本發(fā)明涉及一種帶彈性卡舌的航空發(fā)動(dòng)機(jī)柔性花鍵聯(lián)軸器，屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

1、聯(lián)軸器是將主動(dòng)軸與從動(dòng)軸聯(lián)接起來(lái)一同回轉(zhuǎn)，傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩的重要裝置。航空發(fā)動(dòng)機(jī)低壓轉(zhuǎn)子中的風(fēng)扇軸和低壓渦輪軸作為發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵動(dòng)力傳遞部件，具有跨度長(zhǎng)、使用轉(zhuǎn)速高、傳遞扭矩大等特點(diǎn)，兩軸通常通過(guò)花鍵聯(lián)軸器進(jìn)行聯(lián)接。隨著國(guó)際軍事競(jìng)爭(zhēng)的愈演愈烈，各國(guó)對(duì)制空權(quán)要求更高，這就要求航空發(fā)動(dòng)機(jī)具有更優(yōu)性能，即要求低壓軸系轉(zhuǎn)速更高、傳遞扭矩更大，嚴(yán)苛的工作環(huán)境對(duì)花鍵聯(lián)軸器的鎖緊性能和對(duì)中補(bǔ)償性能要求更高。

2、例如，公開號(hào)為cn111946403a的中國(guó)專利文獻(xiàn)，公開了一種用于航空轉(zhuǎn)子連接的聯(lián)軸器，在風(fēng)扇軸和渦輪轉(zhuǎn)子軸采用套接裝配，其上分別設(shè)計(jì)成套的花鍵，實(shí)現(xiàn)傳遞扭矩的功能。該聯(lián)軸器依靠一個(gè)套齒螺母拉緊兩個(gè)轉(zhuǎn)軸，依靠成對(duì)排列的球面墊圈實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子不對(duì)中的連接補(bǔ)償，可滑動(dòng)的花鍵襯套依靠彈簧彈力將擰緊的套齒螺母進(jìn)行止動(dòng)，聯(lián)軸器只須實(shí)現(xiàn)連接的功能，本發(fā)明將聯(lián)軸器的傳遞扭矩的功能剝離，聯(lián)軸器只需實(shí)現(xiàn)連接功能，工作載荷小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，便于推廣。

3、但是，該聯(lián)軸器還存在以下不足：

4、第一，可靠性差：在套齒螺母鎖緊防松方面，依靠銷子承受剪切力，銷子所能承受的剪切力小；此外，通過(guò)花鍵襯套、彈簧、限動(dòng)襯套和銷子配合實(shí)現(xiàn)套齒螺母鎖緊防松，防松零件眾多，任一零件失效都將會(huì)導(dǎo)致對(duì)套齒螺母的鎖緊防松功能失效，可靠性較差。

5、第二，零件易磨損：通過(guò)凹球面墊圈與凸球面墊圈的相對(duì)滑動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子的對(duì)中補(bǔ)償，凹球面墊圈和凸球面墊圈易磨損，使用壽命短。

6、第三，裝配復(fù)雜：需要先通過(guò)銷子連接渦輪轉(zhuǎn)子軸、限動(dòng)襯套和花鍵襯套，然后將渦輪轉(zhuǎn)子軸的一端插入到風(fēng)扇軸中，再利用工具將花鍵襯套壓入渦輪轉(zhuǎn)子軸內(nèi)，接下來(lái)用內(nèi)花鍵轉(zhuǎn)動(dòng)套齒螺母，使渦輪轉(zhuǎn)子軸與風(fēng)扇軸拉緊，最后松開花鍵襯套，花鍵襯套在彈簧力作用下復(fù)位，其上的外花鍵插入套齒螺母上的內(nèi)花鍵，整個(gè)裝配過(guò)程較為復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種帶彈性卡舌的航空發(fā)動(dòng)機(jī)柔性花鍵聯(lián)軸器。

2、本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：

3、一種帶彈性卡舌的航空發(fā)動(dòng)機(jī)柔性花鍵聯(lián)軸器，包括風(fēng)扇軸、低壓渦輪軸、對(duì)中補(bǔ)償件、鎖緊件和彈性卡舌，所述風(fēng)扇軸為空心軸，且風(fēng)扇軸內(nèi)一體成型設(shè)有環(huán)形凸臺(tái)，所述低壓渦輪軸的一端插入到風(fēng)扇軸內(nèi)，與環(huán)形凸臺(tái)滑動(dòng)連接，并與風(fēng)扇軸傳動(dòng)連接，所述對(duì)中補(bǔ)償件位于風(fēng)扇軸和低壓渦輪軸的徑向間隙中，所述鎖緊件套裝在低壓渦輪軸上，并與環(huán)形凸臺(tái)一同對(duì)對(duì)中補(bǔ)償件進(jìn)行軸向限位，所述彈性卡舌位于鎖緊件與低壓渦輪軸的徑向間隙中，并對(duì)鎖緊件與低壓渦輪軸進(jìn)行止轉(zhuǎn)。

4、所述低壓渦輪軸上的圓柱定位面c與環(huán)形凸臺(tái)間隙配合。

5、所述低壓渦輪軸的圓柱定位面c上沿周向設(shè)有環(huán)形凹槽a，且環(huán)形凹槽a處安裝有密封圈對(duì)圓柱定位面c與環(huán)形凸臺(tái)之間的徑向間隙進(jìn)行密封。

6、所述風(fēng)扇軸的內(nèi)壁上設(shè)有內(nèi)花鍵，且內(nèi)花鍵位于環(huán)形凸臺(tái)遠(yuǎn)離鎖緊件的一側(cè)，低壓渦輪軸上設(shè)有外花鍵，且外花鍵與內(nèi)花鍵嚙合。

7、所述對(duì)中補(bǔ)償件與鎖緊件和環(huán)形凸臺(tái)均接觸時(shí)，低壓渦輪軸上的外花鍵與環(huán)形凸臺(tái)之間存在軸向間隙n。

8、所述對(duì)中補(bǔ)償件為一彈性環(huán)，該彈性環(huán)與風(fēng)扇軸間隙配合，且彈性環(huán)的內(nèi)壁和外壁上均開設(shè)有多個(gè)環(huán)形槽。

9、所述鎖緊件為螺母，該螺母與低壓渦輪軸上的外螺紋螺紋連接。

10、所述螺母的內(nèi)壁上呈圓周陣列開設(shè)有多個(gè)卡槽m，低壓渦輪軸的外圓面上也呈圓周陣列開設(shè)有多個(gè)長(zhǎng)條形卡槽h；

11、所述螺母的內(nèi)壁上設(shè)有內(nèi)徑面x1，且該內(nèi)徑面x1的中部沿周向開設(shè)有卡舌槽p，卡舌槽p的直徑為φ2，低壓渦輪軸的外圓面上設(shè)有外徑面x2。

12、所述彈性卡舌包括舌塊k，舌塊k呈圓弧形，且舌塊k的外徑為φ1，舌塊k的中部一體成型設(shè)有卡塊j，卡塊j的外徑和內(nèi)徑與舌塊k的外徑和內(nèi)徑一致，且卡塊j沿軸向的寬度大于舌塊k沿軸向的寬度，卡塊j軸向的一端一體成型設(shè)有止動(dòng)塊l。

13、所述舌塊k的外徑φ1比卡舌槽p的直徑φ2大。

14、本發(fā)明的有益效果在于：

15、1、聯(lián)軸器鎖緊形式新穎，適用于高轉(zhuǎn)速、大扭矩航空發(fā)動(dòng)機(jī)。將鎖緊件套裝到低壓渦輪軸上后，通過(guò)彈性卡舌對(duì)鎖緊件進(jìn)行防松；通過(guò)彈性卡舌上的止動(dòng)塊l卡入低壓渦輪軸上的長(zhǎng)條形卡槽h，及卡入鎖緊件上的卡槽m中實(shí)現(xiàn)周向止動(dòng)，通過(guò)彈性卡舌上的舌塊k彈起卡入到鎖緊件上的卡舌槽p中實(shí)現(xiàn)軸向止動(dòng)，即周向止動(dòng)和軸向止動(dòng)分別由彈性卡舌上的不同部位承擔(dān)，相比現(xiàn)有技術(shù)中的銷子其能夠承受更大的剪切力，且通過(guò)單一零件彈性卡舌即可實(shí)現(xiàn)鎖緊件防松，其對(duì)鎖緊件的鎖緊更為可靠有效。

16、2、對(duì)中補(bǔ)償件通過(guò)其內(nèi)壁和外壁上的多個(gè)環(huán)形槽，實(shí)現(xiàn)壓縮和彎扭性能。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，風(fēng)扇軸和低壓渦輪軸的軸向力相反，彈性環(huán)被壓緊，若風(fēng)扇軸和低壓渦輪軸發(fā)生偏心現(xiàn)象，則可通過(guò)彈性環(huán)上的環(huán)形槽實(shí)現(xiàn)對(duì)兩聯(lián)接轉(zhuǎn)子的對(duì)中補(bǔ)償，且通過(guò)單一零件對(duì)中補(bǔ)償件即可實(shí)現(xiàn)對(duì)兩聯(lián)接轉(zhuǎn)子的對(duì)中補(bǔ)償，對(duì)中補(bǔ)償件不易磨損，使用壽命長(zhǎng)。

17、3、將對(duì)中補(bǔ)償件沿g向壓入到風(fēng)扇軸內(nèi)后，將低壓渦輪軸的一端插入到風(fēng)扇軸中，然后將鎖緊件套裝到低壓渦輪軸上，再將彈性卡舌卡入鎖緊件與低壓渦輪軸之間的徑向間隙中，對(duì)鎖緊件與低壓渦輪軸進(jìn)行止轉(zhuǎn)即可完成裝配，整個(gè)裝配過(guò)程較為簡(jiǎn)單。

18、4、聯(lián)軸器的扭矩傳遞、軸向力傳遞和對(duì)中補(bǔ)償功能分別由不同的部件承擔(dān)，可有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)使用可靠性和壽命，且整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，安裝空間要求小，便于設(shè)計(jì)和借鑒，裝配維修方便，使用成本低。

技術(shù)特征：

1.一種帶彈性卡舌的航空發(fā)動(dòng)機(jī)柔性花鍵聯(lián)軸器，其特征在于：包括風(fēng)扇軸(1)、低壓渦輪軸(6)、對(duì)中補(bǔ)償件(4)、鎖緊件(3)和彈性卡舌(2)，所述風(fēng)扇軸(1)為空心軸，且風(fēng)扇軸(1)內(nèi)一體成型設(shè)有環(huán)形凸臺(tái)(10)，所述低壓渦輪軸(6)的一端插入到風(fēng)扇軸(1)內(nèi)，與環(huán)形凸臺(tái)(10)滑動(dòng)連接，并與風(fēng)扇軸(1)傳動(dòng)連接，所述對(duì)中補(bǔ)償件(4)位于風(fēng)扇軸(1)和低壓渦輪軸(6)的徑向間隙中，所述鎖緊件(3)套裝在低壓渦輪軸(6)上，并與環(huán)形凸臺(tái)(10)一同對(duì)對(duì)中補(bǔ)償件(4)進(jìn)行軸向限位，所述彈性卡舌(2)位于鎖緊件(3)與低壓渦輪軸(6)的徑向間隙中，并對(duì)鎖緊件(3)與低壓渦輪軸(6)進(jìn)行止轉(zhuǎn)。

2.如權(quán)利要求1所述的帶彈性卡舌的航空發(fā)動(dòng)機(jī)柔性花鍵聯(lián)軸器，其特征在于：所述低壓渦輪軸(6)上的圓柱定位面c與環(huán)形凸臺(tái)(10)間隙配合。

3.如權(quán)利要求2所述的帶彈性卡舌的航空發(fā)動(dòng)機(jī)柔性花鍵聯(lián)軸器，其特征在于：所述低壓渦輪軸(6)的圓柱定位面c上沿周向設(shè)有環(huán)形凹槽a，且環(huán)形凹槽a處安裝有密封圈(5)對(duì)圓柱定位面c與環(huán)形凸臺(tái)(10)之間的徑向間隙進(jìn)行密封。

4.如權(quán)利要求1所述的帶彈性卡舌的航空發(fā)動(dòng)機(jī)柔性花鍵聯(lián)軸器，其特征在于：所述風(fēng)扇軸(1)的內(nèi)壁上設(shè)有內(nèi)花鍵，且內(nèi)花鍵位于環(huán)形凸臺(tái)(10)遠(yuǎn)離鎖緊件(3)的一側(cè)，低壓渦輪軸(6)上設(shè)有外花鍵，且外花鍵與內(nèi)花鍵嚙合。

5.如權(quán)利要求1所述的帶彈性卡舌的航空發(fā)動(dòng)機(jī)柔性花鍵聯(lián)軸器，其特征在于：所述對(duì)中補(bǔ)償件(4)與鎖緊件(3)和環(huán)形凸臺(tái)(10)均接觸時(shí)，低壓渦輪軸(6)上的外花鍵與環(huán)形凸臺(tái)(10)之間存在軸向間隙n。

6.如權(quán)利要求1所述的帶彈性卡舌的航空發(fā)動(dòng)機(jī)柔性花鍵聯(lián)軸器，其特征在于：所述對(duì)中補(bǔ)償件(4)為一彈性環(huán)，該彈性環(huán)與風(fēng)扇軸(1)間隙配合，且彈性環(huán)的內(nèi)壁和外壁上均開設(shè)有多個(gè)環(huán)形槽(40)。

7.如權(quán)利要求1所述的帶彈性卡舌的航空發(fā)動(dòng)機(jī)柔性花鍵聯(lián)軸器，其特征在于：所述鎖緊件(3)為螺母，該螺母與低壓渦輪軸(6)上的外螺紋螺紋連接。

8.如權(quán)利要求7所述的帶彈性卡舌的航空發(fā)動(dòng)機(jī)柔性花鍵聯(lián)軸器，其特征在于：所述螺母的內(nèi)壁上呈圓周陣列開設(shè)有多個(gè)卡槽m，低壓渦輪軸(6)的外圓面上也呈圓周陣列開設(shè)有多個(gè)長(zhǎng)條形卡槽h；

9.如權(quán)利要求8所述的帶彈性卡舌的航空發(fā)動(dòng)機(jī)柔性花鍵聯(lián)軸器，其特征在于：所述彈性卡舌(2)包括舌塊k，舌塊k呈圓弧形，且舌塊k的外徑為φ1，舌塊k的中部一體成型設(shè)有卡塊j，卡塊j的外徑和內(nèi)徑與舌塊k的外徑和內(nèi)徑一致，且卡塊j沿軸向的寬度大于舌塊k沿軸向的寬度，卡塊j軸向的一端一體成型設(shè)有止動(dòng)塊l。

10.如權(quán)利要求9所述的帶彈性卡舌的航空發(fā)動(dòng)機(jī)柔性花鍵聯(lián)軸器，其特征在于：所述舌塊k的外徑φ1比卡舌槽p的直徑φ2大。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種帶彈性卡舌的航空發(fā)動(dòng)機(jī)柔性花鍵聯(lián)軸器，屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。該聯(lián)軸器包括風(fēng)扇軸、低壓渦輪軸、對(duì)中補(bǔ)償件、鎖緊件和彈性卡舌，所述風(fēng)扇軸為空心軸，且風(fēng)扇軸內(nèi)一體成型設(shè)有環(huán)形凸臺(tái)，所述低壓渦輪軸的一端插入到風(fēng)扇軸內(nèi)，與環(huán)形凸臺(tái)滑動(dòng)連接，并與風(fēng)扇軸傳動(dòng)連接，所述對(duì)中補(bǔ)償件位于風(fēng)扇軸和低壓渦輪軸的徑向間隙中，所述鎖緊件套裝在低壓渦輪軸上，并與環(huán)形凸臺(tái)一同對(duì)對(duì)中補(bǔ)償件進(jìn)行軸向限位，所述彈性卡舌位于鎖緊件與低壓渦輪軸的徑向間隙中，并對(duì)鎖緊件與低壓渦輪軸進(jìn)行止轉(zhuǎn)。彈性卡舌夠承受更大的剪切力，對(duì)鎖緊件的鎖緊更為可靠有效。對(duì)中補(bǔ)償件不易磨損，使用壽命長(zhǎng)。聯(lián)軸器整個(gè)裝配過(guò)程較為簡(jiǎn)單。

技術(shù)研發(fā)人員：王晶晶,班永麗,石云飛,冀國(guó)鋒,李升東,于佳,魏棣,楊加壽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)航發(fā)貴陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6