[发明专利]一种行星齿轮箱抗冲击柔性连接结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种行星齿轮箱内齿圈箱体抗冲击柔性连接结构。

背景技术

行星齿轮传动是一种重要的传动形式，有着一般齿轮传动所不具备的诸多优点，比如结构紧凑、传动比大、效率高及承载能力强等，因而逐步取代了先前的普通齿轮传动并且广泛地应用于机械制造、航空航天、风电、汽车轮船等领域内。在航空领域中，直升机主减速器中的最末一级几乎全部采用了行星齿轮传动形式。

行星齿轮箱的载荷工况复杂，幅度变化大，若按照峰值载荷设计行星齿轮箱，则结构体积庞大，强度富余，加工制造成本增大。因此采用当量载荷设计法，将行星齿轮箱的载荷谱按照一定的方法处理成当量载荷进行设计，所设计的齿轮箱结构尺寸满足大部分工况要求。但是在冲击载荷下，按照当量载荷法进行设计的结构强度无法满足要求，因此需要对齿轮箱的结构进行改进，提高它的抗冲击性能。提出一种行星齿轮箱抗冲击柔性连接结构，该结构能够有效地解决在冲击载荷下偏柔性连接箱体存在螺栓断裂和偏刚性连接箱体存在的轮齿折断现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种行星齿轮箱抗冲击柔性连接结构。

本发明的技术方案是，一种行星齿轮箱抗冲击柔性连接结构，内齿圈箱体采用分离式，分成上箱体、内齿圈和下箱体，在上箱体、内齿圈和下箱体上开有螺栓孔，装在螺栓孔中的螺栓将上箱体、内齿圈和下箱体连接。

在上箱体、内齿圈和下箱体上开有销孔，两个弹性开口销分别安装于上箱体和内齿圈、内齿圈和下箱体的销孔中。

本发明具有如下的技术效果：1.在正常工况下，由螺栓预紧力提供的摩擦力克服外部载荷，内齿圈不发生滑移，轮齿结构根据当量载荷设计法设计，强度在正常工况下合格。2.行星箱体的柔性连接结构保证在冲击载荷工况下轮齿的强度满足要求，避免了根据最大载荷设计齿轮箱引起的结构体积庞大、强度富余的情况，既满足设计要求又减小成本。3.柔性连接结构采用分离式，上箱体、下箱体材料与高性能的内齿圈材料不同，内齿圈采用优质材料，比整体式采用优质材料节省成本，并且在故障以及检修中更换零件更方便。4.弹性开口销防止内齿圈过度滑移导致的螺栓断裂，通过调整螺栓预紧力大小和弹性开口销的数量可以控制箱体柔度。

附图说明

图1是本发明立体图。

图2是本发明未装螺栓和弹性开口销的A-A局部剖面结构示意图。

图3是本发明安装了螺栓和弹性开口销的A-A局部剖面结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，一种单级行星啮合箱抗冲击柔性连接结构，内齿圈箱体10采用分离式，分成上箱体1、内齿圈4和下箱体6，在上箱体1、内齿圈4和下箱体6上开有螺栓孔7，装在螺栓孔7中的螺栓2将上箱体1、内齿圈4和下箱体6连接；太阳轮9和行星轮8以及内齿圈4啮合，在上箱体1、内齿圈4和下箱体6上开有销孔3，两个弹性开口销5分别安装于上箱体1和内齿圈4、内齿圈4和下箱体6的销孔3中。

正常工况下，行星轮系运转时，内齿圈的轮齿受圆周切向力和径向力，由螺栓预紧力产生的摩擦力平衡内齿圈的切向力，内齿圈不滑移，结构为刚性，因齿轮是根据额定载荷设计的，轮齿处在弹性变形阶段。

在冲击载荷下，峰值载荷瞬间作用于轮齿，若结构刚性太足，轮齿所受冲击功将非常大，轮齿吸收的能量足使轮齿塑性变形甚至断裂。为了保证轮齿不折断，需要给轮齿一定的缓冲柔性。冲击载荷做的功可一部分克服摩擦阻力做功，一部分存储在弹性销和螺栓中，转化为弹性销和螺栓的应变能，另一部分转化为轮齿的应变能，此时轮齿仍保持在弹性变形的状态，应力小于屈服极限应力值。

螺栓预紧力增大，则连接结构柔度减小，内齿圈滑移距离减小，轮齿柔性缓冲减小；螺栓预紧力减小，则内齿圈滑移距离增大，轮齿柔性增大。螺栓预紧力一定的情况下，弹性开口销数目和刚度增加，连接结构柔度减小；弹性开口销数目和刚度减小，连接结构柔度增加。通过控制柔度可防止螺栓大变形导致的断裂。