Train d'engrenages de transmission épicycloïdal L'invention a pour objet un train d'engre nages de transmission épicycloïdal, comprenant un croisillon monté à rotation dans des paliers, de manière que son axe de rotation ne puisse se déplacer, et portant au moins trois ensem bles d'engrenages satellites régulièrement ré partis autour de l'axe de rotation du croisillon, une couronne dentée qui est empêchée de tour ner et avec laquelle engrènent les dents d'une partie desdits ensembles d'engrenages satellites, et une roue planétaire engrenant avec les dents d'une autre partie des ensembles d'engrenages satellites.
De même que la plupart des trains d'en grenages connus du type spécifié ci-dessus, le train d'engrenages faisant l'objet de l'invention comporte au moins trois ensembles d'engre nages satellites. Il peut, en- particulier, consti tuer un train d'engrenages réducteur. Dans ce cas, la roue planétaire constitue son organe menant et il est approprié pour être intercalé entre l'arbre du rotor d'une turbine à combus tion ou d'un autre moteur et une hélice desti née à la propulsion d'un aéronef ou d'un mo bile marin.
L'invention a pour but de fournir un train d'engrenages dans lequel la charge due au cou ple transmis a tendance d'être régulièrement répartie entre les divers ensembles d'engrenages satellites. Ce train d'engrenages est caractérisé en ce que ladite roue planétaire est supportée sur un court arbre relié à une extrémité de l'ar bre d'entrée du train d'engrenages par un ac couplement de manière à pouvoir se déplacer d'une distance limitée, dans toutes les direc tions perpendiculaires à son axe de rotation et contre l'action de moyens élastiques agissant entre l'extrémité opposée de l'arbre de la roue planétaire et le croisillon et tendant à la ra mener dans une position dans laquelle son axe de rotation coïncide avec celui dudit croisillon.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du train d'engrenages de transmission épicycloïdal faisant l'objet de la présente invention, cette forme d'exécution étant un train d'engrenages réducteur intercalé entre le rotor et l'hélice d'un ensemble dont le moteur primaire est constitué par une turbine à gaz et qui est destiné à la propulsion d'un aéronef, c'est-à-dire d'un ensemble de propul sion du type qu'on appelle généralement turbopropulseur à hélice .
La fig. 1 est une vue en coupe axiale de la partie dudit ensemble de propulsion compre nant ladite forme d'exécution. La fig. 2 est une vue en coupe axiale, à plus grande échelle, montrant le montage de l'une des extrémités de l'arbre de la roue pla nétaire de ladite forme d'exécution ; et la fig. 3 est une vue en coupe transversale selon 3-3 de la fig. 2.
Dans la forme d'exécution représentée, l'ar bre de l'hélice de l'ensemble de propulsion est indiqué en A et est coaxial à l'arbre du rotor de la turbine à gaz, qui n'est pas représenté, mais qui est relié à l'une des extrémités d'un arbre tubulaire dont l'autre extrémité est repré sentée en<I>B,</I> les arbres<I>A</I> et<I>B</I> étant accouplés l'un à l'autre par le train d'engrenages réduc teur épicycloïdal.
Le train d'engrenages réducteur comprend un croisillon fait en deux parties<I>C et Cl,</I> et dont la partie<I>CI</I> forme un tout avec l'extré mité de l'arbre A de l'hélice, tandis que l'autre partie C forme un tout avec une partie formant moyeu C2 qui est supportée dans des paliers à billes et à rouleaux C3 et C4 logé dans un car ter<I>D</I> du moteur. On comprendra que l'arbre<I>A</I> de l'hélice est supporté dans des paliers logés dans le carter D, de manière générale connue, si bien que le croisillon C,<I>CI</I> est effectivement supporté à ses deux extrémités dans des paliers de ce carter et que son axe de rotation ne peut se déplacer.
Les deux parties du croisillon C, <I>CI</I> sont rigidement reliées l'une à l'autre par trois ensembles de colonne circonférentielle- ment répartis dont l'un est indiqué en C5 à la fig. 1. Trois ensembles d'engrenages satellites circonférentiellement répartis sont disposés entre lesdits ensembles de colonne.
Chacun de ces ensembles d'engrenages comprend un arbre E supporté à ses deux extrémités dans des pa liers<I>F et FI</I> respectivement ménagés dans cha cune des deux parties<I>C et CI</I> du croisillon et avec lequel une roue satellite<B>El,</B> de relative ment grande dimension, est formée d'une seule pièce, cette roue se trouvant au voisinage de l'extrémité avant de l'arbre E. Une roue satel lite de relativement petite dimension E2 est dis posée au voisinage de l'extrémité arrière de l'arbre E sur lequel elle est montée et auquel elle est fixée au moyen de clavettes.
Une couronne dentée G est supportée par le carter D, autour des petites roues satellites E2. Si on le désire, un appareil de mesure connu du couple peut être rendu solidaire de la cou ronne dentée G et, en tout cas, celle-ci est dis posée de manière à être empêchée de tourner autour de l'axe de rotation du croisillon C, C1 et à pouvoir se déplacer radialement dans toutes les directions et d'une distance limitée par rapport à cet axe, des ressorts agissant sur elle et tendant à la ramener dans une position dans laquelle son axe coïncide avec celui du croisillon.
Dans ce but, la couronne dentée G est reliée à un anneau GI par des clavettes de forme connue lui permettant de se déplacer ra- dialement d'une distance limitée par rapport à cet anneau, ce dernier étant relié au carter D par des goujons G2, tandis qu'un jeu de res sorts à lame G3 est intercalé entre la couronne G et l'anneau GI et a tendance à maintenir cette couronne coaxiale audit anneau.
De la sorte, dans la forme d'exécution re présentée, la couronne dentée G est reliée au carter D d'une façon telle qu'elle est empêchée de tourner autour de l'axe du croisillon C,<I>CI</I> tout en étant maintenue par des ressorts indi qués en G3 et tendant à la maintenir dans une position dans laquelle elle est approximative ment coaxiale au croisillon C,<I>CI.</I>
Un ensemble d'engrenage planétaire est supporté à l'intérieur du croisillon C,<I>CI.</I> Cet ensemble comprend un arbre creux H dont l'extrémité arrière est supportée dans un palier à billes J, monté dans la partie C du croisillon et dont les bagues sont respectivement rigide ment reliées à l'arbre creux H et au croisillon. Le palier à billes J permet un auto-alignement limité et l'extrémité avant de l'arbre H est sup portée dans un palier à rouleaux K, dont la construction, ainsi que celle de pièces associées, est représentée à plus grande échelle aux fig. 2 et 3. Le palier à rouleaux K est élastiquement supporté dans la partie<I>CI</I> du croisillon.
Dans ce but, tandis que la bague intérieure de ce palier est constituée par un bossage<I>HI</I> de l'ex trémité avant de l'arbre H, sa bague extérieure <I>KI</I> est rigidement montée à l'intérieur d'un an neau de support L à la périphérie duquel est formée une paire de rebords circonférentiels <I>LI</I> et L . Un anneau M, à partir duquel quatre doigts<I>MI</I> s'étendent en saillie vers le rebord L2 entoure la périphérie du rebord<I>LI</I> et est disposé à distance de ce rebord.
L'anneau M est rigidement fixé à l'intérieur d'une enveloppe N qui est elle-même rigidement fixée à l'inté rieur de la partie CI du croisillon par un an neau de blocage O qui agit sur l'enveloppe N par l'intermédiaire d'une rondelle à bride OI et d'une rondelle ordinaire 02, cette dernière entourant la périphérie du rebord L2 et se trou vant à distance de cette périphérie.
On voit donc que l'anneau L et, par conséquent, la ba gue extérieure K1 du palier K, est libre de se déplacer radialement d'une distance limitée par rapport au croisillon C,<I>CI.</I> La partie de la périphérie de l'anneau L s'étendant entre les rebords<I>LI</I> et L2 présente quatre parties en saillie L-,, visibles à la fig. 3, et quatre barres élastiques P sont disposées entre les rebords LI et L2,
de sorte que leurs extrémités portent contre les doigts<I>MI</I> tandis que leurs parties médianes portent contre les parties en saillie L". Ces barres élastiques fonctionnent ainsi comme des ressorts à lames et tendent à ame ner l'anneau L dans une position centrale à l'intérieur du croisillon C, CI tout en lui per mettant de se déplacer radialement d'une dis tance limitée par rapport à ce croisillon. Les rebords<I>LI</I> et L2 présentent des parties V qui font radialement saillie et qui limitent le dépla cement radial de l'anneau L, tandis que toute rotation de cet anneau est empêchée par un goujon L5.
L'arbre<I>H</I> est relié à l'arbre d'entrée<I>B</I> par un accouplement lâche à clavette B' et porte une roue planétaire H2 qui est faite d'une pièce avec lui et qui engrène avec les roues<B>El</B> des engrenages satellites, de sorte qu'un couple est transmis à partir de l'arbre B et par l'inter médiaire de la roue planétaire H2 aux roues sa tellites<B>El</B> et que, à partir de ceux-ci, et par l'intermédiaire des roues satellites E2 et de la couronne dentée G agissant comme organe de réaction, ce couple provoque une rotation du croisillon C, CI et, par conséquent, de l'arbre A de l'hélice avec un rapport de vitesse appro prié par rapport à l'arbre B.
Les dents de la roue planétaire H2 ont ten dance à être maintenues en engrènement cor rect avec les dents des roues satellites<B>El,</B> en dé pit de déformations hélicoïdales de la roue pla nétaire H' qui se produisent sous l'effet de charges.
On se rend compte qu'avec le train d'en grenages épicycloïdal qu'on vient de décrire, la roue planétaire H2 et la couronne dentée G ont toutes deux tendance à se centrer d'elles- mêmes en charge par rapport à un cylindre fic tif sur lequel se trouvent les axes des arbres E des engrenages satellites,
ceci grâce aux pous sées radiales égales automatiquement trans mises à cette roue planétaire et à cette cou ronne dentée à partir des engrenages satellites et parce que le montage élastique de l'extrémité avant de l'arbre H de la roue planétaire permet un tel centrage en fonctionnement sous charge tout en ayant tendance à empêcher la roue pla nétaire H2 de sortir de sa position correcte lors d'un fonctionnement sous une charge faible ou négligeable et pendant des périodes d'inversion de sens de la charge.
The invention relates to an epicyclic transmission gear train, comprising a spider rotatably mounted in bearings, so that its axis of rotation cannot move, and carrying at least three sets of planetary gears regularly distributed around the axis of rotation of the spider, a ring gear which is prevented from turning and with which the teeth of a part of said sets of planetary gears mesh, and a planetary gear meshing with the teeth of another part of the planetary gear assemblies.
Like most known gear trains of the type specified above, the gear train which is the subject of the invention comprises at least three sets of planet gears. It can, in particular, constitute a reduction gear train. In this case, the planetary wheel constitutes its driving member and it is suitable for being interposed between the shaft of the rotor of a combustion turbine or of another engine and a propeller intended for the propulsion of an aircraft or of a marine mo bile.
The object of the invention is to provide a gear train in which the load due to the transmitted torque tends to be evenly distributed among the various sets of planetary gears. This gear train is characterized in that said planetary wheel is supported on a short shaft connected to one end of the input shaft of the gear train by an ac coupling so as to be able to move a distance limited, in all directions perpendicular to its axis of rotation and against the action of elastic means acting between the opposite end of the sun gear shaft and the spider and tending to bring it back to a position in which its axis of rotation coincides with that of said spider.
The drawing shows, by way of example, an embodiment of the epicyclic transmission gear train forming the subject of the present invention, this embodiment being a reduction gear train interposed between the rotor and the rotor. 'propeller of an assembly of which the primary engine is constituted by a gas turbine and which is intended for the propulsion of an aircraft, that is to say of a propulsion assembly of the type which is generally called propeller turboprop.
Fig. 1 is an axial sectional view of the part of said propulsion assembly comprising said embodiment. Fig. 2 is a view in axial section, on a larger scale, showing the assembly of one of the ends of the shaft of the planetary wheel of said embodiment; and fig. 3 is a cross-sectional view along 3-3 of FIG. 2.
In the embodiment shown, the shaft of the propeller of the propulsion assembly is indicated at A and is coaxial with the shaft of the rotor of the gas turbine, which is not shown, but which is connected to one end of a tubular shaft, the other end of which is represented at <I> B, </I> the shafts <I> A </I> and <I> B </I> being coupled to each other by the epicyclic reduction gear train.
The reduction gear train comprises a crosspiece made in two parts <I> C and Cl, </I> and of which the part <I> CI </I> forms a whole with the end of the shaft A of the propeller, while the other part C forms a whole with a hub part C2 which is supported in ball and roller bearings C3 and C4 housed in a housing <I> D </I> of the engine. It will be understood that the shaft <I> A </I> of the propeller is supported in bearings housed in the housing D, in a generally known manner, so that the spider C, <I> CI </I> is actually supported at its two ends in bearings of this housing and that its axis of rotation cannot move.
The two parts of the spider C, <I> CI </I> are rigidly connected to each other by three sets of circumferentially distributed column, one of which is indicated at C5 in FIG. 1. Three sets of circumferentially distributed planet gears are disposed between said sets of columns.
Each of these sets of gears comprises a shaft E supported at its two ends in bearings <I> F and FI </I> respectively provided in each of the two parts <I> C and CI </I> of the spider and with which a satellite wheel <B> El, </B> of relatively large dimension, is formed in one piece, this wheel being located in the vicinity of the front end of the shaft E. A satellite wheel of relatively small dimension E2 is placed in the vicinity of the rear end of the shaft E on which it is mounted and to which it is fixed by means of keys.
A toothed ring G is supported by the housing D, around the small planet wheels E2. If desired, a known torque measuring device can be made integral with the toothed crown G and, in any case, the latter is arranged so as to be prevented from rotating around the axis of rotation of the spider. C, C1 and to be able to move radially in all directions and at a limited distance with respect to this axis, springs acting on it and tending to bring it back to a position in which its axis coincides with that of the spider.
For this purpose, the toothed ring G is connected to a ring GI by keys of known shape allowing it to move radically a limited distance with respect to this ring, the latter being connected to the casing D by studs G2 , while a set of res spells with blade G3 is interposed between the crown G and the ring GI and tends to keep this crown coaxial with said ring.
In this way, in the embodiment shown, the ring gear G is connected to the casing D in such a way that it is prevented from rotating about the axis of the spider C, <I> CI </ I > while being maintained by springs indicated at G3 and tending to maintain it in a position in which it is approximately coaxial with the spider C, <I> CI. </I>
A planetary gear assembly is supported inside the crosshead C, <I> CI. </I> This assembly includes a hollow shaft H, the rear end of which is supported in a ball bearing J, mounted in the part C of the cross member and the rings of which are respectively rigidly connected to the hollow shaft H and to the cross member. The ball bearing J allows limited self-alignment and the front end of the shaft H is supported in a roller bearing K, the construction of which, as well as that of associated parts, is shown on a larger scale in figs. . 2 and 3. The roller bearing K is elastically supported in the <I> CI </I> part of the spider.
For this purpose, while the inner ring of this bearing is formed by a boss <I> HI </I> of the front end of the shaft H, its outer ring <I> KI </I> is rigidly mounted inside a support ring L at the periphery of which is formed a pair of circumferential flanges <I> LI </I> and L. A ring M, from which four fingers <I> MI </I> projecting towards the rim L2 surrounds the periphery of the rim <I> LI </I> and is disposed at a distance from this rim.
The ring M is rigidly fixed inside a casing N which is itself rigidly fixed inside the part CI of the spider by a locking ring O which acts on the casing N by the 'Intermediate an OI flanged washer and an ordinary washer 02, the latter surrounding the periphery of the flange L2 and being at a distance from this periphery.
It can therefore be seen that the ring L and, consequently, the outer base K1 of the bearing K, is free to move radially by a limited distance with respect to the spider C, <I> CI. </I> The part of the periphery of the ring L extending between the edges <I> LI </I> and L2 has four projecting parts L- ,, visible in FIG. 3, and four elastic bars P are arranged between the edges LI and L2,
so that their ends bear against the fingers <I> MI </I> while their middle parts bear against the protruding parts L ". These elastic bars thus function as leaf springs and tend to bring the ring L in a central position inside the crosspiece C, CI while allowing it to move radially at a limited distance with respect to this crosspiece. The edges <I> LI </I> and L2 have parts V which protrude radially and which limit the radial displacement of the ring L, while any rotation of this ring is prevented by a stud L5.
The <I> H </I> shaft is connected to the input shaft <I> B </I> by a loose keyed coupling B 'and carries a planetary gear H2 which is made in one piece with him and which meshes with the wheels <B> El </B> of the planetary gears, so that a torque is transmitted from the shaft B and through the intermediary of the planetary wheel H2 to the wheels sa tellite < B> El </B> and that, from these, and via the planet wheels E2 and the toothed ring G acting as a reaction member, this torque causes a rotation of the spider C, CI and, therefore, from the propeller shaft A with an appropriate speed ratio to the shaft B.
The teeth of the planetary gear H2 tend to be kept in correct mesh with the teeth of the planetary wheels <B> El, </B> despite the helical deformations of the planetary wheel H 'which occur under the effect of charges.
We realize that with the epicyclic gear train just described, the planetary gear H2 and the ring gear G both tend to center themselves under load with respect to a fic cylinder. tif on which the axes of the shafts E of the planetary gears are located,
this thanks to the equal radial thrusts automatically transmitted to this planetary wheel and to this toothed crown from the planetary gears and because the elastic mounting of the front end of the shaft H of the planetary wheel allows such centering in operation under load while tending to prevent the planetary wheel H2 from moving out of its correct position during operation under low or negligible load and during periods of load reversal.