本發(fā)明涉及一種圓弧端齒，尤其涉及一種用于飛機(jī)用渦軸發(fā)動機(jī)的圓弧端齒齒輪。

背景技術(shù)：

圓弧端齒具有自動定心的作用，在渦軸發(fā)動機(jī)軸流盤之間，軸流盤與離心葉輪之間常用圓弧端齒傳遞扭矩，應(yīng)用非常廣泛。圓弧端齒在運(yùn)行過程中受到因轉(zhuǎn)動引起的離心力(所占比例較大)、裝配壓緊力引起的擠壓力和溫度載荷的作用?，F(xiàn)有技術(shù)的端齒是實(shí)心結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生的離心載荷較大。在轉(zhuǎn)速高、端齒半徑較大的情況下離心載荷在端齒根部產(chǎn)生較大應(yīng)力，時常使其強(qiáng)度和壽命指標(biāo)不能滿足要求。

在所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對本發(fā)明的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠有效降低離心力導(dǎo)致的應(yīng)力的圓弧端齒齒輪。

本發(fā)明的額外方面和優(yōu)點(diǎn)將部分地在下面的描述中闡述，并且部分地將從描述中變得顯然，或者可以通過本發(fā)明的實(shí)踐而習(xí)得。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種圓弧端齒齒輪，所述圓弧端齒齒輪具有多個齒，所述多個齒中的每一個齒的頂端設(shè)有減重槽，并在所述多個齒的根部具有向內(nèi)凸出的加強(qiáng)環(huán)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述減重槽為腰形盲孔、圓盲孔或開口向內(nèi)的盲孔。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述減重槽的各面交界處圓弧過渡。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述加強(qiáng)環(huán)與所述齒的內(nèi)側(cè)壁為圓弧過渡。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述盲孔的壁厚大于等于1mm。。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述盲孔的深度小于等于5mm。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

本發(fā)明圓弧端齒齒輪，由于在齒的頂端設(shè)有減重槽，因而在高速旋轉(zhuǎn)時，其齒頂端的重量顯著減小，齒的離心力也顯著降低，由離心力導(dǎo)致的應(yīng)力也相應(yīng)地大幅下降，并且減輕了重量，延長了使用壽命。

附圖說明

通過參照附圖詳細(xì)描述其示例實(shí)施方式，本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。

圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的圓弧端齒齒輪的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1從另一角度觀察時的示意圖；

圖3至圖5本發(fā)明中的減重槽的示意圖。

圖中：1、齒；2、齒槽；3、減重槽；4.加強(qiáng)環(huán)。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實(shí)施方式。然而，示例實(shí)施方式能夠以多種形式實(shí)施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實(shí)施方式；相反，提供這些實(shí)施方式使得本發(fā)明將全面和完整，并將示例實(shí)施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的結(jié)構(gòu)，因而將省略它們的詳細(xì)描述。

參見圖1至圖5，本發(fā)明實(shí)施方式公開了一種圓弧端齒齒輪，該圓弧端齒齒輪用于飛機(jī)的渦軸發(fā)動機(jī)，尤其是應(yīng)用于軸流盤與離心葉輪之間。該圓弧端齒齒輪用于傳遞扭矩，在工作時轉(zhuǎn)速極高(每分鐘轉(zhuǎn)速可高達(dá)萬轉(zhuǎn)以上)，因而離心力非常大。該圓弧端齒齒輪具有齒1，在相鄰的兩個齒1之間為齒槽2，這些齒1和齒槽2之間為圓弧過渡，在齒1的頂端為平面端，在每個齒1的頂端設(shè)置有減重槽3。

該減重槽3大致位于齒1頂端的中部位置，并通過銑削加工等方式制作。由于加工該減重槽3時，能夠從齒1上移除部分的材料，這也就減少了每個齒1的重量，當(dāng)齒1的重量減輕后，使得本圓弧端齒齒輪在高速轉(zhuǎn)動時，齒部位產(chǎn)生的離心力也會顯著地減小。

該減重槽3的數(shù)量并不限制，在每個齒1上的減重槽3可設(shè)置為一個，也可以設(shè)置為多個。同時，減重槽3的具體結(jié)構(gòu)也并不限制，參見圖3，在本發(fā)明一實(shí)施方式中，該減重槽3可為腰形盲孔，其槽體的兩端為圓弧面，中間為兩個平面，且中間兩個平面連接兩端的圓弧面。參見圖4，在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，該減重槽3為圓盲孔。參見圖5，在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，該減重槽3為開口向內(nèi)的盲孔，其槽體只有圖3的一半，槽體的其中一端為圓弧面，兩側(cè)為兩個平面，這兩個平面延伸至齒的內(nèi)側(cè)壁或者外側(cè)壁，從而形成了開放的槽體結(jié)構(gòu)，其中，該內(nèi)側(cè)壁為齒1靠近其軸線一側(cè)的側(cè)壁，而外側(cè)壁為齒1遠(yuǎn)離軸線一側(cè)的側(cè)壁。該減重槽3的壁厚一般可大于等于1mm，而減重槽3的深度一般小于等于5mm，這樣減重槽3不會對齒1的強(qiáng)度造成較大影響。

除此之外，該減重槽3也可為貫通結(jié)構(gòu)，其貫通齒1的內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁，從而將齒1頂部分成兩部分。減重槽3的各面交界處可為圓弧過渡，以進(jìn)一步減少齒1的內(nèi)應(yīng)力。這里所說的減重槽3的各面包括側(cè)壁面以及底面。

進(jìn)一步地，參見圖1及圖2，在齒1根部還可以設(shè)置有向內(nèi)凸出的加強(qiáng)環(huán)4，也就是說加強(qiáng)環(huán)4向齒輪的軸線方向凸出。該加強(qiáng)環(huán)4為圓環(huán)，直接通過車削加工形成與該圓弧端齒齒輪上。該加強(qiáng)環(huán)4能夠進(jìn)一步地減小齒1的根部的應(yīng)力，并提高結(jié)構(gòu)的剛度，使得該圓弧端齒齒輪不宜發(fā)生變形。加強(qiáng)環(huán)4與所述齒1的內(nèi)側(cè)壁為圓弧過渡，以減少應(yīng)力集中。加強(qiáng)環(huán)4凸出的高度大致等于齒1的厚度。

綜上所述，本發(fā)明的圓弧端齒齒輪，由于在齒的頂端設(shè)有減重槽，因而在高速旋轉(zhuǎn)時，其齒頂端的重量顯著減小，齒的離心力也顯著降低，由于離心力導(dǎo)致的應(yīng)力也相應(yīng)地大幅下降，在此基礎(chǔ)上，仍然能夠承受接觸壓力的作用。通過大量的仿真計(jì)算以及實(shí)驗(yàn)?zāi)M驗(yàn)證表明，本發(fā)明的圓弧端齒齒輪能夠減少離心力帶來的應(yīng)力多達(dá)20％以上，還達(dá)到了減輕重量的目的，能夠延長使用壽命兩倍以上。

以上具體地示出和描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施方式，相反，本發(fā)明意圖涵蓋包含在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等效布置。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出一種圓弧端齒齒輪，所述圓弧端齒齒輪具有多個齒，所述多個齒中的每一個齒的頂端設(shè)有減重槽，并在所述多個齒的根部具有向內(nèi)凸出的加強(qiáng)環(huán)。本發(fā)明圓弧端齒齒輪，由于在齒的頂端設(shè)有減重槽，因而在高速旋轉(zhuǎn)時，其齒頂端的重量顯著減小，齒的離心力也顯著降低，由離心力導(dǎo)致的應(yīng)力也相應(yīng)地大幅下降，并且減輕了重量，延長了使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：蔡顯新;陳龍;劉建新
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國航發(fā)湖南動力機(jī)械研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.01
技術(shù)公布日：2017.07.28