本發(fā)明涉及一種用于制造螺旋槳減速齒輪的方法和通過(guò)該方法獲得的螺旋槳減速齒輪。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)的螺旋槳的渦輪機(jī)通常包括“螺旋槳齒輪箱”(pgb)或“螺旋槳減速齒輪”，其使得能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以所選擇的減速比從通常由燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)的曲軸傳遞到螺旋槳。這種螺旋槳減速齒輪使得螺旋槳能夠以比曲軸的旋轉(zhuǎn)速度低的速度被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)。例如在文獻(xiàn)wo00/17540中描述了這種螺旋槳減速裝置。

在可以使用的不同的螺旋槳減速齒輪中，現(xiàn)有技術(shù)已知為“復(fù)合”型減速齒輪。這種減速齒輪也被稱為具有中間傳送線的減速齒輪。這種減速齒輪在圖1中示出。器通常包括：

輸入齒輪1；

兩個(gè)中間齒輪2，每個(gè)中間齒輪包括與輸入齒輪1嚙合的第一級(jí)3和第二級(jí)4；

與中間齒輪中每個(gè)的第二級(jí)4嚙合的輸出齒輪5。

輸入齒輪用于連接至曲軸。輸出齒輪用于連接到待旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的螺旋槳。

然而，如圖2所示，這種螺旋槳減速齒輪是超靜態(tài)的。因此，在中間齒輪2中的一個(gè)處的游隙6可能引起不正確的負(fù)載分配，使得另一中間齒輪從而轉(zhuǎn)發(fā)大部分發(fā)動(dòng)機(jī)功率，而第一中間齒輪基本上不轉(zhuǎn)發(fā)功率。然而，當(dāng)減速齒輪傳遞針對(duì)其確定尺寸的最大扭矩時(shí)，由兩個(gè)中間齒輪傳遞的這種不正確的扭矩分配可能導(dǎo)致螺旋槳減速齒輪的損壞和所述減速齒輪的過(guò)早磨損。

為了克服這個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)提出了一種設(shè)置有如圖3a、3b和4所示的彈簧系統(tǒng)的螺旋槳減速齒輪。該彈簧系統(tǒng)7包括連接到輸入齒輪1的一彈簧7。彈簧系統(tǒng)7還包括一個(gè)在輸入齒輪的軸線處的球形接頭花鍵和由軸承支撐的梁9。彈簧系統(tǒng)通過(guò)使輸入齒輪1能夠垂直位移使得兩個(gè)中間齒輪傳遞相同的功率而增加了自由度。實(shí)際上，彈簧系統(tǒng)的尺寸被確定，使得當(dāng)施加在輸入齒輪的任一側(cè)上的切向應(yīng)變以及因此由兩個(gè)中間齒輪2傳遞的扭矩相等時(shí)，輸入齒輪找到其平衡位置。因此，例如，當(dāng)由中間齒輪2a傳遞的扭矩高于由中間齒輪2b傳遞的扭矩時(shí)，輸入齒輪將向上移位，如圖2a和2b所示，以便使由兩個(gè)中間齒輪所傳遞的扭矩相等。

該彈簧系統(tǒng)是有效的，但其會(huì)迫使螺旋槳減速齒輪的齒輪以不對(duì)齊的方式工作，這在長(zhǎng)期會(huì)損害它們。此外，在螺旋槳減速齒輪中引入彈簧對(duì)所述螺旋槳減速齒輪的動(dòng)態(tài)行為和靠性是不利的。

因此，現(xiàn)有技術(shù)的螺旋槳減速齒輪中的動(dòng)態(tài)負(fù)載分配系統(tǒng)是有效的，但是它們?cè)诼菪龢獪p速齒輪的體積、質(zhì)量和復(fù)雜性方面都具有負(fù)面影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在通過(guò)提供一種解決方案來(lái)克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，該解決方案能夠適當(dāng)?shù)胤峙溆陕菪龢獪p速齒輪的中間齒輪所傳遞的扭矩，這不會(huì)使螺旋槳減速齒輪較重，該螺旋槳減速齒輪不笨重且不復(fù)雜。

為此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于制造螺旋槳減速齒輪的方法，所述螺旋槳減速齒輪包括：

-殼體，所述殼體包括至少兩個(gè)前軸承座和兩個(gè)后軸承座；

-輸入齒輪；

至少兩個(gè)中間齒輪，每個(gè)中間齒輪包括與輸入齒輪嚙合的第一級(jí)和第二級(jí)，每個(gè)中間齒輪經(jīng)由至少一個(gè)前軸承和一個(gè)后軸承連接到殼體，每個(gè)前軸承由前軸承座中的一個(gè)支撐，每個(gè)后軸承由后軸承座中的一個(gè)支撐；

-輸出齒輪，所述輸出齒輪與中間齒輪中每個(gè)的第二級(jí)嚙合；

該方法包括以下步驟：

-(a)測(cè)量殼體的制造缺陷；

-(b)計(jì)算由所測(cè)量的制造缺陷在每個(gè)中間齒輪處引起的第一角向游隙；

-(c)通過(guò)由減速齒輪傳遞閾值扭矩時(shí)殼體的變形來(lái)估計(jì)在每個(gè)中間齒輪處引起的第二角向游隙；

-(d)通過(guò)第一角向游隙和第二角向游隙計(jì)算總的角向游隙；

-(e)選擇具有補(bǔ)償該總角向游隙的相位差的兩個(gè)中間齒輪。

在本文中，術(shù)語(yǔ)“相位差”表示每個(gè)中間齒輪上的第一級(jí)的齒與第二級(jí)的齒之間的相對(duì)角度。

在本文中，術(shù)語(yǔ)“角向游隙”表示當(dāng)一個(gè)中間齒輪均接觸輸入齒輪和輸出齒輪時(shí)在另一個(gè)中間齒輪上的可能的角度間隙?？梢酝ㄟ^(guò)接觸減速齒輪的一側(cè)上的齒并通過(guò)測(cè)量該減速齒輪的另一側(cè)上的可能的角向間隙來(lái)測(cè)量該角向游隙。

因此，制造方法能夠在分配現(xiàn)有技術(shù)中使用的負(fù)載分配系統(tǒng)的同時(shí)，制造其中由兩個(gè)中間齒輪所傳遞的扭矩被平衡的螺旋槳減速齒輪。為此，該方法建議使用中間齒輪的配對(duì)，以便改善這兩個(gè)齒輪之間的負(fù)載分布。因此，沒(méi)有像在現(xiàn)有技術(shù)中使用動(dòng)態(tài)負(fù)載分配系統(tǒng)那樣，為了在減速齒輪的整個(gè)操作范圍上平衡中間齒輪之間的負(fù)載，該方法建議選擇中間齒輪，以當(dāng)減速齒輪傳遞閾值轉(zhuǎn)矩時(shí)，補(bǔ)償殼體的制造缺陷和其變形。該閾值扭矩優(yōu)選為減速齒輪針對(duì)其確定尺寸的最大扭矩。因此獲得減速齒輪，其中當(dāng)減速齒輪傳遞最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，所傳遞的扭矩均勻地分布在兩個(gè)中間齒輪之間，從而限制減速齒輪的損壞和磨損風(fēng)險(xiǎn)，而不會(huì)使減速機(jī)更重或更復(fù)雜。此外，可以省略設(shè)置有可移動(dòng)件的現(xiàn)有技術(shù)的負(fù)載平衡系統(tǒng)，其威脅到減速齒輪的可靠性。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法還可以具有以下獨(dú)立的或根據(jù)任何技術(shù)上可能的組合所獲得的一個(gè)或多個(gè)特征。

有利地，測(cè)量缺陷的步驟(a)包括測(cè)量每個(gè)軸承座的實(shí)際位置的步驟。

有利地，計(jì)算第一角向游隙的步驟(b)包括以下步驟：

-對(duì)于每個(gè)軸承座，計(jì)算軸承座的實(shí)際位置與基準(zhǔn)位置之間的差異，以便獲得軸承座的偏移量；

-對(duì)于每個(gè)中間齒輪：

○由軸承座偏移量計(jì)算支撐該中間齒輪的軸承的中間齒輪的偏移量；

○由中間齒輪的偏移量計(jì)算第一角向游隙。

有利地，計(jì)算第二角向游隙的步驟(c)包括以下步驟：

-估計(jì)在通過(guò)減速齒輪傳遞閾值扭矩時(shí)每個(gè)軸承座的位移；

-對(duì)于每個(gè)中間齒輪：

○由支撐該中間齒輪的軸承的軸承座的位移計(jì)算第一級(jí)的位移；

○由所計(jì)算的位移計(jì)算第二角向游隙。

本發(fā)明的第二方面涉及通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法獲得的螺旋槳減速齒輪。

附圖說(shuō)明

參考附圖通過(guò)閱讀下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)將更好地顯現(xiàn)出來(lái)，其圖示：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法被應(yīng)用至其的螺旋槳減速齒輪的立體圖；

圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的制造方法制造的螺旋槳減速齒輪的前表面；

圖3a、3b和4是設(shè)置有彈簧負(fù)載分配系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)的螺旋槳減速齒輪的示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的螺旋槳減速齒輪的表面的視圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的螺旋槳減速齒輪的一部分的表面的俯視圖；

圖7是圖6的螺旋槳減速齒輪的殼體的前視圖。

圖8是圖7的殼體的一部分的放大視圖；

圖9是使嚙合偏移量能夠計(jì)算的方法的示意圖；

圖10a至10c是在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法的范圍內(nèi)使用的中間齒輪的齒的示意圖；

圖11是在閾值扭矩加載的情況下圖7的殼體的軸承座的位移場(chǎng)；

圖12是圖5的螺旋槳減速齒輪的中間齒輪的位移場(chǎng)；

圖13是圖5的螺旋槳減速齒輪的第一級(jí)的視圖；

圖14是圖5的螺旋槳減速齒輪的第二級(jí)的視圖；

圖15是與圖5的螺旋槳減速齒輪的齒輪的齒相嚙合的中間齒輪的齒的視圖；

圖16a是在不使用根據(jù)本發(fā)明的方法的情況下由螺旋槳減速齒輪的中間齒輪中的每個(gè)所傳遞的扭矩的示意圖；

圖16b是通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法制造的螺旋槳減速齒輪的中間齒輪中的每個(gè)所傳遞的扭矩的示意圖。

為了清楚起見，在整個(gè)附圖中，相同或相似的元件用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示。

具體實(shí)施方式

該方法旨在制造如附圖所示的螺旋槳減速齒輪。該螺旋槳減速齒輪包括殼體12。殼體12包括兩個(gè)前軸承座13和兩個(gè)后軸承座14。殼體12圍繞齒輪鏈，所述齒輪鏈?zhǔn)沟寐菪龢軌蛞耘c曲軸的旋轉(zhuǎn)速度不同的速度被可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)。為此，齒輪鏈包括用于連接到曲軸上的輸入齒輪1和用于與待被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的螺旋漿合為一體的輸出齒輪5。該齒輪鏈還包括至少兩個(gè)中間齒輪2。每個(gè)中間齒輪2包括與輸入齒輪1嚙合的第一級(jí)3和與輸出齒輪5嚙合的第二級(jí)4。每個(gè)中間齒輪經(jīng)由以下連接到殼體：

前軸承15，所述前軸承15由殼體的前軸承座13中的一個(gè)支撐，

后軸承16，所述后軸承16由殼體的后軸承座14中的一個(gè)支撐，

現(xiàn)在將描述用于制造這種減速齒輪的方法。其首先包括測(cè)量殼體的制造缺陷的步驟(a)。更準(zhǔn)確地說(shuō)，在該步驟過(guò)程中，測(cè)量每個(gè)軸承座的真實(shí)位置。

該方法然后包括將每個(gè)軸承座的實(shí)際位置與基準(zhǔn)位置進(jìn)行比較的步驟。因此，參考圖7和圖8，該方法包括測(cè)量由平面圖指定的基準(zhǔn)位置17和每個(gè)軸承座的實(shí)際位置18之間的差的步驟。因此，獲得對(duì)于每個(gè)前軸承座的軸承座偏移量(δyav，δzav)和對(duì)于每個(gè)后軸承座的(δyar，δzar)。

該方法進(jìn)而包括計(jì)算由所測(cè)量的制造缺陷在每個(gè)中間齒輪處引起的第一角向游隙的步驟(b)。該步驟包括計(jì)算每個(gè)中間齒輪的第一級(jí)與所計(jì)算的軸承座的偏移量的步驟。因此，中間齒輪2b例如通過(guò)前軸承座13和通過(guò)后軸承座14被連接到殼體。參考圖13，只有在前軸承座偏移量13(δyav，δzav)、后軸承座偏移量14(δyar，δzar)、中間齒輪l的總長(zhǎng)度以及中間齒輪與軸承座l1中的一個(gè)之間的距離是已知的情況下，中間齒輪2b的第一級(jí)的偏移量(δy,δz)才被計(jì)算：

該方法還包括由中間齒輪2b的第一級(jí)的偏移量(δy，δz)計(jì)算第一角向游隙的步驟。該第一角向游隙由以下等式給出：

δ1＝δz/r+δy＊tan(α)/r

其中r是中間齒輪的原始半徑，單位為mm。

對(duì)于另一個(gè)中間齒輪2a，以相同的方式計(jì)算第一角向游隙δ2。

該方法還包括計(jì)算第一總角向游隙δ制造＝δ1+δ2的步驟。

該方法還包括以下步驟：估計(jì)當(dāng)通過(guò)減速齒輪傳遞閾值轉(zhuǎn)矩時(shí)由殼體的變形而在每個(gè)中間齒輪處引起的第二角向游隙。為此，參考圖11和圖12，例如可進(jìn)行有限元計(jì)算，以便在通過(guò)減速齒輪傳遞閾值轉(zhuǎn)矩時(shí)知道由于殼體的變形而引起的每個(gè)軸承座的位移。該閾值扭矩優(yōu)選為減速齒輪針對(duì)其被確定尺寸的最大扭矩。因此，就得到后軸承座的位移(δy'av，δz'av)。

該方法還包括在傳遞閾值扭矩的情況下計(jì)算中間齒輪2b的第一級(jí)的位移(δy'，δz')的步驟：

該方法還包括由中間齒輪2b的第一級(jí)的偏移量(δy’,δz’)計(jì)算第二角向游隙的步驟。第二角向游隙由下列等式給出：

δ1’＝δz’/r+δy’＊tan(α)/r

其中r是中間齒輪的原始半徑，單位為mm。

對(duì)于另一個(gè)中間齒輪2a，以相同的方式計(jì)算第二角向游隙δ2’。

該方法還包括計(jì)算第二總角向游隙δ變形＝δ1’+δ2’的步驟。

該方法還包括計(jì)算總角向游隙的步驟：

δ總＝δ制造+δ變形。

該方法還包括選擇導(dǎo)致如圖15所示的等于-δ總的相移的一對(duì)中間齒輪的步驟。

所描述的方法因此通過(guò)選擇一對(duì)合適的中間齒輪而使制造缺陷和變形缺陷能夠得到補(bǔ)償。因此，其能夠在兩個(gè)中間齒輪之間實(shí)現(xiàn)平衡的負(fù)載分配。因此，圖16a表示當(dāng)不通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法制造該減速齒輪時(shí)根據(jù)減速齒輪的輸入處的轉(zhuǎn)矩ce由中間齒輪2a和2b中的每個(gè)所傳遞的扭矩的演進(jìn)。從該圖可以看出，兩個(gè)中間齒輪傳遞非常不同的扭矩。圖16b表示當(dāng)通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法制造該減速齒輪時(shí)根據(jù)該減速齒輪的輸入處的轉(zhuǎn)矩ce由中間齒輪2a和2b中的每個(gè)傳遞的扭矩的演進(jìn)。從該圖可以看出，所傳遞的扭矩由此在兩個(gè)中間齒輪之間均勻地分布。

當(dāng)然，本發(fā)明不限于參考附圖所描述的實(shí)施例，在不超出本發(fā)明的范圍下可以考慮替代方案。特別是，可以應(yīng)用用于制造包括多于兩個(gè)中間齒輪的螺旋槳減速齒輪的方法。