齿轮的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及齿轮，尤其涉及航空附件传动齿轮。
【背景技术】
[0002]航空附件齿轮传动在飞机动力装置中占有重要地位，从发动机转子上提取功率，并通过附件机匣传递给发动机附件或飞机附件。其中，中央传动锥齿轮为高速、高应力齿轮传动，通常采用齿轮。
[0003]目前，航空附件传动齿轮的主要结构特点是重量轻、强度高、结构精细。在设计时，既要求高的承载能力，又要求较高的可靠性。通常，在满足强度要求的前提下，还需要以最小重量作为目标，进行优化设计。比较常用的修改方式是修改齿轮辐板锥角和改变辐板厚度。简单的减小辐板厚度会导致结构刚度减小，关键位置应力增大，从而降低齿轮传动的平稳性和承载能力，同时，较高的应力水平也会减小齿轮的疲劳寿命。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种齿轮，其在重量不增加的情况下能增加刚度。
[0005]根据本实用新型的实施例的齿轮，包括轮齿、辐板以及齿轮轴，轮齿沿辐板的外周分布，齿轮轴连接辐板中部，其中，所述辐板具有小端侧和大端侧以及位于小端侧和大端侧之间的空腔，所述空腔内设置有位于小端侧和大端侧之间的加强结构。
[0006]在优选的实施例中，所述的齿轮的所述加强结构为加强筋。
[0007]在优选的实施例中，所述的齿轮的所述空腔为环绕所述辐板的中心的环形形状。
[0008]在优选的实施例中，所述的齿轮的所述加强结构为环绕所述辐板的中心的环形形状。
[0009]在优选的实施例中，所述的齿轮的所述加强结构为蜂窝状。
[0010]在优选的实施例中，所述的齿轮的所述空腔和所述加强结构关于所述辐板中心线呈轴对称布置。
[0011 ] 在优选的实施例中，所述的齿轮的所述辐板与所述齿轮轴相互垂直。
[0012]在优选的实施例中，所述的齿轮的对应所述空腔的所述辐板的小端侧的板厚要大于大端侧的板厚。
[0013]在优选的实施例中，所述的齿轮为锥齿轮。
[0014]在优选的实施例中，所述的齿轮为弧齿锥齿轮。
[0015]传统的盘式齿轮主要采用实心的辐板结构，当无法改变齿轮的基本设计参数(齿数、模数、齿面宽、压力角、螺旋角和轴交角等)、刚度和/或质量的设计要求时，只能通过改变辐板的厚度和/或辐板平面与齿轮轴中心的线夹角的方式对齿轮进行改进设计。然而，单纯的削减辐板厚度会造成齿轮结构刚度不够，甚至失稳；将辐板平面与齿轮轴中心线的夹角调整得过小会导致齿根位置在高速转动离心载荷下的应力变得过大。本实用新型的实施例中，通过增加空腔以及空腔中的加强结构，能够在一定质量限制条件下(不增加质量的情况下)，材料能够更加合理的在设计空间进行分布，从而使得齿轮结构在离心力等载荷作用下的柔度更小即刚度更大，进而减小齿轮根部在转动离心载荷作用(准静态载荷)下的应力，因此，本实用新型的实施例中的齿轮可以承受的动载荷也更高，在相同动载荷作用下的疲劳寿命也越高。
【附图说明】
[0016]本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中:
[0017]图1是齿轮结构示意图；
[0018]图2是传统的齿轮的剖视图；
[0019]图3是根据本实用新型优选实施例的齿轮的剖视图；
[0020]图4是用于有限元对比分析的图2所示的辐板结构的网格划分示意图；
[0021]图5是图3所示的齿轮的网格划分示意图；
[0022]图6是图2所示的齿轮的转动时离心力作用下的齿根位置应力云图(单位:MPa)；
[0023]图7是图3所示的齿轮的转动时离心力作用下的齿根位置应力云图(单位:MPa)；
[0024]图8是图2所示的齿轮的转动时离心力作用下的位移云图(单位:mm)；
[0025]图9是图3所示的齿轮的转动时离心力作用下的位移云图(单位:mm)；
[0026]图10是传统辐板开孔锥齿轮有限元分析模型；
[0027]图11是传统辐板开孔锥齿轮在离心力作用下的径向位移分布云图(单位:_)；
[0028]图12是图3所示的齿轮在离心力作用下的径向位移分布云图(单位:mm)；
[0029]图13是传统辐板开孔锥齿轮在转动时离心力作用下的径向应力分布云图(单位:MPa)；
[0030]图14是图3所示的齿轮在转动时离心力作用下的径向应力分布云图(单位:MPa) ο
【具体实施方式】
[0031]下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。
[0032]如图1所示，齿轮包括轮齿1、辐板2以及齿轮轴3，轮齿I沿辐板2的外周分布，齿轮轴3连接辐板2中部。齿轮轴3与辐板2、轮齿I可以是一体成型或者分体成型。齿轮轴3的轴心线可以设置成整个齿轮的旋转中心线，在齿轮轴3上通常布置滚动球轴承和滚柱轴承，以约束齿轮的轴向和径向位移，辐板2连接在轮齿I和齿轮轴3之间，用于支撑轮齿I进行啮合，并传递扭矩。在如图3所示的实施例中，辐板2与齿轮轴3的轴心线垂直。在其他实施例中，辐板2与齿轮轴3的轴心线也可以存在一定的倾斜角度。
[0033]如图2和图3所示的剖面位置是在图1中的相同位置，不过图2所示的齿轮对应的辐板2A的整体厚度要小于图3所示的齿轮对应的辐板2B的整体厚度。为了体现图3所示的实施例的优点或优势，设定图2所示的辐板2A和图3所示的辐板2B的材料种类相同，并且质量也相同，二者在结构上存在不同。
[0034]在图2中辐板2A在轮齿IA和齿轮轴3A之间相对于齿轮的中心轴线具有一定的倾斜角度。在图3中，辐板2A在轮齿IA和齿轮轴3A之间相对于齿轮的中心轴线垂直。
[0035]如图3所示，辐板2B具有小端侧21和大端侧22以及位