一种多功能传动结构的制作方法

1.本发明涉及航空传动系统机械传动技术领域，涉及一种多功能传动结构。


背景技术：

2.目前国内传动系统试验器均为单一附件试验器，不具备传动系统集成试验能力，随着航空发动机发展需求，验证传动系统功能和性能，急需开展传动系统集成试验。因此，需要提出一种多功能传动结构，以解决现有技术存在的问题。


技术实现要素：

3.本发明解决的技术问题：本发明提供一种多功能传动结构，可实现在试验器上进行单一附件试验功能，同时能够实现传动系统联合试验能力，有效验证传动系统各部件的工作性能，同时能够验证附件之间耦合作用，能够更真实的模拟发动机工作状态，为传动系统优化设计以及改进提供支撑。
4.本发明的技术方案：
5.一种多功能传动结构，包括增速齿轮箱壳体1、输入传动轴2、高速输出轴3、低速输出轴4、锥增速齿轮箱壳体5、输入轴6、中间锥齿轮轴7、高速输出齿轮轴8，所述的输入传动轴2、高速输出轴3设置在增速齿轮箱壳体1内部下方，且输入传动轴2与高速输出轴3间接啮合，所述的低速输出轴4设置在增速齿轮箱壳体1内部上方，并与输入传动轴2间接啮合；
6.所述的输入轴6、中间锥齿轮轴7、高速输出齿轮轴8设置在锥增速齿轮箱壳体5中，输入轴6、中间锥齿轮轴7、高速输出齿轮轴8依次啮合传动；
7.还包括中央锥齿轮箱体11，所述的中央锥齿轮箱体11内部设置中央传动单元体及单一传动单元体，根据不同试验需求，采用两种传动路径对传动机匣16进行驱动，其中一路传动路径为高速输出轴3连接中央传动单元体，中央传动单元体与传动机匣16连接，驱动传动机匣16；另一路传动路径为高速输出齿轮轴8连接单一传动单元体，单一传动单元体与传动机匣16连接，驱动传动机匣16。
8.进一步，所述的中央传动单元体包括联轴器10、模拟高压转子轴12、中央锥齿轮14和传动杆15，所述的高速输出轴3通过联轴器10与模拟高压转子轴12一端连接，模拟高压转子轴12另一端与中央锥齿轮14连接，传动杆15一端连接中央锥齿轮14，另一端连接传动机匣16。
9.进一步，所述的单一传动单元体包括齿式联轴器17、转接套18和传动杆15，齿式联轴器17一端连接高速输出齿轮轴8，另一端连接转接套18，转接套与传动杆15连接，传动杆15连接传动机匣16。
10.进一步，还包括支架9，所述的锥增速齿轮箱壳体5底面通过螺栓连接到支架9上，所述中央锥齿轮箱体11顶面通过螺栓连接到支架9上，同时中央锥齿轮箱体11与锥增速齿轮箱壳体5在中心位置通过止口进行配合。
11.进一步，还包括产品安装支架13，所述产品安装支架13通过螺栓和定位销与中央
锥齿轮箱体11连接固定，所述传动机匣16通过吊耳与产品安装支架13连接。
12.进一步，所述增速齿轮箱壳体1为l型空心焊接壳体，所述增速齿轮箱内设置多组轴承座，所述的轴承座内部设置轴承，所述传动轴2通过轴承、轴承座设置在增速齿轮箱壳体1内部下方；所述高速输出轴3通过轴承、轴承座设置在增速齿轮箱壳体1内部下方；所述低速输出轴4通过轴承、轴承座设置在增速齿轮箱壳体1内部上方；所述输入传动轴2为实心柱体结构，所述输入传动轴2上设置圆柱齿轮；所述传动轴2上的圆柱齿轮与中间轴上的第一圆柱齿轮箱匹配；所述高速输出轴3为实心柱体结构，所述高速输出轴3上设置与中间轴上第二圆柱齿轮相匹配的圆柱齿轮；所述低速输出轴4为实心柱体结构，所述低速输出轴4上设置与与中间轴上第二圆柱齿轮相匹配的圆柱齿轮。
13.进一步，所述锥增速齿轮箱壳体5为正方体形空心焊接箱体，所述锥增速齿轮箱壳体5内设置多组轴承座，所述的轴承座内设置有轴承，所述输入轴6、中间锥齿轮轴7、高速输出齿轮轴8均通过轴承、轴承座设置在锥增速齿轮箱壳体5内部；输入轴6、中间锥齿轮轴7、高速输出齿轮轴8均为实心主体结构，所述输入轴6上设置锥齿轮，所述中间锥齿轮轴7上设置锥齿轮和直齿轮；所述输入轴6上的锥齿轮与中间锥齿轮轴7上安装的锥齿轮啮合，实现换向，中间齿轮轴7上安装的直齿轮与高速输出齿轮轴8上的齿轮啮合，实现增速。
14.进一步，所述模拟高压转子轴12左端通过轴承和轴承座安装到中央锥齿轮箱体11上，右端穿过中央锥齿轮14与中央锥齿轮14过盈配合，模拟高压转子轴12右端通过锁紧螺母与模拟高压转子轴12连接，对中央锥齿轮14进行锁紧。
15.进一步，所述传动杆15为空心柱体结构，两端外壁设置花键，所述中央锥齿轮14或转接套18与传动机匣16通过传动杆15花键连接。
16.进一步，所述中央锥齿轮箱体11上方设置环形孔，所述环形孔与锥增速齿轮箱壳体5通过止口配合进行定心；所述中央锥齿轮箱体11下方中心位置设置圆孔，所述圆孔与产品安装支架13配合进行定心。
17.本发明的有益效果：
18.本发明提供一种多功能传动结构，可实现在试验器上进行单一附件试验功能，同时能够实现传动系统联合试验能力。有效验证传动系统各部件的工作性能，同时能够验证附件之间耦合作用，能够更真实的模拟发动机工作状态，为传动系统优化设计以及改进提供支撑。
附图说明
19.图1为本发明多功能传动结构在一种工作方式下的结构示意图；
20.图2为本发明多功能传动结构在另一种工作方式下的结构示意图；
21.图3为本发明增速齿轮箱壳体1、输入传动轴2、高速输出轴3、低速输出轴4配合安装示意图；
22.图4为增速齿轮箱壳体1外观示意图；
23.图5为本发明联轴器10结构示意图；
24.图6为本发明锥增速齿轮箱壳体5、输入轴6、中间锥齿轮轴7、高速输出齿轮轴8配合安装示意图；
25.图7为锥增速齿轮箱壳体5外观示意图；
26.图8为本发明转接套18结构示意图；
27.图9为本发明齿式联轴器17结构示意图；
28.图10为本发明中央锥齿轮箱体11结构示意图；
29.图11为本发明中央锥齿轮箱体11外观示意图；
30.图12为本发明模拟高压转子轴12结构示意图；
31.其中：1－增速齿轮箱壳体，2－输入传动轴，3－高速输出轴，4－低速输出轴，5－锥增速齿轮箱壳体，6－输入轴，7－中间锥齿轮轴，8－高速输出齿轮轴，9－支架，10－联轴器，11－中央锥齿轮箱体，12－模拟高压转子轴，13－产品安装支架，14－中央锥齿轮，15－传动杆，16－传动机匣，17－齿式联轴器，18－转接套。
具体实施方式
32.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式，如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解：
33.如图1-12所示，一种多功能传动结构，包括增速齿轮箱壳体1、输入传动轴2、高速输出轴3、低速输出轴4、锥增速齿轮箱壳体5、输入轴6、中间锥齿轮轴7、高速输出齿轮轴8、还包括支架9、包括产品安装支架13，所述的输入传动轴2、高速输出轴3设置在增速齿轮箱壳体1内部下方，且输入传动轴2与高速输出轴3间接啮合，所述的低速输出轴4设置在增速齿轮箱壳体1内部上方，并与输入传动轴2间接啮合；所述增速齿轮箱壳体1安装输入传动轴2、低速输出轴4、高速输出轴3后形成单输入双输出结构传动齿轮箱；所述的输入轴6、中间锥齿轮轴7、高速输出齿轮轴8设置在锥增速齿轮箱壳体5中，输入轴6、中间锥齿轮轴7、高速输出齿轮轴8依次啮合传动；还包括中央锥齿轮箱体11，所述的中央锥齿轮箱体11内部设置中央传动单元体及单一传动单元体，根据不同试验需求，采用两种传动路径对传动机匣16进行驱动，其中一路传动路径为高速输出轴3连接中央传动单元体，中央传动单元体与传动机匣16连接，驱动传动机匣16；另一路传动路径为高速输出齿轮轴8连接单一传动单元体，单一传动单元体与传动机匣16连接，驱动传动机匣16。
34.所述的锥增速齿轮箱壳体5底面通过螺栓连接到支架9上，所述中央锥齿轮箱体11顶面通过螺栓连接到支架9上，同时中央锥齿轮箱体11与锥增速齿轮箱壳体5在中心位置通过止口进行配合；所述产品安装支架13通过螺栓和定位销与中央锥齿轮箱体11连接固定，所述传动机匣16通过吊耳与产品安装支架13连接。
35.当进行传动系统联合试验状态时，采用高速输出轴3连接中央传动单元体的传动路径进行传动，所述的中央传动单元体包括联轴器10、模拟高压转子轴12、中央锥齿轮14和传动杆15，所述的高速输出轴3通过联轴器10与模拟高压转子轴12一端连接，模拟高压转子轴12另一端与中央锥齿轮14连接，传动杆15一端连接中央锥齿轮14，另一端连接传动机匣16，能够实现传动系统联合试验能力，由有效验证传动系统各部件的工作性能，同时能够验证附件之间耦合作用，能够更真实的模拟发动机工作状态，为传动系统优化设计以及改进提供支撑。
36.其中，所述联轴器10设置为膜盘联轴器，它具有强度高，重量轻，功率密度大、补偿
不对中能力强、对机组的附加作用力小等优点，广泛应用于燃气轮机。
37.当进行单一附件试验工作状态时，采用高速输出齿轮轴8连接单一传动单元体的传动路径进行传动，所述的中央传动单元体包括齿式联轴器17、转接套18和传动杆15，齿式联轴器17一端连接高速输出齿轮轴8，另一端连接转接套18，转接套18与传动杆15连接，传动杆15连接传动机匣16。
38.在本发明中，所述增速齿轮箱壳体1为l型空心焊接壳体，所述增速齿轮箱内设置多组轴承座，所述的轴承座内部设置轴承，所述传动轴2通过轴承、轴承座设置在增速齿轮箱壳体1内部下方；所述高速输出轴3通过轴承、轴承座设置在增速齿轮箱壳体1内部下方；所述低速输出轴4通过轴承、轴承座设置在增速齿轮箱壳体1内部上方；所述输入传动轴2为实心柱体结构，所述输入传动轴2上设置圆柱齿轮；所述传动轴2上的圆柱齿轮与中间轴上的第一圆柱齿轮箱匹配；所述高速输出轴3为实心柱体结构，所述高速输出轴3上设置与中间轴上第二圆柱齿轮相匹配的圆柱齿轮；所述低速输出轴4为实心柱体结构，所述低速输出轴4上设置与与中间轴上第二圆柱齿轮相匹配的圆柱齿轮。
39.在本发明中，所述锥增速齿轮箱壳体5为正方体形空心焊接箱体，所述锥增速齿轮箱壳体5内设置多组轴承座，所述的轴承座内设置有轴承，所述输入轴6、中间锥齿轮轴7、高速输出齿轮轴8均通过轴承、轴承座设置在锥增速齿轮箱壳体5内部；输入轴6、中间锥齿轮轴7、高速输出齿轮轴8均为实心主体结构，所述输入轴6上设置锥齿轮，所述中间锥齿轮轴7上设置锥齿轮和直齿轮；所述输入轴6上的锥齿轮与中间锥齿轮轴7上安装的锥齿轮啮合，实现换向，中间齿轮轴7上安装的直齿轮与高速输出齿轮轴8上的齿轮啮合，实现增速，综上，所述输入轴6、中间锥齿轮轴7、高速输出轴8通过齿轮啮合实现换向和增速。
40.其中，所述模拟高压转子轴12左端通过轴承和轴承座安装到中央锥齿轮箱体11上，右端设置有螺纹穿过中央锥齿轮14与中央锥齿轮14过盈配合，过盈量0.07mm-0.11mm，模拟高压转子轴12右端通过锁紧螺母与模拟高压转子轴12连接，对中央锥齿轮14进行锁紧。
41.另外，所述传动杆15为空心柱体结构，两端外壁设置花键，所述中央锥齿轮14或转接套与传动机匣16通过传动杆15花键连接。
42.所述中央锥齿轮箱体11上方设置环形孔，环形孔加工垂直度小于0.02mm，孔内表面粗糙度不低于1.6μm，所述环形孔与锥增速齿轮箱壳体5通过止口配合进行定心；所述中央锥齿轮箱体11下方中心位置设置圆孔，圆孔加工垂直度小于0.02mm，孔内表面粗糙度不低于1.6μm，所述圆孔与产品安装支架13配合进行定心。
43.本发明提供的一种多功能传动结构，该传动结构具备两种不同的传动形式，不仅具有单一附件试验器的试验能力，同时还具有中央传动单元体与传动机匣进行联试的能力。该传动结构由调速电机与输出轴2连接进行驱动，
44.当中央传动单元体与传动机匣联试时，动力经增速齿轮箱下端输出，增速至中央传动单元体单元的额定转速，中央传动单元体输出达到机匣输入额定转速后与传动杆15相连，最后传动杆15带动传动机匣16。
45.当单一传动单元体与传动机匣16联试时，动力经增速齿轮箱上端输出，然后驱动锥增速齿轮箱，锥齿轮箱增速到达传动机匣16输入额定转速后接入齿式联轴器17，传递动力至转接套18，转接套18再与传动杆15相连，最后传动杆15驱动传动机匣16。
46.另外，在本发明中，考虑传动机匣安装高度和现场安装空间等问题，设置支架9用来支撑中央锥齿轮箱体11，锥增速齿轮箱壳体5等。本发明的传动结构安装定位于安装车上，用安装车可进行升降，可实现产品的快速装卸，便于维修。安装后传动机匣16与产品安装支架13固定连接，产品安装支架13与支架9采用框架式焊接结构，具有高刚度高稳定特点，能满足被试件试车时的各种载荷强度及振动要求。中央锥齿轮箱体11与锥增速齿轮箱壳体5之间由定位止口进行定位，安装对中方便，更换产品时，只需拆装产品支撑螺栓，无需重复进行对中操作。机匣安装结束后，联接各负载端的联轴器，即可试验。
47.在中央锥齿轮箱体11右侧设有盖板，便于打开，这样设计便于更换中央传动单元体和的单一传动单元体(即齿式联轴器17、转接套18)；中央锥齿轮箱体11内部设有转接板，便于安装中央传动单元体。本发明的传动结构安装定位采用与产品实际安装一致方式，通过止口、安装销及一个辅助支撑板固定于产品支架上。
48.产品安装支架13整体固定于中央锥齿轮箱体11下端。传动机匣16输入端的接口采用了传动杆15与转接套18连接。转接套18对传动机匣16输入接口提供轴承支承，保护了机匣轴承不受联轴器附加力影响。在各齿轮箱及机匣输出端设计了联轴器，实现机械传动系统连接，联轴器具有一定的不对中补偿能力。
49.上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种多功能传动结构，其特征在于，包括增速齿轮箱壳体、输入传动轴、高速输出轴、低速输出轴、锥增速齿轮箱壳体、输入轴、中间锥齿轮轴、高速输出齿轮轴，所述的输入传动轴、高速输出轴设置在增速齿轮箱壳体内部下方，且输入传动轴与高速输出轴间接啮合，所述的低速输出轴设置在增速齿轮箱壳体内部上方，并与输入传动轴间接啮合；所述的输入轴、中间锥齿轮轴、高速输出齿轮轴设置在锥增速齿轮箱壳体中，输入轴、中间锥齿轮轴、高速输出齿轮轴依次啮合传动；还包括中央锥齿轮箱体，所述的中央锥齿轮箱体内部设置中央传动单元体及单一传动单元体，根据不同试验需求，采用两种传动路径对传动机匣进行驱动，其中一路传动路径为高速输出轴连接中央传动单元体，中央传动单元体与传动机匣连接，驱动传动机匣；另一路传动路径为高速输出齿轮轴连接单一传动单元体，单一传动单元体与传动机匣连接，驱动传动机匣。2.根据权利要求1所述的一种多功能传动结构，其特征在于，所述的中央传动单元体包括联轴器、模拟高压转子轴、中央锥齿轮和传动杆，所述的高速输出轴通过联轴器与模拟高压转子轴一端连接，模拟高压转子轴另一端与中央锥齿轮连接，传动杆一端连接中央锥齿轮，另一端连接传动机匣。3.根据权利要求1所述的一种多功能传动结构，其特征在于，所述的单一传动单元体包括齿式联轴器、转接套和传动杆，齿式联轴器一端连接高速输出齿轮轴，另一端连接转接套，转接套与传动杆连接，传动杆连接传动机匣。4.根据权利要求1所述的一种多功能传动结构，其特征在于，还包括支架，所述的锥增速齿轮箱壳体底面通过螺栓连接到支架上，所述中央锥齿轮箱体顶面通过螺栓连接到支架上，同时中央锥齿轮箱体与锥增速齿轮箱壳体在中心位置通过止口进行配合。5.根据权利要求1所述的一种多功能传动结构，其特征在于，还包括产品安装支架，所述产品安装支架通过螺栓和定位销与中央锥齿轮箱体连接固定，所述传动机匣通过吊耳与产品安装支架连接。6.根据权利要求1所述的一种多功能传动结构，其特征在于，所述增速齿轮箱壳体为l型空心焊接壳体，所述增速齿轮箱内设置多组轴承座，所述的轴承座内部设置轴承，所述传动轴通过轴承、轴承座设置在增速齿轮箱壳体内部下方；所述高速输出轴通过轴承、轴承座设置在增速齿轮箱壳体内部下方；所述低速输出轴通过轴承、轴承座设置在增速齿轮箱壳体内部上方；所述输入传动轴为实心柱体结构，所述输入传动轴上设置圆柱齿轮；输入传动轴上的圆柱锥齿轮与中间轴上的第一圆柱齿轮相配合；所述高速输出轴为实心柱体结构，所述高速输出轴上设置与中间轴上第二圆柱齿轮相匹配的圆柱齿轮；所述低速输出轴为实心柱体结构，所述低速输出轴上设置与中间轴上第二圆柱齿轮相匹配的圆柱齿轮。7.根据权利要求1所述的一种多功能传动结构，其特征在于，所述锥增速齿轮箱壳体为正方体形空心焊接箱体，所述锥增速齿轮箱壳体内设置多组轴承座，所述的轴承座内设置有轴承，所述输入轴、中间锥齿轮轴、高速输出齿轮轴均通过轴承、轴承座设置在锥增速齿轮箱壳体内部；输入轴、中间锥齿轮轴、高速输出齿轮轴均为实心主体结构，所述输入轴上设置锥齿轮，所述中间锥齿轮轴上设置锥齿轮和直齿轮；所述输入轴上的锥齿轮与中间锥齿轮轴上安装的锥齿轮啮合，实现换向，中间齿轮轴上安装的直齿轮与高速输出齿轮轴上的齿轮啮合，实现增速。
8.根据权利要求1所述的一种多功能传动结构，其特征在于，所述模拟高压转子轴左端通过轴承和轴承座安装到中央锥齿轮箱体上，右端穿过中央锥齿轮与中央锥齿轮过盈配合，模拟高压转子轴右端通过锁紧螺母与模拟高压转子轴连接，对中央锥齿轮进行锁紧。9.根据权利要求2或3所述的一种多功能传动结构，其特征在于，所述传动杆为空心柱体结构，两端外壁设置花键，所述中央锥齿轮或转接套与传动机匣通过传动杆花键连接。10.根据权利要求5所述的一种多功能传动结构，其特征在于，所述中央锥齿轮箱体上方设置环形孔，所述环形孔与锥增速齿轮箱壳体通过止口配合进行定心；所述中央锥齿轮箱体下方中心位置设置圆孔，所述圆孔与产品安装支架配合进行定心。

技术总结
本发明涉及航空传动系统机械传动技术领域，涉及一种多功能传动结构，包括增速齿轮箱壳体、输入传动轴、高速输出轴、低速输出轴、锥增速齿轮箱壳体、输入轴、中间锥齿轮轴、高速输出齿轮轴，输入传动轴、高速输出轴设置在增速齿轮箱壳体内部下方，输入传动轴与高速输出轴啮合，低速输出轴设置在增速齿轮箱壳体内部上方，与高速输出轴啮合；输入轴、中间锥齿轮轴、高速输出齿轮轴设置在锥增速齿轮箱壳体中，并依次啮合传动；中央锥齿轮箱体内部设置中央传动单元体及单一传动单元体，采用两种传动路径对传动机匣进行驱动，驱动传动机匣，可实现在试验器上进行单一附件试验功能，同时能够实现传动系统联合试验能力。传动系统联合试验能力。传动系统联合试验能力。


技术研发人员：李晓水 赵志超 陈一铭 程功 王志亮 贾惠清 王尊晶 齐金明 任益 马明聪
受保护的技术使用者：中国航发哈尔滨东安发动机有限公司
技术研发日：2022.09.30
技术公布日：2023/8/23