BR102016024024A2

BR102016024024A2 - estria flex, e, método para operação de um gerador harmônico composto

Info

Publication number: BR102016024024A2
Application number: BR102016024024A
Authority: BR
Inventors: S Balsiger Derick; R Van De Veire Nicholas
Original assignee: Hamilton Sundstrand Corp
Priority date: 2015-10-16
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2017-04-25
Also published as: EP3165795A1; US9915334B2; CA2945076C; CA2945076A1; US20170108107A1

Abstract

um método e sistema fornecendo uma estria flexível para um gerador harmônico composto tendo um gerador de onda harmônico, uma engrenagem cilíndrica primária e uma engrenagem cilíndrica secundária inclui uma estria flexível primária com um primeiro número de dentes primários, a estria flexível primária acionada pelo gerador de onda harmônico e em contato engrenado com a engrenagem cilíndrica principal e pelo menos uma estria flexível secundária com um segundo número de dentes secundários, a pelo menos uma estria flexível secundária acionada pelo gerador de onda harmônico e em contato engrenado com a engrenagem cilíndrica secundária, em que a pelo menos uma estria flexível secundária gira independentemente da estria flexível primária.

Description

“ESTRIA FLEX, E, MÉTODO PARA OPERAÇÃO DE UM GERADOR HARMÔNICO COMPOSTO” FUNDAMENTOS

[001] O assunto aqui divulgado se refere a estrias flexíveis e, mais particularmente, a um sistema e um método para proporcionar uma estria flexível para uso com um gerador harmônico composto.

[002] Tipicamente, superfícies de controle de voo em estruturas de asa de aeronaves utilizam atuadores que são acoplados às superfícies de controle de voo para controlar e guiar o movimento das superfícies de controle de voo entre posições. Certas aplicações de atuadores, tal como atuadores para uso com projetos de asa fina, podem utilizar um gerador harmônico composto para proporcionar redução de engrenagem adequada. O uso de estrias flexíveis que possam reduzir a tensão e a fadiga para um gerador harmônico composto é desejado.

BREVE SUMÁRIO

[003] De acordo com uma modalidade, uma estria flexível para um gerador harmônico composto tendo um gerador de onda harmônico, uma engrenagem cilíndrica primária e uma engrenagem cilíndrica secundária inclui uma estria flexível primária com um primeiro número de dentes primários, a estria flexível primária acionada pelo gerador de onda harmônico e em contato engrenado com a engrenagem cilíndrica principal e pelo menos uma estria flexível secundária com um segundo número de dentes secundários, a pelo menos uma estria flexível secundária acionada pelo gerador de onda harmônico e em contato engrenado com a engrenagem cilíndrica secundária, em que a pelo menos uma estria flexível secundária gira independentemente da estria flexível primária.

[004] De acordo com uma modalidade, um método para operar um gerador harmônico composto tendo um gerador de onda harmônico, uma engrenagem cilíndrica primária e uma engrenagem cilíndrica secundária, inclui fornecer uma estria flexível primária com um primeiro número de dentes primários, fornecer pelo menos uma estria flexível secundária com um segundo número de dentes secundários, engatar a estria flexível primária em contato engrenado com a engrenagem cilíndrica primária, engatar a pelo menos uma estria flexível secundária em contato engrenado com a engrenagem cilíndrica secundária, acionar a estria flexível primária via o gerador de onda harmônico, acionar a pelo menos uma estria flexível secundária via o gerador de onda harmônico e girar a estria flexível primária independentemente da pelo menos uma estria flexível secundária.

[005] De acordo com uma modalidade, um gerador harmônico composto inclui um gerador de onda harmônico, um motor para acionar o gerador de onda harmônico, uma engrenagem cilíndrica primária, uma engrenagem cilíndrica secundária e uma estria flexível incluindo uma estria flexível primária com um primeiro número de dentes primários, a estria flexível primária acionada pelo gerador de onda harmônico e em contato engrenado com a engrenagem cilíndrica principal e pelo menos uma estria flexível secundária com um segundo número de dentes secundários, a pelo menos uma estria flexível secundária acionada pelo gerador de onda harmônico e em contato engrenado com a engrenagem cilíndrica secundária, em que a pelo menos uma estria flexível secundária gira independentemente da estria flexível primária.

[006] A função técnica das modalidades descritas acima inclui aquela que a pelo menos uma estria flexível secundária gira independentemente da estria flexível primária.

[007] Outros aspectos, características e técnicas das modalidades se tomarão mais evidentes a partir da seguinte descrição tomada em conjunto com os desenhos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] O assunto é particularmente salientado e distintamente reivindicado nas reivindicações no final do relatório descritivo. As características precedentes e outras características e vantagens das modalidades são evidentes a partir da seguinte descrição detalhada tomada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais elementos similares são numerados de modo similar nas FIGURAS: A FIG. 1 é uma vista plana de uma modalidade de um gerador harmônico composto para uso com uma estria flexível; A FIG. 2 é uma vista em corte transversal do gerador harmônico composto da FIG. 1 ao longo da linha 2-2 da FIG. 1; A FIG. 3 é uma vista isométrica de uma modalidade de um conjunto de gerador de onda harmônico com uma estria flexível para uso com um gerador harmônico composto; A FIG. 4 é uma vista esquemática do conjunto de gerador de onda harmônico com a estria flexível da FIG. 3; A FIG. 5 é uma vista em detalhes do conjunto de gerador de onda harmônico com a estria flexível da FIG. 3; A FIG. 6 é uma vista isométrica de outra modalidade de um conjunto de gerador de onda harmônico com uma estria flexível para uso com um gerador harmônico composto; A FIG. 7 é uma vista esquemática do conjunto de gerador de onda harmônico com a estria flexível da FIG. 6; e A FIG. 8 é uma vista em detalhes do conjunto de gerador de onda harmônico com a estria flexível da FIG. 6.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[009] Com referência agora aos desenhos, as FIGS. 1-3 mostram um gerador harmônico composto 100 e o conjunto de gerador de onda harmônico 110. Na modalidade ilustrada, o gerador harmônico composto 100 inclui um braço de terra 102 com uma engrenagem cilíndrica secundária 103, um braço de saída 104 com uma engrenagem cilíndrica primária 105, um motor 106 e um conjunto de gerador de onda harmônico 110 que inclui um gerador de onda harmônico 112, uma estria flexível primária 120 e estrias flexíveis secundárias 130.

[0010] Como uma visão geral, na modalidade ilustrada, o gerador harmônico composto 100 (também chamado de um conjunto de engrenagem de onda de deformação) utiliza a estria flex (flexível) primária 120 e pelo menos uma estria flex (flexível) secundária 130 que são rotativamente independentes. A estria flex primária 120 engrena com a engrenagem cilíndrica primária 105 e as estrias flex secundárias 130 engrenam com a engrenagem cilíndrica secundária 103. Na modalidade ilustrada, o gerador de onda harmônico 112 pode girar ambas a estria flex primária 120 e as estrias flex secundárias 130 independentemente. Na modalidade ilustrada, o gerador de onda harmônico 112 é conectado a uma entrada de rotação, tal como o motor 106, ou qualquer outra entrada de rotação adequada. Na modalidade ilustrada, a engrenagem cilíndrica secundária 103 é acoplada ao braço de terra 102 e a engrenagem cilíndrica primária 105 é acoplada ao braço de saída 104. Durante a operação, a estria flex primária 120 e as estrias flex secundárias 130 trabalham juntas juntamente com a engrenagem cilíndrica primária 105 e a engrenagem cilíndrica secundária 103 como um acionamento de engrenagem composta compacto para reduzir a entrada de rotação do motor 106. Vantajosamente, o gerador harmônico composto 100 é simples e compacto, embora mantenha uma relação de redução relativamente alta e relação de torque para peso relativamente alta. Em certas modalidades, o gerador harmônico composto 100 pode ser utilizado em aplicações de espaço limitado, tal como a atuação de superfície de controle em aeronaves de projeto de asa fina.

[0011] Na modalidade ilustrada, o gerador harmônico composto 100 incudes pelo menos uma engrenagem cilíndrica secundária 103 para engrenar com as estrias flex secundárias 130. Em certas modalidades, o gerador harmônico composto 100 pode incluir múltiplas engrenagens cilíndricas secundárias 103 correspondendo às múltiplas estrias flex secundárias 130. Em certas modalidades, o gerador harmônico composto 100 pode incluir múltiplas engrenagens cilíndricas primárias 105 correspondendo às múltiplas estrias flex primárias 120. Na modalidade ilustrada, o gerador harmônico composto 100 pode incluir duas engrenagens cilíndricas secundárias 103 correspondendo e engrenando com as duas estrias flex secundárias 130 e uma engrenagem cilíndrica primária 150 correspondendo e engrenando com uma estria flex primária 120. Na modalidade ilustrada, as engrenagens cilíndricas secundárias 103 são conectadas a um terra via o braço de terra 102 que permanece estacionário relativamente ao conjunto de gerador de onda harmônico 110.

[0012] Na modalidade ilustrada, o gerador harmônico composto 100 inclui uma engrenagem cilíndrica primária 105 para engrenar com a estria flex primária 120. Na modalidade ilustrada, a engrenagem cilíndrica primária 105 é acoplada ao braço de saída 104 para proporcionar a saída de rotação do gerador harmônico composto 100.

[0013] Na modalidade ilustrada, o motor 106 pode ser qualquer motor adequado incluindo, mas não limitado a, um motor elétrico, motor hidráulico, etc. Em certas modalidade, o motor 106 pode não fornecer o torque desejado necessário para certas operações, exigindo o uso do gerador harmônico composto 100 para proporcionar redução de engrenagem adequada e multiplicação de torque. Vantajosamente, o uso do gerador harmônico composto 100 permite que um motor de torque baixo 106 seja usado, embora minimizando o espaço necessário. Na modalidade ilustrada, o motor 106 gira o conjunto de gerador de onda harmônico 110.

[0014] Com referência à FIG. 3, o conjunto de gerador de onda harmônico 110 é mostrado. Na modalidade ilustrada, o conjunto de gerador de onda harmônico 110 inclui um gerador de onda harmônico 112, elementos de rolamento 114, a estria flex primária 120 e pelo menos uma estria flex secundária 130. Na modalidade ilustrada, o gerador de onda harmônico 110 é acionado pelo motor 106 para girar.

[0015] Na modalidade ilustrada, o gerador de onda harmônico 112 é girado pelo motor 106. Na modalidade ilustrada, o gerador de onda harmônico 112 tem um perfil externo excêntrico ou outro perfil externo não circular, para facilitar a operação harmônica do gerador harmônico composto 100.

[0016] Na modalidade ilustrada, os elementos de rolamento 114 são dispostos entre o gerador de onda harmônico 112 e a estria flex primária 120 e as estrias flex secundárias 130. Quando o gerador de onda harmônico 112 gira, os elementos de rolamento 114 fornecem suporte radial da estria flex primária 120 e das estrias flex secundárias 130, embora permitindo rotação da estria flex primária 120 e das estrias flex secundárias 130 independentemente entre si e do gerador de onda harmônico 112. Em certas modalidades, a estria flex primária 120 e as estrias flex secundárias 130 podem girar numa direção oposta à direção de rotação do gerador de onda harmônico 112. Na modalidade ilustrada, os elementos de rolamento 114 reduzem o atrito de rolamento. Os elementos de rolamento 114 podem ser qualquer elemento adequado, tal como mancais de esferas, etc.

[0017] Na modalidade ilustrada, a estria flex primária 120 é disposta entre duas estrias flex secundárias 130. Na modalidade ilustrada, a estria flex primária 120 é uma engrenagem flexível. Em certas modalidades, a estria flex primária 120 é feita de aço mola ou qualquer outro material adequado que é relativamente fino, flexível e elástico. Na modalidade ilustrada, a estria flex primária 120 tem uma forma de aro em geral para permitir deformação uniforme da estria flex primária 120. A estria flex primária 120 é acionada pelo gerador de onda harmônico 112.

[0018] Na modalidade ilustrada, o conjunto de gerador de onda harmônico 110 inclui pelo menos uma estria flex secundária 130. As estrias flex secundárias 130 podem ser engrenagens flexíveis. Na modalidade ilustrada, o gerador de onda harmônico 110 pode incluir duas estrias flex secundárias 130 cada uma disposta em cada lado da estria flex primária 120. Em certas modalidades, as estrias flex secundárias 120 são feitas de aço mola ou qualquer outro material adequado que é relativamente fino, flexível e elástico. Na modalidade ilustrada, as estrias flex secundárias 130 têm uma forma de aro em geral para permitir deformação uniforme das estrias flex secundárias 130. As ranhuras flex secundárias 130 podem ser acionadas pelo gerador de onda harmônico 112. Na modalidade ilustrada, as estrias flex secundárias 130 são rotativamente independentes entre si e da estria flex primária 120.

[0019] Nas FIGS. 4 e 5, a estria flex primária 120 e as estrias flex secundárias 130 são mostradas engrenadas com a engrenagem cilíndrica primária 105 e as engrenagens cilíndricas secundárias 103. Durante a operação, o gerador de onda harmônico 112 gira a estria flex primária 120 e as estrias flex secundárias 130. Na modalidade ilustrada, o gerador de onda harmônico 112 gira as estrias flex secundárias 130 a uma taxa mais lenta do que a taxa de rotação do gerador de onda harmônico 112. De modo semelhante, o gerador de onda harmônico 112 gira a estria flex primária 120 a uma taxa mais lenta do que a taxa de rotação do gerador de onda harmônico 112 e mais lenta do que a taxa de rotação das estrias flex secundárias 130. Na modalidade ilustrada, a estria flex primária 120 tem mais dentes do que as estrias flex secundárias 130, provocando a diferença em velocidade de rotação. As estrias flex secundárias 130 são conectadas ao braço de terra 102 via as engrenagens cilíndricas secundárias 103. A saída da engrenagem cilíndrica primária 105 é enviada via o braço de saída 104. Em adição a reduzir a taxa de rotação do motor 106, o gerador harmônico composto 100 aproximadamente aumenta o torque do motor 106 numa relação inversa à redução na taxa.

[0020] Na modalidade ilustrada, a estria flex primária 120 tem um primeiro número de dentes maior do que o segundo número de dentes das estrias flex secundárias 130, mas um diâmetro primitivo igual àquele das estrias flex secundárias 130, como mais bem mostrado na FIG. 4. Por conseguinte, para manter o mesmo diâmetro primitivo, a estria flex primária 120 pode ter uma espessura de dente de engrenagem diferente em comparação com as estrias flex secundárias 130. Em certas modalidades, a estria flex primária 120 pode ter uma espessura de dente de engrenagem mais espessa do que os dentes de engrenagem das estrias flex secundárias 130. Em outras modalidades, a estria flex primária 120 pode ter uma espessura de dente de engrenagem mais fina do que os dentes de engrenagem das estrias flex secundárias 130. Como mais bem mostrado nas FIGS. 4 e 5, uma vez que a estria flex primária 120 e as estrias flex secundárias 130 têm diâmetros primitivos iguais, o braço de terra correspondente 102, a engrenagem cilíndrica secundária 103, o braço de saída 104 e a engrenagem cilíndrica primária 105 têm dimensões correspondentes.

[0021] Na modalidade ilustrada, a estria flex primária 120 e as estrias flex secundárias 130 são rotacionalmente independentes. Vantajosamente, a construção da estria flex primária 120 e das estrias flex secundárias 130 pode impedir elevações de tensão e falha devido a fadiga. Vantajosamente, a construção da estria flex primária 120 e das estrias flex secundárias 130 pode impedir elevações de tensão e falha devido a fadiga.

[0022] Com referência às FIGS. 6-8, uma estria flex primária alternativa 120a é ilustrada. Na modalidade ilustrada, a estria flex primária 120a tem um diâmetro primitivo maior do que o diâmetro primitivo das estrias flex secundárias 130. Em certas modalidades, a estria flex primária 120a pode ter um diâmetro primitivo menor do que o diâmetro primitivo das estrias flex secundárias 130. Na modalidade ilustrada, a estria flex primária 120a tem um maior número de dentes do que as estrias flex secundárias 130. Em certas modalidades, a estria flex primária 120a tem um menor número de dentes do que as estrias flex secundárias 130. Em certas modalidades, a estria flex primária 120a pode ter uma espessura de dente que é a mesma das estrias flex secundárias 130. Em certas modalidades, a estria flex primária 120a pode ter uma espessura de dente que é mais fina que a espessura de dente das estrias flex secundárias 130.

[0023] Como mostrado na FIG. 7, o diâmetro primitivo da estria flex primária 120a pode diferir das estrias flex secundárias 130. Portanto, em certas modalidades, a engrenagem cilíndrica primária 105 a e o braço de saída 104a são dimensionados adequadamente de acordo com o diâmetro primitivo da estria flex primária 120a. Como mostrado nas FIGS. 7 e 8, se a estria flex primária 120a tem um diâmetro primitivo maior do que o diâmetro primitivo das estrias flex secundárias 130, a engrenagem cilíndrica primária 105a e o braço de saída 104a são recuados em relação às engrenagens cilíndricas secundárias 103 e ao braço de terra 102.

[0024] A terminologia utilizada aqui é para o propósito de descrever modalidades particulares apenas e não se destina a ser limitativa das modalidades. A descrição das presentes modalidades foi apresentada para finalidades de ilustração e descrição, mas não se destina a ser exaustiva ou limitada às modalidades na forma divulgada. Muitas modificações, variações, alterações, substituições ou arranjos equivalentes não até aqui descritos serão aparentes àqueles versados na técnica sem afastamento do escopo e do espírito das modalidades. Adicionalmente, embora várias modalidades tenham sido descritas, é para ser entendido que os aspectos podem incluir apenas algumas das modalidades descritas. Consequentemente, as modalidades não são para serem vistas como limitadas pela descrição anterior, mas são limitadas apenas pelo escopo das reivindicações anexas.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Estria flex para um gerador harmônico composto tendo um gerador de onda harmônico, uma engrenagem cilíndrica primária e uma engrenagem cilíndrica secundária, a estria flex caracterizada pelo fato de que compreende: uma estria flex primária com um primeiro número de dentes primários, a estria flex primária acionada pelo gerador de onda harmônico e em contato engrenado com a engrenagem cilíndrica principal; e pelo menos uma estria flex secundária com um segundo número de dentes secundários, a pelo menos uma estria flex secundária acionada pelo gerador de onda harmônico e em contato engrenado com a engrenagem cilíndrica secundária, em que a pelo menos uma estria flex secundária gira independentemente da estria flex primária.

2. Estria flex de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que um primeiro diâmetro primitivo da estria flex primária é igual a um segundo diâmetro primitivo da pelo menos uma estria flex secundária.

3. Estria flex de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que um primeiro diâmetro primitivo da estria flex primária é diferente de um segundo diâmetro primitivo da pelo menos uma estria flex secundária.

4. Estria flex de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma primeira espessura de dente da estria flex primária é diferente de uma segunda espessura de dente da pelo menos uma estria flex secundária.

5. Estria flex de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um elemento de rolamento para suportar radialmente a estria flex primária e a pelo menos uma estria flex secundária.

6. Estria flex de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma estria flex secundária inclui uma primeira estria flex secundária disposta axialmente adjacente à estria flex primária e uma segunda estria flex secundária disposta axialmente adjacente à estria flex primária e oposta à primeira estria flex secundária.

7. Método para operação de um gerador harmônico composto tendo um gerador de onda harmônico, uma engrenagem cilíndrica primária e uma engrenagem cilíndrica secundária, o método caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer uma estria flex primária com um primeiro número de dentes primários; fornecer pelo menos uma estria flex secundária com um segundo número de dentes secundários; engatar a estria flex primária em contato engrenado com a engrenagem cilíndrica primária; engatar a pelo menos uma estria flex secundária em contato engrenado com a engrenagem cilíndrica secundária; acionar a estria flex primária via o gerador de onda harmônico; acionar a pelo menos uma estria flex secundária via o gerador de onda harmônico; e girar a estria flex primária independentemente da pelo menos uma estria flex secundária.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que um primeiro diâmetro primitivo da estria flex primária é igual a um segundo diâmetro primitivo da pelo menos uma estria flex secundária.

9. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que um primeiro diâmetro primitivo da estria flex primária é diferente de um segundo diâmetro primitivo da pelo menos uma estria flex secundária.

10. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que uma primeira espessura de dente da estria flex primária é diferente de uma segunda espessura de dente da pelo menos uma estria flex secundária.

11. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente radialmente suportar a estria flex primária e a pelo menos uma estria flex secundária via um elemento de rolamento.

12. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma estria flex secundária inclui uma primeira estria flex secundária disposta axialmente adjacente à estria flex primária e uma segunda estria flex secundária disposta axialmente adjacente à estria flex primária e oposta à primeira estria flex secundária.