一种适用于高温附件机匣的转速传感器游隙变化补偿结构的制作方法

1.本实用新型属于高温环境发动机附件机匣设计技术领域，涉及一种高温环境下发动机附件机匣的转速传感器，具体涉及一种适用于高温附件机匣的转速传感器游隙变化补偿结构。


背景技术：

2.附件机匣通常结构齿轮和轴承的安装见图1。该结构是附件传动机匣的典型齿轮轴承安装设计结构，采用剖分式机匣和两端球轴承简支结构，机匣壳体和机匣盖上轴承衬套挡肩之间的距离为h，齿轮轴两端轴承端面之间距离尺寸为h，h和h之间的差值，就是齿轮轴轴承的轴向窜量空间。通常传动设计中需要一定的轴承的轴向窜量空间，通常量值在0.3-1.4mm之间。但是,如果使用转速传感器,则需要在齿轮轴上安装音轮,音轮实际就是端面齿轮，按照使用要求，转速传感器探头和音轮距离尺寸有严格的尺寸公差限制，需要达到1
±
0.1mm，也就是说，齿轮轴向窜量公差需要控制在
±
0.1mm才行。
3.但是，即使设计状态将齿轮轴的轴承窜量设置为
±
0.1mm，当进入高温工作状态时，发动机附件机匣工作环境温度可以达到300℃以上，由于机匣壳体为耐高温铝合金，齿轮通常采用耐高温齿轮钢，由于铸造铝合金和钢相比热线膨胀量相差接近一倍，也就是机匣壳体相对齿轮轴,轴向延长量值更大，转速传感器安装在机匣壳体上,这样导致高温工况下转速传感器相对音轮发生后移,两者的距离发生较大变化，例如，附件机匣壳体厚度为120mm时，铝合金和钢的热膨胀量差值可以达到为0.432，远大于
±
0.1，超出了转速传感器的工作范围,将影响到转速传感器的正常工作。


技术实现要素：

4.实用新型目的：为了解决上述问题，本实用新型提供了一种适用于高温附件机匣的转速传感器游隙变化补偿结构，能够通过机械补偿结构来保证转速传感器的正常运转。
5.本实用新型的技术方案是：
6.一种适用于高温附件机匣的转速传感器游隙变化补偿结构，包括齿轮轴、转速传感器、机匣壳体、上球轴承和下球轴承，齿轮轴设在机匣壳体内并通过上部的上球轴承和下部的下球轴承与机匣壳体转动连接，齿轮轴径向设有音轮，机匣壳体上部设有向内延伸的转速传感器，转速传感器探头靠近音轮；其中，齿轮轴的上部与上球轴承和机匣壳体上部设有双轴向限位结构，齿轮轴的下部与下球轴承之间设有单轴向限位结构。
7.进一步的，双轴向限位结构包括：齿轮轴的上顶部设有台阶，台阶插入至机匣壳体上部的止口中，台阶与止口的空缺处设有由螺母锁定的杯形锁圈；齿轮轴的上部设有一圈上凸台，上球轴承轴向限位地设在凸台和杯形锁圈之间。通过该结构，可以将上球轴承与齿轮轴的相对位置固定，在高温环境下结构发生变形时，保证上球轴承与齿轮轴的轴向位置不会发生变化。
8.进一步的，双轴向限位结构还包括：上轴承衬套，上球轴承的外侧通过上轴承衬套
在机匣壳体内径向限位。通过该结构，机匣壳体径向将上球轴承限位在上轴承衬套和齿轮轴之间，然后上球轴承的径向固定。
9.进一步的，双轴向限位结构还包括：上轴承衬套的上方和下方均设有限位结构，上球轴承设在上轴承衬套的上方限位结构和下方限位结构之间，上轴承衬套与机匣壳体固定连接。通过该结构，将机匣壳体与上轴承衬套的相对位置固定，上轴承衬套又与上球轴承的相对位置固定，在高温环境下结构发生变形时，保证上球轴承、上轴承衬套和机匣壳体的轴向位置不会发生变化。
10.进一步的，齿轮轴的下部设有一圈下凸台，下球轴承设在齿轮轴的下凸台下方被下凸台单向限位。该结构的设计是为了保证下球轴承不会向上运动。
11.进一步的，下球轴承的外侧通过下轴承衬套在机匣盖内径向限位；下轴承衬套的上方和下方均没有对下球轴承的限位结构。这样在高温环境下结构发生变形时，保证齿轮轴将随着机匣壳体的热结构变化而向上移动，此时该结构能够放开下球轴承和下轴承衬套对齿轮轴向上移动的限制，使得齿轮轴顺利上移，从而使得音轮与转速传感器的相对位置不会发生变化。
12.本实用新型的有益效果如下：
13.1、本实用新型的结构未对原来的发动机附件机匣做出大的改变，就能够实现对转速传感器游隙变化的补偿；
14.2、本实用新型的结构是全机械性的改进，具有可靠性强的优点；
15.3、本实用新型改进结构少，易于实现，改进成本低。
附图说明
16.图1为背景技术中的附件机匣结构示意图；
17.图2为本实用新型实施例的附件机匣结构示意图；
18.图中：1—齿轮轴，2—转速传感器，3—机匣壳体，4—上球轴承，5—下球轴承，6—音轮，7—杯形锁圈，8—上轴承衬套，9—轴承承压板，10—下轴承衬套，11—机匣盖，12—调整垫，13—密封圈，14—螺母和锁片。
具体实施方式
19.本部分是本实用新型的实施例，用于解释和说明本实用新型的技术方案。
20.一种适用于高温附件机匣的转速传感器游隙变化补偿结构，包括齿轮轴1、转速传感器2、机匣壳体3、上球轴承4和下球轴承5，齿轮轴1设在机匣壳体3内并通过上部的上球轴承4和下部的下球轴承5与机匣壳体3转动连接，齿轮轴1径向设有音轮6，机匣壳体3上部设有向内延伸的转速传感器2，转速传感器2探头靠近音轮6；其中，齿轮轴1的上部与上球轴承4和机匣壳体3上部设有双轴向限位结构，齿轮轴1的下部与下球轴承5之间设有单轴向限位结构。
21.双轴向限位结构包括：齿轮轴1的上顶部设有台阶，台阶插入至机匣壳体3上部的止口中，台阶与止口的空缺处设有由螺母锁定的杯形锁圈7；齿轮轴1的上部设有一圈上凸台，上球轴承4轴向限位地设在凸台和杯形锁圈7之间。通过该结构，可以将上球轴承4与齿轮轴1的相对位置固定，在高温环境下结构发生变形时，保证上球轴承5与齿轮轴1的轴向位
置不会发生变化。
22.双轴向限位结构还包括：上轴承衬套8，上球轴承4的外侧通过上轴承衬套8在机匣壳体3内径向限位。通过该结构，机匣壳体3径向将上球轴承4限位在上轴承衬套8和齿轮轴1之间，然后上球轴承4的径向固定。
23.双轴向限位结构还包括：上轴承衬套8的上方和下方均设有限位结构，上球轴承4设在上轴承衬套8的上方限位结构和下方限位结构之间，上轴承衬套8与机匣壳体3固定连接。通过该结构，将机匣壳体3与上轴承衬套8的相对位置固定，上轴承衬套8又与上球轴承4的相对位置固定，在高温环境下结构发生变形时，保证上球轴承4、上轴承衬套8和机匣壳体3的轴向位置不会发生变化。
24.齿轮轴1的下部设有一圈下凸台，下球轴承5设在齿轮轴1的下凸台下方被下凸台单向限位。该结构的设计是为了保证下球轴承5不会向上运动。
25.下球轴承5的外侧通过下轴承衬套10在机匣盖11内径向限位；下轴承衬套10的上方和下方均没有对下球轴承5的限位结构。这样在高温环境下结构发生变形时，保证齿轮轴1将随着机匣壳体3的热结构变化而向上移动，此时该结构能够放开下球轴承5和下轴承衬套10对齿轮轴1向上移动的限制，使得齿轮轴1顺利上移，从而使得音轮6与转速传感器2的相对位置不会发生变化。
26.本实用新型的原理如下：
27.本实用新型提供一种适用于高温环境附件机匣金属齿轮轴承轴向定位设计结构，见图2。该结构仍然是附件传动机匣的典型齿轮轴承安装设计结构，采用剖分式机匣和两端球轴承简支结构，机匣壳体3和机匣盖11上轴承衬套挡肩之间的距离为h，齿轮轴1两端轴承端面之间距离尺寸为h，h和h之间的差值，就是齿轮轴轴承的轴向窜量空间。通常传动设计中需要一定的轴承的轴向窜量空间，量值名义值可以选择0.4-1.3mm，公差控制在
±
0.1mm。调整轴承定位方式，将转速传感器2一端的上球轴承4固定，外环采用压板、螺母和锁片固定，轴承内环采用螺母锁圈固定，远离转速传感器2端的另一个下球轴承5内环过盈配合，外环间隙配合，也就是允许下球轴承轴向自由运动。这样，铝合金高温下发生热线膨胀时，靠近转速传感器2一端的上球轴承4和转速传感器2同步移动，由于上球轴承4和齿轮轴1也同步移动，如此，齿轮轴1上的音轮6和转速传感器2就实现了同步移动，这样就可以确保高温工况下附件机匣转速传感器2和音轮6的距离不会发生变化，能够保证转速传感器2的正常工作。