飞机中央传动机匣锥齿轮副载荷下啮合间隙测量装置

摘要

本发明公开了一种飞机中央传动机匣锥齿轮副载荷下啮合间隙测量装置，其结构主要由包括垂直于齿轮端面方向安装在机匣上轴向作动于主动锥齿轮的第一测量器和轴向作动于从动锥齿轮的第二测量器，第一测量器和第二测量器的构成均分别包括壳架、相对于壳架可局部轴向移动不可转动的杆轴、齿轮夹持机构、轴向内压机构和轴向外拉机构，所述齿轮夹持机构固定安装在杆轴上，所述轴向内压机构和轴向外拉机构均由套置在杆轴外的弹簧、与壳体相固定的轴套、推动齿轮夹持机构轴向移动的弹簧座构成，构成轴向内压机构和轴向外拉机构的螺母、弹簧和弹簧座设置方向相反。本发明解决了现有技术锥齿轮啮合间隙测量装置无法检测载荷下啮合间隙的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及飞机中央传动机匣齿轮传动装配测量技术，特别是涉及检 测中央传动机匣内的锥齿轮副在受额定载荷力下的啮合间隙的装置。

背景技术

齿轮传动是机械传动中不可或缺的一种传动形式，而齿轮的啮合间隙 不仅影响到机械传动的平稳性，而且还影响到控制系统的稳定性，间 隙过大会造成控制系统产生抖动现象并降低使用寿命，因此，重要的 齿轮传动机构在投入使用之前都需要检测齿轮传动副的啮合间隙。现 有技术的啮合间隙检测都是通过测量装置，将齿轮副中的一个齿轮固 定，然后转动另一个齿轮，把齿轮传动副的啮合间隙值转化为动齿轮 的转动角度值，根据齿轮的转动角度值测出齿轮传动副啮合间隙。飞 机中央传动机匣是飞机十分重要的传动机构，中央传动机匣内的零件 在工作状态下承受很大的压载荷和拉载荷，作为中央传动机匣重要部 件的锥齿轮传动副承受同样的载荷，锥齿轮传动副在拉力和压力作用 下的啮合间隙与非工作状态下相差很大，按非工作状态测出的啮合间 隙，不能正确反映锥齿轮传动副的工作状态，因此正确检测出锥齿轮 传动副工作状态下的啮合间隙十分重要。但是，采用现有技术的齿轮 传动啮合间隙检测装置，是无法测出锥齿轮传动副在压载荷和拉载荷 下的啮合间隙值。因此，生产实践急需提供一种能够检测中央传动机 匣锥齿轮副载荷下啮合间隙的装置。

发明内容

针对现有齿轮传动副啮合间隙测量装置的现状与不足，本发明的目的 旨在提供一种操作方便灵活，易于掌握的飞机中央传动机匣锥齿轮副 载荷下啮合间隙测量装置，以解决现有技术的齿轮传动副啮合间隙测 量装置存在的无法检测载荷下啮合间隙的问题。

本发明提供的飞机中央传动机匣锥齿轮副载荷下啮合间隙测量装置， 其结构主要由包括垂直于齿轮端面方向安装在机匣上轴向作动于主动 锥齿轮的第一测 量器和轴向作动于从动锥齿轮的第二测量器，第一测量器和第二测量 器的构成均分别包括壳架、相对于壳架可局部轴向移动不可转动的杆 轴、齿轮夹持机构、轴向内压机构和轴向外拉机构，所述齿轮夹持机 构固定安装在杆轴上，所述轴向内压机构和轴向外拉机构均由套置在 杆轴外的弹簧、与壳体相固定的轴套、通过螺纹副安装在轴套上作用 于弹簧一端的螺母和作用于弹簧另一端推动齿轮夹持机构轴向移动的 弹簧座构成，构成轴向内压机构和轴向外拉机构的螺母、弹簧和弹簧 座设置方向相反，形成对齿轮夹持机构施压或施拉作用。最好将第一 测量器和第二测量器的齿轮夹持机构之一设计为弹性齿轮夹持机构。

为了更好地解决本发明所要解决的技术问题，本发明在上述技术方案 的基础上还可进一步采取以下技术措施。下述各项技术措施可单独采 取，也可组合采取，甚至一并采取。

在上述技术方案中，为了便于通过测量弹簧压缩量确定施加在锥齿轮 传动副的压载荷或拉载荷，第一测量器和第二测量器设计有用来固定 轴套与杆轴相对位置的插销。构成轴向内压机构和轴向外拉机构的轴 套上设计有测量弹簧压缩量的刻线。所述插销在螺母作用于弹簧进行 压缩量调整过程中须拔出，测量之前和调整之后插入，将套筒与杆轴 固定在一起。

在上述技术方案中，构成第一测量器和第二测量器的杆轴之一固定设 置有安装测量表的表架，表架上设计指示刻线。

在上述技术方案中，为了防止弹簧在螺母旋转施压过程中转动，在构 成第一测量器、第二测量器的轴向内压机构和轴向外拉机构的螺母最 好通过弹簧座与弹簧作用联接。

在上述技术方案中，为了简化装置结构，在构成第一测量器、第二测 量器的轴向内压机构的轴套和轴向外拉机构的轴套最好为固定于壳架 上的同一个套筒。

在上述技术方案中，啮合间隙测量装置整体结构最好设计成，第一测 量器为垂直设置，第二测量器为水平设置，构成第二测量器的壳架通 过机座安置在地基上。

在上述技术方案中，最好将第一测量器的齿轮夹持机构设计为弹性齿 轮夹持机构，其结构可由固定安装在第一杆轴上的第一外拉构件、可 轴向滑动地套置在第一杆轴上端面作用在主动锥齿轮筒体内壁台阶面 上的第一内压构件和通过螺 纹副安装在第一杆轴上的并紧螺母（22）构成，所述第一外拉构件为 具有弹性的薄壁锥筒，薄壁锥筒大端外缘与主动锥齿轮筒体内壁为过 盈配合，所述第一内压构件设计有套筒管，所述并紧螺母的端面作用 于第一内压构件套筒管的端面，通过转动并紧螺母实现对主动锥齿轮 弹性夹持。

在上述技术方案中，构成第一测量器轴向内压机构和轴向外拉机构的 弹簧座为位于第二内压构件套筒管上的弹簧座结构。

在上述技术方案中，最好将第二测量器的齿轮夹持机构设计为刚性齿 轮夹持机构，由安装在第二杆轴上端面与从动锥齿轮内端相匹配的第 二外拉构件、通过固定销固定安装在第二杆轴上的定位件和通过螺纹 副安置在定位件上端面与从动锥齿轮外端相匹配的第二内压构件构成 ，通过转动第二内压构件实现对从动锥齿轮刚性夹持，所述定位件通 过键联接副与从动锥齿轮联接，通过可轴向移动不可转动的销联接结 构与第二壳架联接。

在上述技术方案中，为了便于转动螺母进行载荷调整，最好将构成第 二测量器的第二壳架设计为两侧面洞开的壳架。

本发明还采取了其他一些技术措施。

本发明提供的飞机中央传动机匣锥齿轮副载荷下啮合间隙测量装置与 现有技术的齿轮啮合间隙测具相比，具有以下十分突出的技术特点和 效果：

1、本发明的啮合间隙测量装置，在结构上模拟了飞机中央传动机匣锥 齿轮副的工作状态，可以同时对主动锥齿轮和从动锥齿轮施加压力和 拉力，可以准确地测量出锥齿轮副在工作状态下的啮合间隙，为正确 评价飞机中央传动机匣锥齿轮副的工作状态提供了依据。

2、载荷模拟结构简单。本发明的啮合间隙测量装置，是通过由套置在 杆轴外的弹簧、与壳体相固定的轴套、通过螺纹副安装在轴套上作用 于弹簧一端的施压螺母和轴向限位的弹簧座构成的轴向内压机构和轴 向外拉机构，实现对传动机匣锥齿轮副施加压载荷或拉载荷，通过旋 转施压螺母调整弹簧的压缩量调整施加载荷的大小，载荷模拟结构简 单。

3、施加额定压载荷或拉载荷操作简单。本发明的测量装置，其轴向内 压机构和轴向外拉机构均通过弹簧压缩在齿轮副和机匣间产生作用力 与反作用力从而实现对齿轮副施加拉力和压力，可通过旋转施压螺母 调整弹簧的压缩量调整施 加载荷的大小。而构成轴向内压机构和轴向外拉机构的施压螺母上设 计有测量弹簧压缩位移量的刻线，通过测量刻线相对于基准的距离即 可知道弹簧的压缩量，进而可知道施加于中央传动机匣锥齿轮副的载 荷，操作方便。

4、结构设计合理。中央传动机匣锥齿轮副的主动锥齿轮筒体尺寸大且 筒体壁薄，本发明将主动锥齿轮的夹持机构设计成弹性齿轮夹持机构 ，用涨紧构件定位紧固，解决施力难的问题。轴向作动于从动锥齿轮 的第二测量器上装有防转销16以限制从动轮转动，测量时转动主动锥 齿轮，把间隙值转化为第二测量器上的表架18的转动值，可以直接打 表检测，测得的间隙值可靠、准确。

本发明是对现有技术的齿轮副啮合间隙测量装置的改进和发展，为生 产实践提供了一种操作方便灵活，掌握难度小的齿轮副啮合间隙测具 ，解决了现有技术的齿轮副啮合间隙测量装置无法加载载荷，齿轮定 位难，间隙测量难度大等问题。

附图说明

附图1是本发明的整体结构示意图。

附图2是本发明的轴向作动于从动锥齿轮的第二测量器的结构示意图。

附图3是附图2中A-A向剖视结构示意图。

附图4是附图2中B向局部放大结构示意图。

附图5是本发明的轴向作动于主动锥齿轮的第一测量器的结构示意图。

在上述附图中，各图示标号标示的对象为：Ⅰ-轴向作动于主动锥齿轮 的第一测量器；Ⅱ-主动锥齿轮；    Ⅲ-中央传动机匣；Ⅳ-从动 锥齿轮；Ⅴ-轴向作动于从动锥齿轮的第二测量器；1-安装螺栓；2-第 二壳架；3-第二施压螺母；4-第二插销；5-第二施拉弹簧；6-第二外 拉构件；7-定位件；8-第二内压构件；9-固定销；10-第二施压弹簧； 11-底座；12-第二轴套；13-第二施拉螺母；14-第二杆轴；15-第二弹 簧座螺母；16-衬套；17-防转销；18-表架；19-第一施拉弹簧；20-第 一插销； 21-第一施压弹簧；22-并紧螺母；23-第一弹簧座螺母；2 4-第一弹簧座；25-第一施拉螺母；26-第一轴套；27-第一施压螺母； 28-第一施压夹持构件；29-第一壳架；30-第一杆轴；31-第一外拉构 件。

具体实施方式

下面结合附图说明给出本发明的实施例，并通过实施例对本发明进行 进一步 的具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在 此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解 为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述本发 明内容对本发明做出非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护 范围。

实施例1

本实施例提供的用于测量飞机中央传动机匣锥齿轮副载荷下啮合间隙 的装置，其结构如附图1所示，由垂直于齿轮端面方向安装在中央传动 机匣Ⅲ上轴向作动于主动锥齿轮Ⅱ的第一测量器Ⅰ和轴向作动于从动 锥齿轮Ⅳ的第二测量器Ⅴ构成，第一测量器Ⅰ和第二测量器Ⅴ通过联 接螺栓固定安装在中央传动机匣上。

所述第一测量器的结构如附图5所示，由第一壳架9、相对于第一壳架 可局部轴向移动不可转动的第一杆轴30、主动锥齿轮弹性夹持机构、 第一轴向内压机构、第一轴向外拉机构和固定设置在第一杆轴30外端 用于安装测量表的表架18构成。所述弹性齿轮夹持机构由固定安装在 第一杆轴30上的第一外拉构件31、可轴向滑动地套置在第一杆轴上端 面作用在主动锥齿轮筒体内壁台阶面上的第一内压构件28和通过螺纹 副安装在第一杆轴上的并紧螺母22构成，所述第一外拉构件31为具有 弹性的薄壁锥筒，薄壁锥筒大端外缘与主动锥齿轮筒体内壁为过盈配 合，所述第一内压构件28设计有长套筒管，所述并紧螺母22的端面作 用于第一内压构件28套筒管的端面，通过转动并紧螺母实现对主动锥 齿轮弹性夹持。所述第一轴向内压机构由套置在第一内压构件28套筒 管外的第一施压弹簧21、与第一壳架相固定的第一施压轴套、通过螺 纹副安装在第一轴套上作用于第一施压弹簧一端的第一施压螺母27和 作用于第一施压弹簧另一端推动齿轮夹持机构向内轴向移动的位于第 一内压构件28套筒管上的第一弹簧座构成。所述第一轴向外拉机构由 套置在第一内压构件28套筒管外的第一施拉弹簧19、与第一壳架相固 定的第一施拉轴套、通过螺纹副安装在第一施拉轴套上作用于第一施 拉弹簧一端的第一施拉螺母25和作用于第一施拉弹簧19另一端推动齿 轮夹持机构向外轴向移动的弹簧座螺母23构成，弹簧座螺母23通过螺 纹副安装在第一内压构件28套筒管上。构成轴向内压机构的第一施压 轴套和构成轴向外拉机构的第一施压轴套为同一轴套26。第一施压轴 套与第一内压构件28套筒管之间设计有通过插销20固定在一起的插销 孔。构成第一轴向内压机构的第一施压轴套、螺 母、弹簧和弹簧座与构成第一轴向外拉机构的第一施拉螺母、弹簧和 弹簧座，设置方向相反，形成对齿轮夹持机构施压或施拉作用。在第 一杆轴的外端设置有表架18，表架设计有测量刻线。

所述第二测量器的结构如附图2、3、4所示，由第二壳架2、支承第二 壳架2的机座11、相对于第二壳架可局部轴向移动不可转动的第二杆轴 14、从动锥齿轮刚性夹持机构、第二轴向内压机构和第二轴向外拉机 构构成。所述刚性齿轮夹持机构由安装在第二杆轴（14）上端面与从 动锥齿轮内端相匹配的第二外拉构件6、通过固定销9固定安装在第二 杆轴14上的定位件7和通过螺纹副安置在定位件上端面与从动锥齿轮外 端相匹配的第二内压构件8构成，所述定位件7通过花键联接副与从动 锥齿轮联接，通过可轴向移动不可转动的定位销联接结构与第二壳架 2联接，通过转动第二内压构件8实现对从动锥齿轮刚性夹持。所述销 联接结构如附图2和附图4所示，由安装在第二壳体2安装孔内设计有条 形销柱孔的衬套16、位于内压构件件8上的销柱孔、与衬套上的条形孔 和内压构件8上的销柱孔相匹配的销柱17构成。所述第二轴向内压机构 由套置在第二杆轴外的第二施压弹簧10、与第二壳架相固定的第二施 压轴套12、通过螺纹副安装在第二轴套上作用于第二施压弹簧一端的 第二施压螺母3和作用于第二施压弹簧另一端推动齿轮夹持机构向内轴 向移动第二弹簧座构成。所述第二轴向外拉机构由套置在第二杆轴外 的第二施拉弹簧5、与第二壳架相固定的第二施拉轴套、通过螺纹副安 装在第二施拉轴套上作用于第二施拉弹簧一端的第二施拉螺母13和作 用于第二施拉弹簧另一端推动齿轮夹持机构向外轴向移动的第二弹簧 座螺母15构成，弹簧座螺母15通过螺纹副安装在第二杆轴14上。构成 轴向内压机构的第二施压轴套和构成轴向外拉机构的第二施压轴套为 同一轴套12，第二施压轴套与第二杆轴之间设计有通过插销20固定在 一起的插销孔。构成第二轴向内压机构的第二施压轴套、螺母、弹簧 和弹簧座与构成第二轴向外拉机构的第二施拉螺母、弹簧和弹簧座， 设置方向相反，形成对齿轮夹持机构施压或施拉作用。

采用本发明的装置对飞机中央传动机匣锥齿轮副载荷下啮合间隙进行 测量的过程如下：

测量前，首先固定好中央传动机匣，将从动轮上的低压锥齿轮的弹性 挡圈和低压锥齿轮组取下，将第二测量器从高压传动轴穿入，并将第 二壳架2用螺栓1 紧固在机匣外部上。把第二测量器的第二外拉构件6拆下来，把定位件 7安装在从动轮的套齿端，转动旋紧第二外拉件6和第二内压构件8，实 现对从动锥齿轮刚性夹持。将第二插销4插入第二套筒12和第二杆轴1 4上的销空内，检验标刻尺寸和刻线位置，将防转销16从衬套17插入定 位件7的定位孔中。在在第一测量器上，将第一内压构件28安装到主动 锥齿轮内，把第一壳架29安装在机匣上，转动并紧螺母22使第一外拉 构件31涨紧在主动锥齿内，实现对主动锥齿弹性夹持。把测具安装好 。

测量时，把第二测量器上的插销4拔出，扳动第二施压螺母3使螺母小 端与第二轴套12上的刻线5齐平，第二施压弹簧10还处于自然状态，继 续扳动螺母3，弹簧10受压缩施加推力给第二施压构件8并最终施加在 从动齿轮上。弹簧10的另一端将载荷作用在螺母3、轴套12、外壳2并 最终作用在机匣外壳上。扳动螺母使弹簧继续压缩，当螺母3小端在刻 线1、2之间时，作用在从动齿轮上的压力达到190N～200N。对位于主 动齿轮端的第一测量器重复上述相同的操作，对主动锥齿齿轮施加19 0N～200N的压力。用扳手转动第一杆轴30末端螺母带动主动轮转动， 对表架18的刻线位置打表读出数值，即为中央传动机匣锥齿轮副在承 受压载荷下的啮合间隙值。

扳动从动锥齿轮端第二测量器上的螺母3使其小端回到刻线5之外，弹 簧10回到自然状态不再施加压力。用扳动第二施拉螺母13使螺母小端 与轴套12上的刻线6齐平，第二施拉弹簧5还处于自然状态，继续扳动 螺母13，弹簧5受压缩同时施加力给作为弹簧座的螺母15、第二杆轴1 4、第二施拉构件6并最终施加拉力在从动齿轮上。弹簧5的另一端压缩 力作用在螺母13、轴套12、第二壳架2并最终作用在机匣外壳上。扳动 螺母13使弹簧5继续压缩，当螺母13小端在刻线3、4之间时，作用在从 动齿轮上的拉力达到300N～400N。对位于主动锥齿轮端的第一测量器 重复上述操作，对主动锥齿轮施加载荷力。用扳手转动第一杆轴30末 端螺母带动主动轮转动，对表架18的刻线位置打表读出数值，此数值 即为中央传动机匣锥齿轮副在承受拉载荷下的啮合间隙值。