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CN113374857B - 行星轮系结构及飞行器传动系统主减速器 - Google Patents

行星轮系结构及飞行器传动系统主减速器 Download PDF

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CN113374857B CN202110697708.7A CN202110697708A CN113374857B CN 113374857 B CN113374857 B CN 113374857B CN 202110697708 A CN202110697708 A CN 202110697708A CN 113374857 B CN113374857 B CN 113374857B
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Abstract

本发明公开了一种行星轮系结构以及一种飞行器传动系统主减速器，包括行星架、设于行星架的一端的安装轴、套设于安装轴上的行星轴承以及套设于行星轴承上的行星齿轮，行星架的圆周外壁面上凹设有周向呈环状的过渡油槽，行星轮系结构还包括设于过渡油槽处并压盖于安装轴上的集油组件，集油组件与行星架固定连接并随行星架同步转动，集油组件的圆周内壁面上凹设有与过渡油槽相对布设的储油槽，储油槽的进油口朝向过渡油槽布设且出油口朝向安装轴的内腔布设。本发明的行星轮系结构，实现了对行星轴承的持续润滑、并且大大提高了主减速器干运转能力。

Description

行星轮系结构及飞行器传动系统主减速器
技术领域
本发明涉及飞行器传动系统主减速器技术领域，特别地，涉及一种行星轮系结构。本发明还涉及一种飞行器传动系统主减速器。
背景技术
行星齿轮传动和其它齿轮传动相比，在相同的重量和体积下，具有较大的传动比，所以直升机主减速器中普通采用行星齿轮传动，行星齿轮传动结构示意图如图1所示。
如图2所示，目前主减速器行星齿轮传动采用的润滑方案为外置喷嘴强制润滑，两个或多个喷嘴(绕太阳齿轮轴线均布)固定于机匣上，喷嘴喷射点固定，行星齿轮绕太阳齿轮轴线公转，行星齿轮轴承(行星轴承)的位置随行星齿轮不断变化，当行星齿轮运转至喷嘴喷射点位置时，润滑油喷射至轴承安装轴(安装轴)内，润滑油通过轴承安装轴上的甩油孔利用离心力甩入行星齿轮轴承内起到润滑作用。
现有的采用外置喷嘴强制润滑的方案存在如下技术问题：由于喷嘴固定于机匣上，喷嘴喷射点固定，而行星齿轮绕太阳齿轮轴线公转，行星轴承的位置随行星齿轮不断变化，导致无法持续润滑行星轴承、导致主减速器干运转能力差；由于润滑油直接喷射至安装轴内孔时会在安装轴内孔中产生润滑油气泡，气泡会导致润滑部位的油膜厚度变薄甚至出现破裂，导致机械部件之间直接摩擦，产生磨损；由于无法持续润滑行星轴承，为保证良好的润滑效果，一般采用两个或多个喷嘴(绕太阳齿轮轴线均布)喷射润滑油，导致结构复杂，重量增加。
发明内容
本发明提供的行星轮系结构，以解决现有的行星轮系结构的行星轴承无法持续润滑的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种行星轮系结构，包括行星架、设于行星架的一端的安装轴、套设于安装轴上的行星轴承以及套设于行星轴承上的行星齿轮，行星架的圆周外壁面上凹设有周向呈环状的过渡油槽，行星轮系结构还包括设于过渡油槽处并压盖于安装轴上的集油组件，集油组件与行星架固定连接并随行星架同步转动，集油组件的圆周内壁面上凹设有与过渡油槽相对布设的储油槽，储油槽的进油口朝向过渡油槽布设且出油口朝向安装轴的内腔布设，集油组件随行星架同步转动的过程中，通过处于行星架侧向的喷嘴朝向过渡油槽内喷射润滑油并使进入过渡油槽内的润滑油沿着过渡油槽槽底面向下沉积，沉积于过渡油槽底部的润滑油在离心力的作用下沿行星架的径向向外流动并穿过进油口而输送至储油槽内，处于储油槽内的润滑油在储油槽的引导下，通过自身重力的作用穿过出油口落入至安装轴的内腔中，处于安装轴的内腔中的润滑油在离心力的作用下穿过安装轴的圆周壁面上的甩油孔甩至行星轴承内，进而实现对行星轴承的润滑。
进一步地，过渡油槽采用开口沿径向向外布设的U形槽，过渡油槽的槽底沿轴向向下凹设形成有用于暂存润滑油的过渡沟槽，储油槽的水平位置处于过渡沟槽的顶面和过渡油槽的顶面之间的区域。
进一步地，集油组件包括紧固件和具有储油槽的储油环，储油环的进油口朝向过渡油槽布设，储油环的出油口与安装轴的内腔连通，储油环与过渡油槽之间朝向喷嘴的一侧留有径向间隙，以形成喷嘴朝向过渡油槽内喷射润滑油并使润滑油进入过渡油槽的槽底的避让间隙，储油环通过紧固件固定设于行星架上。
进一步地，行星架包括固定轴和设于固定轴下端的固定环，安装轴处于固定环远离固定轴的一端，过渡油槽处于固定轴和固定环的交界位置处且过渡沟槽的顶面的水平位置低于固定环的顶面的水平位置，储油环压盖在安装轴上并通过紧固件固定。
进一步地，储油环的圆周壁面上设有沿径向向外延伸的安装边，紧固件沿轴向穿过安装边并与固定环连接进而将储油环压紧固定在安装轴上。
进一步地，紧固件的数量为多个，多个紧固件沿的安装边的周向间隔布设。
进一步地，储油环包括沿行星架的轴向相对且间隔布设的顶环和底环，顶环和底环通过侧环连接，顶环、底环和侧环共同围合形成进油口朝向过渡油槽布设的储油槽，储油环的出油口设于底环上。
进一步地，储油环的顶环的开口形状为圆形，储油环的顶环与过渡油槽之间形成有避让间隙。
进一步地，出油口采用设于储油环的底环上的导油缺口，多个导油缺口沿储油环周向依次排布，且导油缺口与安装轴一一对应布设，或者，出油口采用沿轴向贯穿储油环的底环布设的多个导油孔，导油孔与安装轴一一对应布设。
本发明还提供一种飞行器传动系统主减速器，包括上述的行星轮系结构。
本发明具有以下有益效果：
本发明的行星轮系结构，包括行星架、安装轴、行星轴承以及行星齿轮以及集油组件。通过行星架、安装轴、行星轴承以及行星齿轮相互配合组成行星轮系的一部分传动结构；通过行星架靠近安装轴的一端的圆周面上凹设有呈环状的过渡油槽，集油组件围设在过渡油槽的外围且随行星架同步转动，集油组件上设有进油口朝向过渡油槽布设且出油口朝向安装轴的内腔布设的储油槽，在行星轮系中形成有从过渡油槽至行星轴承导通的润滑油路，润滑油在储油槽和安装轴的内腔的引导下，通过离心力、受到的反作用力和/或自身重力的作用下不间断地流入行星轴承内实现对行星轴承的持续润滑；通过在集油组件上设计储油槽结构，采用储油槽收集润滑油、对喷射后的润滑油形成一个缓冲过程、且通过多次流动转向而使气泡溢出，进而使气泡减少的方式，减少了润滑油气泡的产生，保证润滑油油膜厚度，进而达到更好的润滑效果；通过集油组件上设计储油槽结构，当主减速器干运转发生时，由于集油组件的储油槽内存储有一定量的润滑油，此部分润滑油会持续一段时间地对安装轴的内腔供油，将会延缓行星齿轮轴承干磨状态的发生，大大提高了主减速器干运转能力；通过设置呈环状的过渡油槽，且过渡油槽随行星架沿周向同步转动，集油组件随行星架同步转动，只需在行星架的侧向设置单个或者多个喷嘴喷射润滑油，即可使润滑油填充在过渡油槽内，并由过渡油槽不间断地流入储油槽进而流至行星轴承内。
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。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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是现有的行星齿轮传动结构示意图；
图2是现有的主减速器行星齿轮传动的润滑示意图；
图3是本发明的行星轮系结构的润滑示意图之一；
图4是本发明的行星轮系结构的润滑示意图之二；
图5是本发明的集油组件的结构示意图；
图6是本发明的集油组件的俯视图；
图7是图6中的A-A处的剖视图。
图例说明：
100、行星轮系结构；11、行星架；111、过渡油槽；112、过渡沟槽；113、固定轴；114、固定环；12、安装轴；13、行星轴承；14、行星齿轮；15、集油组件；151、避让间隙；152、储油槽；153、出油口；154、紧固件；155、储油环；156、安装边。
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，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
图1是现有的行星齿轮传动结构示意图；图2是现有的主减速器行星齿轮传动的润滑示意图；图3是本发明的行星轮系结构的润滑示意图之一；图4是本发明的行星轮系结构的润滑示意图之二；图5是本发明的集油组件的结构示意图；图6是本发明的集油组件的俯视图；
图7是图6中的A-A处的剖视图。其中，箭头表示润滑油的流动轨迹。
如图3和图4所示，本实施例的行星轮系结构100，包括行星架11、设于行星架11的一端的安装轴12、套设于安装轴12上的行星轴承13以及套设于行星轴承13上的行星齿轮14，行星架11的圆周外壁面上凹设有周向呈环状的过渡油槽111，行星轮系结构100还包括设于过渡油槽111处并压盖于安装轴12上的集油组件15，集油组件15与行星架11固定连接并随行星架11同步转动，集油组件15的圆周内壁面上凹设有与过渡油槽111相对布设的储油槽152，储油槽152的进油口朝向过渡油槽111布设且出油口153朝向安装轴12的内腔布设，集油组件15随行星架11同步转动的过程中，通过处于行星架11侧向的喷嘴朝向过渡油槽111内喷射润滑油并使进入过渡油槽111内的润滑油沿着过渡油槽111槽底面向下沉积，沉积于过渡油槽111底部的润滑油在离心力的作用下沿行星架11的径向向外流动并穿过进油口而输送至储油槽152内，处于储油槽152内的润滑油在储油槽152的引导下，通过自身重力的作用穿过出油口153落入至安装轴12的内腔中，处于安装轴12的内腔中的润滑油在离心力的作用下穿过安装轴12的圆周壁面上的甩油孔甩至行星轴承13内，进而实现对行星轴承13的润滑。
本发明的行星轮系结构100，包括行星架11、安装轴12、行星轴承13以及行星齿轮14以及集油组件15。通过行星架11、安装轴12、行星轴承13以及行星齿轮14相互配合组成行星轮系的一部分传动结构；通过行星架11靠近安装轴12的一端的圆周面上凹设有呈环状的过渡油槽111，集油组件15围设在过渡油槽111的外围且随行星架11同步转动，集油组件15上设有进油口朝向过渡油槽111布设且出油口153朝向安装轴12的内腔布设的储油槽152，在行星轮系中形成有从过渡油槽111至行星轴承13导通的润滑油路，润滑油在储油槽152和安装轴12的内腔的引导下，通过离心力、受到的反作用力和/或自身重力的作用下不间断地流入行星轴承13内实现对行星轴承13的持续润滑；通过在集油组件15上设计储油槽152结构，采用储油槽152收集润滑油、对喷射后的润滑油形成一个缓冲过程、且通过多次流动转向而使气泡溢出，进而使气泡减少的方式，减少了润滑油气泡的产生，保证润滑油油膜厚度，进而达到更好的润滑效果；通过集油组件15上设计储油槽152结构，当主减速器干运转发生时，由于集油组件15的储油槽152内存储有一定量的润滑油，此部分润滑油会持续一段时间地对安装轴12的内腔供油，将会延缓行星齿轮14轴承干磨状态的发生，大大提高了主减速器干运转能力；通过设置呈环状的过渡油槽111，且过渡油槽111随行星架11沿周向同步转动，集油组件15随行星架11同步转动，只需在行星架11的侧向设置单个或者多个喷嘴喷射润滑油，即可使润滑油填充在过渡油槽111内，并由过渡油槽111不间断地流入储油槽152进而流至行星轴承13内。
可以理解地，安装轴12的数量可以是一个；安装轴12的数量也可以是多个，多个安装轴12沿行星架11的周向均匀间隔布设。集油组件15围设在过渡油槽111的外围用于接收从过渡油槽111输入的润滑油，在本实施例中，行星轮系结构100沿竖向布设，因此，为了便于使润滑油从基友组件的储油槽152内的润滑油流入至安装轴12的内腔内，出油口153沿竖向布设且与安装轴12的内腔连通。具体地，处于储油槽152内的润滑油在储油槽152的引导下，通过受到的反作用力和自身重力的共同作用穿过出油口153落入至安装轴12的内腔中；嘴喷喷射的目标区域是一个圆环间隙，不论如何转动均可以做到不间断的供油，因此只需在行星架11的侧向设置单个或者多个喷嘴喷射润滑油，即可使润滑油填充在过渡油槽111内，并由过渡油槽111不间断地流入储油槽152进而流至行星轴承13内。
进一步地，过渡油槽111采用开口沿径向向外布设的U形槽，过渡油槽111的槽底沿轴向向下凹设形成有用于暂存润滑油的过渡沟槽112，储油槽152的水平位置处于过渡沟槽112的顶面和过渡油槽111的顶面之间的区域。通过设置过渡沟槽112与过渡油槽111连通且处于过渡油槽111的下侧，对从侧向喷射进入过渡油槽111内的润滑油进行缓冲的收集，通过多次流动转向使气泡溢出以减少润滑油中的气泡；同时储油槽152的水平位置处于过渡沟槽112的顶面和过渡油槽111的顶面之间的区域，处于过渡油槽111和过渡沟槽112内的润滑油在离心力的作用下不断地输入储油槽152内，通过过渡沟槽112存储部分润滑油有利于进一步提高主减速器干运转能力。
可选地，为了避免润滑油才从过渡油槽111输送至储油槽152的过程中溅出，储油槽152的进油口伸入至过渡油槽111内设置。
进一步地，请参考图5、图6和图7，集油组件15包括紧固件154和具有储油槽152的储油环155，储油环155的进油口朝向过渡油槽111布设，储油环155的出油口153与安装轴12的内腔连通，储油环155与过渡油槽111之间朝向喷嘴的一侧留有径向间隙，以形成喷嘴朝向过渡油槽111内喷射润滑油并使润滑油进入过渡油槽111的槽底的避让间隙151，储油环155通过紧固件154固定设于行星架11上。可以理解地，紧固件154可以是紧固螺栓、紧固卡等。
进一步地，行星架11包括固定轴113和设于固定轴113下端的固定环114，安装轴12处于固定环114远离固定轴113的一端，过渡油槽111处于固定轴113和固定环114的交界位置处且过渡沟槽112的顶面的水平位置低于固定环114的顶面的水平位置，储油环155压盖在安装轴12上并通过紧固件154固定。可选地，在本实施例中，安装轴12的数量为多个，多个安装轴12沿固定环114的周向均匀间隔布设，为了保证行星架11的承力性能，固定轴113、固定环114以及安装轴12一体成型地制成。本发明中，为了便于检修和更换集油组件15，储油环155通过紧固件154与固定轴113或固定环114可拆卸地连接。
更优地，储油环155压盖在安装轴12的内腔上，储油槽152通过出油口153在所安装轴12的外边缘位置处与内腔连通。通过设置储油环155压盖在安装轴12的内腔，储油槽152通过出油口153在所安装轴12的外边缘位置处与内腔连通避免从储油槽152流入安装轴12的内腔内的润滑油导流溅出，有利于提高储油环155与安装轴12之间的气密性。
进一步地，储油环155的圆周壁面上设有沿径向向外延伸的安装边156，紧固件154沿轴向穿过安装边156并与固定环114连接进而将储油环155压紧固定在安装轴12上。可选地，储油环155与安装边156一体成型地制成。
进一步地，紧固件154的数量为多个，多个紧固件154沿的安装边156的周向间隔布设。可以理解地，紧固件154的数量可以是两个，也可以是三个等其他数量。
进一步地，储油环155包括沿行星架11的轴向相对且间隔布设的顶环和底环，顶环和底环通过侧环连接，顶环、底环和侧环共同围合形成进油口朝向过渡油槽111布设的储油槽152，储油环155的出油口153设于底环上。可选地，安装边156与侧环的外壁面连接，顶环伸入至过渡油槽111内设置，底环、顶环以及固定环114围合形成储油槽152。
进一步地，储油环155的顶环的开口形状为圆形，储油环155的顶环与过渡油槽111之间形成有避让间隙151。可以理解地，本发明中，避让间隙151为环形避让腔。
进一步地，出油口153采用设于储油环155的底环上的导油缺口，多个导油缺口沿储油环155周向依次排布，且导油缺口与安装轴12一一对应布设，或者，出油口153采用沿轴向贯穿储油环155的底环布设的多个导油孔，导油孔与安装轴12一一对应布设。通过设置导油缺口与安装轴12的内腔连通，保证了进入安装轴12内腔内的油量。
进一步地，本发明还提供一种飞行器传动系统主减速器，包括上述的行星轮系结构100。本发明提供的飞行器传动系统主减速器，实现了实现对行星轴承13的持续润滑，避免机械部件之间直接摩擦产生磨损影响使用寿命，同时提高了飞行器传动系统主减速器的干运转能力。
以上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 (8)

1.一种行星轮系结构，包括行星架(11)、设于所述行星架(11)的一端的安装轴(12)、套设于所述安装轴(12)上的行星轴承(13)以及套设于所述行星轴承(13)上的行星齿轮(14)，其特征在于，
所述行星架(11)的圆周外壁面上凹设有周向呈环状的过渡油槽(111)，
行星轮系结构还包括设于所述过渡油槽(111)处并压盖于所述安装轴(12)上的集油组件(15)，所述集油组件(15)与所述行星架(11)固定连接并随所述行星架(11)同步转动，所述集油组件(15)的圆周内壁面上凹设有与所述过渡油槽(111)相对布设的储油槽(152)，所述储油槽(152)的进油口朝向所述过渡油槽(111)布设且出油口朝向所述安装轴(12)的内腔布设，
所述集油组件(15)随所述行星架(11)同步转动的过程中，通过处于所述行星架(11)侧向的喷嘴朝向所述过渡油槽(111)内喷射润滑油并使进入所述过渡油槽(111)内的润滑油沿着所述过渡油槽(111)槽底面向下沉积，沉积于所述过渡油槽(111)底部的润滑油在离心力的作用下沿所述行星架(11)的径向向外流动并穿过进油口而输送至所述储油槽(152)内，处于所述储油槽(152)内的润滑油在储油槽(152)的引导下，通过自身重力的作用穿过所述出油口(153)落入至所述安装轴(12)的内腔中，处于所述安装轴(12)的内腔中的润滑油在离心力的作用下穿过所述安装轴(12)的圆周壁面上的甩油孔甩至所述行星轴承(13)内，进而实现对所述行星轴承(13)的润滑；
所述过渡油槽(111)采用开口沿径向向外布设的U形槽，所述过渡油槽(111)的槽底沿轴向向下凹设形成有用于暂存润滑油的过渡沟槽(112)，
所述储油槽(152)的水平位置处于所述过渡沟槽(112)的顶面和所述过渡油槽(111)的顶面之间的区域；
所述集油组件(15)包括紧固件(154)和具有所述储油槽(152)的储油环(155)，所述储油环(155)的进油口朝向所述过渡油槽(111)布设，所述储油环(155)的出油口(153)与所述安装轴(12)的内腔连通，
所述储油环(155)与所述过渡油槽(111)之间朝向喷嘴的一侧留有径向间隙，以形成喷嘴朝向所述过渡油槽(111)内喷射润滑油并使润滑油进入所述过渡油槽(111)的槽底的避让间隙(151)，
所述储油环(155)通过紧固件(154)固定设于所述行星架(11)上；
油环(155)压盖在安装轴(12)的内腔上，储油槽(152)通过出油口(153)在所安装轴(12)的外边缘位置处与内腔连通。
2.根据权利要求1所述的行星轮系结构，其特征在于，
所述行星架(11)包括固定轴(113)和设于所述固定轴(113)下端的固定环(114)，所述安装轴(12)处于所述固定环(114)远离所述固定轴(113)的一端，
所述过渡油槽(111)处于所述固定轴(113)和所述固定环(114)的交界位置处且所述过渡沟槽(112)的顶面的水平位置低于所述固定环(114)的顶面的水平位置，
所述储油环(155)压盖在所述安装轴(12)上并通过所述紧固件(154)固定。
3.根据权利要求2所述的行星轮系结构，其特征在于，
所述储油环(155)的圆周壁面上设有沿径向向外延伸的安装边(156)，
所述紧固件(154)沿轴向穿过所述安装边(156)并与所述固定环(114)连接进而将所述储油环(155)压紧固定在所述安装轴(12)上。
4.根据权利要求3所述的行星轮系结构，其特征在于，
所述紧固件(154)的数量为多个，多个所述紧固件(154)沿所述的安装边(156)的周向间隔布设。
5.根据权利要求1所述的行星轮系结构，其特征在于，
所述储油环(155)包括沿所述行星架(11)的轴向相对且间隔布设的顶环和底环，所述顶环和底环通过侧环连接，所述顶环、底环和侧环共同围合形成进油口朝向所述过渡油槽(111)布设的所述储油槽(152)，
所述储油环(155)的所述出油口(153)设于所述底环上。
6.根据权利要求5所述的行星轮系结构，其特征在于，
所述储油环(155)的顶环的开口形状为圆形，所述储油环(155)的顶环与所述过渡油槽(111)之间形成有所述避让间隙(151)。
7.根据权利要求6所述的行星轮系结构，其特征在于，
所述出油口(153)采用设于所述储油环(155)的底环上的导油缺口，多个所述导油缺口沿所述储油环(155)周向依次排布，且所述导油缺口与所述安装轴(12)一一对应布设，或者，
所述出油口(153)采用沿轴向贯穿所述储油环(155)的底环布设的多个导油孔，导油孔与所述安装轴(12)一一对应布设。
8.一种飞行器传动系统主减速器，其特征在于，
包括如权利要求1至7任一项所述的行星轮系结构。
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