[发明专利]行星齿轮传动箱和星型齿轮传动箱

说明书

本发明提供一种行星齿轮传动箱和星型齿轮传动箱，包括输入轴、太阳轮、至少四个行星轮、行星架、内齿圈、输出轴，所述输入轴和所述太阳轮传动连接，所述至少四个行星轮分别可转动地装在所述行星架上并分别与所述太阳轮啮合，所述内齿圈与所述至少四个行星轮分别啮合，所述行星架与所述内齿圈的其中一个与所述输出轴传动连接，另一个设置为静子件，所述至少四个行星轮中至少三个由滚动轴承支撑，其余的由滑动轴承支撑。该行星齿轮传动箱和星型齿轮传动箱同时采用滚动轴承及滑动轴承两种支撑方式，以实现各行星轮载荷的均匀分配，可以省去一套花键连接结构和一套辅助供油系统。

技术领域

本发明涉及机械传动领域，具体涉及一种行星齿轮传动箱和星型齿轮传动箱。

背景技术

大涵道比双转子涡扇发动机自投入使用以来，由于受到风扇叶尖切线速度的限制，与风扇相连的低压压气机与低压涡轮只能在较低转速下运行，从而导致压气机级数增多，重量大且效率低。为了解决上述问题，可以在由低压压气机及低压涡轮组成的低压转子与风扇转子间安装一套行星齿轮传动箱或星型齿轮传动箱，使风扇转子工作于低转速，而低压转子工作于高转速。相比于船舶、风电等其它领域，航空领域中特别是大涵道比涡扇发动机中所使用的行星齿轮传动箱或星型齿轮传动箱具有载荷大、转速高、功率密度大等特点，设计难度较大。

上述行星齿轮传动箱或星型齿轮传动箱通常采用五路分流人字齿轮传动结构，包括太阳轮、行星轮、内齿圈、行星架、输入轴、输出轴等零部件。根据行星轮的支撑形式，该行星齿轮传动箱或星型齿轮传动箱可以分为两种，一种为滚动轴承支撑，另一种为滑动轴承支撑。

在采用滚动轴承支撑的行星齿轮传动箱或星型齿轮传动箱中，太阳轮作为输入端与输入轴传动连接，并与五个均匀分布的行星轮相啮合；每个行星轮采用齿轮轴承一体化设计，由滚动轴承在行星架内部支撑，与内齿圈相啮合；在行星齿轮传动箱中，内齿圈作为静子件，行星架为全浮动构件，作为输出端与输出轴通过花键连接；在星型齿轮传动箱中，内齿圈为全浮动构件，作为输出端通过花键与输出轴连接，行星架作为静子件。

在采用滑动轴承支撑的行星齿轮传动箱或星型齿轮传动箱中，太阳轮作为输入端与输入轴传动连接，并与五个均匀分布的行星轮相啮合；每个行星轮采用齿轮轴承一体化设计，由滑动轴承在行星架内部支撑，与内齿圈相啮合；在行星齿轮传动箱中，内齿圈作为静子件，行星架作为输出端与输出轴通过螺栓连接或一体化设计；在星型齿轮传动箱中，内齿圈作为输出端与输出轴通过螺栓连接或一体化设计，行星架作为静子件。

由于不可避免的加工和装配误差以及传动过程中发生的弹性变形，五路分流人字齿行星齿轮传动箱或星型齿轮传动箱无法对各路载荷实现完全平均分配，只能通过结构设计尽量使得载荷均匀分配。

对于采用滚动轴承支撑的行星齿轮传动箱或星型齿轮传动箱，其行星架或内齿圈与输出轴之间的花键即为在发动机正常工作状态下保证载荷均匀分配而设计的结构，通过花键连接结构可以使得行星架或内齿圈为全浮动构件，以补偿加工和装配误差以及传动过程中发生的弹性变形，实现载荷的均匀分配，但其加工难度及费用相比采用滑动轴承支撑的行星齿轮传动箱或星型齿轮传动箱中的螺栓连接或一体化连接结构要高很多。

对于采用滑动轴承支撑的行星齿轮传动箱或星型齿轮传动箱，虽然由于与滚动轴承相比，滑动轴承的轴承径向游隙较大，有助于补偿加工和装配误差以及传动过程中发生的弹性变形，实现各路行星轮载荷的均匀分配，相比采用滚动轴承支撑的行星齿轮传动箱或星型齿轮传动箱，可以省去一套花键连接结构，但由于滑动轴承在发动机启动及风车等小载荷状态下相比滚动轴承需要较多润滑油，以使行星轮轴承内跑道与轴承芯棒不会发生具有破坏性的干摩擦，为了保证使用寿命，相比滚动轴承需要额外配置一套辅助供油系统，其设计难度及费用较高。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种行星齿轮传动箱，该行星齿轮传动箱同时采用滚动轴承及滑动轴承两种支撑方式，以实现各行星轮载荷的均匀分配。