專(zhuān)利名稱：用于直升機(jī)旋翼的恒速接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專(zhuān)利申請(qǐng)涉及“萬(wàn)向”恒速旋翼和相關(guān)的牽引設(shè)備，其用作雙葉片直升機(jī)和三葉片直升機(jī)、更一般地多葉片直升機(jī)的主旋翼。
背景技術(shù)：
如同已知的，直升機(jī)的平移運(yùn)動(dòng)的方向通過(guò)傾斜圓盤(pán)的旋轉(zhuǎn)平面而控制，其通過(guò)葉片相對(duì)于穩(wěn)固到直升機(jī)的結(jié)構(gòu)上的驅(qū)動(dòng)軸(柱軸)的圓形運(yùn)動(dòng)而限定出。在具有三個(gè)或更多個(gè)葉片的直升機(jī)中，通常采用具有鉸接裝置的所謂的關(guān)節(jié)型旋翼，其通常同心于旋轉(zhuǎn)軸線并且是水平的，從而允許搖擺運(yùn)動(dòng)，和采用用于牽引的垂直鉸接裝置——后者合適地裝備有摩擦設(shè)備或者粘滯設(shè)備(Viscous device)，所述摩擦設(shè)備或者粘滯設(shè)備作用于圓盤(pán)的平面上以對(duì)比科里奧利力加速度，當(dāng)旋翼圓盤(pán)傾斜并存在搖擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，這樣的加速度作用于葉片上，從而最小化振動(dòng)。在這類(lèi)旋翼中，得益于搖擺鉸接的偏心率和葉片的離心力，圓盤(pán)平面的傾斜施加有利的控制運(yùn)動(dòng)于柱軸(mast)上，而不管旋翼自身施加的提升作用。關(guān)于關(guān)節(jié)型旋翼的變形是所謂的“無(wú)鉸接”旋翼，其中所述鉸接代替以可變形的彈性設(shè)備，所述彈性設(shè)備用作事實(shí)上的鉸接。在這類(lèi)旋翼中，和在關(guān)節(jié)型旋翼中，圓盤(pán)平面的傾斜通過(guò)由斜盤(pán)產(chǎn)生的葉片繞著羽狀鉸接(feathering hinge)的周期的振蕩運(yùn)動(dòng)而得到控制。而且存在雙葉片旋翼，其旋翼轂通過(guò)圓柱形鉸接而鉸接到柱軸的頂上，該圓柱形鉸接與葉片的軸線以及柱軸的軸線成直角，引起搖擺運(yùn)動(dòng)并允許旋翼圓盤(pán)(rotor disk)傾斜。在該最后類(lèi)型的旋翼中，其也稱為懸浮旋翼，連接旋翼轂到柱軸的圓柱形鉸接需要高于葉片附接到所述柱軸上的位置，并且特別地，在通過(guò)葉片的重心限定出的平面上，其為了提升而向上傾斜，從而排除兩個(gè)每轉(zhuǎn)(per rev)的振動(dòng)，所述振動(dòng)通過(guò)作為圓盤(pán)傾斜的結(jié)果的旋翼的重心相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線的周期切換而引起。所述葉片——其事實(shí)上受到作為旋轉(zhuǎn)的結(jié)果的離心力和保持直升機(jī)在空中的提升的作用——采用向上的平衡點(diǎn)，從而使得圓盤(pán)表現(xiàn)為圓錐形，確保旋翼的質(zhì)心的升高。葉片的錐度角度的變化——其起因于大量的動(dòng)力學(xué)條件和直升機(jī)重力的可變性——仍然例如用于防止該振動(dòng)源在所有類(lèi)型的直升機(jī)飛行和重力條件下被排除。而且，在該類(lèi)旋翼中，存在源于中心搖擺鉸接的半萬(wàn)向節(jié)(semi-cardanic)幾何結(jié)構(gòu)的另一個(gè)振動(dòng)源，其由于不是恒速接頭(constant velocity joint)，在柱軸和直升機(jī)的結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生兩個(gè)每轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，其強(qiáng)度隨著旋翼圓盤(pán)朝著柱軸的傾斜而增加。而且，根據(jù)中心搖擺鉸接的存在，該類(lèi)旋翼在所述柱軸上施加任何類(lèi)型的直接控制運(yùn)動(dòng)。作為其結(jié)果，可能的是，在低g或零g飛行條件下，失去對(duì)旋翼的控制，產(chǎn)生災(zāi)難性的結(jié)果。事實(shí)上，即使在這類(lèi)旋翼中，圓盤(pán)的傾斜通過(guò)葉片繞著斜盤(pán)產(chǎn)生的搖擺鉸接的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)而控制。
所有上述類(lèi)型的旋翼特征在于施加于羽狀鉸接(其將葉片穩(wěn)固到旋翼轂上，與其中的離心力形成對(duì)照)上的顯著的應(yīng)力，其通過(guò)繞著鉸接軸線的交替運(yùn)動(dòng)而引起，作為斜盤(pán)在羽狀葉片上的周期作用的結(jié)果，其目的在于使旋翼圓盤(pán)傾斜。為了為這樣的不便提供補(bǔ)救，已經(jīng)設(shè)計(jì)和公開(kāi)了不同的系統(tǒng)。在彈性體層狀軸承的發(fā)展中(美國(guó)專(zhuān)利2481750和美國(guó)專(zhuān)利^0018 ，就在直升機(jī)旋翼公開(kāi)(USAAMRDL-TR-75-39B)后提供的該類(lèi)彈性體軸承的開(kāi)始也就是軸向圓柱形軸承、徑向圓柱形軸承、球形軸承和圓錐形軸承。許多該類(lèi)軸承是羽狀鉸接(美國(guó)專(zhuān)利3111172和365218 的重要改進(jìn)的基礎(chǔ)，其具有減小的摩擦，并確保對(duì)直升機(jī)控制的應(yīng)力——其為用于羽狀鉸接中的傳統(tǒng)滾動(dòng)元件軸承的特征，受到葉片在羽狀軸線上的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的作用——也在其耐久性和維護(hù)方面具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。在安裝有中心搖擺鉸接的雙葉片旋翼領(lǐng)域中，美國(guó)專(zhuān)利4115031公開(kāi)了一種方法，其允許附接到懸掛在搖擺鉸接周?chē)男磔炆系幕謴?fù)彈簧的安裝，用于直接控制旋翼相對(duì)于柱軸和直升機(jī)的動(dòng)量，并用于找到一種補(bǔ)救，用于在低g或零g飛行中失去控制的不便，并吸收隨之發(fā)生的通過(guò)恢復(fù)彈簧經(jīng)由葉片在旋轉(zhuǎn)平面上的彈性而產(chǎn)生的兩個(gè)每轉(zhuǎn)振動(dòng) (per rev vibration)。然而這樣的方案不排除通過(guò)搖擺旋翼的半萬(wàn)向節(jié)幾何結(jié)構(gòu)引起的扭轉(zhuǎn)振蕩。為了減小在上述傳統(tǒng)旋翼中的周期命令引起的在羽狀鉸接上的交替振動(dòng)的強(qiáng)度， 還為了在具有三葉片或更多葉片的旋翼中排除牽引鉸接的目的，發(fā)展了所謂的“萬(wàn)向”旋翼，其中心旋翼轂通過(guò)在其柱軸頂部的球形鉸接而支撐，或者通過(guò)其他設(shè)備，它們是運(yùn)動(dòng)學(xué)地等同的并允許旋翼轂在兩個(gè)軸線上傾斜。在這些旋翼中，旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩從柱軸傳遞到具有不同系統(tǒng)的轂上，設(shè)計(jì)用于消除扭轉(zhuǎn)振蕩，許多方案已經(jīng)提出以制造恒速接頭。中心球形鉸接通常由已知類(lèi)型的彈性體層狀球形軸承制成(例如專(zhuān)利 US3941433)，其擁有合適的剛度，基于此旋翼圓盤(pán)在傾斜時(shí)在旋翼柱軸上施加有利的控制動(dòng)量，其類(lèi)似于擁有偏心搖擺鉸接的旋翼的控制動(dòng)量。該類(lèi)旋翼模型在專(zhuān)利US4729753中公開(kāi)，其中得益于假定用于形成恒速接頭的彈性體設(shè)備，旋翼轂——其懸掛有在柱軸上互相對(duì)著的兩個(gè)彈性體球形層狀軸承——保持旋轉(zhuǎn)。該類(lèi)的許多方案根據(jù)關(guān)于混合旋翼的應(yīng)用而提出，所述混合旋翼已經(jīng)用于傾斜旋翼。這些系統(tǒng)的復(fù)雜性限制了其可能的使用，還阻止了其在小型商業(yè)直升機(jī)中的廣泛使用。 在具有復(fù)雜機(jī)構(gòu)的旋翼的相同框架中，其他作者已經(jīng)公開(kāi)了用于三葉片旋翼的不同類(lèi)型的旋轉(zhuǎn)設(shè)備(連桿型旋轉(zhuǎn)聯(lián)結(jié)器，US4804352)，用于獲得球形旋翼懸浮和幾乎恒速運(yùn)動(dòng)的傳送。甚至在其他應(yīng)用領(lǐng)域，恒速類(lèi)型的接頭——由幾個(gè)組裝的彈性體設(shè)備組成，其允許具有轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)動(dòng)量在兩個(gè)傾斜的旋轉(zhuǎn)柱軸之間傳送——已經(jīng)提出。這些設(shè)備的一個(gè)例子通過(guò)專(zhuān)利US4208889公開(kāi)。通常，萬(wàn)向恒速旋翼的制造是非常復(fù)雜的，并且其組裝涉及極端大量組件的組裝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的基本目的在于對(duì)上述不便提供補(bǔ)救，這些不便在直升機(jī)雙葉片和多葉片旋翼中遭遇到。這將通過(guò)制成改進(jìn)的“萬(wàn)向”恒速旋翼頭和在柱軸上安裝的相關(guān)裝置而實(shí)現(xiàn)——包括固定到柱軸上的具有兩個(gè)相對(duì)的球形環(huán)形鉸接的空心轂，和一系列改進(jìn)的位于所述轂的里面且在柱軸上的鉸接結(jié)構(gòu)中的彈性體牽引設(shè)備——這是高度靈活的和可適應(yīng)的，并且容易組裝，因?yàn)槠溆捎邢迶?shù)量的組件組成，所述組件可以安全地使用并有效地工作。本發(fā)明的第二目的在于為雙葉片直升機(jī)制造恒速旋翼頭，所述直升機(jī)可以裝備有 “Bell-Hiller”型飛行條(fly-bar)的改進(jìn)的慣性和空氣動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定設(shè)備。事實(shí)上，該旋翼轂不僅能夠相對(duì)于柱軸傾斜，而且還將在搖擺軸線和羽狀軸線上傾斜，因?yàn)槠鋵⒈３趾闼傩D(zhuǎn)而不管其傾斜的角度，這是得益于安裝到專(zhuān)門(mén)的柱軸凸緣(flange)里面并連接到旋翼轂上的四個(gè)改進(jìn)的彈性體設(shè)備。本發(fā)明的還有的目的在于減小在雙葉片旋翼中通過(guò)其周期的控制引起的葉片在羽狀鉸接周?chē)D(zhuǎn)的振動(dòng)的強(qiáng)度。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于排除問(wèn)題——更特別地，連接到旋翼的柱軸上的扭轉(zhuǎn)振蕩問(wèn)題——這由于柱軸的中心羽狀鉸接而在雙葉片旋翼中遭遇到。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于排除兩個(gè)每轉(zhuǎn)振動(dòng)，其通常在雙葉片旋翼的柱軸中遇到一一當(dāng)它們傾斜以進(jìn)行正常的機(jī)動(dòng)操作時(shí)，和在巡航飛行中——其通過(guò)其圓柱形的形狀而引起。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于實(shí)現(xiàn)“萬(wàn)向”旋翼頭，其具有安裝到柱軸上的三個(gè)或更多個(gè)具有改進(jìn)的恒速接頭的葉片——其中該旋翼頭是接頭的引導(dǎo)元件(conducted element)，依次由有限數(shù)量的沒(méi)有“鉸接”的組件和減震器組成——其減小了在羽狀鉸接上的振動(dòng)并要求有限的維護(hù)。本發(fā)明的還有的目的在于制造改進(jìn)的彈性體設(shè)備，其用于制造用于通用目的的恒速接頭。因此，本發(fā)明包括用于直升機(jī)旋翼的恒速接頭，該接頭用于耦接驅(qū)動(dòng)軸(柱軸)和旋翼轂，以使其繞著軸線保持恒速旋轉(zhuǎn)，該軸線相對(duì)于該柱軸的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜，這樣的接頭包括幾個(gè)彈性體牽引設(shè)備，它們互相相同并且每個(gè)由球形聯(lián)結(jié)器組裝而成，一系列交替的同心圓柱形金屬墊片，其以這樣的方式結(jié)合到彈性的彈性體的均勻的(uniform)層上，以形成第一彈性體層狀徑向圓柱形軸承，該軸承穩(wěn)固到該球形聯(lián)結(jié)器的外部圓柱形表面上，和一系列交替的同心的圓柱形金屬墊片，其以這樣的方式結(jié)合到彈性的彈性體的均勻的層上，以構(gòu)建第二彈性體層狀徑向圓柱形軸承，所述軸承特征在于這樣的事實(shí)其與穩(wěn)固到該球形聯(lián)結(jié)器的內(nèi)部圓柱形表面上的第一軸承的軸向運(yùn)動(dòng)具有相同的彈簧常數(shù)值。而且，優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明，這樣的恒速接頭包括-擁有環(huán)形隙縫的凸緣——其軸線平行于柱軸的軸線且其中永久地置有牽引設(shè)備——這樣的環(huán)形隙縫對(duì)稱地設(shè)置并距該柱軸的凸緣安裝于其中的中心鍵洞(central splined hole)的軸線具有相同的距離；-兩個(gè)球形環(huán)形和相對(duì)的鉸接，每個(gè)這樣的鉸接分為兩個(gè)或更多個(gè)元件，從而它們
6可以被組裝；-柱軸，其具有肩環(huán)，該旋翼的軸向應(yīng)力——其依次通過(guò)上述球形鉸接傳遞——傳送到該肩環(huán)上，其也能夠——由于牽引設(shè)備安裝于其上的凸緣的安裝——傳遞旋翼動(dòng)力；-旋翼轂，葉片可以安裝在其上，并且其具有中心腔，柱軸凸緣和相關(guān)的彈性體牽引設(shè)備能夠置于該中心腔中，并且其在最上和最下相對(duì)的外側(cè)上擁有隙縫，支撐該柱軸的所述球形軸承能夠位于所述隙縫中；所述牽引設(shè)備的上述球形軸承允許該旋翼轂繞著所述球形支撐軸承相對(duì)于該柱軸以一個(gè)角度傾斜，和支撐所述球形聯(lián)結(jié)器的所述圓柱形彈性體軸承——由于它們具有相同的彈簧常數(shù)——總是進(jìn)行相反的和相同的線性運(yùn)動(dòng)，其中心令所有球形軸承設(shè)置在二等分所述旋翼轂的相對(duì)于所述柱軸凸緣傾斜的角度的平面上，從而確保在它們之間具有恒速接頭。特別地，根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)球形軸承是已知類(lèi)型的，其裝備有耐磨襯里，所述襯里位于球形滑動(dòng)表面之間。另一種形式中，恒速接頭可以根據(jù)本發(fā)明制造，還包括-具有凸緣的柱軸，該凸緣具有環(huán)形隙縫，所述彈性體牽引設(shè)備可以永久置于在所述隙縫中，這樣的隙縫距以所述柱軸的軸線相同的距離并平行于該軸線地對(duì)稱地設(shè)置；-具有旋翼轂的第二柱軸，該轂具有中心腔，在該中心腔中該柱軸凸緣可以與相關(guān)的彈性體牽引設(shè)備置于其中，且其中心具有用于連接到第一柱軸的球形軸承的支撐；所述牽引設(shè)備的球形軸承允許該第二柱軸繞著該中心聯(lián)結(jié)器相對(duì)于該第一柱軸和所述圓柱形彈性體軸承而傾斜，其穩(wěn)固到所述球形軸承，由于它們具有相同的剛度，使得它們進(jìn)行相反和相同的線性運(yùn)動(dòng)，其中心令所有球形聯(lián)結(jié)器設(shè)置在二等分所述第二柱軸旋翼轂相對(duì)于所述第柱軸凸緣傾斜的角度的平面上，從而確保在它們之間具有恒速接頭。而且，根據(jù)本發(fā)明，在該柱軸和該旋翼轂之間傳遞的轉(zhuǎn)矩可以逆轉(zhuǎn)，如同可以逆轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方向。而且，本發(fā)明涉及雙葉片直升機(jī)旋翼轂，其包括上述的恒速接頭，其特征在于這樣的事實(shí)所述旋翼轂含有兩個(gè)軛，其上可以安裝相同數(shù)量的葉片和相關(guān)的傳送設(shè)備，以及幾個(gè)支撐，所述支撐垂直于所述葉片的縱向軸線，并且其上安裝有幾個(gè)相反的條，在其末端鉸接有兩個(gè)小尺寸的葉片，所述葉片具有對(duì)稱的索帶(cordal)的形狀和合適的質(zhì)量，用于用作輔助的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)備。特別地，所述雙葉片直升機(jī)旋翼頭設(shè)計(jì)為，所述輔助葉片鉸接到位于所述軸線 (所述葉片的空氣動(dòng)力學(xué)壓力中心位于其上)前面的軸線上的所述條上，并且在于這樣的事實(shí)相關(guān)的鉸接具有粘滯摩擦設(shè)備，從而允許所述輔助葉片與空氣流對(duì)齊，并基于所述旋翼頭旋轉(zhuǎn)的頻率施加它們的周期作用。本發(fā)明還涉及包括前面所述的恒速接頭的三葉片直升機(jī)旋翼頭(包括前述的恒速接頭)，所述旋翼轂包括用于相同個(gè)數(shù)的葉片的三個(gè)軛和相關(guān)的傳送設(shè)備，并且該旋翼轂擁有中心圓柱形腔，如上所述，在該腔中可以放置三個(gè)彈性體牽引設(shè)備。


現(xiàn)在將通過(guò)專(zhuān)門(mén)參考作為示例而不是作為限定的用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選形式以及附圖中所示的圖來(lái)描述本發(fā)明，其中
圖1表示本發(fā)明的實(shí)施形式，涉及橫斷示出的雙葉片直升機(jī)旋翼頭，其中旋翼轂橫斷用于顯示一個(gè)牽引設(shè)備；圖2表示雙葉片旋翼頭和柱軸的端部的所有重要組件的分解圖；圖3表示牽引設(shè)備在柱軸凸緣中設(shè)置的位置；圖如_4(1分別表示完整的橫斷的牽引設(shè)備、外部彈性體牽引設(shè)備、球形聯(lián)結(jié)器、內(nèi)部彈性體軸承；圖5表示相對(duì)于柱軸傾斜8°的旋翼轂的橫截面以及牽引設(shè)備的運(yùn)動(dòng)；圖6表示輔助空氣動(dòng)力學(xué)條；他7表示本發(fā)明的實(shí)施形式，包括橫斷示出的三葉片旋翼，其中旋翼轂橫斷用于表示一個(gè)牽引設(shè)備；圖8表示三葉片旋翼頭的組件的分解圖；圖9橫截面地表示用于通用用途的恒速接頭的實(shí)施形式。
具體實(shí)施例先參見(jiàn)圖1、2、3、4和6，其表示用于雙葉片直升機(jī)旋翼的本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方式，可以看出凸緣3如何中心地配備有鍵孔33，該鍵孔允許用于將凸緣安裝至柱軸1，其具有鍵輪廓11，該鍵輪廓允許柱軸與鍵凸緣耦接，從而將轉(zhuǎn)矩傳送到凸緣3，其中肩環(huán)12設(shè)計(jì)用于支撐旋翼的軸向力，該軸向力由旋翼轂2傳送通過(guò)彈性體球形軸承4的兩個(gè)聯(lián)結(jié)器作用于肩環(huán)的下部(在凸緣的對(duì)面)，依靠在相關(guān)的鍵套筒上。軸承4是已知類(lèi)型的，其來(lái)自彈性體層狀球形軸承(類(lèi)型III-Ref. USAAMRDL-TR-75-39B)目錄。圖4中的每個(gè)牽引設(shè)備5——它們相互之間是相同的——是由已知類(lèi)型的球形聯(lián)結(jié)器和兩個(gè)彈性體徑向軸承組成的相同的緊湊單元的部件，所述徑向軸承各自地穩(wěn)固到球形聯(lián)結(jié)器的內(nèi)部和外部圓柱形表面上。所述聯(lián)結(jié)器由兩個(gè)同心元件組成，其內(nèi)部部件M由于是空心的而具有外部環(huán)形球形凸出表面。外部圓柱形設(shè)備56具有環(huán)形球形凹進(jìn)表面，該表面覆蓋有耐磨材料陽(yáng)，該耐磨材料允許內(nèi)部接頭無(wú)摩擦地運(yùn)動(dòng)；市場(chǎng)上通常提供的這兩個(gè)部件是同心的、可移動(dòng)的、已經(jīng)耦接在一起的并且沒(méi)有任何軛。上述接頭容許的非對(duì)齊的角度將至少等于旋翼相對(duì)于柱軸的最大傾斜角度。在耦接設(shè)備M里面可以發(fā)現(xiàn)——以已知的硫化過(guò)程卡在一起的——薄金屬圓柱形墊片53交替以不變厚度的彈性的彈性體的薄層52的同心系列。元件56的外面具有金屬墊片59組成的類(lèi)似的彈性體結(jié)構(gòu)，所述墊片交替以彈性體層58。該類(lèi)復(fù)合結(jié)構(gòu)通常已知為彈性體層狀圓柱形徑向軸承(類(lèi)型II-Ref. USAAMRDL-TR-75-39B)。為了使恒速接頭可以適當(dāng)?shù)毓ぷ?，必要的是，所有球形軸承的中心在二等分旋翼轂相對(duì)于凸緣3所傾斜的角度的平面上。這意味著，在外部鉸接的最外的環(huán)59進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)(所述軸向運(yùn)動(dòng)等于和反向于內(nèi)部鉸接的最里面的圓柱體51的軸向運(yùn)動(dòng))，中間的球形聯(lián)結(jié)器的中心必須保持靜止。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)，內(nèi)部和外部徑向軸承必須沿著圓柱形軸線具有相同的彈簧常數(shù)。為了獲得該特性，這里宣稱的方法包括實(shí)現(xiàn)兩個(gè)徑向鉸接，它們具有相同數(shù)量、相同厚度和相同圓柱形表面的彈性體層；完整的設(shè)備擁有剛才所述那樣的尺寸， 因此假定具有圖如中描述的外形，其中較小直徑的層比較大直徑的層更長(zhǎng)，因此具有相同的表面。在兩個(gè)外部和內(nèi)部徑向鉸接中獲得相同彈簧常數(shù)的另一種方法是采用具有不同硬度和/或具有不同厚度的彈性體層的彈性體。彈性體層狀軸承通常具有向彈性體層的外表發(fā)展的高的負(fù)荷能力，使得它們?cè)诋?dāng)前情形下適于在柱軸凸緣3和轂2之間傳送牽引，因此適于傳送轉(zhuǎn)矩。代替地，圖5中，它們能夠相對(duì)容易地滑動(dòng)并能夠進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)，這允許牽引設(shè)備的中間球形軸承對(duì)齊在二等分旋翼轂相對(duì)于柱軸傾斜的角度的平面上。彈性體設(shè)備連同內(nèi)部球形軸承永久地容納在蝕刻到凸緣3上的環(huán)形環(huán)32里面，并依次在那里穩(wěn)固至卡環(huán)31。凸緣3——其基本上是方形的，因?yàn)樵诒景l(fā)明的實(shí)施方式中擬想具有四個(gè)牽引設(shè)備——放置在轂21的腔的里面，該轂與錨定到軛23上的葉片的縱向軸線以及對(duì)應(yīng)于牽引設(shè)備5的內(nèi)部圓柱形隙縫51的洞22對(duì)齊。彈性體軸承4聯(lián)結(jié)到柱軸1的肩環(huán)12上，并在位于旋翼轂2下部中的設(shè)置點(diǎn)25 處安裝到一起，其中另外兩個(gè)軸承4在前面的軸承的對(duì)面放置在位于轂2最上部的設(shè)置點(diǎn) M處。具有螺母8的羽狀螺栓(feathering bolts) 6是僅有的緊固設(shè)備，其使緊固到柱軸上的旋翼轂與相關(guān)的牽引設(shè)備保持在一起。進(jìn)一步地，圖1和2表示在轂2上的兩個(gè)相對(duì)的支撐觀，屬于輔助穩(wěn)定條的兩個(gè)條 29固定到所述支撐上。在圖6中示例了由兩個(gè)相對(duì)的徑向條四組成的設(shè)備，在該徑向條的兩端上是具有低方位翼比率(low aspect wing ratio)和具有對(duì)稱的空氣動(dòng)力學(xué)形狀的兩個(gè)葉片201，所述葉片對(duì)應(yīng)于軸線0’通過(guò)具有制動(dòng)襯里202的滑動(dòng)軸承而鉸接到條上，該軸線0’位于壓力中心0的前面。鉸接的偏心值和粘滯摩擦設(shè)備的作用值以這樣的方式建立，以允許葉片 201自身與偶發(fā)的空氣流對(duì)齊，但是也以旋翼旋轉(zhuǎn)的頻率進(jìn)行它們的空氣動(dòng)力學(xué)循環(huán)作用。 而且，葉片201擁有足夠的質(zhì)量，以使它們具有在摩擦鉸接的軸線和旋翼轂2周?chē)膽T性動(dòng)量，還具有在羽狀軸線周?chē)膽T性動(dòng)量。圖7和8是本發(fā)明的第二種實(shí)現(xiàn)形式，其涉及三葉片旋翼頭，其中旋翼轂2’裝備有用于錨定葉片的三個(gè)軛23’，并具有與所述軛對(duì)齊的三個(gè)垂直的隆起27’，在隆起的頂部是圓形支撐26’，其通過(guò)螺桿9’緊固并含有零件M’，在該零件中安裝有分成三個(gè)相等部件 4’的彈性體層狀球形軸承和凸緣41’。所述隆起27’和支撐26’限定了腔21’，在該腔內(nèi)可以找到凸緣3’，該凸緣是基本上三角形的形狀，因?yàn)闉榇藰?gòu)想有三個(gè)牽引設(shè)施5’。在旋翼轂的下部中含有用于下半球形軸承的零件，其包括三個(gè)元件4’和凸緣 41’。螺栓6’和相關(guān)的螺母8’ 一起通過(guò)相關(guān)的凸緣41’緊固相關(guān)的球形軸承，并將牽引設(shè)備5’緊固到旋翼轂2’，從而將三葉片恒速接頭組裝到驅(qū)動(dòng)軸(柱軸)上。圖9橫截面地示出了還有的用于通常使用的恒速接頭的實(shí)施形式，用于互相連接以傾斜的軸旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)柱軸。該傳導(dǎo)柱軸具有空心的旋翼轂2”，其裝備有內(nèi)部軸向支撐 22”并通過(guò)球形軸承4”以螺栓9”和墊片91”、92”緊固到第二柱軸1”上，后者是空心的并擁有凸緣3”，該凸緣具有一系列的環(huán)形隙縫32”——以及環(huán)形開(kāi)口 32”——其中永久地設(shè)置有彈性體牽引設(shè)備5”，所述牽引設(shè)備沒(méi)有在此描述而是在圖4中描述。其內(nèi)部圓柱形元件通過(guò)螺栓6”和墊片7”固定在空心旋翼轂2”中。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式的本發(fā)明通過(guò)僅作為例子而不作為任何限定地進(jìn)行了描述。然而需要理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離后面的權(quán)利要求所限定的保護(hù)范圍的情形下可以對(duì)本發(fā)明作出變形和/或修改。
權(quán)利要求
1.用于直升機(jī)旋翼的恒速接頭，該接頭用于耦接柱軸和轂，以使該轂繞著軸線恒速旋轉(zhuǎn)，該軸線相對(duì)于該柱軸的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜，該接頭的特征在于，其包括多個(gè)相同的彈性體牽引設(shè)備，每個(gè)該彈性體牽引設(shè)備包括球形聯(lián)結(jié)器，該球形聯(lián)結(jié)器包括以這樣的方式結(jié)合到彈性的彈性體的均勻的層上的一系列交替的同心圓柱形金屬墊片，以構(gòu)建穩(wěn)固到該球形軸承的外部圓柱形表面上的第一徑向彈性體層狀圓柱形軸承，和結(jié)合到彈性的彈性體的均勻的層上的一系列交替的同心的圓柱形金屬墊片，以構(gòu)建具有在第一軸承的軸向運(yùn)動(dòng)中示出的相同的彈簧比率并穩(wěn)固到該球形軸承的內(nèi)部圓柱形表面上的第二徑向彈性體層狀圓柱形軸承。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒速接頭，其特征在于，其還包括-擁有環(huán)形隙縫的凸緣，所述牽引設(shè)備安裝在所述隙縫中，其軸線平行于所述柱軸的軸線，這樣的環(huán)形隙縫對(duì)稱地設(shè)置并距該柱軸被安裝于其中的中心鍵洞的軸線具有相同的距 1 ；-兩個(gè)相對(duì)的同心球形環(huán)形彈性體層狀軸承，每個(gè)該層狀軸承依次包括兩個(gè)或更多個(gè)容許其組裝的元件；-主軸(柱軸)，其具有肩環(huán)，該旋翼的依次通過(guò)上述球形軸承傳遞的軸向應(yīng)力傳送到該肩環(huán)上，其也能夠——由于安裝了凸緣(牽引設(shè)備安裝于該凸緣上)——傳遞旋翼動(dòng)力；-旋翼轂，葉片可以安裝在該旋翼轂上，并且該旋翼轂具有中心腔，柱軸凸緣和相關(guān)的彈性體牽引設(shè)備可以位于該中心腔中，并且該旋翼轂在最上和最下相對(duì)的外側(cè)上具有隙縫，支撐該柱軸的所述球形軸承能夠位于所述隙縫中；所述牽引設(shè)備的上述球形軸承容許該旋翼轂繞著所述球形支撐軸承相對(duì)于該柱軸以一個(gè)角度傾斜，其中支撐所述球形聯(lián)結(jié)器的所述圓柱形彈性體軸承由于具有相同的彈簧常數(shù)而總是進(jìn)行相反的和相同的線性運(yùn)動(dòng)，其中心令所有球形軸承位于二等分所述旋翼轂的相對(duì)于所述柱軸凸緣傾斜的角度的平面上，從而確保在它們之間具有恒速接頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒速接頭，其特征在于，其還包括-具有凸緣的驅(qū)動(dòng)軸，該凸緣具有環(huán)形隙縫，所述彈性體牽引設(shè)備能夠安裝在所述隙縫中，這樣的隙縫以距離所述驅(qū)動(dòng)軸的軸線相同的距離并平行于該軸線地對(duì)稱地設(shè)置；-具有轂的第二軸，該轂具有中心腔(該第一個(gè)軸的凸緣能夠位于該中心腔中)，并具有相關(guān)的彈性體牽引設(shè)備，其中心具有用于連接到該第一個(gè)軸的球形軸承的支撐；所述牽引設(shè)備的球形軸承容許該第二軸相對(duì)于該第一個(gè)軸和所述圓柱形彈性體軸承而繞著該中心聯(lián)結(jié)器傾斜，其支撐所述球形軸承，它們因具有相同的剛度而進(jìn)行相反和相同的線性運(yùn)動(dòng)，其中心令所有球形聯(lián)結(jié)器位于二等分所述第二軸轂相對(duì)于所述第一軸凸緣傾斜的角度的平面上，從而確保在其間具有恒速接頭。
4.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的恒速接頭，其特征在于，使所述旋翼轂穩(wěn)固到所述柱軸上的上述球形樞紐包括以兩個(gè)或更多個(gè)部件徑向地分布的彈性體層狀球形軸承，所述部件在滑動(dòng)時(shí)是剛性的，并且所述部件將傾向于將其恢復(fù)到相對(duì)于所述旋翼頭的垂直位置的恒定控制的動(dòng)量傳遞到該柱軸，該動(dòng)量隨著該旋翼轂相對(duì)于該柱軸的傾斜而增加。
5.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的恒速接頭，其特征在于，上述彈性體牽引設(shè)備在該球形聯(lián)結(jié)器的外面和里面都具有徑向圓柱形彈性體軸承，所述徑向圓柱形彈性體軸承具有相同數(shù)量的層、相同的厚度和相同的平均圓柱形表面，從而確保這兩個(gè)軸承具有相同的彈簧比率。
6.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的恒速接頭，其特征在于，其具有至少三個(gè)彈性體牽引設(shè)備，所述彈性體牽引設(shè)備傾向于恢復(fù)該旋翼轂相對(duì)于該柱軸的垂直位置，其通常隨著該旋翼的旋轉(zhuǎn)而是恒定的，并且其對(duì)應(yīng)于該旋翼頭相對(duì)于該柱軸的傾斜角度而增加。
7.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的恒速接頭，其特征在于，傳遞在該柱軸和該旋翼轂之間的電機(jī)轉(zhuǎn)矩能夠被逆轉(zhuǎn)，如同其中的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方向能夠被逆轉(zhuǎn)一樣。
8.雙葉片直升機(jī)旋翼頭，包括根據(jù)權(quán)利要求1-2的恒速接頭，其特征在于，所述旋翼轂含有兩個(gè)軛，這兩個(gè)軛上可以安裝相同數(shù)量的葉片和相關(guān)的支撐設(shè)備，以及幾個(gè)支撐，所述支撐垂直于所述葉片的縱向軸線，并且其中安裝有幾個(gè)相反的條，在這些條的末端鉸接有兩個(gè)小尺寸的葉片，所述葉片具有對(duì)稱的索帶形狀和合適的質(zhì)量，以便用作輔助的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)備。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙葉片直升機(jī)旋翼頭，其特征在于，所述輔助葉片鉸接到位于所述軸線前面的軸線上的所述條上，所述葉片的空氣動(dòng)力學(xué)壓力中心位于其中，并且其特征還在于，相關(guān)的鉸接裝置具有粘滯摩擦設(shè)備，從而允許所述輔助葉片與空氣流對(duì)齊，并基于所述旋翼頭旋轉(zhuǎn)的頻率施加它們的周期性作用。
10.三葉片直升機(jī)旋翼頭，包括根據(jù)權(quán)利要求1-2-6的恒速接頭，其特征在于，所述旋翼轂包括用于相同個(gè)數(shù)的葉片的三個(gè)軛和相關(guān)的傳送設(shè)備，并且該旋翼轂具有中心圓柱形腔，在該腔中能夠放置三個(gè)彈性體牽弓I設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于萬(wàn)向直升機(jī)旋翼的恒速接頭，其中旋翼轂(2)通過(guò)兩個(gè)相對(duì)的彈性體層狀球形軸承(4)連接到驅(qū)動(dòng)軸(柱軸)(1)，其允許所述旋翼轂在兩個(gè)軸線上傾斜，并且其上支撐和下支撐位于該轂的水平腔的相對(duì)端上，在其里面安裝有一系列互相相同的改進(jìn)的彈性體牽引設(shè)備(5)，且其包括球形軸承，彈性地在它們的軸線上滑動(dòng)的兩個(gè)彈性體圓柱形層狀軸承外部地和內(nèi)部地穩(wěn)固到所述球形軸承上，這樣的軸承具有不同的尺寸，但是同時(shí)還在于這樣的特征它們具有相同的縱向剛度。這些設(shè)備的外部軸承置于合適的環(huán)形隙縫中，所述隙縫設(shè)置在穩(wěn)固到該柱軸上的凸緣(3)上，其中在聯(lián)結(jié)器里面的所述軸承通過(guò)羽狀螺栓(6)穩(wěn)固到空心旋翼轂(2)上。還由于上述牽引設(shè)備的球形聯(lián)結(jié)器，旋翼轂相對(duì)于柱軸傾斜，其中心——得益于連接到其上的兩個(gè)彈性體圓柱形軸承都具有相同的剛度——設(shè)置在二等分柱軸凸緣和旋翼轂之間的角度的平面上，從而制成恒速接頭。這類(lèi)恒速接頭用于雙葉片直升機(jī)旋翼，還通常用于三葉片和多葉片直升機(jī)旋翼。而且，其在要求恒速的接頭的場(chǎng)合下在一般的裝置中用于在向互相傾斜的兩個(gè)柱軸之間傳遞運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B64C27/41GK102458986SQ201080030386
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日
發(fā)明者費(fèi)拉迪米羅·利達(dá)克 申請(qǐng)人:K4A有限責(zé)任公司