КОРОБКА ПЕРЕДАЧ И СПОСОБ РАЗБОРКИ ДЛЯ РАСЦЕПЛЕНИЯ ПРИВОДНОГО ВАЛА В ТАКОЙ КОРОБКЕ ПЕРЕДАЧ
GEARBOX AND DISASSEMBLY METHOD FOR DISENGAGING DRIVE SHAFT IN SUCH GEARBOX

Область техники
Настоящее изобретение относится к коробке передач, конкретно, для турбовентиляторных реактивных двигателей в авиационной области применения.
Уровень техники
Некоторые двигатели такого типа имеют коробку передач, содержащую вспомогательное устройство типа конической зубчатой передачи для передачи движения между двумя наклонными осями и основное устройство, которое соединено с вспомогательным устройством с помощью приводного вала. Конкретно, концы такого приводного вала зажаты, соответственно, полыми валами, принадлежащими двум ранее указанным устройствам.
Полый вал основного устройства приводит в движение вспомогательный сборочный узел, расположенный на осевом конце напротив того, в который вставлен приводной вал. Другими словами, основное устройство помещено между вспомогательным сборочным узлом и приводным валом в осевом направлении.
Во время технического обслуживания коробка передач разбирается на части для обеспечения возможности снятия и/или очистки двух устройств отдельно. Следовательно, во время разборки приводной вал должен быть отцеплен от вспомогательного устройства. Конкретно, в двигателях, упомянутых выше, приводной вал извлекается в осевом направлении через полый вал основного устройства, действуя со стороны вспомогательного сборочного узла, расцепив и удалив последний из основного устройства.
Однако данное решение имеет несколько недостатков. В действительности, необходимость отцепления и удаления вспомогательного сборочного узла, подразумевает относительно продолжительные периоды разборки и технического обслуживания. Кроме того, требуется относительно большой осевой люфт со стороны основного устройства для того, чтобы иметь возможность получить легкий доступ к соответствующему полому валу для отцепления и извлечения приводного вала наружу.
Для того, чтобы, по меньшей мере, частично устранить данные недостатки, приводной вал в других турбовентиляторных реактивных двигателях составлен при помощи трех или более частей, которые скреплены неподвижно друг с другом, например, при помощи болтов, которые могут быть расцеплены при разборке и удалении приводного вала, без необходимости удаления последнего через основное устройство в осевом направлении. Однако, сущность изготовления приводного вала из нескольких частей усложняет изготовление и сборку и сам приводной вал. Вследствие этого, данный тип решения является не очень удовлетворительным.
В заявке US3631735, которая соответствует вводной части формулы изобретения 1, приводной вал содержит шлицевой участок, который зацепляет полый вал основного устройства, и расположен на осевой опоре у кольца, расположенного в пазу такого полого вала. При использовании такое кольцо препятствует извлечению приводного вала из полого вала основного устройства.
Во время разборки после перемещения крышки, кольцо может быть доступно для удаления. После удаления кольца приводной вал извлекается из полого вала основного устройства и остается зацепленным только вспомогательным устройством. Однако, как уже отмечалось, желательно отцеплять приводной вал от вспомогательного устройства, конкретно, когда оно является последним, которое, как правило, удаляется.
Раскрытие сущности изобретения
Задачей настоящего изобретения является изготовление коробки передач, которая позволяет решить проблемы, проиллюстрированные выше, простым, экономичным способом.
Согласно настоящему изобретению осуществлена коробка передач, как раскрыто по п.1 формулы изобретения.
Согласно настоящему изобретению способ разборки для расцепления приводного вала в такой коробке передач тоже осуществлен, как раскрыто по п.13 формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Сейчас изобретение будет излагаться со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые изображают не имеющий ограничительного характера вариант осуществления такового, в котором
Фиг.1 – иллюстрирует неполное упрощенное поперечное сечение предпочтительного воплощения коробки передач в соответствии с настоящим изобретением,
Фиг.2 и 3 – виды в увеличенном масштабе двух элементов фиг.1,
Фиг.4 – иллюстрирует вид с местным разрезом в перспективе элемента фиг.3, который является увеличенным, во время этапа способа разборки согласно предпочтительному воплощению настоящего изобретения,
Фиг.5 – осевая проекция вала, изображенного в поперечном сечении элемента фиг.4,
Фиг.6 и 7 – похожи на фиг.1 и иллюстрируют другие этапы способа разборки.
Предпочтительный вариант выполнения изобретения
Ссылаясь на фиг.1 ссылочная позиция 1 изображает, в целом, коробку передач (изображена неполно и в упрощенном виде), конкретно, для турбовентиляторного реактивного двигателя в авиационной области применения.
Коробка передач 1 содержит модуль или устройство 2, обычно обозначаемое, как «редуктор главной передачи» и содержащее, в свою очередь, корпус 3 и зубчатую передачу 4, которая передает движение между двумя наклонными осями 5, 6, т. е., которые образуют угол меньше, чем 180° градусов между одной и другой. Для того, чтобы выполнить данную функцию передача 4, предпочтительно, образована с помощью двух конических шестерен 7, 8, которые входят в зацепление друг с другом.
Корпус 3, предпочтительно, составлен из нескольких частей, установленных неподвижно друг к другу, и содержит в себе передачу 4 и два вала 9, 10, которые поддерживаются корпусом 3 известным способом с помощью роликовых подшипников. Вал 9 идет вдоль оси 5, образует входное перемещение и поддерживает шестерню 7 в закрепленном положении на ее осевом конце. Вал 10, напротив, идет вдоль оси 6, образует выходное перемещение, является полым в осевом направлении, предпочтительно, изготовленным целиком и заканчивается по оси участком 11, который закреплен неподвижно относительно шестерни 8. Предпочтительно, шестерня 8 изготовлена только целиком с участком 11.
Ссылаясь на фиг.3, вал 10 заканчивается на конце напротив участка 11 участком 12, который образует осевое отверстие 16 вала 10, имеет сцепляющий механизм, обращенный внутрь в радиальном направлении, предпочтительно образованный с помощью шлицевого соединения 13 отверстия и соединен с участком 11 посредством промежуточного участка 14.
Кроме того, вал 10 содержит внутренний выступ 18, предпочтительно образованный при помощи кольцеобразного фланца, который выступает в радиальном направлении из участка 14 и имеет функцию, которая будет описана ниже.
Ссылаясь снова на фиг.1, коробка передач 1 содержит модуль или устройство 22 (частично показано), обычно обозначаемое, как «промежуточный редуктор», и содержащее, в свою очередь, корпус 23 и вал 24, который идет вдоль оси 6 корпуса 23, является полым в осевом направлении и связан с валом 10 при помощи соосного приводного вала 25.
Вал 24 создает входное перемещение для зубчатой передачи 28 устройства 22. Сопроводительные чертежи иллюстрируют только одну шестерню зубчатой передачи 28, т. е., шестерню, которая указана под номером позиции 29 и которая установлена на валу 24. Конкретно, устройство 22 расположено в осевом направлении между валом 25 и вспомогательным сборочным узлом (не показан), который установлен неподвижно на корпусе 23, и приводится в действие (не показано в установленном порядке) либо посредством передачи 28, либо вала 24.
Вал 24 заканчивается в осевом направлении к вспомогательному сборочному узлу участком 31 и в направление к устройству 2 участком 32 и содержит промежуточный участок 33, который имеет сцепляющий механизм, обращенный внутрь в радиальном направлении, также, предпочтительно образованный с помощью шлицевого соединения 34 отверстия. Шлицевые соединения 13 и 34 отверстий зацепляются способом угловой фиксации и осевого скольжения шлицевыми соединениями вала, образованными участком 35 (фиг. 3) и участком 36 (фиг.2) вала 25 соответственно.
Как изображено на фиг.2 участок 32 в радиальном направлении разграничен наружной поверхностью 40, имеющей резьбу и внутренней поверхностью 41, которая идет, начиная от осевой торцевой поверхности 43 вала 24, и выполнена для блокирования кольца 44, которое, по меньшей мере, частично, поставлено на место на участке 32 угловым способом.
При этом, как изображено на фиг. 4, поверхность 41 содержит цилиндрическую зону 45 и, по меньшей мере, один радиальный паз 46, который идет в осевом направлении, начиная от торца 43.
Кольцо 44 имеет общую ось с валами 24 и 25, опирается в осевом направлении на участок 32 и содержит кольцеобразную стенку 48, зацепляемую поверхностью 41 способом угловой фиксации и осевого скольжения. При этом, стенка 48 имеет наружную цилиндрическую поверхность 49, которая, по существу, является дополняющей к зоне 45 и содержит, по меньшей мере, один радиально расположенный зуб 50, который выступает наружу от поверхности 49 и зацепляется пазом 46 для удержания кольца 44 заблокированным в угловом направлении. Очевидно, количество пазов 46 и зубов 50 может быть больше. В качестве альтернативы пазу 46 и зубу 50 разные решения могут быть осуществлены для углового блокирования, например, соответствующие выравнивания на поверхностях 41 и 49.
Кольцо 44 дополнительно содержит наружный фланец 52, который выступает из осевой кромки стенки 48 и имеет наружный диаметр, который больше, чем внутренний диаметр торца 43. Функция фланца 52 это не подходить торцу 43 и, таким образом, предотвратить проникновение кольца 44 на участок 32, если кольцо 44 поставлено задом наперед на вал 25 по ошибке во время сборочных операций коробки передач 1.
Кольцо 44 дополнительно содержит осевой выступ 53, который расположен на противоположном осевом конце фланца 52 и преимущественно образован при помощи шлицевого соединения отверстия или внутреннего осевого зацепления 54, как изображено на фиг.5 и как будет описано в дальнейшем в этом документе. Зацепление 54 окружает промежуточный участок 55 вала 25 на расстоянии в радиальном направлении, другими словами, внутренний диаметр осевого выступа 53 больше, чем наружный диаметр участка 55.
Повторно ссылаясь на фиг.4, участок 55 предпочтительно является цилиндрическим и соединяет участок 36 в осевом направлении с наружным радиальным выступом вала 25, преимущественно образованным осевым зацеплением 56. Конкретно, зацепление 56 является идентичным и совмещаемым шлицевому соединению вала участка 36, для изготовления обоих в одно и то же время одним и тем же способом.
Зацепление 56 выступает из участка 55 настолько, чтобы получить наружный диаметр, который больше, чем внутренний диаметр выступа 53, вследствие этого последний предотвращает зацепление 56 и, таким образом, вал 25 от перемещения в осевом направлении внутри к валу 24.
Благодаря этому ясно, что кольцо 44 и зацепление 56 составляют часть осевого удерживающего средства 57, которое предотвращает осевое скольжение вала 25 в направлении противоположном устройству 2.
Как изображено на фиг.5, если смотреть вдоль оси 6, профили в направлении по окружности зацепления 56 и выступа 53 выполнены для обеспечения скольжения вдоль оси 6 рядом друг с другом без взаимодействия после относительного поворота, т. е., после поворота кольца 44 относительно вала 25. Преимущественно, профиль зацепления 54 в круговом направлении является дополняющим к профилю зацепления 56, но повернутым на величину, по существу, равную половине углового расстояния между двумя следующими друг за другом зубьями.
Со ссылкой на фиг.2, средство 57 дополнительно содержит осевой элемент 60 блокирования, который установлен неподвижно на участке 32 разъемным способом и содержит участок 61, который держит кольцо 40, зацепленное участком 32 в закрепленном осевом положении. Предпочтительно, элемент 60 блокирования образован посредством круглой гайки, которая установлена с небольшим радиальным люфтом около вала 25 и привинчена к поверхности 40. Конкретно, участок 61 образован при помощи внутреннего фланца, расположенного на осевом конце круглой гайки 60. Преимущественно, круглая гайка 60 имеет одно или более радиальных отверстий 63, зацепленных штифтами (не изображены), имеющих конец, зацепляющийся с участком 32 для выполнения функции противорасцепления с круглой гайкой 60.
Предпочтительно, вал 25 блокирован в осевом направлении относительно вала 24 только в одну сторону учитывая, что он свободен для перемещения по направлению к устройству 2. Конкретно, как изображено на фиг.3, в устройстве 2 вал 25 имеет конец 64, который размещен на расстоянии в осевом направлении от фланца 18 и имеет наружный диаметр, который больше, чем внутренний диаметр фланца 18. Благодаря этому, последний образует ограничительный стопорный выступ для осевого прямолинейного перемещения вала 25.
Более того, вал 25 содержит промежуточный участок 65, который соединяет в осевом направлении участок 35 с зацеплением 56, по существу, имеет один и тот же наружный диаметр, как участок 55 и имеет наружный выступ 66. Выступ 66 выступает наружу от участка 65 настолько, чтобы получить диаметр, который больше, чем внутренний диаметр участка 32 и имеет осевое положение такое, чтобы препятствовать ошибочной сборке задом наперед вала 25 (то есть конец 64 вставлен в вал 24) во время сборки коробки передач 1.
Как изображено на фиг.1, участок 65 вала 25, средство 57 и осевое отверстие 16 вала 10 остаются закрытыми посредством кольцевого кожуха 70, который соединяет корпус 3 и 23, либо открывается, либо удаляется для получения, по меньшей мере, отверстия, которое размещено в осевом направлении между корпусами 3 и 23 и может обеспечить доступ к средству 57 для отцепления вала 25 от устройства 2 во время процедуры разборки коробки передач 1.
Конкретно, кожух 70 является кожухом телескопического типа потому, что он содержит два рукава 72, 73, которые, по существу, соосны с валом 25, установлены неподвижно разъемным способом к корпусам 3 и 23, соответственно, и зацеплены друг другом способом осевого скольжения. На практике рукава 72, 73 образуют соответствующие двери, которые скользят в осевом направлении для образования отверстия 74 относительно корпуса 3 (фиг.7) и отверстия 75 относительно корпуса 23 (фиг.6), соответственно.
Ссылаясь на фиг.6, прежде всего, рукав 73 отцеплен от корпуса 23 и затем перемещен по направлению к устройству 2, для образования отверстия 75 в порядке разборки для того, чтобы освободить вал 25 от устройства 2.
Вслед за этим средство 57 освобождается посредством следующих операций с помощью ручного способа приведения в действие через отверстие 75:
- элемент 60 блокирования расцепляется и размещается на расстоянии в осевом направлении от участка 32 для разблокирования кольца 44 в осевом направлении;
- вал 25 поступательно перемещается по направлению к устройству 2, чтобы извлечь часть вала 25 из вала 24; при этом, данное перемещение заканчивается, когда конец 64 входит в контакт с фланцем 18; таким образом зацепление 56 размещается в осевом направлении от выступа 53 на расстоянии, достаточном для отцепления кольца 44 от участка 32; предпочтительно, шлицевое соединение вала участка 36 продолжает зацепляться шлицевым соединением отверстия после данного предварительного перемещения вала 25;
- кольцо 44 извлекается в осевом направлении из участка 32 (фиг.4), чтобы исключить вращение кольца 44 самого; при этом кольцо 44 снова берется в контакт с зацеплением 56;
- кольцо 44 поворачивается вокруг вала 25, чтобы произвести совмещение сцепления 54 в осевом направлении со сцеплением 56;
- в заключение, кольцо 44 извлекается вдоль зацепления 54 для удаления его из участка 32 в осевом направлении.
На данный момент, ссылаясь на фиг.7, отверстие 75 закрыто и рукав 73 опять установлен неподвижно к корпусу 23. Затем, отверстие 74 образуется отцеплением рукава 72 от корпуса 3 и удаления его в осевом направлении. Приведенный в действие ручным способом через отверстие 74, вал 25 поступательно перемещается по направлению к устройству 22, т.е., в полый вал 24, для отцепления вала 25 от шлицевого соединения 13 отверстия вала 10.
Очевидно, что в данном состоянии, устройство 2 вполне отделено от устройства 22 и, благодаря этому, может быть расцеплено и снято, например, посредством поступательного перемещения вдоль оси 5, без столкновения с устройством 22 или с валом 25 в то время, как вал 25 остается сцепленным с устройством 22.
Из вышеприведенного видно, что конструкция коробки передач 1 и, конкретно, расположение средства 57 обеспечивает отцепление вала 25 от устройства 2 без необходимости удаления вспомогательного сборочного узла и без требующегося люфта для работы на устройстве 22 со стороны участка 31 потому, что все действия доведены до конца через люфт, который имеется в наличии между корпусами 3 и 23 в осевом направлении. Кроме того, вал 25 разобран без надобности быть разобранным на несколько частей ввиду того, что он просто приспособлен для скольжения вдоль оси 6, сперва в одном направлении для производства достаточного люфта для отцепления выступа 53 и затем в противоположном направлении для удаления вала 25 из устройства 2 эффективным способом.
В дополнение к относительно малому люфту, для разборки также необходимы относительно короткие интервалы времени для отцепления вала 25. Конкретно, нет болтов или винтов, чтобы быть отвинченными (кроме круглой гайки 60), нет соединительных элементов, которым необходимо быть полностью удаленными (более того, круглая гайка 60 и кольцо 44 даже после отцепления от участка 32 пребывают на прежнем месте, поддерживаемые участком 65, как изображено на фиг.7, без риска потери их в кожухе 70 или в корпусах 3, 23); и, как указано выше, нет необходимости разбирать вал 25 на несколько частей.
Во всех случаях, отличительные признаки средства 57 обеспечивают установившееся и надежное осевое удержание вала 25, пусть только в одну сторону. В то же самое время, отличительные признаки средства 57 обеспечивают наличие относительно малого количества частей относительно известных решений и, следовательно, наличие большой простоты и высокой надежности.
В заключение, конструкция единого целого вала 25 тоже является одной из причин наличия в распоряжении малого числа комплектующих.
Из вышеприведенного видно, что изменения и отклонения могут быть осуществлены в коробке передач 1, без отступа за пределы охраны прилагаемой формулы изобретения из-за этого.
При этом, по меньшей мере, в принципе, средство 57 могло быть установлено в отверстие 16 вместо участка 32, чтобы отцепить вал 25 от устройства 22 и ввести его в вал 10. Данное решение предпочтительно, когда устройство 22 является устройством, которое нормально извлекается, пока вал 25 остается зацепленным устройством 2.
Более того, двусторонняя система блокирования может быть осуществлена (например, с возможным добавлением круглой гайки 60 для блокирования возможных осевых перемещений зацепления 56 по направлению к устройству 2) вместо односторонней системы; и/или круглая гайка 60 могла быть замещена другим осевым элементом блокирования (например, элементом, установленным в радиальном направлении на участке 32 или элементом штыкового зажима).
Более того, вал и шлицевые соединения отверстия, обеспеченные между валом 25 и валами 10, 24 могут быть замещены другими системами сцепления, которые делают возможным угловое ограничение и осевую свободу при скольжении во всех случаях.
В заключение, коробка передач 1 могла также быть использована для морского применения взамен аэронавигационного применения.