[发明专利]行星齿轮驱动系统的隔音齿圈

说明书

技术领域

本发明涉及具有改进声学特性的驱动系统，尤其涉及一种用于行星齿轮驱动系统并起减少噪音传入邻近支承构件作用的隔音齿圈。

发明背境

在传动设计领域内，在此技术方面一直在探索减少高频振动即噪音从驱动系统传到邻近支承构件的系统和方法。例如，在旋翼机中，想要隔离由主转子传动系统产生的噪音以降低噪音级别，并从而减轻在驾驶舱和座舱中乘客的听觉不舒适感。特别关注的是在700～1000赫芝范围的高频振动，这使人耳的听觉最不舒适。这种噪音主要是由齿轮齿的相互啮合而产生的，并通过齿轮箱壳体即安装底座传播到邻近的机身支承构件的。具体地说，噪音传播的主要路径是通过行星齿轮驱动系统的一个齿圈，此齿圈刚性地固定于齿轮箱壳体。

为减少或消除由传动驱动系统产生的高频振动和/或减少由此发出的振动力的传输率，即使振动的驱动系统与其支承构件相隔离，人们已作了各种努力。Yoerkie，Jr等人的美国专利5,310,137公开了一种减少通过主转子齿轮箱壳体安装底座传播噪音的主动振动控制系统。此控制系统包括一个三个一组的电动液压作动器，配置在运行着的主转子齿轮箱壳体的每个安装底座上，响应来自一数字控制器，即，信号处理单元的输入信号，产生与主转子组件产生的振动大小相等及相位相反的反作用力。每个三个一组组的作动器相互正交以消除纵向，侧向和竖向的振动。此系统还包括多个加速度计和/或麦克风，将它们装在驾驶舱和座舱中的临界位置以检测声学振动。被检测到的每个输出由控制器规则系统处理以控制由作动器提供的反作用力的大小和相位。此系统能消除振动力的宽频谱即噪音的频率范围但对于很多应用场合来说，这种系统的受复杂性及其成本的限制。此外，多个组件，即作动器，传感器，控制器等使绝对可靠性降低，因为系统故障的概率是系统组件数的函数。

在共同未决的共同拥有的题为“弹性隔音器”的美国专利申请SN08/279,530公开了一种旋翼机传动系统的被动隔音器，其中，将一个可选择地调谐的弹性元件插在每个主齿轮箱壳体安装底座和支承机身构件之间。该弹性元件适应齿轮箱壳体的低幅度位移，从而衰减和/或隔离由传动系统发出的高频振动。虽然这种被动系统与上述主动振动控制系统相比不很复杂因此成本也更低，但齿轮箱壳体的位移可能会导致驱动轴或被传动系统驱动的轴之间的联轴器连接过早的发生故障。例如，齿轮箱壳体的大的角位移会使发动机驱动轴和传动系统输入轴之间的联轴器连接产生疲劳故障。此外，这种位移增加了飞行控制系统的设计复杂性。即将控制主转子系统的集中的周期性的输入的作动器在其一端通常装在齿轮箱壳体上。人们将意识到必须要对齿轮箱壳体的运动预先采取措施并清除以避免无意中的控制输入传到转子系统中。

英国专利1.008,800公开了一种行星齿轮系，它由一波形弹簧或若干弹性圆柱弹簧件支承。这些弹簧与齿环的棘爪啮合，以允许有一种程度不定的切向/轴向/径向运动。因此，这种结构要求精确装配，以确保各齿正确啮合，即正确加载。此外，这种装配要求多个部件，是昂贵的和劳动密集的。

因此，有必要提供一种被动振动控制装置，它可减小噪音从驱动系统传播到邻近的支承构件，减少组合件数量，及使驱动系统与其支承结构刚性安装。

发明概要

本发明的一个目的是提供一种用于行星齿轮驱动系统的隔离齿圈，它可减少高频振动的传输率，借此使支承构件与这种振动相隔离。

本发明的另一个目的是提供这样一种隔音齿圈，它被安装在齿轮箱壳体内并起隔振作用而与齿轮箱壳体与支承构件的安装方案无关。

本发明还有另一个目的是提供一种制造这种隔离齿圈的方法，其中，多个弹簧元件作为隔离齿圈内外环段的整体部分而成形。

本发明的再一个目的是提供对弹簧元件预先加载和/或限制隔离齿圈的扭矩以延长其工作寿命的装置。

这些及其它目的均是由行星齿轮驱动系统的隔离齿圈来实现的，此隔离齿圈起到传递扭矩载荷并减少高频振动由驱动系统的行星齿轮向邻近支承构件传播的作用。此隔离齿圈包括一内环段，一外环段及多个配置在内外环段之间并与内外环段整体形成的弹簧元件。内环段有许多与行星齿轮的齿相啮合的齿，而外环段刚性地固定在邻近的支承构件上。弹簧元件起到将扭矩载荷从内环段传递到外环段的作用，此外还提供一条减少高频振动从内环段传播到邻近的支承构件的

挠性扭矩加载路径。

附图的简述

参考下述借助以下附图对本发明的详述，可以更全面的了解本发明及其伴随的特征和优点，其中：