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1、(10)申请公布号 CN 102317657 A (43)申请公布日 2012.01.11 CN 102317657 A *CN102317657A* (21)申请号 201080007917.4 (22)申请日 2010.02.15 0900692 2009.02.16 FR F16H 57/04(2006.01) F16H 1/36(2006.01) (71)申请人 斯奈克玛 地址 法国巴黎 (72)发明人 杰拉德菲利普高蒂尔 瑟奇雷内莫瑞尔 (74)专利代理机构 中国商标专利事务所有限公 司 11234 代理人 万学堂 (54) 发明名称 行星减速齿轮装置的润滑与冷却 (57) 摘要 行。
2、星减速齿轮装置的润滑与冷却， 特别是航 空涡轮机， 是通过安装在齿轮装置行星架 (30) 上 并构成围绕固定输油支板 (56) 的离心收油池的 圆柱形壳体 (52) 来进行， 所述圆柱形壳体 (52) 带有径向管道 (62， 64， 66)， 用来向喷嘴 (68) 供 油， 所述喷嘴指向行星齿轮 (28) 与齿轮装置外环 (16， 20) 相啮合的区域。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.08.15 (86)PCT申请的申请数据 PCT/FR2010/000121 2010.02.15 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/092263 FR 2010.08。
3、.19 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 5 页 CN 102317664 A1/1 页 2 1.行星减速齿轮装置， 其包括中央齿轮(14)、 外环(16， 20)、 以及与中央齿轮(14)和外 环 (16， 20) 相啮合的行星齿轮 (28)， 所述行星齿轮安装成可在行星架 (30) 上自由转动， 所 述齿轮装置包括通过向齿组(32， 34)和行星齿轮(28)轴上喷润滑油的润滑和冷却装置， 所 述齿轮装置的特征在于， 润滑和冷却装置包括固定到行星架 (30) 上并构成收油池的圆柱 形壳体 (52)， 。
4、该壳体围绕在输油的固定装置 (56) 周围。 2. 根据权利要求 1 所述的齿轮装置， 其特征在于， 圆柱形壳体 (52) 包括径向管道 (62， 64， 66)， 这些管道用来将润滑油送到指向齿组和行星齿轮 (28) 轴的喷嘴 (68) 处。 3.根据权利要求1或2所述的齿轮装置， 其特征在于， 输送润滑油的固定装置包括至少 一个与中央齿轮(14)轴平行的支板(56)， 该支板(56)带有径向指向圆柱形壳体(52)的喷 油器 (58)， 所述壳体包括由径向隔板分开的环形隔间， 每个隔间连接到向喷嘴 (68) 输油的 管道 (62， 64， 66) 上。 4. 根据权利要求 3 所述的齿轮装置。
5、， 其特征在于， 所述输油固定装置包括两个径向相 对且平行的支板 (56)， 该支板 (56) 带有指向圆柱形壳体 (52) 环形隔间的喷油器 (58)。 5. 根据前面任一权利要求所述的齿轮装置， 其特征在于， 喷嘴 (68) 位于行星齿轮相对 于其旋转方向的上游， 并沿切线方向相对于行星齿轮齿组指向所述齿组与外环 (16， 20) 相 啮合的区域。 6. 根据前面任一权利要求所述的齿轮装置， 其特征在于， 圆柱形壳体 (52) 和行星架 (30) 都轴向位于中央齿轮 (14) 的两侧， 并且它们通过在行星齿轮 (28) 之间延伸的轴向臂 (54) 而连接到一起。 7. 根据前面任一权利要求。
6、所述的齿轮装置， 其特征在于， 包括两个共轴外环 (16， 20)， 两个环的齿组与行星齿轮 (28) 外缘齿组相啮合， 其中一个环为固定的， 另一个环为旋转移 动的。 8. 一种涡轮机， 特别是航空发动机， 其特征在于， 其包括根据前面任一权利要求所述的 行星减速齿轮装置， 其将涡轮轴 (10) 连接到一个或两个螺旋桨传动轴上。 权 利 要 求 书 CN 102317657 A CN 102317664 A1/3 页 3 行星减速齿轮装置的润滑与冷却 技术领域 0001 本发明主要涉及行星减速齿轮装置的润滑与冷却， 特别是诸如飞机发动机的涡轮 机。 背景技术 0002 行星减速齿轮装置适合传。
7、输高动力。在涡轮喷气发动机中， 可以用来通过传动轴 驱动反转的螺旋桨， 所述传动轴的旋转速度要远快于螺旋桨。 0003 按照传统方式， 行星齿轮装置包括中央或太阳齿轮、 外环齿轮、 以及与太阳齿轮和 环齿轮相啮合的行星齿轮， 以及在所述三个部件中， 其中一个部件的支架必须防止转动， 目 的是使齿轮装置能够工作。当行星架被阻止转动时， 中央齿轮和环齿轮分别处于驱动和被 驱动状态， 反之亦然。于是， 对齿轮装置和行星齿轮轴的润滑和冷却就不再困难， 可以通过 喷嘴来进行， 喷嘴不转动并连续向行星齿轮与中央齿轮和环齿轮相啮合的区域喷油， 以及 向行星齿轮轴喷油。 0004 然而， 在最通常的配置中， 。
8、正是外环不转， 而中央齿轮和行星架则处于驱动或被驱 动状态。 那么， 对轴和行星齿轮啮合区域的润滑就带来了一个问题， 这个问题在现有技术中 是通过复杂的管路网来解决的， 这些管路用来在压力下输送油， 使用了动态密封件或转动 接头， 而这些密封件或转动接头承受摩擦并需要定期检查和更换。 发明内容 0005 本发明的一个具体目标是对这种齿轮装置进行连续冷却和润滑， 且不需要使用带 转动接头的复杂的管路网在压力下输送油。 0006 为此， 本发明提出了行星减速齿轮装置， 其包括中央齿轮、 外环、 以及与中央齿轮 和外环相啮合的行星齿轮， 所述行星齿轮安装成可在行星架上自由转动， 所述齿轮装置包 括通。
9、过向齿组和行星齿轮轴上喷润滑油的润滑和冷却装置， 所述齿轮装置的特征在于， 润 滑和冷却装置包括固定到行星架上并构成回收油池的圆柱形壳体， 该壳体围绕输油的固定 装置。 0007 为了对行星齿轮和其旋转轴的啮合区域进行润滑和冷却， 在本发明中， 使行星架 装配有圆柱形壳体， 该圆柱形壳体围绕输送润滑油的固定装置。这些装置所输送的润滑油 由离心作用而得以回收在圆柱形壳体中， 再从该圆柱形壳体送到行星齿轮啮合的区域和所 述行星齿轮的轴处， 且无需使用为此目的的转动接头。 0008 因此， 这些润滑和冷却装置的特征在于它们的简单性和可靠性， 而且可与输油装 置相兼容， 这些输油装置用来向涡轮机内需要。
10、润滑和冷却的其他设备送油， 于是， 为该齿轮 装置和其他设备安装公用的输油泵成为可能。 0009 根据本发明的另一个特性， 圆柱形壳体包括径向或大体径向管道， 用来将润滑油 送到指向齿组和行星齿轮轴的喷嘴处。 0010 在本发明的最佳实施例中， 输送润滑油的固定装置包括 ： 至少一个支板， 其与中央 说 明 书 CN 102317657 A CN 102317664 A2/3 页 4 齿轮的轴平行， 并带有径向指向圆柱形壳体的喷油器， 所述壳体包括由径向隔板分开的环 形隔间， 每个隔间连接到向喷嘴送油的管道上。 0011 这个布局可以更均匀、 更有规律地将润滑油送到需要润滑和冷却的各个区域。 。
11、0012 实际上， 圆柱形壳体和行星架轴向布置在中央齿轮的两侧， 并且通过在行星齿轮 之间延伸的轴向臂连接到一起。 0013 本发明还提出了一种涡轮机， 诸如作为航空发动机的涡轮喷气发动机， 其特征在 于， 其包括了上述类型的将涡轮轴连接到一个或两个螺旋桨传动轴上的行星减速齿轮装 置。 附图说明 0014 参照附图阅读以示例给出的如下说明， 可以更好地理解本发明， 本发明的其他特 性、 细节和优点会更清楚地显现出来， 附图如下 ： 0015 图 1 为现有技术涡轮机行星减速齿轮装置轴向剖面半视图 ； 0016 图 2 为图 1 所示齿轮装置的正面图 ； 0017 图 3 为本发明减速齿轮装置的。
12、正面图 ； 0018 图 4 为该减速齿轮装置的轴向剖面图 ； 以及 0019 图 5 为安装在涡轮机上的本发明减速齿轮装置的轴向剖面半视图。 具体实施方式 0020 首先参照图 1， 该图为已知行星减速齿轮装置的示意图， 所示齿轮装置安装在诸如 飞机涡轮喷气发动机的涡轮机上， 这种发动机带有两个共轴反转螺旋桨， 由涡轮轴 10 经由 行星减速齿轮装置 12 带动旋转。齿轮装置主要包括 ： 强制随涡轮轴 10 转动的中央或太阳 齿轮 14， 安装在涡轮机固定部件 18 上的固定的第一外环 16， 固定到轴 22 端部带动发动机 其中一个螺旋桨转动的活动的第二外环20。 所述轴向下游延伸并由位于。
13、发动机固定结构部 件 26 上的轴承 24 引导旋转。齿轮装置还包括 ： 行星齿轮 28， 其与中央齿轮 14、 固定的第一 外环16、 以及活动的第二外环20相啮合。 行星齿轮安装成可在行星架30上自由转动， 行星 架 30 固定到向下游延伸并驱动发动机的第二螺旋桨旋转的轴 31 上。 0021 更确切地说， 每个行星齿轮 28 包括 ： 第一外缘齿组 32， 其与第二外环 20 的内齿组 相啮合 ； 以及与第一齿组同一轴线上的第二齿组 34， 其形成于行星齿轮 28 的上游端， 该第 二齿组 34 与固定的第一环 16 的内齿组相啮合。 0022 每个齿轮 28 还通过轴承 38， 例如滚。
14、子轴承， 安装在行星架 30 的圆柱形支架 36 上 并被引导旋转。 0023 减速齿轮装置 12 的润滑和冷却经由发动机固定部件上的喷嘴 40， 42， 44 来进行， 这些喷嘴指向行星齿轮 28 外齿组 32 和第二外环 20 之间、 行星齿轮 28 外齿组 34 和第一外 环 16 之间， 以及行星齿轮 28 外缘齿组 32 与中央齿轮 14 之间的啮合区域， 如图 1 所示。 0024 其他喷嘴 46 和 48 用来润滑和冷却对轴 10 引导旋转的轴承 50 和对轴 22 引导旋 转的轴承 24， 轴 22 固定到第二外环 20 上。 0025 图 2 示出了减速齿轮装置 12 的主要。
15、部件， 即， 中央齿轮 14、 固定式第一外环 16、 固 定到轴 22 上的第二外环 20、 以及行星齿轮 28， 在这个实施例中共有四个行星齿轮， 箭头表 说 明 书 CN 102317657 A CN 102317664 A3/3 页 5 示齿轮、 运动的外环 20 和行星架 30 的旋转方向。 0026 可以看出， 当中央齿轮 14 被逆时针带动旋转时， 行星齿轮 28 和运动的外环 20 则 沿顺时针方向被带动旋转， 与此同时， 行星架 30 则沿逆时针方向转动。 0027 在这个已知实施例中， 行星齿轮的齿组与中央齿轮 14 相啮合的区域， 以及它们与 环 16 和 20 相啮合的。
16、区域都只能得到间断性地润滑和冷却， 因为喷嘴 40， 42 以及 44 都不转 动， 也不能随环内的行星齿轮 28 的轨道运动。此外， 已有技术并没有提供可润滑和冷却行 星齿轮轴承 38 的任何解决方案。 0028 本发明可以使这个问题通过图 3 和图 4 所示装置以简单、 可靠而且成本不高的方 式得以解决， 该装置主要包括位于减速齿轮装置12上游、 固定式外环16内部的圆柱形壳体 52， 圆柱形壳体 52 通过轴向臂 54 固定到行星架上， 只能随行星架 30 一起转动， 轴向臂延伸 到行星齿轮 28 之间的减速齿轮装置 12 内。 0029 圆柱形壳体52构成了一种离心收油池， 用来回收由。
17、径向相对的支板(strip)所输 送的油， 这两个支板沿带有中央齿轮 14 的轴从上游向减速齿轮装置 12 方向延伸并装有喷 油器 58， 该喷油器 58 可向邻近的环形隔间 (annular compartment) 喷油， 而这些环形隔间 是由圆柱形壳体 52 内部径向隔板 60 在其内部构成的。圆柱形壳体 52 的每个环形隔间连 接到向外延伸的径向或大体径向管道 62， 64， 66 上， 这些管道的自由端处装有喷嘴 68， 指向 需要润滑和冷却的区域， 即， 指向行星齿轮 28 滚珠轴承 38， 并指向行星齿轮 28 与固定式外 环 16、 活动的外环 20 和或许中央齿轮 14 相啮。
18、合的区域。 0030 如图 3 所示， 喷嘴 68 相对于行星齿轮 28 有角度地设置， 以便位于这些齿轮相对于 其旋转方向的上游， 并沿切线方向将润滑油喷向这些齿轮齿组所在的区域， 在该区域它们 开始与第一环 16、 第二环 20 和中央齿轮 14 齿组分别啮合。 0031 图 4 示出了本发明的减速齿轮装置 12 在图 1 所示类型涡轮机内是如何布置的。 0032 通过安装在支板 56 下游端的喷嘴 44 将润滑油注入圆柱形壳体 52 的内部， 可对中 央齿轮 14 进行润滑和冷却。因为中央齿轮 14 的外径要远小于环 16 和 20 的内径， 所以完 全可以润滑行星齿轮 28 外缘齿组 。
19、32 在径向相对的两个固定点上与中央齿轮 14 相啮合的 区域， 这些点是固定的， 而且， 与行星齿轮 28 外缘齿组 32 和 34 分别与外环 20 和 16 啮合区 域的间断性润滑， 上述这种润滑引起的问题要少的多。 0033 另外， 图 5 示出了与图 4 相同的部件， 这些部件与图 1 所示涡轮机部件相关。 0034 本发明还适用于只带有一个外环的行星减速齿轮装置。 在这种情况下， 例如， 可以 撤去第一外环 16， 而保留第二外环 20。通过调整螺旋桨的螺距， 即， 构成螺旋桨的叶片的 角度设置， 可以确定一个螺旋桨相对于另一个的转速， 制动一个螺旋桨， 以加速另一个螺旋 桨， 直到两个螺旋桨达到平衡。 说 明 书 CN 102317657 A CN 102317664 A1/5 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102317657 A CN 102317664 A2/5 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 102317657 A CN 102317664 A3/5 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 102317657 A CN 102317664 A4/5 页 9 图 4 说 明 书 附 图 CN 102317657 A CN 102317664 A5/5 页 10 图 5 说 明 书 附 图 CN 102317657 A 。