附件齿轮箱及其集成齿轮轴的制作方法

本发明涉及一种传动轴，尤其涉及一种集成齿轮轴。本发明还涉及一种具有该集成齿轮轴的附件齿轮箱。

背景技术：

附件齿轮箱是航空发动机的关键部件。附件齿轮箱为发动机或飞机的附件提供功率和安装位置。为了减少发动机的体积、发动机的迎风面积以及发动机的重量，对附件齿轮轴提出了更高的要求，希望一根附件齿轮轴可以传动多个附件或集成一些附件的功能。现有技术通常是一个附件齿轮传动一个附件，使得附件传动的传动链很长，传动链和附件沿发动机径向铺开，这样造成发动机的迎风面积很大，而且传动齿轮数量多，由此导致可靠性较低。现有技术大多是附件单独设计，经过花键或者键传动，或按一定配合安装在附件齿轮轴上。这种情况下，零件数量较多，有待于进一步精简和优化，减少零件数量，提高可靠性。

除此，现有技术一般轴承内圈和附件齿轮轴通常为过盈配合，使得轴承内圈随附件齿轮轴转动，经过多次装拆，很容易过盈量减小，而造成轴承内圈和附件齿轮轴之间滑动。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解。

技术实现要素：

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种集成齿轮轴，以集成多个附件，提高简化齿轮轴结构，提高传动效率。

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种集成齿轮轴，该集成齿轮轴与轴承内圈一体成型，从而提高传动可靠性。

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种附件齿轮箱，以对附件齿轮箱内进行油气分离，避免污染环境，提高滑油的利用率。

本发明的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种附件齿轮箱，以提高传动可靠性。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种集成齿轮轴，所述集成齿轮轴包括传动轴、齿轮以及轴承内圈，所述传动轴具有与外界连通的腔体，所述传动轴上设置有键槽和花键；所述齿轮与所述传动轴一体成型，所述齿轮的一侧端面与所述传动轴中心轴线垂直，所述齿轮的另一侧端面与所述传动轴之间形成圆锥过度结构，所述圆锥过度结构上设置有通孔，所述通孔由所述腔体的侧壁向所述齿轮的垂直端面延伸，以导通所述腔体和所述齿轮外围；所述轴承内圈为所述传动轴的一部分，所述轴承内圈具有渗碳层。

根据本发明的一实施方式，其中所述渗碳层的厚度为0.4-0.6mm。

根据本发明的一实施方式，其中所述通孔的延伸方向与所述传动轴的中心轴线之间的夹角为45°。

根据本发明的一实施方式，其中所述通孔为多个，多个所述通孔均布于所述圆锥过度结构。

根据本发明的一实施方式，其中所述传动轴上具有止挡槽以及卡设于该止挡槽中的止挡圈，所述止挡圈设置于所述轴承的一侧，所述止挡圈的外径大于轴承外圈的内径，以将所述轴承外圈限位于所述止挡圈和阶梯轴或者套筒之间。

根据本发明的一实施方式，其中所述传动轴包括花键与所述花键连通的滑油腔，所述滑油腔与所述腔体之间设置有分隔部，以使所述腔体与所述滑油腔彼此分离，所述传动轴上设置有进油孔，所述进油孔与所述滑油腔连通。

根据本发明的另一方面，提供一种附件齿轮箱，该附件齿轮箱包括机匣体、与所述机匣体配合的机匣盖以及本发明提供的集成齿轮轴，所述机匣体具有内部空腔，所述集成齿轮轴可转动地设置于所述内部空腔中。

根据本发明的一实施方式，其中所述附件齿轮箱还包括发动机附件，所述传动轴设置有键槽，所述发动机附件套设于所述键槽所在位置处的所述传动轴上，所述发动机附件与所述传动轴通过位于所述键槽内的键连接；或者所述传动轴设置有花键，所述发动机附件套设于所述花键所在位置处的所述传动轴上，所述发动机附件与所述传动轴通过所述花键连接。

根据本发明的一实施方式，其中所述机匣体的侧壁上设置有轴承座，所述传动轴套设于轴承内，所述轴承的轴承外圈套设于所述轴承座中，所述附件齿轮箱还包括与所述齿轮啮合的被动齿轮。

根据本发明的一实施方式，其中所述附件齿轮箱还包括转速传感器，所述转速传感器设置于所述机匣体的侧壁上，所述转速传感器与所述齿轮位置相对。

由上述技术方案可知，本发明的集成齿轮轴和附件齿轮箱的优点和积极效果在于：本发明提供的集成齿轮轴包括与传动轴一体成型的轴承内圈，简化了整体结构，提高了传动可靠性。更进一步地，传动轴上设置有键槽和/或花键，使同一个传动轴上可以集成多个发动机附件，缩短了传动链，从而缩小了发动机的体积。另一方面，在传动轴上设置有与外界连通的腔体，以调节附件齿轮箱的内部压力。更进一步地，连通腔体与附件齿轮箱内部的通孔能够对附件齿轮箱内的油气混合物进行油气分离，从而避免污染环境，也进一步提高了滑油的利用率。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种附件齿轮箱的局部剖视图。

图2是图1中的集成齿轮轴的轴向剖视图。

图3是图1中的集成齿轮轴的局部剖视图。

其中，附图标记说明如下：

1、导管；2、密封件；

3、轴承；4、止挡圈；

5、机匣体；6、集成齿轮轴；

7、被动齿轮；8、齿轮；

9、圆锥过度结构；10、通孔；

11、机匣盖；13、交流电机；

14、卡箍；15、起动机；

16、键；17、转速传感器；

18、腔体；19、键槽；

20、花键；21、进油孔；

22、轴承内圈；23、传动轴；

24、腔体；25、滑油腔；

26、分隔部；

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

图1是根据一示例性实施方式示出的一种附件齿轮箱的局部剖视图。参照图1，根据本发明的一种具体实施方式，提供一种附件齿轮箱，该附件齿轮箱可以包括机匣体5，该机匣体5包括侧壁和由该侧壁包围形成的内部空腔，集成齿轮轴6可旋转地设置于该机匣体5的该内部空腔中，在该集成齿轮轴6上可以套设有两个轴承3，该轴承3可以嵌套于位于侧壁上的轴承座上。根据发明的一种具体实施方式，其中机匣体5还可以包括机匣盖11。

图2是图1中的集成齿轮轴的轴向剖视图。图3是图1中的集成齿轮轴的局部剖视图。参照图2和图3，根据本发明的一种具体实施方式，提供一种集成齿轮轴6，集成齿轮轴6可以包括传动轴23、齿轮8以及轴承3。根据本发明的一具体实施方式，其中传动轴23可以具有与机匣体5的外部连通的腔体24，以使该附件齿轮箱能够与外界进行通风，调整该附件齿轮箱内部的压力。根据本发明的一具体实施方式，其中该腔体24可以通过具有通孔10的圆锥过度结构9而与附件齿轮箱内部连通，具体地，圆锥过度结构9可以连接于传动轴23和齿轮8的侧面之间，该通孔10由腔体24向外延伸到齿轮8的端面。通过该通孔10可以保持附件齿轮箱与外界连通，从而保持内外气压平衡。在该附件齿轮箱运行时，集成齿轮轴6可以在该附件齿轮箱的内部空腔中高速旋转，位于腔体24和通孔10内的油气混合物将在离心力作用下而发生油气分离，从而可以防止滑油通过气体扩散到附件齿轮箱外部，避免浪费；另一方面，被分离后的滑油可以被回收以继续为齿轮8润滑，从而提高了滑油的利用率，降低了使用成本。根据本发明的一具体实施方式，其中腔体24可以通过导管1与附件齿轮箱外部连通。

继续参照图2和图3，根据本发明的一具体实施方式，其中圆锥过度结构9上设置的通孔10可以具有多个，多个该通孔10可以沿传动轴23的周向均匀分布，该通孔10的数量可以参照实际使用工况进行选择，例如但不限于通孔10可以为6个，7个，8个，10个，15个，20个等，都在本发明的保护范围内。根据本发明的一具体实施方式，其中通孔10与传动轴23的中心轴线之间的夹角可以根据实际工况进行选择，都在本发明的保护范围内，例如但不限于该夹角可以为5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°等依次呈5°递增，都在本发明的保护范围内。本发明的一具体实施方式，其中该夹角可以为45°。继续参照图2和图3，根据本发明的一具体实施方式，其中圆锥过度结构9可以为锥体结构，但不以此为限。

继续参照图2和图3，根据本发明的一具体实施方式，该集成齿轮轴6还可以包括轴承内圈22，该轴承内圈22与传动轴23可以一体成型，较现有技术中的传动轴与轴承内圈通过过盈配合连接的方式，本发明提供的集成齿轮轴6可以防止传动轴23与轴承内圈22之间发生相对滑动，从而提高了传动的可靠性。根据本发明的一具体实施方式，其中轴承内圈22可以采用渗碳工艺制成，该轴承内圈22的渗碳层的厚度可以为0.4-0.6mm，但不以此为限，该渗碳层的厚度可以根据实际需要而制备，都在本发明的保护范围内。

继续参照图2和图3，其中该集成齿轮轴6的传动轴23上还可以设置有键槽19，通过该键槽19可以将发动机附件固定于传动轴23上。具体地，发动机附件套设于键槽19所在位置处的传动轴23上，在键槽19内可以设置有键16，发动机附件与集成齿轮轴6可以通过键16进行连接。根据本发明的一具体实施方式，其中发动机附件可以为电机，例如但不限于交流电机13，或者该发动机附件还可以为起动机15，都在本发明的保护范围内。另外，根据本发明的一具体实施方式，其中该集成齿轮轴6的传动轴23上还可以设置有花键20，通过该花键20可以与发动机的附件连接，例如但不限于该发动机附件可以为起动机15。根据本发明一种具体实施方式，其中集成齿轮轴6可以设置有齿轮8，并且通过花键20可以与起动机15连接，通过键16可以与交流电机13连接，由此在同一个传动轴23上集成了多种功能，缩短了传动链，从而减小了发动机的体积。

继续参照图2和图3，根据本发明的一具体实施方式，其中传动轴23还可以包括与花键20连通的滑油腔25，滑油腔25与腔体24之间可以设置有分隔部26，以使腔体24与滑油腔25彼此分离，传动轴23上可以设置有进油孔21，进油孔21可以与滑油腔25连通，该滑油腔25可以与花键20连通，滑油经过进油孔21进入到滑油腔25内后，可以流动到花键20所在的位置，以对花键20进行润滑。

继续参照图1，根据本发明的一具体实施方式，其中附件齿轮箱还包括用于支撑集成齿轮轴6的轴承3，轴承3为滚子轴承。根据本发明的一具体实施方式，其中轴承3可以为两个，两个该轴承3可以分别设置于齿轮8的两侧，以用于支撑该集成齿轮轴6。该轴承3可以包括与传动轴23一体成型的轴承内圈22、轴承外圈、位于该轴承内圈22和轴承外圈之间的滚子以及用于对滚子进行限位的保持架，但不以此为限，根据实际工况需要，该轴承3也可以为其他类型的轴承，都在本发明的保护范围内。

继续参照图1，根据本发明的一种具体实施方式，其中传动轴23上具有止挡槽以及卡设于该止挡槽中的止挡圈4，止挡圈4可以设置于轴承3的一侧，以将轴承外圈限位于止挡圈4和阶梯轴或者套筒之间，止挡圈4的外径可以大于轴承外圈的内径。

根据本发明的一具体实施方式，其中集成齿轮轴6可以通过两个轴承3分别支撑在机匣体5的侧壁上，以使集成齿轮轴6位于该机匣体5的内部空腔中。该集成齿轮轴6的齿轮8与位于被动齿轮7啮合，在附件齿轮箱运行时，集成齿轮轴6可以高速旋转，从而使齿轮8随着传动轴23一起旋转，并带动与其啮合的被动齿轮7一起旋转，以将扭矩传送到该被动齿轮7。该传动轴23通过键16与交流电机13连接，并且通过花键20与起动机15连接，该交流电机13可以通过卡箍14与起动机15固定连接。

根据本发明的一具体实施方式，其中在机匣体5侧壁的轴承座位置处可以设置有密封件2，该密封件2可以防止附件齿轮箱内部的润滑油泄露到附件齿轮箱的外部。根据本发明的一具体实施方式，花键20所在传动轴23的外周套设密封件2，在该密封件2上可以设置有油孔，该油孔可以与传动轴23上的进油孔21连通，该油孔可以通过油管与滑油泵连通，以将滑油导引入滑油腔25内，进而为花键20进行润滑。

继续参照图1，根据本发明的一具体实施方式，其中附件齿轮箱还可以包括转速传感器17，转速传感器17可以设置于机匣体5的侧壁上，转速传感器17可以与齿轮8位置相对，以便于对发动机的转速进行测量。

本发明所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。