一种用于航空发动机传动装置的大比功花键的润滑结构的制作方法

1.本发明属于燃气涡轮发动机内的传动装置技术领域，具体涉及一种用于航空发动机传动装置的大比功花键的润滑结构。


背景技术：

2.花键传扭在齿面上产生挤压应力，花键啮合偏斜产生相对滑移，挤压应力乘以相对滑移速度得到花键的比功。高性能的航空发动机，由于驱动的泵通常采用组合泵，单个泵的功率较大，转速较高，导致联接花键的比功较大，需要主动供油对其进行润滑以解决高速重载引起的花键磨损问题，而联接花键由于空间紧凑，加之考虑可装配性，很难进行主动供油润滑。
3.现有的花键供油润滑的结构如图5所示，其在传动壳体上开设油路，对花键喷射润滑，喷射的滑油经过传动空心轴的一端，由空心轴内部到达花键啮合处附近，在离心力作用下到达啮合齿面，空心轴内有花键退刀槽和凸肩，通过花键退刀槽聚集滑油，凸肩形成挡油坝；花键另一端的轴上安装胶圈，以隔绝燃油避免与滑油混合。但是该结构有如下问题：1)由于其他限制条件，可能导致滑油喷射出口离花键啮合处较远，影响花键润滑的效果；2)空心轴内部靠近喷油侧必须为开放式，为滑油喷射提供通道，如果由于其他功能要求，导致该侧必须封闭，则该种结构不能使用；3)花键润滑的供油和回油在同一侧，影响磨屑的排出。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种带橡胶挡油坝的环下润滑结构，以克服现有结构不可避免的喷射距离远影响润滑效果、供油和回油在同一侧影响排屑、空心轴内部靠近喷油侧必须为开放式等问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案，提供一种用于航空发动机传动装置的大比功花键的润滑结构，所述润滑结构包括配合设置的内花键轴和外花键轴，所述内花键轴靠近滑油进口的一端开有燕尾槽，另一端设有用于排出滑油的排油孔，所述燕尾槽内设有用于挡油的橡胶挡油坝，所述橡胶挡油坝的内径小于外花键的小径。
6.本发明所提供的用于航空发动机传动装置的大比功花键的润滑结构，还具有如下技术特征，所述燕尾槽槽深2-4mm；截面锥角为18-22
°
；槽开口宽为2-4mm。
7.本发明所提供的用于航空发动机传动装置的大比功花键的润滑结构，还具有如下技术特征，所述橡胶挡油坝为氟橡胶制成。
8.本发明所提供的用于航空发动机传动装置的大比功花键的润滑结构，还具有如下技术特征，所述橡胶挡油坝用于与燕尾槽进行装配的上部41为矩形，用于挡油的下部42设为近似v型截面。
9.本发明所提供的用于航空发动机传动装置的大比功花键的润滑结构，还具有如下技术特征，橡胶挡油坝的上部和下部转接处43为圆弧形，下部内径处44为圆弧形。
10.本发明所提供的用于航空发动机传动装置的大比功花键的润滑结构，还具有如下
技术特征，橡胶挡油坝上部矩形的宽度不小于所述燕尾槽的开口宽度，橡胶挡油坝上部矩形的高度小于所述燕尾槽的槽深。
11.本发明所提供的用于航空发动机传动装置的大比功花键的润滑结构，还具有如下技术特征，橡胶挡油坝上部矩形截面的宽度为3-5mm；高度为2-2.5mm；橡胶挡油坝下部v型截面的锥角为14-16
°
；橡胶挡油坝下部内径处的圆弧形的圆角为r0.3-r0.8mm；橡胶挡油坝上部和下部的转接处圆角为r1.5-r2.5mm。
12.有益效果
13.本发明所提供的用于航空发动机传动装置的大比功花键的润滑结构，供油喷射点距离花键较近，克服了现有结构具有喷射距离远影响润滑效果的不足；并且供油和回油在异侧，润滑流路顺畅，不影响排屑；空心轴内部另一侧可设计为封闭式结构后安装其余结构，并不影响花键润滑。
附图说明
14.图1为本发明实施例所提供的用于航空发动机传动装置的大比功花键的润滑结构的结构示意图。
15.图2为本发明实施例所提供的用于航空发动机传动装置的大比功花键的润滑结构中的挡油坝装配变形示意图。
16.图3为本发明实施例所提供的用于航空发动机传动装置的大比功花键的润滑结构中的挡油坝截面示意图。
17.图4为本发明实施例所提供的用于航空发动机传动装置的大比功花键的润滑结构中内花键齿轮轴燕尾槽截面示意图。
18.图5为现有的花键润滑结构。
具体实施方式
19.下面结合附图与实施例对本发明作进一步的详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
20.在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
21.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
22.术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过
具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
23.如图1-4所示，本实施例提供一种用于航空发动机传动装置的大比功花键的润滑结构，所述润滑结构包括配合设置的内花键轴1和外花键轴2，所述内花键轴1靠近滑油进口的一端开有燕尾槽3，另一端设有用于排出滑油的排油孔，所述燕尾槽3内设有用于挡油的橡胶挡油坝4，所述橡胶挡油坝4的内径小于外花键的小径。
24.在上述实施例中，橡胶挡油坝4具有一定的挡油高度，形成环下润滑结构；在外花键轴2装配入内花键轴1时可变形，使外花键轴2可推入，推入后橡胶挡油坝4内径恢复原有值；内花键轴1另一端开有排油孔；齿轮轴运转时，滑油由喷嘴喷射出，落到外花键轴2上，旋转的外花键轴2将滑油甩入内花键轴1上，橡胶挡油坝4形成环下润滑腔，滑油在旋转的外花键轴2上形成动压，流向花键啮合处，对花键啮合表面润滑，由内花键轴1上排油孔排出。
25.在部分实施例中，所述燕尾槽3槽深2-4mm；截面锥角为18-22
°
；槽开口宽为2-4mm。燕尾槽3的深度要保证橡胶挡油坝4在装配时不脱离，同时要保证齿轮轴的壁厚满足强度要求。调整燕尾槽3的开口宽，使得燕尾槽3的截面面积与橡胶挡油坝4的矩形截面面积基本相同。
26.在部分实施例中，所述橡胶挡油坝4为氟橡胶制成。氟橡胶可以变形以实现花键装配。
27.在部分实施例中，所述橡胶挡油坝4用于与燕尾槽3进行装配的上部41为矩形，用于挡油的下部42设为近似v型截面。橡胶挡油坝4的上部和下部转接处43为圆弧形，下部内径处44为圆弧形。上述结构可以用于防止橡胶挡油坝4在装配过程中脱离，橡胶挡油坝4装入燕尾槽3发生变形，具有一定的紧度。矩形截面的高度和宽度要与内花键齿轮轴上燕尾槽3的尺寸匹配，使槽的截面面积与挡油坝的矩形截面面积基本相等；v形截面的尺寸要保证外花键轴装配时施加的轴向装配力不能太大，同时保证橡胶挡油坝4不能破损而丧失挡油功能。v形截面的内径需略小于外花键的小径，具有一定的挡油高度，形成环下润滑结构。
28.在部分实施例中，橡胶挡油坝上部41矩形的宽度不小于所述燕尾槽3的开口宽度，橡胶挡油坝上部41矩形的高度小于所述燕尾槽3的槽深。
29.在部分实施例中，橡胶挡油坝上部41矩形截面的宽度为3-5mm；高度为2-2.5mm；橡胶挡油坝下部42v型截面的锥角为14-16
°
；橡胶挡油坝下部内径处44的圆弧形的圆角为r0.3-r0.8mm；橡胶挡油坝上部和下部的转接处43圆角为r1.5-r2.5mm。
30.在上述实施例中，橡胶挡油坝4制备之后，进行如图2所示的有限元分析，评估外花键轴2装配入内花键轴1的虚拟装配过程中橡胶挡油坝4的变形和应力，以判断装配过程中橡胶挡油坝4是否脱离和破损，若发生脱离或破损则调整相关几何尺寸。
31.在部分实施例中，所述挡油坝的外径为φ32-φ34mm，内径为φ21-φ23mm，矩形截面的宽度为3-5mm，高度为2-2.5mm，v形截面的锥角为14-16
°
，矩形截面与v形截面转接处圆角为r1.5-r2.5mm，v形截面内径处圆角为r0.3-r0.8mm，所述内花键齿轮轴上的燕尾槽内径为φ27.25-φ29.25mm，槽深2-4mm，截面的锥角为18-22
°
，槽开口宽2-4mm。
32.工作流程：
33.外花键轴2装配入内花键轴1后，齿轮轴运转时，滑油由喷嘴喷射出，落到外花键轴2上，旋转的外花键轴2将滑油甩入内花键轴1上，橡胶挡油坝4形成环下润滑腔，滑油在旋转的外花键轴2上形成动压，流向花键啮合处，对花键啮合表面润滑，由内花键轴1上排油孔排
除。
34.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。