[发明专利]具有高效冷却结构的齿轮

说明书

本发明的目的在于提供一种具有高效冷却结构的齿轮，其能为减小冷却所需的滑油量提供良好的条件。为实现所述目的的具有高效冷却结构的齿轮，具有坯体以及在坯体外周侧形成的多个轮齿以及在坯体内周侧形成的轴孔，其特点是，包括在各个所述轮齿的内部形成的至少一个滑油通孔，所述滑油通孔在所述轴孔内壁到所述轮齿的轮廓面之间贯穿，在所述轴孔的内壁形成有环形的集油槽，集油槽具有交替分布的较深部和较浅部，所述滑油通孔的内端贯穿所述较深部的壁面，以使所述较深部里的油能在所述齿轮旋转产生的离心力作用下流入所述滑油通孔并从所述轮廓面侧甩出。

技术领域

本发明涉及齿轮，尤其涉及具有供冷却液流动的冷却结构的齿轮。

背景技术

齿轮传动在航空发动机中主要用于附件传动系统，在直升机传动系统中也广泛应用。航空领域使用的齿轮传动系统一般采用喷射润滑冷却的方法，即通过一个或多个滑油喷嘴向齿轮啮合区喷射高速滑油以实现对齿轮的润滑和冷却。根据试验结果和使用经验建议，对于圆周速度较高的齿轮，应采用双侧喷射润滑，啮入侧提供少量滑油形成油膜，啮出侧提供大量滑油进行冷却。

由于航空发动机齿轮圆周速度很高，啮出侧喷射的滑油到轮齿表面瞬间就飞溅开来，滑油与轮齿的换热时间很短，换热效率很低，因此需要增大滑油供油量以保证齿轮得到有效冷却。

常规的大涵道比涡扇发动机的传动系统所传递的功率一般为500kw左右，以98％的传动效率计算，齿轮传动损失的功率不超过10kw，以现有常规的喷射润滑冷却效率，所需的滑油量一般不超过10L/min(1kw发热量需要1L/min滑油)。

但是在齿轮传动风扇发动机(GTF发动机)的星型减速器中，传递功率至少为20000kw，虽然齿轮箱传动效率可达到99.5％，但齿轮传动损失功率仍然达到100kw，按常规的喷射润滑冷却效率，所需的滑油量将达到100L/min，这将对发动机滑油系统的设计造成极大的困难，因此，在齿轮箱传动效率提升空间已非常有限的情况下，如果能够通过提升齿轮冷却效率来降低齿轮箱对滑油的需求量，对于降低发动机滑油系统设计难度，减轻发动机整机重量等，能够带来极大的好处。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高效冷却结构的齿轮，其能减小冷却所需的滑油量提供良好的条件。

为实现所述目的的具有高效冷却结构的齿轮，具有坯体以及在坯体外周侧形成的多个轮齿以及在坯体内周侧形成的轴孔，其特点是，包括在各个所述轮齿的内部形成的至少一个滑油通孔，所述滑油通孔在所述轴孔内壁到所述轮齿的轮廓面之间贯穿，在所述轴孔的内壁形成有环形的集油槽，所述滑油通孔的内端贯穿所述集油槽，以使所述集油槽的油能在所述齿轮旋转产生的离心力作用下流入所述滑油通孔并从所述轮廓面侧甩出。

所述的齿轮，其进一步的特点是，所述集油槽具有交替分布的较深部和较浅部，所述滑油通孔的内端贯穿所述较深部的壁面。

集油槽具有交替分布的较深部和较浅部，所述滑油通孔的内端贯穿所述较深部的壁面，以使所述较深部里的油能在所述齿轮旋转产生的离心力作用下流入所述滑油通孔并从所述轮廓面侧甩出。

所述的齿轮，其进一步的特点是，在所述轮齿的宽度方向上分布多个所述滑油通孔。

所述的齿轮，其进一步的特点是，所述滑油通孔在所述较深部的最底部和所述轮齿的顶部之间贯穿。

所述的齿轮，其进一步的特点是，所述坯体在其外周面形成所述多个轮齿的基体以及与基体成一体的空心轴。

所述的齿轮，其进一步的特点是，所述齿轮是人字形齿轮、斜齿轮、圆柱齿轮或弧齿锥齿轮。

所述的齿轮，其进一步的特点是，所述滑油通孔的直径为0.2mm～2mm。

所述的齿轮，其进一步的特点是，在所述齿轮的横向断面，所述较深部呈凹弧形。