專利名稱：帶有整體過耦合保護(hù)的齒輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及齒輪領(lǐng)域，更特別涉及存在于齒輪箱中用來驅(qū)動渦輪機(jī)中備用機(jī)器 的齒輪。
背景技術(shù)：
齒輪使用在從時鐘到重工業(yè)減速器的所有機(jī)械分支中，用來傳遞運動。齒輪由 兩個分別安裝在轉(zhuǎn)軸上的帶齒小齒輪構(gòu)成。主動軸可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動小齒輪，所述小齒 輪整體安裝在軸上。主動小齒輪的齒與從動小齒輪的齒相互嚙合，以便將主動軸的 旋轉(zhuǎn)運動傳遞給從動軸。當(dāng)超過兩個帶齒小齒輪相互嚙合時，則稱為齒輪系。齒輪系包括多個構(gòu)成運動學(xué)鏈的系列齒輪。安裝在運動學(xué)鏈上游的電動機(jī)軸， 可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動與其整飾布置的小齒輪。布置在運動學(xué)鏈中電動機(jī)軸下游的齒輪系中 的小齒輪，在電動機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)作用下被逐步旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。小齒輪分別位于運動學(xué)鏈中選定小齒輪的上游和下游，下文中分別稱作上游小 齒輪和下游小齒輪，上游小齒輪將旋轉(zhuǎn)傳遞纟維定小齒輪，下游小齒輪由選定小齒 輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。 地，齒輪系可從電動機(jī)軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動多個軸，每個從動軸分別驅(qū)動一個機(jī)器。 本發(fā)明特別涉及一種渦輪噴氣發(fā)動機(jī)中的齒輪系以驅(qū)動備用機(jī)器。在連續(xù)安裝齒輪時，如果從動軸被粘住或固定住，則與軸一體的小齒輪就不能 旋轉(zhuǎn)。運動學(xué)鏈中的所有小齒輪很容易被鎖住。在這種情況下為了使齒輪系繼續(xù)工 作，己知的方法是提供可熔裝置?，F(xiàn)有技術(shù)中存在帶有兩個安裝在軸上的小齒輪并設(shè)有裝配在軸中矩形楔的齒 輪。小齒輪分別包括其內(nèi)環(huán)上與楔形對應(yīng)的矩形凹口。在操作中，小齒輪安裝在軸 上，凹口固定楔以使小齒輪與軸為一整體。如果齒輪的一個軸被粘住，貝l做固定軸的小齒輪會受到上游小齒輪所產(chǎn)生的過 耦合。過耦合具有使楔讓位的效果，因而使小齒輪與軸脫離。上游小齒輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動 與軸脫離的小齒輪。由于小齒輪會出現(xiàn)位置不正并橫向且徑向移動的情況，這樣能 夠進(jìn)行一段時間直到齒輪停止，然后不再提供安裝在下游的備用機(jī)器，所以可以保
t雜動學(xué)鏈，但只是很短的時間。在齒輪上，特別是安裝在這些齒輪的機(jī)器上會發(fā) 生耦合損失。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個目的在于使軸被固定住的小齒輪將旋轉(zhuǎn)運動傳遞給下游小齒輪 以保持每個齒輪的傳遞效率量。出于該目的，申請人提供一種齒輪，包括小齒輪，其與通過被布置成以便在小 齒輪與軸之間發(fā)生過耦合時使小齒輪從軸上脫離的可裂部件旋轉(zhuǎn)安裝在支架中的軸 是整體的，其特征在于懸掛在小齒輪與軸之間的導(dǎo)向軸承被布置成以便在小齒輪從 軸上脫離時圍繞軸旋轉(zhuǎn)引導(dǎo)小齒輪。 地，如果與齒輪系備用小齒輪整體的軸被粘住或固定住，則服從于重要偶 合的小齒輪利用用作"引信"的可裂部件與軸脫離。此前一直懸掛的導(dǎo)向軸承變成 活動的。這種軸承可以將脫離的小齒輪弓l導(dǎo)到圍繞軸旋轉(zhuǎn)。即使出現(xiàn)故障，也可 以保持齒輪效率。更優(yōu)選地，軸承占據(jù)較小空間且較輕。實際上，其布置在小齒輪內(nèi)部，并且不 需要位于小齒輪"外側(cè)"的導(dǎo)向裝置。優(yōu)選地，可裂部件可移動地安裝在小齒輪與軸之間。更{腿地，可裂部件具有至少一個被箍于小齒輪與軸之間的盤，該盤包括多個 徑向臂。進(jìn)一步優(yōu)選地，導(dǎo)向軸承屬于由滾柱軸承、滾珠軸承和環(huán)支承所構(gòu)成的組。更優(yōu)選地，導(dǎo)向軸承為NUP型滾柱軸承。根據(jù)本發(fā)明另一方面，備用齒輪箱帶有多個齒輪，其中至少一個齒輪是根據(jù)本 發(fā)明所述的齒輪。 地，齒輪箱驅(qū)動渦輪機(jī)中的備用機(jī)器。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，渦輪機(jī)包括這種齒輪箱。
通過下面的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將會更加易于理解，其中 圖1示出本發(fā)明齒輪的立體圖；圖2示出沿著圖1所示帶有滾柱軸承的齒輪沿Hi-Ill線的剖視圖；禾口
圖3示出帶有滾珠軸承的本發(fā)明另一個實施方式的立體圖。
具體實施方式
參考圖3，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，渦輪噴氣發(fā)動機(jī)(未示出)中包 括齒輪箱100。齒輪箱100用來驅(qū)動安裝在驅(qū)動箱100中所支撐的齒輪系軸上的備 用機(jī)器。這種箱100通常稱為備用齒輪箱，用字母標(biāo)記AGB表示。參考圖l，齒輪系中包括三個小齒輪10、 20、 30，分別設(shè)有齒13、 23、 33。小 齒輪IO、 20、 30串聯(lián)布置形成運動學(xué)鏈。電動機(jī)軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動小齒輪10。與齒23嚙 合的齒13將旋轉(zhuǎn)運動傳遞給小齒輪20，小齒輪IO、 20形成第一齒輪，小齒輪20、 30形成第二齒輪。小齒輪20整體安裝在轉(zhuǎn)軸201上。因此，當(dāng)小齒輪20由上游小齒輪10旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動時，其自動驅(qū)動軸201。參考圖2，軸201由分別布置在小齒輪20每一側(cè)上的軸承71、 72支撐，以引 導(dǎo)箱100中的軸201的旋轉(zhuǎn)。在此以滾柱軸承示出軸承71、 72。軸201包括徑向突起部，形成主體22，在其周圍安裝有柱形環(huán)21，其外表面 上設(shè)有齒23。滾柱軸承80在主體22與環(huán)21之間沿周向延伸，使環(huán)21可以圍繞主 體2旋轉(zhuǎn)地被驅(qū)動。軸承80包括支撐滾柱83的內(nèi)環(huán)82，沿縱向布置。滾柱83由環(huán)21的內(nèi)孔徑向向外支撐，形成軌道81。由于軌道81之間的線接 觸，滾柱軸承80為圓筒形滾柱83和環(huán)82提供高容量的軸承徑向載荷，因此適于高 轉(zhuǎn)速。環(huán)82包括兩部分，每一部分包括使?jié)L柱83可以軸向安裝的周向凸肩S21,822。 這種帶有兩個軸向支座的滾柱軸承80稱作NUP。軸承80安裝在小齒輪20內(nèi)懸掛，即不是活動的。主體22與柱形環(huán)21之間的 連接由兩個置于與主體22與柱形環(huán)21之間的軸201橫切的小齒輪20每一側(cè)上的聯(lián) 動盤40、 50形成。盤40、 50使主體22與小齒輪20—體，有利地可通過加環(huán)箍來 安裝盤。構(gòu)成小齒輪20葉輪的盤40、 50，通過與小齒輪20 —體的滾柱83保持軸 承80的環(huán)82。軸承80在小齒輪20內(nèi)不能軸向移動。參考圖1，盤40包括兩個同心環(huán)41、 42，外環(huán)通過徑向臂43連接到內(nèi)環(huán)42 上。盤40的環(huán)41的外表面與小齒輪20的環(huán)孔21內(nèi)表面鄰接，環(huán)42的內(nèi)表面與主 體22鄰接。盤40的臂43以此方式形成，即在主體22與柱形環(huán)21之間具有布置成以便為 優(yōu)于預(yù)定閾值的連接值讓位的"可裂"部。盤50以與盤40對以地方式形成，布置 在小齒輪20上與盤40的相對一側(cè)上。在齒輪系的正常操作下，上游齒輪10旋轉(zhuǎn)驅(qū)動小齒輪20，受到的耦合小于閾 值。旋轉(zhuǎn)運動通過小齒輪20傳遞給下游齒輪30。環(huán)21通過盤40、 50旋轉(zhuǎn)驅(qū)動主 體22。滾柱軸承80懸空。如果軸201被粘住，則會干擾旋轉(zhuǎn)運動。在小齒輪20與主體22之間產(chǎn)生超過 閾值的過耦合，并使臂43、 53讓位。每個臂43、 53的"可熔"部讓位并釋放圍繞 主體22旋轉(zhuǎn)的小齒輪20。一旦臂己經(jīng)讓位，則滾柱軸承80開始活動。滾柱83在環(huán)81、 82之間旋轉(zhuǎn)， 使環(huán)21圍繞主體22旋轉(zhuǎn)。凸肩821、 822軸向保持滾柱83并避免環(huán)21圍繞主體 22被直線驅(qū)動。滾柱軸承80允許小齒輪20的軸向和橫向移動，并只允許小齒輪20圍繞主體 22旋轉(zhuǎn)。因此，己經(jīng)脫離的小齒輪20與箱100不接觸。即使軸201出現(xiàn)故障，也可以使齒輪的效率最優(yōu)化，并保持運動學(xué)鏈。在另一個實施方式中，參考圖3，滾珠導(dǎo)向軸承90在主體22與環(huán)21之間沿周向延伸，使環(huán)21可以圍繞主體22旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。滾珠軸承90包括內(nèi)部周向籠92和外部周向籠91，滾珠93布置在二者之中。 軸承90懸掛布置。主體22和柱形環(huán)21之間的連接實際上與上述實施方式類似，即 通過將兩個盤40、 50箍于主體22與柱形環(huán)21之間。在另一個實施方式中，未示出，環(huán)支承沿周向延伸在主體22與環(huán)21之間，使環(huán)21可圍繞主體22旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。環(huán)支承包括兩個由例如青銅或聚四氟乙烯 (Polytetrafluoroethylene,PTFE)等低摩擦系數(shù)材料制成的同心環(huán)，環(huán)與表面接觸以 將環(huán)21引導(dǎo)到主體22周圍。被箍在環(huán)21與主體22之間的盤40、 50，在斷裂后易于去除。更換快速、簡單 且廉價。當(dāng)軸201被粘住時，由過耦合所產(chǎn)生的能量由盤40、 50吸收，所以沒必要 替換掉像軸201和環(huán)21等昂貴部件。在渦輪機(jī)水平，本發(fā)明使齒輪箱即使在齒輪系的軸出現(xiàn)故障時，仍然可以驅(qū)動 備用機(jī)器。
權(quán)利要求
1.一種齒輪，包括小齒輪(20)，與通過被布置成以便在小齒輪(20)與軸(201)之間發(fā)生過耦合時使小齒輪(20)從軸(201)脫離的可裂部件(40、50)旋轉(zhuǎn)安裝在支架(100)上的軸(201)是整體的，其特征在于懸掛在小齒輪(20)與軸(201)之間的導(dǎo)向軸承(80、90)被布置成以便在小齒輪(20)從軸(201)上脫離時圍繞軸(201)旋轉(zhuǎn)引導(dǎo)小齒輪(20)。
2. 如權(quán)利要求1所述的齒輪，其中戶;M可裂部件(40、 50)可移動安裝在小齒 輪(20)與軸(201)之間。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的齒輪，其中所述可裂部件(40、 50)形成有至少一 個被箍在小齒輪(20)與軸(201)之間的盤(40、 50)，盤(40、 50)包括多個可 裂的徑向臂(43、 53)。
4. 如權(quán)利要求l至3所述的任一種齒輪，其中導(dǎo)向軸承(80、 90)屬于由滾柱 軸承(80)、滾珠軸承(90)和環(huán)支承所構(gòu)成的組。
5. 如權(quán)利要求1至4所述的任一種齒輪，其中導(dǎo)向軸承(80、 90)是NUP型 滾柱軸承。
6. —種帶有多個齒輪的齒輪箱，具有至少一個如權(quán)利要求1至5之一所述的齒輪。
7. 如權(quán)利要求6所述的齒輪箱，驅(qū)動渦輪機(jī)中的備用機(jī)器。
8. —種渦輪機(jī)，包括如權(quán)利要求7所述的備用機(jī)器的齒輪箱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種小齒輪(20)，與通過被布置成以便在小齒輪(20)與軸(201)之間發(fā)生過耦合時使小齒輪(20)從軸(201)脫離的可裂部件(40、50)旋轉(zhuǎn)安裝在支架(100)上的軸(201)是整體的。懸掛在小齒輪(20)與軸(201)之間的導(dǎo)向軸承(80、90)被布置成以便在小齒輪(20)從軸(201)上脫離時圍繞軸(201)旋轉(zhuǎn)引導(dǎo)小齒輪(20)。在渦輪機(jī)中，帶有這種齒輪的齒輪箱在齒輪箱中的軸損壞時可以驅(qū)動備用機(jī)器。
文檔編號F16H57/00GK101210609SQ200710307140
公開日2008年7月2日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月27日
發(fā)明者凱利德·貝爾艾亞, 阿蘭·瓦索 申請人:伊斯帕諾-絮扎公司