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行星齒輪系和相應(yīng)的制造方法

文檔序號:4141654閱讀:257來源:國知局
專利名稱:行星齒輪系和相應(yīng)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種行星齒輪系,并涉及一種用于制造所述行星齒輪系的方法。
背景技術(shù)
眾所周知,直升機通常裝配有多個被設(shè)計為將運動從一個或多個渦輪機傳遞至旋翼、主旋翼和/或尾旋翼,和/或?qū)⑦\動從渦輪機傳遞至多個輔助裝置(即,例如,用于供應(yīng)機載設(shè)備工作所必需的能量的裝置)的傳動組件。在航空學(xué)領(lǐng)域中,同樣已知的是,在渦輪機與主旋翼的驅(qū)動軸之間設(shè)置機械傳動。所述機械傳動通常在最后的減速階段使用周轉(zhuǎn)圓型(epicyclic)馬達減速器,該減速器被設(shè)計為用適當?shù)呐ぞ睾娃D(zhuǎn)速對旋翼軸傳遞功率。 所述周轉(zhuǎn)圓型馬達減速器基本上包括-第一齒輪,被定義為“太陽齒輪”,其可圍繞第一固定軸線轉(zhuǎn)動;-第二固定齒輪,被定義為“冠狀輪”,其具有與第一軸線重合的第二軸線;以及-多個齒輪,被定義為“行星齒輪”,其與太陽齒輪和冠狀輪嚙合,并能夠圍繞各自的第三移動軸線轉(zhuǎn)動。行星齒輪系進一步包括行星齒輪架,該行星齒輪架能夠圍繞第一軸線轉(zhuǎn)動并與行星齒輪連接。這樣,行星齒輪除了圍繞各自的第三軸線轉(zhuǎn)動以外還以圍繞太陽齒輪的第一軸線公轉(zhuǎn)(revolution)的運動被行星齒輪架拉動。特別地,太陽齒輪與輸入軸連接,并且行星齒輪架用作與旋翼軸連接的輸出軸。換句話說,機械功率經(jīng)由太陽齒輪進入行星齒輪系,并經(jīng)由行星齒輪架以正確的扭矩和轉(zhuǎn)速傳遞至旋翼軸。行星齒輪的(以及太陽齒輪的和冠狀輪的)齒的壓力角通常比普通齒輪系的齒的壓力角大。更精確地,行星齒輪的(以及太陽齒輪的和冠狀輪的)齒的壓力角通常大于25°,而普通齒輪系的齒輪的齒的壓力角是20°。此外,傳統(tǒng)上以這樣的方式構(gòu)造已知類型的行星齒輪系的尺寸,即,使得行星齒輪的齒的數(shù)量等于冠狀輪的齒的數(shù)量與太陽齒輪的齒的數(shù)量之間的半差(semidifference)。這樣,壓力角(即,包絡(luò)線產(chǎn)生過程中所使用的壓力角)與工作壓力的角度相同。參考普通齒輪系,例如在EP-A-1939493中,已經(jīng)建議使用一對齒輪,該對齒輪的至少兩個齒同時彼此嚙合,以減小作用于齒輪的每個單個齒上的載荷。然而,與普通齒輪系不同,行星齒輪系的行星齒輪的齒必須周期性地與第一側(cè)部上的太陽齒輪的齒嚙合、并與第二側(cè)部上的太陽齒輪的齒嚙合。因此,不可能在不防止上述齒在其不同側(cè)上與太陽齒輪的齒和冠狀輪的齒同時嚙合的情況下而簡單地增加行星齒輪與太陽齒輪(或冠狀輪)之間嚙合的齒的數(shù)量。由于此原因,已知類型的行星齒輪系在行星齒輪與太陽齒輪之間(或在行星齒輪與冠狀輪之間)具有許多同時嚙合的齒,太陽齒輪基本上是一個。
所述布置大體上在已知類型的解決方案中被接受,只要行星齒輪的齒(以及冠狀輪的齒和太陽齒輪的齒)受到的載荷比被設(shè)計為傳遞相同功率的普通齒輪的齒受到的載荷小即可。事實上,行星齒輪系的一個特性在于這樣的事實從太陽齒輪到冠狀輪的載荷基本上以均勻的方式分配在每個行星齒輪上。換句話說,所述載荷分配在與冠狀輪和太陽齒輪的相應(yīng)的齒嚙合的行星齒輪的齒上。在航空學(xué)領(lǐng)域中,特別感覺到需要獲得將盡可能地增加所傳遞的功率與齒輪系本身的重量之間的比值的行星齒輪系。在航空學(xué)領(lǐng)域中,所述比值顯然是最重要的。最后,在該領(lǐng)域還感覺到需要使對旋翼驅(qū)動軸的運動傳遞盡可能地安靜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于飛機的行星齒輪系,其將使得能夠以簡單且在經(jīng)濟上有利的方式滿足至少一個上述需求。上述目的通過一種用于能夠定點飛行的飛機的行星齒輪系實現(xiàn),該包括-太陽齒輪,太陽齒輪能夠圍繞第一軸線轉(zhuǎn)動,并包括多個第一齒;-固定冠狀輪,包括多個第二齒;以及-至少兩個行星齒輪,每個行星齒輪包括多個第三齒;每個所述行星齒輪均與所述冠狀輪和所述太陽齒輪嚙合,并能夠圍繞各自的第二軸線轉(zhuǎn)動,行星齒輪進而能夠圍繞所述第一軸線轉(zhuǎn)動;所述行星齒輪系的特征在于-所述第三齒中的至少兩個同時與相應(yīng)的第二齒嚙合,并且所述第三齒中的其它兩個同時與相應(yīng)的第一齒哨合;所述行星齒輪系的特征在于-所述第三齒包括第一側(cè)部和第二側(cè)部,第一側(cè)部和第二側(cè)部分別具有彼此不同的第一壓力角和第二壓力角;并且-所述行星齒輪中的每一個行星齒輪的所述第三齒的數(shù)量不同于所述太陽齒輪的所述第一齒的數(shù)量與第二齒的數(shù)量之間的半差的絕對值。本發(fā)明還同樣地涉及一種制造用于能夠定點飛行的飛機的行星齒輪系的方法,行星齒輪系包括-太陽齒輪,太陽齒輪能夠圍繞第一軸線轉(zhuǎn)動,并包括多個第一齒;-固定冠狀輪,包括多個第二齒;以及-至少兩個行星齒輪,每個行星齒輪包括多個第三齒,每個所述行星齒輪均與所述冠狀輪和所述太陽齒輪嚙合,并能夠圍繞各自的第二軸線轉(zhuǎn)動,行星齒輪進而能夠圍繞所述第一軸線轉(zhuǎn)動;所述方法的特征在于包括以下步驟-將所述第三齒中的至少兩個設(shè)置成同時與相應(yīng)的第二齒嚙合,并且將所述第三齒中的其它兩個設(shè)置成同時與相應(yīng)的第一齒哨合;;
所述方法的特征在于,所述方法包括以下步驟-對所述第三齒的第一側(cè)部和第二側(cè)部分別提供彼此不同的第一壓力角和第二壓力角;并且-將所述行星齒輪中的每一個行星齒輪的所述第三齒的數(shù)量提供為與所述太陽齒輪的所述第一齒的數(shù)量和所述冠狀輪的所述第二齒的數(shù)量之間的半差的絕對值不同。


為了更好地理解本發(fā)明,在下文中通過非限制性的實例并參考附圖來描述優(yōu)選實施方式,其中圖I示出了包括根據(jù)本發(fā)明的行星齒輪系的飛機,特別是直升機;圖2是包含于圖I的飛機中的行星齒輪系的立體圖,其中為了清楚的原因而去除了一部分; 圖3是沿著圖I的線II-II的橫截面;圖4和圖5各自以明顯放大的比例示出了圖I的細節(jié);圖6以明顯放大的比例示出了圖I的細節(jié);圖7以放大的比例示出了圖I的一些細節(jié)。
具體實施例方式參考圖1,用I表示的是能夠定點飛行的飛機,在所提及的情況中,示出了一種直升機。直升機I基本上包括機身2 ;主旋翼4,以這樣的方式安裝于機身2上,S卩,使得其可在第一平面中轉(zhuǎn)動,以產(chǎn)生維持整個直升機飛行所需的作用;以及設(shè)置于機身2的一端的尾旋翼3。特別地,旋翼3能夠在與第一平面橫切(transverse to)的第二平面中轉(zhuǎn)動,以抵消由旋翼4本身在機身2上產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)扭矩。直升機I進一步包括主傳動組件5和輔傳動組件,主傳動組件設(shè)計為從潤輪機(未示出)向旋翼4的驅(qū)動軸(未示出)傳遞運動,輔傳動組件由傳動組件5驅(qū)動并驅(qū)動旋翼3。傳動組件5進一步包括基本上由行星齒輪系6形成的終端工作臺(terminalstage),該終端工作臺用正確的扭矩值和角速度值對旋翼驅(qū)動軸4傳遞功率。在所示情況中,行星齒輪系6是馬達減速器。特別參考圖3和圖4,行星齒輪系6基本上包括-太陽齒輪7,包括多個齒11,其可圍繞軸線A轉(zhuǎn)動并與工作臺6的輸入軸(未示出)操作地連接;-冠狀輪8,包括多個齒12并圍繞軸線A延伸;以及-多個行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e,包括各自的多個齒13,其可圍繞平行于軸線A的各自的軸線B轉(zhuǎn)動,并與太陽齒輪7和冠狀輪8嚙合。在所示情況中,冠狀輪8的直徑比太陽齒輪7的直徑大。行星齒輪系6進一步包括行星齒輪架30 (在圖3中示意性地示出),該行星齒輪架可圍繞軸線A轉(zhuǎn)動,與旋翼4的驅(qū)動軸(未示出)直接連接,并與行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e連接。
這樣,每個行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e圍繞其自己的軸線B轉(zhuǎn)動,并描述了圍繞軸線A公轉(zhuǎn)的運動。此外,機械功率在太陽齒輪7處進入行星齒輪系6,并在行星齒輪架30處沿旋翼軸4的方向以正確的扭矩和轉(zhuǎn)速從行星齒輪系輸出。特別地,每個齒11、12、13包括各自的一對側(cè)部14a、14b ;15a、15b ;16a、16b。每個齒11、12、13 的側(cè)部 14a、14b ; 15a、15b ;16a、16b 設(shè)置在各個齒 11、12、13 的軸線C的相對側(cè)上。更精確地,隨著每個行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e圍繞各自的軸線B的旋轉(zhuǎn)以及每個行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e圍繞軸線A的公轉(zhuǎn),齒13的側(cè)部16a與太陽齒輪7的齒11的側(cè)
部14a周期性地配合,并且齒13的側(cè)部16b與冠狀輪8的齒12的側(cè)部15b周期性地配合。有利地,每個行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e包括至少兩個齒13,同時與太陽齒輪7的相應(yīng)齒11嚙合;以及兩個其它的齒13,同時與冠狀輪8的相應(yīng)的齒12嚙合。齒13的側(cè)部16a、16b的壓力角α 、α 2彼此不同,并且每個行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e的齒13的數(shù)量ZP比太陽齒輪7的齒11的數(shù)量ZS與冠狀輪8的齒12的數(shù)量ZS之間的半差的絕對值小。在本說明書中,術(shù)語“壓力角”α I、α 2表示對太陽齒輪7、冠狀輪8,以及行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e所設(shè)置的理想嚙合的壓力角,所述理想嚙合具有與太陽齒輪7、冠狀輪8、以及行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e相同的模數(shù)(module)。更精確地,與側(cè)部16a相關(guān)的壓力角α I比與側(cè)部16b相關(guān)的壓力角α 2小。因此,齒13是不對稱的。在所示情況中,壓力角α 是19°,且壓力角α2是25°。壓力角α I的所述較小值使得行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e與太陽齒輪7之間同時嚙合的齒13、11的數(shù)量增加。壓力角α I的減小決定從作用于齒13上的載荷產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力的增加。這基本上是由于這樣的事實的原因彎曲應(yīng)力與在齒13和齒12之間交換的切向力成正比,并因此與壓力角α I的余弦成正比。然而,壓力角α 2的增加決定齒13的抗彎強度的增加,這可補償彎曲應(yīng)力的上述增加。事實上,壓力角α 2的增加決定齒13的阻力段L增加,并由此決定齒13的抗彎強度的增加。換句話說,壓力角α 2的增加使得設(shè)置于軸線C與側(cè)部16b之間的齒13的根部40更短。每個行星齒輪的齒13的數(shù)量ZP比齒12的數(shù)量ZS與齒11的數(shù)量ZC之間的半差的絕對值小。換句話說,
Zc — z Zp < —--
2更特別地,齒13的數(shù)量ZS與齒11的數(shù)量ZC之間的半差的絕對值比齒13的數(shù)量ZP大從2到4范圍內(nèi)的值。參考圖7,由于減小齒的數(shù)量ZP,所以-側(cè)部16a具有與側(cè)部16a本身的基圓重合的節(jié)圓U;并且
-側(cè)部16b具有第二節(jié)圓U’,該第二節(jié)圓的直徑比側(cè)部16a的基圓小。術(shù)語“節(jié)圓(pitch circle)”U、U’表示中心位于行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e的軸線B上的圓,所述行星齒輪滾動而不在相應(yīng)的節(jié)圓V、V’上滑動,所述節(jié)圓V、V’分別與太陽齒輪7和冠狀輪8同軸。術(shù)語“基圓(base circle)”表不中心位于行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e的軸線B上的圓,所述行星齒輪在理想的接觸嚙合時滾動而不滑動,其以公稱的方式成比例并具有與齒13相同的模數(shù)且在其自己的分別與齒13的側(cè)部16a、16b配合的側(cè)部上具有壓力角α I、α 2。因此,壓力角α I與工作壓力角重合,工作壓力角與齒13的側(cè)部16a和齒11的側(cè)部14a之間的嚙合相對應(yīng)。相反,壓力角α 2比工作壓力角Y小,該工作壓力角Y與齒13的側(cè)部16b和齒 12的側(cè)部15b之間的嚙合相對應(yīng)。特別地,工作壓力角Y是這樣的角度,即,其存在于行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e的節(jié)圓上且位于側(cè)部16b的切線和將相對應(yīng)的軸線B與交點連接的線之間,所述交點是行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e的節(jié)圓與側(cè)部15b本身之間的交點(圖5和圖7)。工作壓力角Y比壓力角α2小從4°到8°范圍內(nèi)的值。在所示情況中,與側(cè)部16b相關(guān)的工作壓力角Y的范圍在17°和21°之間。這樣,每個行星齒輪9a,9b,9c,9d和9e各自具有同時與冠狀輪8的相應(yīng)齒11嚙合的兩個以上的齒13,并具有大約25°的壓力角α2。行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e、太陽齒輪7和冠狀輪8設(shè)計為具有大于2的接觸比(contact ratio), S卩,以這樣的方式使得每個行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e具有與太陽齒輪7的齒11嚙合的兩個以上的齒13、以及與冠狀輪8的齒12嚙合的兩個以上的齒13。特別地,術(shù)語“接觸比”表示接觸弧的長度與周節(jié)p、p’之間的比值,該比值與每個行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e與太陽齒輪7和冠狀輪8的嚙合相關(guān)。特別地,接觸弧是沿著每個行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e的節(jié)圓U (U’)測量的位于作用線H (!1’)和行星齒輪9&、%、9(、9(1、96本身的齒13的與太陽齒輪7的齒11的(冠狀輪8的齒12的)齒頂圓之間的兩個交點之間測量的弧。眾所周知,作用線H (H’)是行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e的齒和太陽齒輪7的齒(冠狀輪8的齒)13、12 (11)交換相互的作用力和反作用力所沿的直線。使作用線H、H’相對于切線T、T’以壓力角α (工作角Y)傾斜,該切線Τ、Τ’是每個行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e的節(jié)圓和太陽齒輪的(冠狀輪8的)節(jié)圓U、V (U’、V’)所公共的。相反,周節(jié)p、p’是在每個行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e的節(jié)圓U、U’上測量的連續(xù)齒的兩個同源(homologous)點之間的距離(圖4、圖5和圖7)。如所已知的,接觸比(B卩,同時嚙合的齒13、11 (12)的數(shù)量)隨著壓力角α (y)的減小而增加。此外,當所有其他參數(shù)相等時,內(nèi)齒輪(例如,在行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e與冠狀輪8之間嚙合的情況中)的接觸比比外齒輪(例如,在行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e與太陽齒輪7之間嚙合的情況中)大。由于節(jié)圓U、U’具有不同的各自的直徑的事實,與側(cè)部16a、14a之間的嚙合相對應(yīng)(即,與齒13、11之間的嚙合相對應(yīng))的接觸比和與側(cè)部16b、15b之間的嚙合相對應(yīng)(即,與齒13、12之間的嚙合相對應(yīng))的接觸比不同。在所示情況中,側(cè)部16a、14a和16b、15b的接觸比都大于2. 5。行星齒輪系6包括可圍繞平行于軸線A的各自的軸線B轉(zhuǎn)動的五個行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e。具體地,圍繞軸線A連續(xù)地設(shè)置行星齒輪9a、9b ;9b、9c ;9c、9d ;9d、9e ;9e、9a。每對緊接連續(xù)的行星齒輪9a,9b ;9b、9c ;9c、9d ;9d、9e ;9e、9a限定相位角β I、β2、β3、β4、β5 (圖 3)。具體地,相位角β (β2、β3、β4、β5)由將軸線A與行星齒輪9a、9b (9b,9c ;9c、9d ;9d、9e ;9e、9a)的軸線B連接的射線限定。上述射線被畫成與軸線A、B垂直。以這樣的方式設(shè)置行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e,即,使得其圍繞軸線A并不以相等的角度隔開。換句話說,相位角β I、β 2、β 3、β 4、β 5彼此并不全是相同的,并且,并不全等于72°,8卩,并不全等于全圓與行星齒輪9&、%、9(3、9(1、96的數(shù)量之間的比值。 更精確地,按照順序β I、β 2、β 3、β 4、β 5將相位角β I、β 2、β 3、β 4、β 5設(shè)置為沿順時針方向圍繞軸線A前進。相位角β I、β 4彼此是相同的并具有比全圓與行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e的數(shù)量之間的比值大的角幅(amp I i tude )。相位角β 2、β 3、β 5彼此是相同的并具有比全圓與行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e的數(shù)量之間的比值小的角幅。太陽齒輪7和冠狀輪8的齒11和12與行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e的齒13相同;即,它們具有側(cè)部14a、14b ;15a、15b,所述側(cè)部具有彼此不同的且分別等于α I、α 2的各自的壓力角。參考圖6,每個齒11、12、13的側(cè)部14a、14b ;15a、15b ; 16a、16b具有各自的與相對應(yīng)的根部40相對的端部50,所述端部相對于相對應(yīng)的起始漸開線輪廓突出(relieve)。特別地,側(cè)部14a、14b ; 15a、15b ; 16a、16b的輪廓的點和各自的理論漸開線之間的垂直于各自的齒11、12、13的軸線測量的距離的繪制(plot)由通過兩個相對于彼此傾斜的段F、G形成的各自的折線E限定,如歐洲專利申請第06425878. 3號中所示,該申請的內(nèi)容接合到本專利申請中。相反,每個齒11、12、13的根部40的形狀構(gòu)造為各自的圓的漸開線。在使用中,功率經(jīng)由太陽齒輪7進入行星齒輪系6,太陽齒輪7圍繞軸線A轉(zhuǎn)動。太陽齒輪7的旋轉(zhuǎn)決定行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e圍繞其自己的軸線B的旋轉(zhuǎn)以及行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e自己圍繞軸線A的公轉(zhuǎn)。行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e還經(jīng)由齒13,11與固定的冠狀輪8嚙合(圖4)。因此,行星齒輪架30圍繞軸線B轉(zhuǎn)動,用適當?shù)霓D(zhuǎn)速向旋翼軸4傳遞功率。從根據(jù)本發(fā)明的行星齒輪系6和方法來看,其所提供的優(yōu)點是明顯的。特別地,行星齒輪系6具有多種結(jié)構(gòu)特性的協(xié)同作用組合,其使得對于給定的相同重量,能夠增加傳遞至旋翼軸的功率之間的比值。上述優(yōu)點的實現(xiàn)在航空學(xué)領(lǐng)域中是非常重要的,其中,重量的任何節(jié)省自然意味著消耗的減小或有效載荷的增加。更精確地,申請人已經(jīng)以這樣的方式設(shè)計行星齒輪系6的結(jié)構(gòu)參數(shù),從而確保了每個行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e將具有同時與太陽齒輪7的相應(yīng)的齒11嚙合的至少兩個齒13、以及同時與冠狀輪8的相應(yīng)的齒12嚙合的至少兩個其它的齒13。
特別地,以這樣的方式設(shè)計行星齒輪系6的結(jié)構(gòu)參數(shù),使得齒13、11的接觸比和齒13、12的接觸比大于2. 5。這樣,與已知類型的行星齒輪系相比,來自作用于齒11、12、13上的載荷的應(yīng)力大大減小,其中在已知類型的行星齒輪系中接觸比基本上包括在I和2之間。更具體地,首先,齒13的側(cè)部16a、16b的壓力角α I、α 2彼此不同。
較小的壓力角α I使得能夠具有在每個行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e與太陽齒輪7之間同時嚙合的至少兩個齒11、13。這樣,確保了與齒13、11之間的嚙合相關(guān)的接觸比大于2. 5。同時,壓力角α I的減小決定作用于齒13上的力的切向分量的增加。事實上,所述分量與壓力角α I的余弦成正比。然而,由于壓力角α 2大于壓力角α I的事實,齒13具有阻力段L,并因此抗彎強度與通過將壓力角α I也用于側(cè)部16b而獲得的抗彎強度相比得以增加。因此,齒13可承受增加的彎曲應(yīng)力。換句話說,壓力角α I、α 2的差異使得兩個側(cè)部16a、16b上的與齒13、11之間的嚙合相關(guān)的接觸比都增加,并由此使得從作用于齒13、11本身上的載荷產(chǎn)生的應(yīng)力減小,而不會因此使齒13的抗彎強度變差。其次,齒13的數(shù)量ZP比齒11的數(shù)量ZS與冠狀輪12的數(shù)量ZC之間的半差的絕對值小,并因此齒13的數(shù)量ZP比根據(jù)傳統(tǒng)比例設(shè)計的用于行星齒輪設(shè)計的齒的數(shù)量小。由此可見,行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e的直徑比通過使行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e的節(jié)圓與太陽齒輪7的節(jié)圓和冠狀輪8的節(jié)圓相切而獲得的直徑小。因此,行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e與冠狀輪8之間嚙合的工作壓力角Y比側(cè)部16b的壓力角α 2小(圖7)。因此,即使壓力角α 2比壓力角α I大得多,行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e的齒13與冠狀輪8的齒12之間嚙合的工作壓力角Y也特別小。因此,確保了每個行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e具有還與冠狀輪8的相應(yīng)的齒12同時嚙合的兩個齒13。本申請人已同樣地注意到,與在本說明書的背景技術(shù)部分中描述的已知類型的行星齒輪系相比,同時哨合的齒13、11 (和13、12)的數(shù)量大于兩個、壓力角α I、α 2的差異、以及比齒11、12的數(shù)量ZS、ZC之間的半差的絕對值小的齒13的數(shù)量ZP的選擇產(chǎn)生減小行星齒輪系6的噪聲水平的協(xié)同作用。本申請人已同樣地注意到,通過齒11、12、13具有相對于相應(yīng)起始漸開線突出的端部50的事實,增加了行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e與太陽齒輪7 (或冠狀輪8)之間的接觸t匕,并增加了行星齒輪系6的安靜性。此外,行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e的齒13的數(shù)量ZP比標準比例所設(shè)計的小。這樣,可能增加多對相同齒13、11 (或12)形成彼此嚙合的兩個瞬時之間的時間間隔。因此,使放大多對將要彼此嚙合的齒13、11 (或12)的可能損壞的危險并可能對整個行星齒輪系6產(chǎn)生損壞的危險減到最小。最后,行星齒輪系6的行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e的數(shù)量大于三個,因此,對于行星齒輪系6的負載和操作的任何條件來說,作用于行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e上的扭矩都彼此不同。為了使作用于行星齒輪9a、9b、9c、9d、9e上的扭矩盡可能均勻,相位角β1、β4彼此相同,并且相位角β2、β3、β 5彼此相同。
最后,顯然可以在不背離本發(fā)明的保護范圍的情況下對本文描述的行星齒輪系6和方法進行修改和變型。特別地,該行星齒輪系6可用在垂直升降飛機中。
權(quán)利要求
1.一種用于能夠定點飛行的飛機(I)的行星齒輪系(6),包括_太陽齒輪(7),所述太陽齒輪能夠圍繞第一軸線(A)轉(zhuǎn)動,并包括多個第一齒(11); -固定冠狀輪(8),包括多個第二齒(12);以及 -至少兩個行星齒輪(9a、9b、9c、9d、9e),每個行星齒輪包括多個第三齒(13);每個所述行星齒輪(9a、9b、9c、9d、9e)均與所述冠狀輪(8)及所述太陽齒輪(7)嚙合,并能夠圍繞各自的第二軸線(B)轉(zhuǎn)動,所述行星齒輪進而能夠圍繞所述第一軸線(A)轉(zhuǎn)動; 所述行星齒輪系(6)的特征在于 -所述第三齒(13)中的至少兩個同時與相應(yīng)的第二齒(12)嚙合,并且所述第三齒(13)中的其它兩個同時與相應(yīng)的第一齒(11)哨合; -所述第三齒(13)包括第一側(cè)部(16a)和第二側(cè)部(16b),所述第一側(cè)部和所述第二側(cè)部分別具有彼此不同的第一壓力角(α I)和第二壓力角(α 2);并且 -所述行星齒輪(9a、9b、9c、9d、9e)中的每一個行星齒輪的所述第三齒(13)的數(shù)量(ZP)不同于所述太陽齒輪(7)的所述第一齒(11)的數(shù)量(ZS)與所述冠狀輪(8)的所述第二齒(12)的數(shù)量(ZC)之間的半差((ZC-ZS)/2)的絕對值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的行星齒輪系,其特征在于,所述第三齒(13)在所述第一側(cè)部(16a)上與相應(yīng)的所述第一齒(11)嚙合,并在所述第二側(cè)部(16b)上與相應(yīng)的第二齒(12)嚙合;所述第一壓力角(α I)比所述第二壓力角(α 2)小。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的行星齒輪系,其特征在于,所述第三齒(13)的所述數(shù)量(ZP)比所述半差((ZC-ZS)/2)的絕對值小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的行星齒輪系,其特征在于,所述半差((ZC-ZS)/2)的絕對值比所述第三齒(13)的所述數(shù)量(ZP)大包括在2和4之間的值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的行星齒輪系,其特征在于,所述第二側(cè)部(16b)的工作壓力角(Y )比所述第二壓力角(α 2)小包括在4°和8。之間的值。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的行星齒輪系,其特征在于,所述行星齒輪系包括能夠圍繞各自的第二軸線(B)轉(zhuǎn)動的所述行星齒輪(9a、9b、9c、9d、9e)中的至少三個; 每對緊接連續(xù)的行星齒輪(9a、9b ;9b、9c ;9c、9d ;9d、9e)與限定在將各自的第二軸線(B)與所述第一軸線(A)連接的線之間的各自的相位角(β I、β2、β3、β4、β5)相關(guān); 至少一個第一相位角和一個第二相位角(β I、β4;β2、β3、β 5)彼此不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的行星齒輪系,其特征在于,所述第一相位角中的至少兩個(β I、β 4)彼此相等。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的行星齒輪系,其特征在于,所述第二相位角中的至少三個(β 2、β 3、β 5)彼此相等并大于所述第一相位角(β I、β 4)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的行星齒輪系,其特征在于,所述第一和第二齒(11;12)均具有各自的側(cè)部(14a、14b ; 15a、15b),這些側(cè)部具有彼此不同的各自的其它壓力角。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的行星齒輪系,其特征在于,與所述行星齒輪(9a、9b、9c、9d、9e)中的每個和所述太陽齒輪(7)的嚙合相關(guān)的第一接觸比大于2. 5 ;并且,與所述行星齒輪(9a、9b、9c、9d、9e)中的每個和所述冠狀輪(8)的嚙合相關(guān)的第二接觸比大于2. 5。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的行星齒輪系,其特征在于,所述第一和第二側(cè)部(16a、16b)具有各自的端部(50),所述端部相對于相對應(yīng)的起始理論漸開線突出;所述端部(50)中的每一個的點與相對應(yīng)的起始漸開線之間的沿著所述第三齒(13)的軸線的距離的繪制包括相對于彼此傾斜的至少一個第一段(G)和一個第二段(F)。
12.一種能夠定點飛行的飛機,其特征在于,所述飛機包括 -旋翼(4); -發(fā)動機構(gòu)件;以及 -傳動裝置(5),設(shè)置于所述旋翼與所述發(fā)動機構(gòu)件之間,并包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的行星齒輪系(6); 所述行星齒輪系(6)包括與所述行星齒輪(9a、9b、9c、9d、9e)連接的行星齒輪架(30); 所述太陽齒輪(7)和所述行星齒輪架(30)之間的一個(7)在使用時從所述發(fā)動機構(gòu)件接收扭矩; 所述太陽齒輪(7)和所述行星齒輪架(30)之間的另一個(30)與所述旋翼(4)的驅(qū)動軸連接。
13.—種制造用于能夠定點飛行的飛機(I)的行星齒輪系(6)的方法,所述行星齒輪系(6)包括 -太陽齒輪(7),所述太陽齒輪能夠圍繞第一軸線(A)轉(zhuǎn)動,并包括多個第一齒(11); -固定冠狀輪(8),包括多個第二齒(12);以及 -至少兩個行星齒輪(9a、9b、9c、9d、9e),每個行星齒輪包括多個第三齒(13),每個所述行星齒輪(9a、9b、9c、9d、9e)均與所述冠狀輪(8)及所述太陽齒輪(7)嚙合,并能夠圍繞各自的第二軸線(B)轉(zhuǎn)動,所述行星齒輪進而能夠圍繞所述第一軸線(A)轉(zhuǎn)動; 所述方法的特征在于,所述方法包括以下步驟 -將所述第三齒(13)中的至少兩個設(shè)置成同時與相應(yīng)的第二齒(12)嚙合,并且將所述第三齒(13)中的其它兩個設(shè)置成同時與相應(yīng)的第一齒(11)哨合;; -對所述第三齒(13)的第一側(cè)部(16a)和第二側(cè)部(16b)分別提供彼此不同的第一壓力角(α I)和第二壓力角(α 2);以及 -將所述行星齒輪(9a、9b、9c、9d、9e)中的每一個行星齒輪的所述第三齒(13)的數(shù)量(ZP)提供為與所述太陽齒輪(7)的所述第一齒(11)的數(shù)量(ZS)和所述冠狀輪(8)的所述第二齒(12)的數(shù)量(ZC)之間的半差((ZC-ZS)/2)的絕對值不同。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于,所述提供所述第三齒(13)的數(shù)量(ZP)的步驟包括以下步驟將所述行星齒輪(9a、9b、9c、9d、9e)中的每一個行星齒輪的所述第三齒(13)的數(shù)量(ZP)提供為比所述半差((ZC-ZS)/2)的絕對值小。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于 -所述設(shè)置步驟包括以下步驟使所述第三齒(13)在所述第一側(cè)部(16a)上與所述第一齒(11)嚙合,并使所述第三齒(13 )在所述第二側(cè)部(16b )上與所述第二齒(12 )嚙合;并且 -所述提供第一側(cè)部(16a)和第二側(cè)部(16b)的步驟包括以下步驟將所述壓力角(α I)提供為具有比所述第二壓力角(α 2)小的角幅。
全文摘要
一種用于能夠定點飛行的飛機的行星齒輪系,包括太陽齒輪,太陽齒輪能夠圍繞第一軸線轉(zhuǎn)動并包括多個第一齒;固定冠狀輪,包括多個第二齒;以及至少兩個行星齒輪,每個行星齒輪包括多個第三齒;每個行星齒輪均與冠狀輪以及太陽齒輪嚙合,并能夠圍繞各自的第二軸線轉(zhuǎn)動,行星齒輪進而能夠圍繞第一軸線轉(zhuǎn)動;第三齒中的至少兩個同時與相應(yīng)的第二齒嚙合,并且第三齒中的其它兩個同時與相應(yīng)的第一齒嚙合;第三齒包括第一側(cè)部和第二側(cè)部,第一側(cè)部和第二側(cè)部分別具有彼此不同的第一壓力角和第二壓力角;并且行星齒輪中的每一個行星齒輪的第三齒的數(shù)量不同于太陽齒輪的第一齒的數(shù)量與冠狀輪的第二齒的數(shù)量之間的半差的絕對值。
文檔編號B64D35/02GK102900813SQ20121026702
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者塞爾吉奧·薩托里, 菲利波·奧齊, 朱塞佩·加斯帕里尼 申請人:奧格斯塔韋斯蘭股份公司
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