4.2.5 Основные принципы проектирования редуктора
Проектирование редуктора в ОАО «КУЗНЕЦОВ» проведено с учетом использования в конструкции редуктора традиционных принципов проектирования, эффективность которых подтверждена испытаниями двигателей НК-93 и эксплуатацией двигателей НК-12, а также других изделий.
К ним относятся следующие основные принципы проектирования редуктора:
- количество промежуточных шестерен выбрано максимальным, но с условием обеспечения необходимой прочности перемычек в корпусе промежуточных шестерен;
- солнечная шестерня выполнена “плавающей”, а приводной вал редуктора, соединяющий вал КНД и солнечную шестерню, имеет шлицевые венцы на обоих концах вала (для обеспечения равномерного распределения усилий на промежуточные шестерни и для устранения влияния возможных несоосностей, как вследствие изготовления, так и из–за деформаций, возникающих при эксплуатации);
- реализован центральный съем крутящего момента с корпуса промежуточных шестерен для обеспечения одинаковой деформации стенок корпуса под нагрузкой, так как при этом не нарушается равномерное распределение усилий по длине зубьев сопрягаемых шестерен;
- обеспечена центральная передача крутящего момента от вала КНД к солнечной шестерне и от эпицикла к валу вентилятора для равномерного распределения усилий по длине зубьев сопрягаемых шестерен;
- применены эвольвентные цилиндрические прямозубые шестерни с коэффициентом перекрытия больше двух для уменьшения усилий, действующих на зубья шестерен, и повышения плавности работы зубчатой передачи;
- выбран минимально допустимый нормальный модуль зубьев шестерен, обеспечивающий изгибную прочность зубьев, а также для уменьшения потерь мощности в зацеплениях;
- применена струйная подача масла на вход в зацепления зубьев солнечной и промежуточных шестерен;
- обеспечена смазка подвижных шлицевых соединений для устранения заеданий и выкрашивания контактирующих поверхностей;
- установка промежуточных шестерен в корпус производится с учетом фактического изготовления корпуса промежуточных шестерен, подшипников промежуточных шестерен и самих шестерен (с целью повышения равномерности передачи потоков мощности через промежуточные шестерни);
- - для увеличения усталостной контактной и изгибной прочности применяется упрочнение профилей зубьев шестерен поверхностно – пластической деформацией после цементации;
- для увеличения противозадирной стойкости и увеличения плавности зацепления применяется профильное модифицирование головок зубьев всех шестерен;
- для уменьшения вибровозбуждаемости шестерен зубья шлифуются с обеспечением класса точности 5 – 4 – 4 (по ОСТ1 41671 – 77).
4.2.6 Описание конструкции редуктора
Редуктор типа “Звезда", выполненный в соответствии с рисунками 4.2.7 и 4.2.8 передает мощность от солнечной шестерни через пять равнорасположенных по окружности промежуточных шестерен к венцовому колесу (эпициклу) с понижением частоты вращения последнего в 2,864 раза.
Крутящий момент от вала КНД передается приводным валом 10 солнечной шестерне 9. Солнечная шестерня находится в зацеплении с пятью промежуточными шестернями 3, которые, в свою очередь, входят в зацепление с венцовым колесом 1, соединенным через шлицы с муфтой 20, выполненной из хромистой стали. Солнечная и промежуточные шестерни выполнены из цементуемой стали.
Приводной вал редуктора выполнен из азотируемой стали и соединен шлицами с валом КНД. На шлицы передней части приводного вала устанавливается солнечная (ведущая) шестерня. Приводной вал фиксируется в осевом направлении стопорным кольцом 11. На передних шлицах приводного вала выполнена канавка для фиксации солнечной шестерни в осевом направлении, в которую устанавливается стопорное кольцо 12. Второе стопорное кольцо удерживается гайкой 13.
Промежуточные шестерни вращаются на подшипниках скольжения 5. Опорами цапф подшипников скольжения служат втулки 4, установленные в отверстия корпуса промежуточных шестерён 16. От осевого перемещения промежуточные шестерни ограничивают упорные шайбы 8.
Корпус промежуточных шестерен соединён пятью радиальными пальцами 18 с “лапками” проставки 2. Корпус промежуточных шестерен и проставка выполнены из титанового сплава. Проставка 2 через оболочку 21 соединяется с корпусом двигателя.
Венцовое колесо 1 выполнено из азотируемой стали. Для его фиксации с муфтой 20 на шлицевых венцах обеих деталей выполнены канавки, в которые устанавливается стопорное кольцо 19.
Масло для смазки узлов трения подается по трубе 17 в кольцевой маслораспределитель 7, откуда поступает:
- к подшипникам скольжения через трубки 6;
на вход зубчатых зацеплений солнечной и промежуточных шестерён через форсунки 14;
- к шлицам приводного вала через форсунку 15, закреплённую на корпусе промежуточных шестерён.
Смазка зубьев и шлицев венцового колеса осуществляется маслом, отбрасываемым вращающимися деталями.
Эвакуация масла из полости редуктора к откачивающему насосу производится через нижнее полое ребро корпуса двигателя (размеры внутренней полости ребра должны обеспечивать «сухой» картер на всех режимах работы двигателя).
Масса редуктора будет определена после проведения всех необходимых прочностных расчетов силовых элементов редуктора.
Примечание - Окончательная длина приводного вала редуктора определится по результатам расчета возможной несоосности вала КНД и солнечной шестерни вследствие допусков на изготовление и деформаций корпусов двигателя.
1 – колесо венцовое; 2 – проставка; 3 – шестерня промежуточная; 4 – втулка;
5 – подшипник скольжения; 6 – трубка; 7 – маслораспределитель; 8 – шайба упорная;
9 – шестерня солнечная; 10 – вал приводной; 11 – кольцо стопорное; 12 – кольцо стопорное; 13 – гайка; 14 – форсунка; 15 – форсунка; 16 – корпус промежуточных шестерен; 17 – труба; 18 – палец; 19 – кольцо стопорное; 20 – муфта; 21 – оболочка.
Рисунок 4.2.7 – Редуктор ТРДД
1 – колесо венцовое; 2 – проставка; 3 – шестерня промежуточная; 9 – шестерня солнечная, 16 – корпус промежуточных шестерен.