直升机发动机与直升机主减速器的连接机构及直升机

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直升机发动机与直升机主减速器的连接机构及直升机
申请号	CN201610017899.7	申请日	2016-01-12	公开(公告)号	CN105650139A	公开(公告)日	2016-06-08
申请人	中国航空动力机械研究所;			发明人	陈江文; 苏新生; 蒋静; 刘志强;
摘要	本发明公开了一种直升机发动机与直升机主减速器的连接机构及直升机。直升机发动机与直升机主减速器的连接机构，包括第一轴套以及第二轴套，第一轴套与第二轴套之间通过用于利用相对绕转以承受发动机与主减速器的偏角安装偏差和驱动力传递过程中进行减振的旋转机构进行连接，第一轴套的绕转端与第二轴套的绕转端相对布置并同时转动连接于旋转机构上，第一轴套转动平面与第二轴套转动平面相互垂直；第一轴套的固接端以及第二轴套的固接端均朝外布置。利用旋转机构承受发动机与主减速器的偏角安装偏差，同时利用旋转机构消减驱动力传递过程中产生的振动力。适用于各类直升机的发动机与主减速器的连接。
权利要求	1.一种直升机发动机与直升机主减速器的连接机构，包括第一轴套(1)以及第二轴套(2)，其特征在于，所述第一轴套(1)与所述第二轴套(2)之间通过用于利用相对绕转以承受发动机与主减速器的偏角安装偏差和驱动力传递过程中进行减振的旋转机构(3)进行连接，所述第一轴套(1)的绕转端与所述第二轴套(2)的绕转端相对布置并同时转动连接于旋转机构(3)上，所述第一轴套(1)转动平面与所述第二轴套(2)转动平面相互垂直；所述第一轴套(1)的固接端以及所述第二轴套(2)的固接端均朝外布置。 2.根据权利要求1所述的直升机发动机与直升机主减速器的连接机构，其特征在于，所述第一轴套(1)的固接端固接于发动机的输出端，所述第二轴套(2)的固接端固接于主减速器的输入端；或者所述第一轴套(1)的固接端固接于主减速器的输入端，所述第二轴套(2)的固接端固接于发动机的输出端。 3.根据权利要求2所述的直升机发动机与直升机主减速器的连接机构，其特征在于，所述旋转机构(3)包括设于所述第一轴套(1)的绕转端的第一凸耳(301)、设于所述第二轴套(2)的绕转端的第二凸耳(302)以及同时与所述第一凸耳(301)和所述第二凸耳(302)采用转动连接的万向节环(303)；所述第一凸耳(301)与所述万向节环(303)的相对转动轴线以及所述第二凸耳(302)与所述万向节环(303)的相对转动轴线呈十字形布置。 4.根据权利要求3所述的直升机发动机与直升机主减速器的连接机构，其特征在于，所述第一凸耳(301)与所述万向节环(303)之间采用第一转动件(4)进行连接，所述第一转动件(4)包括从所述第一凸耳(301)内侧插接固定于所述第一凸耳(301)插接孔内的第一衬套(401)、用于贯穿所述第一衬套(401)内孔和所述万向节环(303)连接孔并将所述第一衬套(401)与所述万向节环(303)进行活动连接的第一螺栓(402)以及与所述第一螺栓(402)进行匹配连接的第一自锁螺母(403)；所述第一衬套(401)具有沿径向延伸的第一延伸段(404)，所述万向节环(303)与所述第一凸耳(301)夹持所述第一延伸段(404)。 5.根据权利要求4所述的直升机发动机与直升机主减速器的连接机构，其特征在于，所述第一衬套(401)包括用于与所述第一凸耳(301)壁面贴合的第一外层套(4011)、用于与所述第一螺栓(402)和所述万向节环(303)贴合的第一内层套(4012)以及设于所述第一外层套(4011)与所述第一内层套(4012)之间用于缓冲所述第一内层套(4012)和/或所述第一外层套(4011)传递的作用力的第一缓冲层(4013)。 6.根据权利要求3所述的直升机发动机与直升机主减速器的连接机构，其特征在于，所述第二凸耳(302)与所述万向节环(303)之间采用第二转动件(5)进行连接，所述第二转动件(5)包括从所述第二凸耳(302)内侧插接固定于所述第二凸耳(302)插接孔内的第二衬套(501)、用于贯穿所述第二衬套(501)内孔和所述万向节环(303)连接孔并将所述第二衬套(501)与所述万向节环(303)进行活动连接的第二螺栓(502)以及与所述第二螺栓(502)进行匹配连接的第二自锁螺母(503)；所述第二衬套(501)具有沿径向延伸的第二延伸段(504)，所述万向节环(303)与所述第二凸耳(302)夹持所述第二延伸段(504)。 7.根据权利要求6所述的直升机发动机与直升机主减速器的连接机构，其特征在于，所述第二衬套(501)包括用于与所述第二凸耳(302)壁面贴合的第二外层套(5011)、用于与所述第二螺栓(502)和所述万向节环(303)贴合的第二内层套(5012)以及设于所述第二外层套(5011)与所述第二内层套(5012)之间用于缓冲所述第二内层套(5012)和/或所述第二外层套(5011)传递的作用力的第二缓冲层(5013)。 8.根据权利要求1至7中任一项所述的直升机发动机与直升机主减速器的连接机构，其特征在于，所述第一轴套(1)包括第一绕转段(101)和第一轴连接段(102)，所述第一绕转段(101)的径向尺寸大于所述第一轴连接段(102)的径向尺寸，所述第一绕转段(101)与所述第一轴连接段(102)之间采用径向尺寸由所述第一绕转段(101)向所述第一轴连接段(102)方向逐渐减小的第一过渡段(103)。 9.根据权利要求1至7中任一项所述的直升机发动机与直升机主减速器的连接机构，其特征在于，所述第二轴套(2)包括第二绕转段(201)以及连接法兰(202)；所述第二绕转段(201)和/或所述连接法兰(202)的内壁面上沿周向设有用于加强内壁面强度的加强筋(203)。 10.一种直升机，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的直升机发动机与直升机主减速器的连接机构。
说明书全文	直升机发动机与直升机主减速器的连接机构及直升机技术领域 [0001] 本发明涉及直升机结构技术领域，特别地，涉及一种直升机发动机与直升机主减速器的连接机构。此外，本发明还涉及一种包括上述直升机发动机与直升机主减速器的连接机构的直升机。背景技术 [0002] 直升机结构中发动机和主减速器属于主要的驱动部分和控制部分。发动机与主减速器的连接零部件既要承受轴向力、弯矩和扭矩等载荷，还要承受主减速器和发动机传递过来的振动，对结构件的可靠性要求高。 [0003] 现有的直升机发动机与主减速器连接结构是通过轴套进行连接，轴套结构复杂，维护拆卸不方便，不能承受发动机与主减速器之间较大的安装偏差，结构适应性差，对发动机与主减速器的同轴要求高，轴套中的橡胶件易出现开裂、老化等，寿命短。轴套开裂老化后，轴套外场更换成本高，且更换时需拆卸发动机，周期长，维护拆卸不方便。发明内容 [0004] 本发明提供了一种直升机发动机与直升机主减速器的连接机构及直升机，以解决现有连接结构，结构复杂，维护拆卸不方便，不能承受发动机与主减速器之间较大的安装偏差，结构适应性差，对发动机与主减速器的同轴要求高；轴套开裂老化后，轴套外场更换成本高，且更换时需拆卸发动机，周期长，维护拆卸不方便的技术问题。 [0005] 根据本发明的一个方面，提供一种直升机发动机与直升机主减速器的连接机构，包括第一轴套以及第二轴套，第一轴套与第二轴套之间通过用于利用相对绕转以承受发动机与主减速器的偏角安装偏差和驱动力传递过程中进行减振的旋转机构进行连接，第一轴套的绕转端与第二轴套的绕转端相对布置并同时转动连接于旋转机构上，第一轴套转动平面与第二轴套转动平面相互垂直；第一轴套的固接端以及第二轴套的固接端均朝外布置。 [0006] 进一步地，第一轴套的固接端固接于发动机的输出端，第二轴套的固接端固接于主减速器的输入端；或者第一轴套的固接端固接于主减速器的输入端，第二轴套的固接端固接于发动机的输出端。 [0007] 进一步地，旋转机构包括设于第一轴套的绕转端的第一凸耳、设于第二轴套的绕转端的第二凸耳以及同时与第一凸耳和第二凸耳采用转动连接的万向节环；第一凸耳与万向节环的相对转动轴线以及第二凸耳与万向节环的相对转动轴线呈十字形布置。 [0008] 进一步地，第一凸耳与万向节环之间采用第一转动件进行连接，第一转动件包括从第一凸耳内侧插接固定于第一凸耳插接孔内的第一衬套、用于贯穿第一衬套内孔和万向节环连接孔并将第一衬套与万向节环进行活动连接的第一螺栓以及与第一螺栓进行匹配连接的第一自锁螺母；第一衬套具有沿径向延伸的第一延伸段，万向节环与第一凸耳夹持第一延伸段。 [0009] 进一步地，第一衬套包括用于与第一凸耳壁面贴合的第一外层套、用于与第一螺栓和万向节环贴合的第一内层套以及设于第一外层套与第一内层套之间用于缓冲第一内层套和/或第一外层套传递的作用力的第一缓冲层。 [0010] 进一步地，第二凸耳与万向节环之间采用第二转动件进行连接，第二转动件包括从第二凸耳内侧插接固定于第二凸耳插接孔内的第二衬套、用于贯穿第二衬套内孔和万向节环连接孔并将第二衬套与万向节环进行活动连接的第二螺栓以及与第二螺栓进行匹配连接的第二自锁螺母；第二衬套具有沿径向延伸的第二延伸段，万向节环与第二凸耳夹持第二延伸段。 [0011] 进一步地，第二衬套包括用于与第二凸耳壁面贴合的第二外层套、用于与第二螺栓和万向节环贴合的第二内层套以及设于第二外层套与第二内层套之间用于缓冲第二内层套和/或第二外层套传递的作用力的第二缓冲层。 [0012] 进一步地，第一轴套包括第一绕转段和第一轴连接段，第一绕转段的径向尺寸大于第一轴连接段的径向尺寸，第一绕转段与第一轴连接段之间采用径向尺寸由第一绕转段向第一轴连接段方向逐渐减小的第一过渡段。 [0013] 进一步地，第二轴套包括第二绕转段以及连接法兰；第二绕转段和/或连接法兰的内壁面上沿周向设有用于加强内壁面强度的加强筋。 [0014] 根据本发明的另一方面，还提供了一种直升机，其包括上述直升机发动机与直升机主减速器的连接机构。 [0015] 本发明具有以下有益效果： [0016] 本发明直升机发动机与直升机主减速器的连接机构，第一轴套与第二轴套之间通过旋转机构以形成相对绕转的结构，利用旋转机构承受发动机与主减速器的偏角安装偏差，同时利用旋转机构消减驱动力传递过程中产生的振动力。通过将第一轴套的绕转平面与第二轴套的绕转平面设置成相互垂直，从而减少第一轴套与第二轴套之间的绕转阻碍，使得第一轴套与第二轴套之间的相对绕转范围更大；将第一轴套的固接端以及第二轴套的固接端均朝外布置，从而方便第一轴套和第二轴套分别与升机发动机和直升机主减速器的固接，使得更好的传递驱动力。适用于各类直升机的发动机与主减速器的连接。 [0017] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。附图说明 [0018] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： [0019] 图1是本发明优选实施例的直升机发动机与直升机主减速器的连接机构的结构示意图之一； [0020] 图2是本发明优选实施例的直升机发动机与直升机主减速器的连接机构的结构示意图之二； [0021] 图3是本发明优选实施例的第一衬套的结构示意图； [0022] 图4是本发明优选实施例的第二衬套的结构示意图； [0023] 图5是本发明优选实施例的万向节环的结构示意图； [0024] 图6是本发明优选实施例的万向节环的结构示意图。 [0025] 图例说明： [0026] 1、第一轴套；101、第一绕转段；102、第一轴连接段；103、第一过渡段；2、第二轴套；201、第二绕转段；202、连接法兰；203、加强筋；3、旋转机构；301、第一凸耳；302、第二凸耳； 303、万向节环；4、第一转动件；401、第一衬套；4011、第一外层套；4012、第一内层套；4013、第一缓冲层；402、第一螺栓；403、第一自锁螺母；404、第一延伸段；5、第二转动件；501、第二衬套；5011、第二外层套；5012、第二内层套；5013、第二缓冲层；502、第二螺栓；503、第二自锁螺母；504、第二延伸段。具体实施方式 [0027] 以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。 [0028] 图1是本发明优选实施例的直升机发动机与直升机主减速器的连接机构的结构示意图之一；图2是本发明优选实施例的直升机发动机与直升机主减速器的连接机构的结构示意图之二；图3是本发明优选实施例的第一衬套的结构示意图；图4是本发明优选实施例的第二衬套的结构示意图；图5是本发明优选实施例的万向节环的结构示意图；图6是本发明优选实施例的万向节环的结构示意图。 [0029] 如图1和图2所示，本实施例的直升机发动机与直升机主减速器的连接机构，包括第一轴套1以及第二轴套2，第一轴套1与第二轴套2之间通过用于利用相对绕转以承受发动机与主减速器的偏角安装偏差和驱动力传递过程中进行减振的旋转机构3进行连接，第一轴套1的绕转端与第二轴套2的绕转端相对布置并同时转动连接于旋转机构3上，第一轴套1转动平面与第二轴套2转动平面相互垂直；第一轴套1的固接端以及第二轴套2的固接端均朝外布置。本发明直升机发动机与直升机主减速器的连接机构，第一轴套1与第二轴套2之间通过旋转机构3以形成相对绕转的结构，利用旋转机构3承受发动机与主减速器的偏角安装偏差，同时利用旋转机构3消减驱动力传递过程中产生的振动力。通过将第一轴套1的绕转平面与第二轴套2的绕转平面设置成相互垂直，从而减少第一轴套1与第二轴套2之间的绕转阻碍，使得第一轴套1与第二轴套2之间的相对绕转范围更大。将第一轴套1的固接端以及第二轴套2的固接端均朝外布置，从而方便第一轴套1和第二轴套2分别与升机发动机和直升机主减速器的固接，使得更好的传递驱动力。适用于各类直升机的发动机与主减速器的连接。 [0030] 如图1和图2本实施例中，可选地，第一轴套1的固接端固接于发动机的输出端，第二轴套2的固接端固接于主减速器的输入端。可选地，第一轴套1的固接端固接于主减速器的输入端，第二轴套2的固接端固接于发动机的输出端。可以根据需要选择不同的轴套进行匹配连接，降低发动机与主减速器的偏角安装偏差造成的结构影响，提高结构使用寿命。 [0031] 如图1、图2和图3所示，本实施例中，旋转机构3包括设于第一轴套1的绕转端的第一凸耳301、设于第二轴套2的绕转端的第二凸耳302以及同时与第一凸耳301和第二凸耳302采用转动连接的万向节环303。第一凸耳301与万向节环303的相对转动轴线以及第二凸耳302与万向节环303的相对转动轴线呈十字形布置。利用凸耳与万向节环303的十字形连接，从而降低发动机与主减速器的偏角安装偏差造成的结构影响，提高结构使用寿命，提高第一轴套1与第二轴套2之间的转动范围。 [0032] 如图1、图2和图3所示，本实施例中，第一凸耳301与万向节环303之间采用第一转动件4进行连接。第一转动件4包括从第一凸耳301内侧插接固定于第一凸耳301插接孔内的第一衬套401、用于贯穿第一衬套401内孔和万向节环303连接孔并将第一衬套401与万向节环303进行活动连接的第一螺栓402以及与第一螺栓402进行匹配连接的第一自锁螺母403。第一衬套401具有沿径向延伸的第一延伸段404。万向节环303与第一凸耳301夹持第一延伸段404。利用衬套形成凸耳与万向节环的过渡保护，从而降低凸耳与万向节环之间的直接接触以及相互磨损。 [0033] 如图3所示，本实施例中，第一衬套401包括用于与第一凸耳301壁面贴合的第一外层套4011、用于与第一螺栓402和万向节环303贴合的第一内层套4012以及设于第一外层套4011与第一内层套4012之间用于缓冲第一内层套4012和/或第一外层套4011传递的作用力的第一缓冲层4013。利用缓冲层形成内外层之间的结构缓冲，可以降低第一轴套1与第二轴套2相互间的作用力，可以消减驱动力传递过程中产生的振动力。 [0034] 如图1、图2和图4所示，本实施例中，第二凸耳302与万向节环303之间采用第二转动件5进行连接，第二转动件5包括从第二凸耳302内侧插接固定于第二凸耳302插接孔内的第二衬套501、用于贯穿第二衬套501内孔和万向节环303连接孔并将第二衬套501与万向节环303进行活动连接的第二螺栓502以及与第二螺栓502进行匹配连接的第二自锁螺母503。第二衬套501具有沿径向延伸的第二延伸段504。万向节环303与第二凸耳302夹持第二延伸段504。利用衬套形成凸耳与万向节环的过渡保护，从而降低凸耳与万向节环之间的直接接触以及相互磨损。 [0035] 如图4所示，本实施例中，第二衬套501包括用于与第二凸耳302壁面贴合的第二外层套5011、用于与第二螺栓502和万向节环303贴合的第二内层套5012以及设于第二外层套5011与第二内层套5012之间用于缓冲第二内层套5012和/或第二外层套5011传递的作用力的第二缓冲层5013。利用缓冲层形成内外层之间的结构缓冲，可以降低第一轴套1与第二轴套2相互间的作用力，可以消减驱动力传递过程中产生的振动力。 [0036] 如图1和图2所示，本实施例中，第一轴套1包括第一绕转段101和第一轴连接段102。第一绕转段101的径向尺寸大于第一轴连接段102的径向尺寸。在传递驱动力时，形成一个结构的缓冲，从而保护连接机构不易受到外力而破坏。第一绕转段101与第一轴连接段 102之间采用径向尺寸由第一绕转段101向第一轴连接段102方向逐渐减小的第一过渡段 103。在传递驱动力时，形成一个结构的缓冲，从而保护连接机构不易受到外力而破坏。可选地，第一轴连接段102的连接端也可以采用连接法兰进行轴连接。 [0037] 如图1和图2所示，本实施例中，第二轴套2包括第二绕转段201以及连接法兰202。第二绕转段201和/或连接法兰202的内壁面上沿周向设有用于加强内壁面强度的加强筋 203。方便结构连接；提高连接机构在连接绕转部位的结构强度，从而提高整体的结构强度。 [0038] 本实施例的直升机，包括上述直升机发动机与直升机主减速器的连接机构。 [0039] 实施时，一种全新的发动机与主减速器的连接结构，采用万向节环303、前轴套(第二轴套2)、后轴套(第一轴套1)的组合结构，为发动机提供前支撑的同时，能承受发动机与主减速器的大偏角安装偏差，并起到减振作用。 [0040] 该发动机与主减速器的连接结构包括前轴套(第二轴套2)、后轴套(第一轴套1)、万向节环303、柱面自锁螺母(第一自锁螺母403和第二自锁螺母503)，衬套(第一衬套401和第二衬套501)，螺栓(第一螺栓402和第二螺栓502)，如图1、2所示。前轴套(第二轴套2)固定在主减速器上，后轴套(第一轴套1)固定在发动机上，前轴套安装凸耳(第二凸耳302)、后轴套安装凸耳(第一凸耳301)呈十字分布，前、后轴套(第一轴套1与第二轴套2)之间嵌入万向节环303，万向节环303与前后轴套(第一轴套1和第二轴套2)之间均采用间隙配合，工作中，万向节环303在任意方向均可转动，从而弥补发动机与主减速器不对中的影响。前、后轴套(第一轴套1和第二轴套2)与万向节环303的连接孔中均设置减震衬套(第一衬套401和第二衬套501)，万向节环303的安装孔中嵌入柱面自锁螺母(第一自锁螺母403和第二自锁螺母503)。前、后轴套(第一衬套401和第二衬套501)及万向节环303均采用钛合金材料制作，具有较好的耐温、耐疲劳性能、结构紧凑，该结构适应性强，不受发动机、主减速器之间的空间限制。 [0041] 在前、后轴套之间用万向节环组合成万向节结构；万向节环侧面四个孔，对三个孔进行倒圆，以保证安装位置的唯一性；万向节环内部设置柱面自锁螺母，安装拆卸方便；轴套与万向节环的连接孔处设置减震衬套，该衬套可在外场进行更换；前、后轴套，万向节环的材料均选用钛合金，万向节环选用低间隙的钛合金，它的间隙元素O、N、C控制非常严格，其塑性好、抗冲击和疲劳能力强，断裂韧度高。 [0042] 与用金属、非金属材料混合轴套组成的发动机连接结构相比，前、后轴套，万向节环组成的发动机连接结构，作为发动机前支撑的同时，能很好承受发动机与主减速器的大偏角安装偏差，还能承受较大的轴向载荷等，且该结构简单、寿命长，可靠性高，外场维护方便等特点。 [0043] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。