Четырехскоростной привод к нагревателю авиационного двигателя Советский патент 1975 года по МПК F16H3/58 F04D25/02 F04D27/00 

Четырехскоростные приводы к нагнетателям авиационных двигателей, обеспечивающие вращение крыльчатки нагнетателя с четырьмя различными скоростями, при неизменном числе оборотов коленчатого вала, известны.

Отличительной особенностью предлагаемого привода является то, что он состоит из обычного шестеренчатого перебора и двух планетарных редукторов, из которых один предназначен передавать крутящий момент от коленчатого вала на крыльчатку, а другой - изменять скорость ее врап1,ения посредством попеременного или совместного включения или выключения фрикционных муфт.

На фиг. I изображена схема привода; на фиг. 2 и 3 - узлы соединения муфт свободного хода.

Четырехскоростной привод нагнетателя представляет собой сочетание шестеренчатого перебора с планетарными редукторами, из которых один предназначен для передачи крутящего момента на крыльчатку /, а другой служит для изменения скорости вращения этой крыльчатки.

Первый планетарный редуктор состоит из поводка 2, жестко соединенного с щестерней 3 набора цилиндрических сателлитов 4, сидящих на осях поводка 2, шестерни 5 внутреннего зацепления, охватывающей все сателлиты 4, шестерни 6 внешнего зацепления, жестко соединенной с шестерней через промежуточный валик 8.

Второй планетарный редуктор состоит из ведомого звена, несущего шестерню 5, набора цилиндрических сателлитов 9, сидящих на осях шестерни 5, управляющей щестерни Ю внутреннего зацепления, соединенной с фрикционной муфтой // и муфтой 12 свободного хода, и уиравляющей шестерни 13 внешнего зацепления, соединенной с фрикционной муфтой 14 И муфтой 15 свободного хода.

Шестеренчатый перебор выполнен из четырех цилиндрических зубчатых колес 16, 17, 18, 19 и представляет собой обычную кинематическую цепь передачи односкоростного нагнетателя.

Л 84298

Для управления фрикционные муфты 11 и 14 смонтированы на ненодвижной оноре.

Муфты 12 и 15 свободного хода, через которые сочленяются шестерни 10 к 13 с поводком 2, неуправляемые и смонтированы так, что при всех возможных положениях механизма угловые скорости вращения HiecTepeu 10 и 13 ие могут превышать скорости (угловой) поводка 2.

При правом враш,ении иоводка 2 муфты будут включены.

Обе муфты 12 1-1 15 включаются только в том случае, если деталн 20 и 21 догоняют новодок 2.

Работа нрнБода происходит следующим образом.

От коленчатого вала 22 через шестерни 16 н 17 крутяш,ий момент передается поводку 2. Последний враш,ает оси сателлитов 4, а сами сателлиты обкатываются по шестерне 5 внутреннего зацепления и передают крутящий момент на шестерню 6, откуда последний, передается через шестерни 18 и 19 на крыльчатку /. Соответственно та или ииая скорость вращения крыльчатки получается в зависимости от того, с какой скоростью вранхается сама шестерня 5, что определяется планетарным редуктором.

При работе на первой скорости обе фрикционные муфты 1 и 14 включены, а следовательно, шестерни W и /5 могут вращаться с произвольными скоростями, но не выше скорости вращения поводка 2. вследствие наличия муфт свободного хода 12 и 15. Однако эта максимально возможная скорость вращения шестерен W и 13 является в то же время дляиих и единственно возможной. Дело в том, что шестерня 6, являюнщяся приемником мощности в нланетарном редукторе, для всего привода является своего рода тормозом. Окружное усилие, при ложенное к оси сателлита в точке Ь, по правилу рычага поровну распределяется между зубчатыми зацеплениями с и uf, а так как зацепление с свободно, то скорость его должна неограниченно возрастать, i вместе с ним должна возрастать и угловая екороеть вращения щеетерни 5 и оси сателлита 9 (точка е). Если трение в звеньях шестерен 10 и 75 различно, то окружное усилие в точке е будет ino-разлнчному распределяться между зацеплениями f и g по скорости вращения их обоих, а вместе с ними и скорости вращения щестерен 10 и 13 также будут возрастать до тех пор, пока не сравняются со скоростью вращення новодка 2 и не замкнутся муфты 12 н 15 свободного хода. Дальнейшее увеличение скоростей вращения шестерен 10 и 13 окажется невозможным, так как весь привод будет вращаться как единое целое с угловой скоростью поводка 2, что и будет соответствовать первой скорости нагнетателя.

При работе па второй скорости муфта 14 замкнута и выключена фрикционная муфта 11. Относительная екороеть в зацеплении g пога:чается до нуля, а скорость в зацеплении / по-прежнему остается равно; угловой скорости вращения поводка 2. Уменьшению скорости в заненЛенин g муфта 15 не препятствует, но возможному увеличению скорости Б зацеплении / пренятствует муфта 12. Соответственно уменьшится и скорость вращения оси сателлита 9 (точка ), а вместе с ней и скорость вращения щестерни 5. Уменьшение скорости в зацеплении с вызовет соответственное увеличение скорости в зацеплении d и, когда прэекальчывание дисков во фрикционной муфте 14 закончится, то и весь механизм станет в равновесное положение, и нагнетатель будет работать на второй скорости.

При работе на третьей скорости включается фрикционная муфта 11 ( выключается муфта 14; при этом скорость в зацеплении / будет уменьн аться до нуля, а скорость в зацеплении g будет соответственно возрастать до скорости вращения поводка 2, т. е. до включения муфты 15. Скорость в зацеплении с еще больше уменьшится, а скорость в зацеплении d еще больше возврастет, и нагнетатель будет работать на третьей скорости. Освобождение муфты 14 и включение муфты // совершается не мгновенно, а в течение известного промел утка времени, пока в обеих муфтах не погасится вся работа трения дисков и необходимое при этом включение муфты свободного хода 15 также произойдет плавно без удара роликов.

При работе на четвертой скорости включаются обе фрикционные муфты // и 14, следовательно, скорость в зацеплении g также уменьшается до нуля. Так как скорости в зацеплениях f }i g в равновесном положении равны нулю, то и скорость в е равна нулю и перемещение шестерен 10, 13 и 5 прекратится, а это значит, что скорость в зацеплении с также станет равной нулю, а скорость в зацеплении d возрастет до максимума.

Муфты 12 и 15 свободного хода будут освобождены, и нагнетатель будет работать на четвертой скорости. Наличие фрикционной муфты обеспечит плавное изменение скоростей всех звеньев механизма.

При обратной манипуляции фрикционными муфтами скорости всех звеньев будут изменяться в обратной последовательности, чем описано выше, причем следует заметить, что даниыГ иривод свободно допускает переключение скоростей с любой на любую в четырехскоростном варианте, если в этом возникнет какая-либо необходимость в полете.

Наличие двух дополнительных скоростей дает возможность двухкратного выбирания провала высотной характеристики двигателя между крайни.ми расчетными высотами, вследствие чего значительно повышается высотная эффективная мощность двигателя.

При наличии четырех скоростей привод прост по конструкции, мал по весу и весьма компактен, так как получение той или иной скорости получается не включением одних деталей и выключением других (из работы), а всего лишь изменением взаимного расположения одних и тех же деталей относительно друг друга. При любой скорости все звенья механизма остаются нагруженными и участвуют в работе, следовательно, потребная прочность деталей и связанный с нею вес привода соответственно уменьшается, чему особенно способствует минимальное количество паразитных звеньев в механизме.

Предмет изобретен и я

Четырехскоростной привод к нагнетателю авиационного двигателя, отличающийся тем, что он состоит из обычного перебора, выполненного из че1ырех цилиндрических зубчатых колес и двух планетарных редукторов, первый из которых предназначен передавать крутящий момент на крыльчатку, а второй - изменять скорость вращения крыльчатки посредством попеременного или совместного включения или выключения фрикционных муфт, монтированных как на шестерне «солнце, так и на шестерне с внутренним зубом второго планетарного редуктора, причем последние соединены с поводком первого планетарного редуктора муфтами свободного хода.

- 3 -х- 84298

21 /Z

r ,

усХГ /

Фиг 2

20

Фиг. 3