532089C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4251987A (en) * | 1979-08-22 | 1981-02-24 | General Electric Company | Differential geared engine |
| US4817382A (en) * | 1985-12-31 | 1989-04-04 | The Boeing Company | Turboprop propulsion apparatus |
| RU2039903C1 (ru) * | 1990-08-29 | 1995-07-20 | Самарское государственное научно-производственное предприятие "Труд" | Редуктор, соосный с многопоточной передачей |
| RU2316667C2 (ru) * | 2006-02-06 | 2008-02-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Турбореактивный двигатель сверхвысокой степени двухконтурности с редукторным приводом двухрядного вентилятора противоположного вращения |
| RU2347092C2 (ru) * | 2007-02-21 | 2009-02-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Редуктор газотурбинного двигателя |
| RU2346172C2 (ru) * | 2007-02-28 | 2009-02-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Редуктор газотурбинного двигателя |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016154737A1 (en) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Reduction gearbox for a gas turbine engine |
| US9611789B2 (en) | 2015-03-27 | 2017-04-04 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Reduction gearbox for a gas turbine engine |
| CN107614852A (zh) * | 2015-03-27 | 2018-01-19 | 普拉特 - 惠特尼加拿大公司 | 用于燃气涡轮发动机的减速齿轮箱 |
| CN107614852B (zh) * | 2015-03-27 | 2019-08-23 | 普拉特-惠特尼加拿大公司 | 用于燃气涡轮发动机的减速齿轮箱 |
| RU2720030C2 (ru) * | 2015-12-02 | 2020-04-23 | Сафран Трансмишн Системз | Редуктор с двумя промежуточными линиями для турбовинтового двигателя, турбовинтовой двигатель, содержащий упомянутый редуктор |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6302356B1 (en) | Helicopter two stage main reduction gearbox | |
| US9278760B2 (en) | Torque split gearbox for rotary wing aircraft | |
| US10760677B2 (en) | Epicyclic gear train with balanced carrier stiffness | |
| US6183388B1 (en) | Epicyclic face gear reduction gearbox particularly for a gas turbine engine | |
| EP3712467A1 (en) | Aircraft engine reduction gearbox | |
| CN204985553U (zh) | 一种人字齿行星减速机 | |
| ITTO20111007A1 (it) | Rotismo epicicloidale | |
| US12000344B2 (en) | Aircraft turbine engine with an off-axis propeller | |
| CN109923335B (zh) | 用于具有行星齿轮系的减速单元的行星架 | |
| US10132395B2 (en) | Driving assembly comprising a rolling differential | |
| US8382635B2 (en) | Epicyclic reduction gear device with balanced planet wheels | |
| US10400858B2 (en) | Reduction gearbox for aircraft engine | |
| JP6677719B2 (ja) | ２つの中間伝達ラインを備える減速機 | |
| CN104455226A (zh) | 一种三片式摆线轮rv减速器 | |
| RU2532089C1 (ru) | Дифференциальный редуктор турбовинтовного двигателя | |
| EP2241780B1 (en) | Planetary reduction gear apparatus | |
| RU2720600C2 (ru) | Редуктор числа оборотов с промежуточной линией передачи | |
| CZ2008258A3 (cs) | Diferenciální prevodové zarízení s vyrovnávacím ústrojím | |
| RU2662382C1 (ru) | Многопоточный главный редуктор вертолета (варианты) | |
| RU2613099C1 (ru) | Главный редуктор вертолета | |
| RU2498128C1 (ru) | Планетарный зубчатый редуктор | |
| RU2636626C1 (ru) | Механизм передачи крутящего момента агрегатам турбореактивного двигателя (ТРД), центральная коническая передача (ЦКП) ТРД, главная коническая шестерённая пара ЦКП ТРД, корпус ЦКП ТРД, ведущее зубчатое коническое колесо ЦКП, ведомое зубчатое коническое колесо ЦКП, узел ЦКП ТРД | |
| RU2655968C1 (ru) | Планетарный редуктор силовой установки | |
| RU2528236C1 (ru) | Планетарно-дифференциальный редуктор | |
| RU145078U1 (ru) | Планетарно-дифференциальный редуктор твд |