动力传递机构及航空发动机的制作方法

1.本发明涉及发动机结构技术领域，特别地，涉及一种用于发动机的动力传递机构。此外，本发明还涉及一种包括上述动力传递机构的航空发动机。


背景技术：

2.航空发动机的附件机匣是发动机的重要组成部件之一，附件机匣上安装于起动机、液压泵和发电机等附件。在发动机启动时，起动机转矩经附件机匣传递至发动机；在发动机工作时，附件机匣提取发动机功率，通过传动系统驱动液压泵和发电机等附件工作，以保证飞机上液压设备和电力设备的正常工作。
3.然而，随着飞机不断的升级迭代，飞机上的电力设备的也相应增加，导致发电机需要提供的功率成倍增加，同时由于附件机匣的内部空间有限，无法简单的通过增加额外的传动结构来进行动力传递，因此，现有的传动系统无法满足其传动需求，使得发电机无法提供足够的功率，进而无法保证飞机上电力设备的正常工作，从而大大影响飞机的升级迭代进度。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种动力传递机构及航空发动机，以解决由于航空发动机中的附件机匣的内部空间有限，现有的传动系统无法满足其传动需求，安装于附件机匣上的发电机无法提供足够的功率的技术问题。
5.根据本发明的一个方面，提供一种动力传递机构，用于将动力传递至发电机上，包括附件机匣、布设于附件机匣上的支撑组件、可转动地布设于支撑组件上的用于接收并传递发动机输出的动力的第一传动组件、可转动地布设于支撑组件上的用于传递动力至发电机上的第二传动组件以及朝靠近附件机匣的方向倾斜布设并分别与第一传动组件和第二传动组件连接的用于传递动力的倾斜传动组件，倾斜传动组件可转动的布设于支撑组件上。
6.作为上述技术方案的进一步改进：
7.进一步地，第一级传动组件包括用于与发动机的动力输出端连接以传递动力的弹性轴、固定套设于弹性轴上的用于传递动力的薄壁传动轴以及固定套设于薄壁传动轴上的用于传递动力的第一锥齿轮。
8.进一步地，倾斜传动组件包括与第一锥齿轮啮合的用于传递动力的第二锥齿轮以及与第二锥齿轮固定连接的用于传递动力的锥齿轮轴。
9.进一步地，第三级传动组件包括与锥齿轮轴上的锥齿轮啮合的用于传递动力的第三锥齿轮、与第三锥齿轮固定连接的第一圆柱齿轮轴以及与第一圆柱齿轮轴上的圆柱齿轮啮合的用于与发电机的动力输入端连接以将动力传递至发电机上的第二圆柱齿轮轴，锥齿轮轴的中心轴线的延长线与第一圆柱齿轮轴的中心轴线的延长线形成的夹角设为a角，a角呈钝角布设并用于使锥齿轮轴朝靠近附件机匣的方向倾斜布设。
10.进一步地，支撑组件包括布设于附件机匣上的支撑架、布设于支撑架上并对第一锥齿轮进行支撑的第一支撑轴承、布设于支撑架上并对第二锥齿轮进行支撑的第二支撑轴承、布设于附件机匣上并对锥齿轮轴进行支撑的第三支撑轴承、布设于附件机匣上并对第一圆柱齿轮轴进行支撑的第四支撑轴承、布设于附件机匣上并对第一圆柱齿轮轴进行支撑的第五支撑轴承、布设于附件机匣上的用于支撑发电机的安装座、布设于附件机匣上并对第二圆柱齿轮进行支撑的第六支撑轴承以及布设于安装座上并对第二圆柱齿轮进行支撑的第七支撑轴承。
11.进一步地，动力传递机构还包括润滑组件，润滑组件包括用于连通润滑减速器以输送滑油的第一油管、布设于支撑架内并与第一油管连通的多条润滑油路、布设于支撑架上并与第一油管连通的第一喷油嘴、用于连通燃油调节器以输送滑油的第二油管以及布设于安装座上并与第二油管连通的第二喷油嘴，多条润滑油路用于润滑第一锥齿轮、第二锥齿轮、第一支撑轴承和第二支撑轴承，第一喷油嘴用于飞溅润滑锥齿轮轴、第三锥齿轮、第一圆柱齿轮轴、第二圆柱齿轮轴、第三支撑轴承、第四支撑轴承、第五支撑轴承和第六支撑轴承，第二喷油嘴用于飞溅润滑第二圆柱齿轮轴和第七支撑轴承。
12.进一步地，支撑组件还包括布设于附件机匣和支撑架之间的用于调节第二支撑轴承和锥齿轮轴之间的同轴度的调整垫。
13.进一步地，锥齿轮轴上的锥齿轮为零度弧齿锥齿轮，第三锥齿轮为零度弧齿锥齿轮。
14.进一步地，第一支撑轴承为双联轴承；和/或第二支撑轴承为双联轴承。
15.根据本发明的另一方面，还提供了一种航空发动机，其包括上述的动力传递机构。
16.本发明具有以下有益效果：
17.本发明的动力传递机构，通过附件机匣和支撑组件对第一传动组件、倾斜传动组件和第二传动组件进行支撑，确保第一传动组件、倾斜传动组件和第二传动组件的工作可靠，动力传递稳定，在动力传递过程中，首先通过第一传动组件接收并传递发动机输出的动力，然后通过倾斜传动组件接收并传递第一传动组件输出的动力，最后通过第二传动组件接收并传递倾斜传动组件的动力至发电机内，同时由于倾斜传动组件朝靠近附件机匣的方向倾斜布设，结构紧凑，减少了占用空间；本方案通过附件机匣和支撑组件相互配合以支撑第一传动组件、倾斜传动组件和第二传动组件，再通过第一传动组件、倾斜传动组件和第二传动组件构成一条传动独立、结构紧凑及占用空间小的传动链来专门传动发电机，相对于现有技术，在附件机匣有限的空间内将动力传递至发电机上，进而确保发电机的正常工作以提供足够的功率，从而不再影响飞机的升级迭代进度，实用性强，适于广泛推广和应用。
18.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
19.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
20.图1是本发明优选实施例的动力传递机构的结构示意图。
21.图例说明：
22.1、附件机匣；2、支撑组件；21、支撑架；22、第一支撑轴承；23、第二支撑轴承；24、第三支撑轴承；25、第四支撑轴承；26、第五支撑轴承；27、安装座；28、第六支撑轴承；29、第七支撑轴承；3、第一传动组件；31、弹性轴；32、薄壁传动轴；33、第一锥齿轮；4、第二传动组件；41、第三锥齿轮；42、第一圆柱齿轮轴；43、第二圆柱齿轮轴；5、倾斜传动组件；51、第二锥齿轮；52、锥齿轮轴；6、润滑组件；61、第一油管；62、第一喷油嘴；63、第二油管；64、第二喷油嘴；a、倾斜角。
具体实施方式
23.以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
24.图1是本发明优选实施例的动力传递机构的结构示意图。
25.如图1所示，本实施例的动力传递机构，用于将动力传递至发电机上，包括附件机匣1、布设于附件机匣1上的支撑组件2、可转动地布设于支撑组件2上的用于接收并传递发动机输出的动力的第一传动组件3、可转动地布设于支撑组件2上的用于传递动力至发电机上的第二传动组件4以及朝靠近附件机匣1的方向倾斜布设并分别与第一传动组件3和第二传动组件4连接的用于传递动力的倾斜传动组件5，倾斜传动组件5可转动的布设于支撑组件2上。本发明的动力传递机构，通过附件机匣1和支撑组件2对第一传动组件3、倾斜传动组件5和第二传动组件4进行支撑，确保第一传动组件3、倾斜传动组件5和第二传动组件4的工作可靠，动力传递稳定，在动力传递过程中，首先通过第一传动组件3接收并传递发动机输出的动力，然后通过倾斜传动组件5接收并传递第一传动组件3输出的动力，最后通过第二传动组件4接收并传递倾斜传动组件5的动力至发电机内，同时由于倾斜传动组件5朝靠近附件机匣1的方向倾斜布设，结构紧凑，减少了占用空间；本方案通过附件机匣1和支撑组件2相互配合以支撑第一传动组件3、倾斜传动组件5和第二传动组件4，再通过第一传动组件3、倾斜传动组件5和第二传动组件4构成一条传动独立、结构紧凑及占用空间小的传动链来专门传动发电机，相对于现有技术，在附件机匣1有限的空间内将动力传递至发电机上，进而确保发电机的正常工作以提供足够的功率，从而不再影响飞机的升级迭代进度，实用性强，适于广泛推广和应用。可选地，本实施例中，发电机为交流电机。
26.如图1所示，本实施例中，第一级传动组件包括用于与发动机的动力输出端连接以传递动力的弹性轴31、固定套设于弹性轴31上的用于传递动力的薄壁传动轴32以及固定套设于薄壁传动轴32上的用于传递动力的第一锥齿轮33。具体地，发动机带动弹性轴31转动，进而带动薄壁传动轴32转动，从而带动第一锥齿轮33转动，实现将动力传递至倾斜传动组件5上。可选地，弹性轴31远离附件机匣1的外壁上布设有外花键，薄壁传动轴32的内壁上布设有与外花键连接的内花键，薄壁传动轴32靠近附件机匣1的外壁上布设有外花键，外花键与锥齿轮的内花键连接。应当理解的是，由于转矩等于力乘以力矩，因此弹性轴31通过远离附件机匣1的外花键确保有足够的转矩传递至薄壁传动轴32上，在通过薄壁传动轴32上靠近附件机匣1的外花键确保有足够的转矩传递至第一锥齿轮33上，通过弹性轴31和薄壁传动轴32确保传递足够的转矩，且结构紧凑，并尽可能减少占用的附件机匣1内的空间。可选地，弹性轴31上的外花键镀银，以防止粘接。可选地，薄壁传动轴32上的内花键和外花键氮化处理，以增强强度和硬度，防止磨损，延长使用寿命，并确保动力传递可靠。
27.如图1所示，本实施例中，倾斜传动组件5包括与第一锥齿轮33啮合的用于传递动力的第二锥齿轮51以及与第二锥齿轮51固定连接的用于传递动力的锥齿轮轴52。具体地，首先通过第二锥齿轮51接收并传递第一锥齿轮33的动力至锥齿轮轴52上，再通过锥齿轮轴52接收并传递第二锥齿轮51递的动力，以将动力传递至第二传动组件4上，通过锥齿轮结构改变力的传动方向，结构紧凑，并使得占用的附件机匣1内部空间小。可选地，锥齿轮轴52通过外花键与第二锥齿轮51的内花键连接。
28.如图1所示，本实施例中，第三级传动组件包括与锥齿轮轴52上的锥齿轮啮合的用于传递动力的第三锥齿轮41、与第三锥齿轮41固定连接的第一圆柱齿轮轴42以及与第一圆柱齿轮轴42上的圆柱齿轮啮合的用于与发电机的动力输入端连接以将动力传递至发电机上的第二圆柱齿轮轴43，锥齿轮轴52的中心轴线的延长线与第一圆柱齿轮轴42的中心轴线的延长线形成的夹角设为a角，a角呈钝角布设并用于使锥齿轮轴52朝靠近附件机匣1的方向倾斜布设。具体地，锥齿轮轴52带动第三锥齿轮41转动，以带动第一圆柱齿轮轴42转动，进而带动第二圆柱齿轮转动，实现将动力传递至发电机上，确保发电机的提供足够的功率；同时呈钝角布设的a角使得锥齿轮轴52朝靠近附件机匣1的方向倾斜布设，结构紧凑，占用空间小。可选地，第三锥齿轮41通过内花键与第一圆柱齿轮轴42的外花键连接。可选地，第二圆柱齿轮轴43通过内花键与发电机的输入轴的外花键连接。优选地，a角为100
°
。
29.如图1所示，本实施例中，支撑组件2包括布设于附件机匣1上的支撑架21、布设于支撑架21上并对第一锥齿轮33进行支撑的第一支撑轴承22、布设于支撑架21上并对第二锥齿轮51进行支撑的第二支撑轴承23、布设于附件机匣1上并对锥齿轮轴52进行支撑的第三支撑轴承24、布设于附件机匣1上并对第一圆柱齿轮轴42进行支撑的第四支撑轴承25、布设于附件机匣1上并对第一圆柱齿轮轴42进行支撑的第五支撑轴承26、布设于附件机匣1上的用于支撑发电机的安装座27、布设于附件机匣1上并对第二圆柱齿轮进行支撑的第六支撑轴承28以及布设于安装座27上并对第二圆柱齿轮进行支撑的第七支撑轴承29。具体地，支撑组件2通过支撑架21、第一支撑轴承22、第二支撑轴承23、第三支撑轴承24、第四支撑轴承25、第五支撑轴承26、第六支撑轴承28以及第七支撑轴承29实现对第一传动组件3、倾斜传动组件5和第二传动组件4的转动支撑，确保动力传递稳定，且结构紧凑，占用空间小。
30.如图1所示，本实施例中，动力传递机构还包括润滑组件6，润滑组件6包括用于连通润滑减速器以输送滑油的第一油管61、布设于支撑架21内并与第一油管61连通的多条润滑油路、布设于支撑架21上并与第一油管61连通的第一喷油嘴62、用于连通燃油调节器以输送滑油的第二油管63以及布设于安装座27上并与第二油管63连通的第二喷油嘴64，多条润滑油路用于润滑第一锥齿轮33、第二锥齿轮51、第一支撑轴承22和第二支撑轴承23，第一喷油嘴62用于飞溅润滑锥齿轮轴52、第三锥齿轮41、第一圆柱齿轮轴42、第二圆柱齿轮轴43、第三支撑轴承24、第四支撑轴承25、第五支撑轴承26和第六支撑轴承28，第二喷油嘴64用于飞溅润滑第二圆柱齿轮轴43和第七支撑轴承29。可选地，润滑组件6包括布设于支撑架21内并与第一油管61连通的第一润滑油路、第二润滑油路和第三润滑油路，第一润滑油路用于润滑第一支撑轴承22，第二润滑油路用于润滑第一锥齿轮33和第二锥齿轮51，第三润滑油路用于润滑第二支撑轴承23。可选地，动力传递机构还包括回油组件，回油组件包括布设于支撑架21上的第一回油孔、布设于附件机匣1上的第二回油孔以及布设于附件机匣1底部的收油池，通过第一回油孔回收第二润滑油路的滑油至收油池内，通过第二回油孔回收
第一润滑油路、第二润滑油路和第一喷油嘴62的滑油至收油池内，通过收油池直接回收第二喷油嘴64的滑油。应当理解的是，收油池内的滑油通过滑油泵抽出，在送往空气分离器中油气分离，除气后的滑油流入散热器中冷却。可选地，附件机匣1内包括用于分别连通滑油泵、减速器、支撑架21和附件传动装置的内部油路，内部油路内设置有用于对滑油进行过滤的前油滤和后油滤，发动机使用过后的滑油均流入滑油泵中，滑油泵布设于附件机匣1的下方，滑油被滑油泵增压后压出，经内部油路分别流入前油滤和后油滤中，经油滤过滤后，前油滤过滤的滑油经内部油路分别流入减速器和支撑架21中，以对减速器和支撑架21进行润滑和冷却，后油滤过滤的滑油经内部油路流向附件传动装置中，以对附件传动装置进行润滑和冷却，从而实现滑油的循环流动。
31.如图1所示，本实施例中，支撑组件2还包括布设于附件机匣1和支撑架21之间的用于调节第二支撑轴承23和锥齿轮轴52之间的同轴度的调整垫。具体地，支撑架21上设有用于第二支撑轴承23和锥齿轮轴52的第一安装底孔，附件机匣1上设有用于安装锥齿轮轴52的第二安装底孔，在装配过程中，需要保证第一安装底孔和第二安装底孔的同轴度小于0.05，进而保证倾斜传动组件5的传动稳定可靠；当同轴度不满足要求时，通过调整调整垫的厚度，以使支撑架21轴向移动，进而使同轴度满足要求。应当理解的是，经调整垫调整后，第一安装底孔和第二安装底孔的同轴度无法达到要求时，即需要更换支撑架21来保证。
32.如图1所示，本实施例中，锥齿轮轴52上的锥齿轮为零度弧齿锥齿轮，第三锥齿轮41为零度弧齿锥齿轮。具体地，由于锥齿轮轴52和第三锥齿轮41的圆周转速较高，因此选择零度弧齿锥齿轮，以保证传递运动至更平稳、并有效降低振动和噪声。可选地，锥齿轮轴52的转速为12000r/min。可选地，第三锥齿轮41的转速为18000r/min。应当理解的是，零度弧齿锥齿轮具有圆弧或者近似圆弧的齿线，螺旋角为零度，相对于直齿锥齿轮增加了轴面重合度，其总重合度增加很多，相对于直齿锥齿轮的传递运动比更平稳、有效降低振动和噪声，适用于圆周转速较高的场合。
33.如图1所示，本实施例中，第一支撑轴承22为双联轴承；和/或第二支撑轴承23为双联轴承。具体地，第一轴承选择双联轴承来支撑第一锥齿轮33，以承受较高的转速及负荷，同时还可承受径向和轴向载荷的联合载荷，使用寿命长久，刚性大，精度高。具体地，第二轴承选择双联轴承来支撑第二锥齿轮51，以承受较高的转速及负荷，同时还可承受径向和轴向载荷的联合载荷，使用寿命长久，刚性大，精度高。可选地，第一锥齿轮33的转速为12000r/min。可选地，第二支撑轴承23的转速为18000r/min。应当理解的是，由于第一支撑轴承22和第二支撑轴承23安装于支撑架21上，因此有足够的安装空间来安装双联轴承。
34.如图1所示，本实施例中，支撑组件2还包括与安装座27连接的用于固定发电机的单斜面快卸环。具体地，由于发电机的安装空间狭小，单斜面快卸环通过单斜面在安装座27上进行固定定位，易于定心，且安装方便快捷。可选地，单斜面快卸包括弧形卡环、布设于弧形卡环的第一端的第一连接环、布设于弧形卡环的第二端的第二连接环、穿设于第一连接环和第二连接环的连接螺栓以及套设于连接螺栓上的锁紧螺母，通过锁紧螺母转动，以使第一连接环和第二连接环相互靠近，进而锁紧发电机。
35.如图1所示，本实施例的航空发动机，包括上述的动力传递机构。具体地，航空发动机在采用动力传递机构，在附件机匣1内部空间有限的情况下，专门将动力传递至发电机上，确保发电机的正常工作。
36.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种动力传递机构，用于将动力传递至发电机上，其特征在于，包括附件机匣(1)、布设于附件机匣(1)上的支撑组件(2)、可转动地布设于支撑组件(2)上的用于接收并传递发动机输出的动力的第一传动组件(3)、可转动地布设于支撑组件(2)上的用于传递动力至发电机上的第二传动组件(4)以及朝靠近附件机匣(1)的方向倾斜布设并分别与第一传动组件(3)和第二传动组件(4)连接的用于传递动力的倾斜传动组件(5)，倾斜传动组件(5)可转动的布设于支撑组件(2)上。2.根据权利要求1所述的动力传递机构，其特征在于，第一级传动组件包括用于与发动机的动力输出端连接以传递动力的弹性轴(31)、固定套设于弹性轴(31)上的用于传递动力的薄壁传动轴(32)以及固定套设于薄壁传动轴(32)上的用于传递动力的第一锥齿轮(33)。3.根据权利要求2所述的动力传递机构，其特征在于，倾斜传动组件(5)包括与第一锥齿轮(33)啮合的用于传递动力的第二锥齿轮(51)以及与第二锥齿轮(51)固定连接的用于传递动力的锥齿轮轴(52)。4.根据权利要求3所述的动力传递机构，其特征在于，第三级传动组件包括与锥齿轮轴(52)上的锥齿轮啮合的用于传递动力的第三锥齿轮(41)、与第三锥齿轮(41)固定连接的第一圆柱齿轮轴(42)以及与第一圆柱齿轮轴(42)上的圆柱齿轮啮合的用于与发电机的动力输入端连接以将动力传递至发电机上的第二圆柱齿轮轴(43)，锥齿轮轴(52)的中心轴线的延长线与第一圆柱齿轮轴(42)的中心轴线的延长线形成的夹角设为a角，a角呈钝角布设并用于使锥齿轮轴(52)朝靠近附件机匣(1)的方向倾斜布设。5.根据权利要求4所述的动力传递机构，其特征在于，支撑组件(2)包括布设于附件机匣(1)上的支撑架(21)、布设于支撑架(21)上并对第一锥齿轮(33)进行支撑的第一支撑轴承(22)、布设于支撑架(21)上并对第二锥齿轮(51)进行支撑的第二支撑轴承(23)、布设于附件机匣(1)上并对锥齿轮轴(52)进行支撑的第三支撑轴承(24)、布设于附件机匣(1)上并对第一圆柱齿轮轴(42)进行支撑的第四支撑轴承(25)、布设于附件机匣(1)上并对第一圆柱齿轮轴(42)进行支撑的第五支撑轴承(26)、布设于附件机匣(1)上的用于支撑发电机的安装座(27)、布设于附件机匣(1)上并对第二圆柱齿轮进行支撑的第六支撑轴承(28)以及布设于安装座(27)上并对第二圆柱齿轮进行支撑的第七支撑轴承(29)。6.根据权利要求5所述的动力传递机构，其特征在于，动力传递机构还包括润滑组件(6)，润滑组件(6)包括用于连通润滑减速器以输送滑油的第一油管(61)、布设于支撑架(21)内并与第一油管(61)连通的多条润滑油路、布设于支撑架(21)上并与第一油管(61)连通的第一喷油嘴(62)、用于连通燃油调节器以输送滑油的第二油管(63)以及布设于安装座(27)上并与第二油管(63)连通的第二喷油嘴(64)，多条润滑油路用于润滑第一锥齿轮(33)、第二锥齿轮(51)、第一支撑轴承(22)和第二支撑轴承(23)，第一喷油嘴(62)用于飞溅润滑锥齿轮轴(52)、第三锥齿轮(41)、第一圆柱齿轮轴(42)、第二圆柱齿轮轴(43)、第三支撑轴承(24)、第四支撑轴承(25)、第五支撑轴承(26)和第六支撑轴承(28)，第二喷油嘴(64)用于飞溅润滑第二圆柱齿轮轴(43)和第七支撑轴承(29)。7.根据权利要求4所述的动力传递机构，其特征在于，支撑组件(2)还包括布设于附件机匣(1)和支撑架(21)之间的用于调节第二支撑轴承(23)和锥齿轮轴(52)之间的同轴度的调整垫。8.根据权利要求3所述的动力传递机构，其特征在于，锥齿轮轴(52)上的锥齿轮为零度
弧齿锥齿轮，第三锥齿轮(41)为零度弧齿锥齿轮。9.根据权利要求4所述的动力传递机构，其特征在于，第一支撑轴承(22)为双联轴承；和/或第二支撑轴承(23)为双联轴承。10.一种航空发动机，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的动力传递机构。

技术总结
本发明公开了一种动力传递机构，首先通过第一传动组件接收并传递发动机输出的动力，然后通过倾斜传动组件接收并传递第一传动组件输出的动力，最后通过第二传动组件接收并传递倾斜传动组件的动力至发电机内，同时由于倾斜传动组件朝靠近附件机匣的方向倾斜布设；本方案通过附件机匣和支撑组件相互配合以支撑第一传动组件、倾斜传动组件和第二传动组件，再通过第一传动组件、倾斜传动组件和第二传动组件构成一条传动独立、结构紧凑及占用空间小的传动链来专门传动发电机，相对于现有技术，在附件机匣有限的空间内将动力传递至发电机上，进而确保发电机的正常工作以提供足够的功率，从而不再影响飞机的升级迭代进度，实用性强，适于广泛推广和应用。适于广泛推广和应用。适于广泛推广和应用。


技术研发人员：席莉娅 赵林 刘宁致 王涛
受保护的技术使用者：中国航发南方工业有限公司
技术研发日：2022.11.25
技术公布日：2023/6/26