CN103917448A - 直升机旋翼用恒速万向接头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种恒速万向接头，用于各种类型的传动装置，特别用于具有称为平衡环的旋翼的直升机，其中，配备有桨片(7)的旋翼桨毂(2)通过包括两个同心环(5A、5B)的一个万向悬架支撑在传动轴(1)(所述“柱轴”)上，第一内环(5A)具有与连接到传动轴(1)的载体(3)的两个相对的销(31)连接的回卷连接，以及第二外环(5B)具有与桨毂(2)的两个相对的销(22)连接的回卷连接。所述两个同心环还通过一对旋转相对的旋转销(542)相互连接，与连接到所述传动轴的销(31)和连接到桨毂的销(22)正交，它们共同的轴线(00)稳定地保持在一个平面上，称为同动，通过至少一个(但最好是两个)原始的和改进的装置(6)，平分所述桨毂(2)的旋转轴和所述传动轴(1)的旋转轴之间的角度，所述平分器连接到传送轴和桨毂二者上，由此获得在所述传动轴(1)和所述桨毂(2)之间的旋转运动的同动传动，桨片(7)不拘于所述桨毂相对于所述驱动轴所呈现的倾斜角度固定于其上。

Description

直升机旋翼用恒速万向接头

技术领域

本发明涉及一种恒速万向接头，用于任何类型的传动装置，特别是具有所谓的“平衡环”(gimballed)旋翼的直升机，适于在三桨片或通常的多桨片主旋翼直升机中使用，也可以用于两桨片主旋翼的配备了空气动力学稳定杆的直升机。

背景技术

如公知的直升机，横向运动的方向的控制由盘的旋转平面的倾斜(相对于受到直升机结构约束的驱动轴而言)产生，该盘由桨片的圆形路径限定。

在具有三个或更多个桨片的直升机中，使用了通常称为“铰接式”的旋翼，其桨片通过水平铰链与所述旋翼轴结合，该铰链称为拍动的铰链，相对于旋转轴线偏心，从而允许拍动的运动，且具有垂直铰链(拉拽铰链)，该垂直铰链适当地配备有摩擦或具有作用于盘的平面的粘性装置以减弱由科里奥利(Coriolis)加速度引起的振动，当旋翼盘倾斜且存在拍动运动(flapping motion)时，该振动会影响桨片。

在每个桨片的根部，也同样存在与桨片的纵向轴线对齐的铰链，其被设计成允许由在每个桨片的俯仰(pitch)中的旋转斜板、周期的和集合的俯仰指令所引起的变化。在这种类型的旋翼中，由于拍动铰链的铰链的偏心率和桨片的离心力，盘的平面的倾角在驱动轴(通常称为“柱轴”)上施加有利的控制力矩，独立于由旋翼本身施加的提升，并且倾向于保持与所述桨片的旋转平面相垂直的该柱轴。

铰接的旋翼的一个变形是通过所谓的“无铰链”的旋翼构成，其中所述铰链由作为虚拟铰链的也是偏心的挠性元件所取代。在这些类型的旋翼中，如那些铰接的旋翼，盘的平面的倾角的控制是通过俯仰铰链周围的桨片的周期性摆动运动来实现的，由旋转斜板实施。

还有两个桨片的旋翼，其桨毂与具有垂直于所述桨片的轴且垂直于所述柱轴的轴的一个圆柱形铰链铰接在驱动轴的顶端，充当悬浮铰链(称为“跷跷板(teetering)”)，它提供桨片的拍动运动且允许旋翼盘的倾斜。

在后一种类型的旋翼中，也称为悬浮旋翼(“跷跷板(seesaw)”)，它要求连接桨毂和轴的圆柱形铰链相对于所述桨片的附着(attack)位于一个较高的位置，几乎在由桨毂和桨片的重心所限定的平面上，由于提升而向上倾斜，以消除由于旋翼盘的倾斜导致的相对于旋转的轴旋翼的重心的循环移位(cyclic displacement)所产生的振动。

实际上所述桨片由于旋转和提升力而受到离心力，假设为向上的一个平衡位置，从而设定盘的锥形面，以及随后的旋翼的重心的提升。

桨片的倾斜角的变化是由于不同的动态条件和直升机舱内载重的可变性，但是，这种变化不可能在所有飞行条件和直升机的重量下完全消除这种振动的源。

此外，在这种类型的旋翼中，还有另一种振源，它来源于拍动的简单的平衡环中心铰链的几何形状，并非同动(homokinetic)，在驱动轴上通过每次旋转具有两个频率而引起扭转振动应力；这些应力被转换，由于在传输和结构之间存在的限制，令人烦恼的振动在直升机的整个空间内传播，并且在旋翼盘相对于轴倾斜越大时振动强度也越大。

而且，这种类型的旋翼由于拍动的中心铰链的存在，没有控制力矩施加于传动轴上；由于这个原因，在低重力g(n<1g)或零重力的飞行条件下，有可能失去对旋翼盘的平面的控制。

即使是在这种类型的旋翼中，盘的倾角的控制是通过桨片的振动运动实现，由俯仰铰链周围的旋转斜板实施。

上述所有类型的旋翼的特点是，需要相当大的应力用俯仰铰链将桨片与桨毂结合，以对付离心力；这些应力由围绕俯仰铰链轴的往复运动产生，该运动是由于环状斜盘作用于桨片俯仰以保持旋翼盘倾斜的作用而引起的。

为了消除上述的缺陷，已经提出并披露了各种系统。

在过去几十年的层叠弹性轴承发展过程中(美国专利US2,481,750和US2,900,182)，公开了后来被应用到直升机(USAAMRDL-TR-75-39B)旋翼上的弹性轴承的类型：轴向圆柱轴承、圆柱滚子轴承、径向球轴承和圆锥滚子轴承。

这些类型中的许多轴承都是对于俯仰铰链重要的改进的基础(美国专利US3,111,172和US3,652,185)，以减少但不能消除由使用传统的滚动轴承而在俯仰中所导致的摩擦和在控制上必然的努力，它们的耐用性也具有相当大的优势。

此外，在两个桨片的旋翼通过具有拍动的中心铰链悬挂的领域，Textron的美国专利US4,115,031公开了一种方法，允许在围绕拍动铰链悬挂的旋翼的桨毂上安装复位弹簧(称为“桨毂弹簧”)，以便获得旋翼相对于所述驱动轴和直升机的控制力矩，通过吸收随之而来的由复位弹簧引起的二元旋转振动(two-per revolutionvibrations)，通过在旋转平面中桨片的挠性，调谐在该平面内的振动的固有频率，以克服在飞行到零重力时失去控制的缺陷。

然而，该方案并不能消除由朝向旋翼的旋转运动的半万向传动的几何形状所造成的在柱轴上的扭转振动。

此外，为了减少在俯仰铰链上由循环控制引起的交替振荡的振幅，上述传统旋翼中产生的振荡，且为了消除科里奥利加速度，以及之后的具有三个或更多桨片的旋翼中的摆振铰链，已经开发了称为“平衡环”或也称为“悬浮桨毂”的旋翼的一些类型。

在这些旋翼中，中心桨毂由球形铰链或其他运动学上的等价装置支撑在其驱动轴的顶端，允许桨毂具有两个自由度的倾斜，并因此允许桨毂能始终平行于所述桨片的旋转平面(称之为“尖端路径平面”或TPP)，即使它们是倾斜的。

悬浮桨毂旋翼已经证明它们本身适合于与适当的装置一起装备，以建立桨毂和轴之间的弹性偏置，使得这些旋翼的行为在低重力或零重力的飞行条件下与铰接式旋翼颇为相似。

这种类型的旋翼桨毂最初用于飞机，其动力是由从位于桨片自身的端部的合适的喷嘴射出的气体的喷射传递到桨片(系统称之为“尖端喷射”或“尖端驱动”)。

在这种类型的动力传输中，从驱动轴到旋翼桨毂的运动的同动传输不是必须的。

之后，在一些飞行器(直升机和推力换向式飞机)中，桨片的旋转的运动和驱动转矩从驱动轴传递到桨毂，已经开发出各种系统以消除柱轴上的扭转振荡，并且已经提出各种解决方案以实现适合于这种类型的浮动桨毂旋翼的恒速万向接头。

中央球形铰链，通常由已知类型的弹性体层压球形轴承(如美国专利US3,941,433)制成，配备了适当的刚度，以便在旋翼盘倾斜时，在旋翼的轴上施加有利的控制力矩，具有类似于装有偏心拍动铰链的铰接旋翼的动作。

此类型旋翼的模型已经由美国专利US4,729,753公开，其中旋翼的桨毂通过两个相对的、层叠的弹性轴承球状悬浮于传动轴上，由合适的弹性体元件保持旋转，以实现基本同动接头(恒速接头)。

对于混合旋翼(称为“倾斜旋翼”)的应用适用于推力换向式飞机，已经提出了许多这样的解决方案。

这些系统的复杂性限制了它们应用的机会，并限制了在商用直升机中的应用的推广。

在具有复杂机械旋翼的领域中，其他作者已公开了用于三个桨片旋翼的不同类型的旋转连接(称为“链路类型的旋转连接”，参见美国专利US4,804,352)，以获得旋翼的球状悬浮和准同动运动传递。

此外，在其它应用领域，已提出一些类型的恒速万向接头，包括几个组装的弹性体装置，允许在两个旋转倾斜轴之间传递具有驱动扭矩的旋转运动。

这些装置的例子已公布在美国专利US4,208,889中。在一般情况下，迄今为止，同动万向旋翼的特征在于，相当复杂的结构和其组装包括大量部件的连接。

而且，因为许多组件是由弹性材料制成的，上述弹性装置不能一直保证在轴和旋翼桨毂之间的运动的同动传输到一个可接受的水平。

发明内容

本发明的基本目的是避免在直升机的两个桨片的旋翼、三桨片和普通的多旋翼中所遇到上述缺陷，通过设计一种改进的具有悬浮桨毂的同动万向旋翼头，其中旋转运动和驱动转矩的同动传输是由刚性元件和非弹性元件获得的，适用于通常的上述双桨片、三桨片和多桨片。

它包括：用于将桨片连接到驱动轴(称为“柱轴”)的构件，桨毂，通过容纳在所述桨毂本身腔内的两个同心万向环连接到驱动轴，在其上设置轭片；在上述轭片中，上述桨片通过公知类型的并且通常称为“锥形”的横向偏心铰链固定，能够保持桨片的旋转并将由旋转桨片所产生的空气动力传送到传动轴和直升机。

在两个同心环的外面，至少具有一个原始的和改进的以下称之为“平分器”的装置，其作用于连接所述两个环的相对的销，优选有两个平分器，包括：通过连接杆连接到所述传动轴的第一元件，以及由另一个连接杆连接到所述旋翼桨毂的第二元件。

形状为叉状的两个连接杆的相同且相互对称布置，作用于以棱柱形和回卷方式连接在一起的两个平分器，在圆柱形端部滑动，所述圆柱形端部从连接斜方驱动机构中的万向同心环的两个销中的一个突出，具有在一个平面内的上述销的共同的轴线，称为同动，平分在桨毂的旋转平面和所述传动轴的旋转平面之间倾斜的角度。

由于这两个销由相同的同心环相互界定为同轴，平分器能够确保两个销的共同轴线在同动平面内，然后它能够调节恒速万向接头的操作。

在本发明的实施例中，还提供了优选的两个相对的平分器的存在，作为与同心环连接的两个销，在冗余功能中两者都分配作用力，以确保即使在两个平分器中的一个损坏后持续连接的平滑操作。

在这种情况下，连接到万向环的两个销，呈现出突出的圆柱形端部，两个平分器在其上滑动。

从附图所示的对三个优选实施例的描述中显而易见的是，两个平分器彼此以完全独立的方式进行操作且在运动学上是等效的。

而且，需要强调的是，该平分器受保持平面同动的作用力的影响，在旋转期间该作用力作为变量，并且其最大值取决于施加在驱动轴和从动轴之间的倾斜角上的扭矩。

两个平分器的存在用于对称地划分连接不同轴承的两个独立的接头的这些作用力，所述轴承位于传动轴和桨毂上，具有作为整个系统的较大的坚固度的优点。

最重要的，人们必须考虑旋转质量的平衡：两个相对的平分器的存在使接头更加平衡。

在过去，已经提出和公开有几种恒速万向接头(CVJ)，通过缩短、直至消除了典型的“万向接头”的中间轴而得到基于两个万向接头的同心度，该典型的“万向接头”通常由在中间轴的末端的两个万向接头(或称虎克“Hooke's”)构成：US1,058,878(朗兹，1913年)、US1,562,080(奇尔顿)、US1,621,667(海耶斯)、US5,954,586(纪尔森)、US7,144,326(汤普森)；已经提出和公开的这些解决方案之间的区别是，用于获得同动平面然后使传递至从动轴的速度恒定的所建议的各种装置。

在此所要求保护的本发明涉及一种恒速万向接头，由具有一个或多个平分器装置的两个同心万向环构成，特别适合于直升机旋翼(这是在“连接的从动轴”的情况下)的桨毂和柱轴(即假定的“驱动轴”的功能并且支持且致动桨毂)的典型几何形状，并有效地由所述销与两个万向同心环共同保证了恒定速度平面的维持。

有利地，该系统具有高灵活性和适应性，对于元件构成只需要简单的维护，不需要定期润滑，并确保安全使用，有效的操作。

本发明的另一个主要目的是使实现万向旋翼成为可能，该万向旋翼称为“平衡环”或悬浮桨毂旋翼，用于普通的两个桨片直升机、三个桨片和多个桨片的旋翼，其中，旋翼的传动轴和桨毂之间运动的传递由实现恒速万向接头的机械构件的系统产生，其中使适于在桨毂和轴之间提供弹性回复(称为“桨毂弹簧”)的已知类型的装置的安装成为可能，意在增加旋翼在直升机上的控制权限，并防止低重力或零重力时失去控制的现象的发生。

本发明的另一个目的是提供一种恒速万向接头旋翼头，用于双桨片直升机，其可以配备一种惯性和空气动力稳定性的改进的装置，称为“Bell-Hiller飞行棒”类型，由两个小的空气动力学表面构成，固定在桨毂上并与桨片正交，桨毂能够相对于驱动轴倾斜，在拍动轴和桨片俯仰轴(称为“羽轴”)上均可，通过流线型杆(称为“飞行棒”)进行空气动力学控制，并且通过容纳在特殊的桨毂的腔中的一对同心万向环，以恒定的速度保持转动，不拘于旋翼本身相对于所述驱动轴的倾斜角度。

外环与旋翼的桨毂相连，而内环与驱动轴相连，并通过至少一个或两个相同且相对的平分器装置，还连接到驱动轴和桨毂(从动轴)，适合于保持销的轴线与两个同心共同交叉在一个称为同动的平面上，平分由桨毂相对于传动轴假定的角度，确保桨毂的运动始终恒定。

本发明的再一个目的是提供一种同动的两个桨片和三个桨片悬浮桨毂旋翼，其中围绕俯仰轴承的桨片的相对运动振动的振幅，即发生在传统旋翼中，并由桨片的循环控制引起的、通过旋转斜板操作，几乎是不存在的或者至少相对于其他直升机旋翼减少，因为桨毂是能够由一个空气动力学杆(“飞行棒”)控制倾斜并围绕俯仰轴(“羽轴”)。

本发明的另一个目的是，在所谓的“铰接”旋翼中，以及仅围绕在中心拍动铰链的两个桨片的称为“跷跷板”的旋翼中，消除在连接到应用在直升机旋翼中，由于围绕偏心铰链的桨片的拍动运动而产生的旋翼的传动轴的扭转振荡。

本发明的另一个目的是实现一种万向“平衡环”旋翼头或悬浮桨毂，具有三个或更多个桨片通过改进的恒速万向接头连接到驱动轴，其中，旋翼桨毂构成连接的从动元件，包括数量有限的组件，并且其特点是，不用滞后铰链和滞后减震器，桨片不会受到科里奥利(Coriolis)加速度。

本发明的再一个目的是提供一种改进的双万向同心系统，它在用于一般用途的恒速接头(也称为“万向”)的生产中的用途。

事实上，有利的是本发明不含直升机桨片，可以作为万向接头在所有的应用中使用，它一般地被用来在两个倾斜轴之间传送旋转运动和驱动转矩，以使从动轴的转速总是等于驱动轴的转速。

因此，本发明的目的为用于每种类型的传输的恒速万向接头，并且特别涉及通过旋翼的桨毂的直升机旋翼桨片的操作，其上的桨片本身为边界，并且包括接头的驱动轴，通过合适的机械构件连接到直升机的驱动轴(称为“柱轴”)，用于保持与桨片连接的桨毂的转动，在相对于驱动轴的旋转轴线倾斜的轴线的恒定速度下，接头包括以下机械部件：

一对万向同心环，即，通过两个旋转机构，以回卷方式连接到与柱轴一体的载体上的第一环或称内万向环，以及通过两个旋转销，以回卷方式连接到旋翼桨毂的第二环或称外万向环，所述两个万向环彼此之间通过两个连接销进行相互连接，以允许外万向环相对于内万向环进行相对转动，基本上与柱轴旋翼的销正交，上述同心环的中心从而与在传动轴的旋转轴线和桨毂或从动轴的旋转轴线之间的交点一致；

至少一个表示为“平分器”的对准装置，优选两个平分器，以维持连接两个万向环的销的公共轴线在一个称为“同动”的平面中，其垂直平分由桨毂或旋翼从动轴的旋转的轴线与传动轴的轴线之间形成的角度。

特别是，当具有两个平分器时，这些平分器相互配合，虽然它们彼此独立地操作，并且在与两个万向同心环构成的双菱形导向连接的销上操作，分别地通过合适的接头固定到驱动轴和桨毂或旋翼的从动轴上。

优选地，根据本发明，所述恒速万向接头用于其预定应用的直升机的旋翼时还包括：

·轴套(称为“载体”)，通过带槽的轮廓固定在柱轴上，具有两个相对且突起的销，在其上的万向内环以旋转连接的方式被定心；在直升机旋翼的执行中，轴套阻止所述销直接在传动轴上定位。

所述轴套此外还包括至少一个支撑件(或两个相对的支撑件)，其允许平分器(或两个平分器)在传动轴上的连接。

内万向环具有两个环形座，在其上容纳有商用型带凸缘的抗磨衬套，配备有具有PTFE的滑动面，通过低摩擦且不含润滑剂地连接到所述轴套的两个突出的销上。

所述内环(其中，用于在直升机旋翼中的安装需要，优选地具有并包括各种螺栓元件)具有另外两个环形座，相对于所述前两个环形座正交，用于抗磨衬套的外壳，类似于前面所描述的，在其中被收容，具有回卷连接，两个销一体连接到外环。

至少一个所述销(或两个)具有圆柱形延伸向外突出的外圈，在其中的一个(或两者)上，通过滑动和回卷连接收容平分器(在两个销突出时能容纳两个平分器)。

外圈，相对于销正交，具有两个相对的槽用于在其中容纳另外的两个带凸缘的抗磨衬套，具有回卷连接，一对相对的销与桨毂成一体并径向地布置；

·两个半圆球环形铰链，相对于该旋翼的中心垂直相对，每一个被分成两个或多个元件用于安装，条件是所述半铰链，该半铰链包括刚性的球形叠层弹性轴承，或相对的球形表面，通过介设耐磨材料层而彼此相互滑动；在第一种情况下，弹性元件的硬度构成旋翼桨毂与传动轴之间的复位弹簧(称为“桨毂弹簧”)，可确保即使在低重力或零重力的飞行期间对旋翼的控制；在第二种情况下，不是由中央球形铰链施加在桨毂和轴之间的任何弹性复位，而是通过容纳在形成于桨毂本身的底部的合适的座中的弹性元件实现在桨毂和轴之间可能的复位弹簧。

这些半-半球形相对的铰链的中心与恒速万向接头的中心重合；由于上述的两个同心的万向环的限制，恒速万向接头能够通过自身实现球形接头的用于支撑“平衡环”旋翼桨毂的功能：在两种所述的配置中，由于从旋翼的升力和直升机的惯性所产生的轴向载荷的应力，所述半球轴承因此单独具有从定速接头和连接销释放的功能。这样，万向环和连接销仅受到从转矩的传递所产生的应力影响。

·传动轴，具有肩环，旋翼的轴向力施加于其上，从所述半球形相对的能够传递扭矩到桨毂和桨片的铰链传输，通过轴套的收缩配合，在其上安装了形成恒速万向接头的万向同心环；

·旋翼桨毂，设计用于将桨片安装到适当轭片中，并通过与桨毂一体的两个相对的销，具有用于容纳同心万向环壳体的中央空腔，外环居于其中，在顶侧和底侧还具有用于容纳上述传动轴上的半球形铰链的壳体；在中心腔的顶部还具有一个(或两个)相对的壳体，用于将所述杆的连接销连接至恒速接头的平分器(或两个平分器)。

本发明的目的还包括提供包含所述恒速万向接头的旋翼。

附图说明

本发明通过下面附图对三个优选实施例进行描述，仅为说明，并非限制。

在图1～图7中，公开了应用本发明的第一实施方式的直升机旋翼，特别是：

·图1是局部立体图，示出了具有悬浮桨毂的三桨片旋翼，其中部分地去除了所述旋翼的部件，以便使具有两个平分器的该恒速万向接头的驱动装置可见；在图1中，还示出了同心万向环的共同销的轴线00，该轴线位于同动平面；

·图2是图1中去除了桨片的旋翼的放大的详图；

·图3是本发明的恒速万向接头的万向环、轴套和平分器的详图；

·图4是载体或轴套的详图；

·图5示出了相对于传动轴，旋翼的支撑、拖动和刚度装置的部分的分解图；

·图6示出了构成恒速接头和载体部件的分解图；

·图7是旋翼的支撑、拖动装置的剖面图，特别是具有两个平分器、相对于传动轴倾斜10度的本发明的接头；

·图8是具有单个平分器的、相对于传动轴倾斜10度的本发明接头的第二实施例的剖视图；

在图9～图12中，示出了本发明的第三实施例，涉及一种恒速万向接头，用于为每种类型的传输的一般用途，特别是：

·图9示出了具有两个平分器恒速万向接头的立体图，其中传输轴与从动轴是相互倾斜的；

·图10示出了图6所示的恒速万向接头的部分分解图，特别是分别构成平分器的元件以及将平分器连接到传动轴和从动轴的两个杆的元件；

·图11示出了图9中恒速万向接头和相关的同动拖动装置的剖面图；

·图12示出了去除平分器的恒速万向接头，其中相对于所述内环的销的回卷作用通过下划线表示。

具体实施方式

1)第1实施例:直升机旋翼的恒速万向(CV)接头

参照图1～图7，示出了三桨片悬浮桨毂旋翼。

传动轴1(或驱动轴)上具有轴套3(称为“载体”)，内部开槽与驱动轴上突出的齿11啮合；所述轴套3上具有两个相对且突出的销31，内万向环可旋转地连接设置于其上。

传动轴1支撑旋翼(或从动轴)的桨毂2，配有用于容纳所述桨片7的轭片23(图2)以及半球形铰链4，其反映在轴1的肩环12上(图6)和在轴套3上，所述轭片23被所述铰链4螺固于所述桨毂2上的适当的相对基座上(图5)。

半球形铰链4(图5)是由已知类型的轴承制成，并属于球形的弹性体层压轴承的类别(III型-USAAMRDL-TR-75-39B)。

恒速万向接头包括一对同心的万向环5A、5A’，5B、5B’(图3和图9)：第一环或称内万向环5A，5A’通过两个旋转销31回卷连接到所述传动轴1，第二环或称外万向环5B，5B’通过两个旋转销22回卷连接到所述旋翼的桨毂2。

这两个万向环通过两个连接销542彼此连接，连接销542的形状允许所述外万向环5B、5B’相对于内万向环5A、5A’的相对转动，与传动轴1的销31、31’和旋翼的桨毂2或从动轴2’的销22基本上正交。

特别是，每个所述连接销542具有与连接销本身同轴的突出末端部5421。

第一和第二实施例中，直升机旋翼用的一对万向环5A和5B可以优选由组装的元件构成。

在属于轴套3(图6)的两个销31(其中只有一个可见于图6)上安装内万向环5A。

所述万向环5A为一个栓固的整体(图6)，其包括上部元件5A1，两个元件5A3，其中的每个元件上设置抗摩擦衬套541，通过该衬套将两个元件5A3栓接，以及两个附加元件5A2，其中的每个附加元件上都设置基座，用于容纳抗摩擦凸缘衬套32。

元件5A3和附加元件5A2通过螺栓被一起固定在所述上部元件5A1上，构成内万向环5A。

抗摩擦衬套541和抗摩擦凸缘衬套32分别回卷连接到销542和销31上。

外万向环5B(图6)包括通过在它们之间的螺栓固定的两个元件，其中的第一下部元件5B2和第二上部元件5B1，两者都基本上为四边形形状。

每个所述元件5B2、5B1设置两对凹槽，用于形成两个基座，每个基座用于稳定容纳一个销542，以及附加的两对空穴用于形成两个基座，它们中的每一个用于容纳一个抗摩擦凸缘衬套511。

在所述抗磨擦衬套上，通过销22(图1、3和5)的旋转连接，与旋翼的桨毂2成为一体。

在抗磨擦凸缘衬套511和旋翼桨毂2之间，具有两个校准垫片512，其允许桨毂2相对于驱动轴1的旋转中心并相对于万向环5A和5B无间隙的定心。

在连接销542的每个突出末端部5421上，两个同心的万向环(图6)连接在一起，相应的平分器装置6(图2和3)作为将在共同的以00表示的轴线上的连接销保持在平分传动轴1和旋翼的桨毂2之间角度的平面上，该平面称为“同动”(“homokinetic”)。

特别地，所述平分器6的每一个包括第一元件61和第二元件62，通过两个杆63(图6)分别连接到驱动轴1和桨毂2上。

第一元件61以棱柱方式插入到第二元件62中，并且两个都可滑动和可旋转地连接到每个连接销542的突出末端部5421上。

每个所述元件61、62上具有至少一个通孔，以在它们的每一个中形成所述的突出末端部5421的通路。

为此目的，即为了突出末端部5421连接螺栓正确插入到每个所述元件61、62，这两个元件的通孔必须对准。

特别是，所述第二元件62具有一个“V”型的形状，并且在各自由端部附近具有通孔，当所述第一元件61成形为具有通孔的形状，该部分具有以它的通孔与所述第二元件62的两个通孔对齐的方式被定位在第二元件62中的尺寸。

此外，每个元件61、62上具有附加孔，以允许各自的连接杆63通过销固定到相应的元件上。

换言之，每个连接杆63被固定在平分器6的所述两个元件61、62中一个的一侧上，以及固定在驱动轴1或旋翼的桨毂2的另一侧上，从而形成一个菱形双导。

为了在驱动轴1和旋翼桨毂2上固定所述连接杆63，第一支撑件33设置在传动轴1上，第二支撑件24设置在旋翼的桨毂2上。

所述第一和第二支撑件33、24通过所述连接杆63，在旋翼的桨毂2和传动轴1之间传递相互位置到每个平分器6。

在上述的例子中，每根杆63为大约“H”型，并且在各自由端部附近具有孔。

换言之，每一个连接杆上具有第一和第二成对的孔，以允许各自的销通过，所述销允许将所述连接杆固定到设置在传动轴1上的第一支撑件33上和设置在所述旋翼的桨毂2上的第二支撑件24上。

每对所述元件61、62通过旋转销631连接到各自的一对连接杆63上，依次，通过另外的旋转销632，将已经连接到元件61下方的一个固定到从轴套3(图4和图6)突出的基座33上；将已经连接到元件62的上方的那个固定在支撑件24(图5和图7)上，后者通过螺钉241(图5)与桨毂2成一体。

轴套3的基座33和支撑件24相对于恒速万向接头的中心在几何学上镜面对称。

参照轴套3的直径，平分器6位于正相反的位置上。

特别地，两个平分器6中的一个相对于运动学等量的其他平分器起到冗余作用。

图4示出了旋翼的桨毂2的正交部分，上述桨毂相对于传动轴1具有10度的倾斜；显示了具有两个平分器的同动接头的双菱形驱动的运动状态。

2)本发明的第二实施例：具有单个平分器的恒速万向接头。

在图8中，万向同心环和单个平分器6保持由两个相对的销542所表示的共同轴线00(连接内万向环和外万向环之间的轴线)在一个所述同动平面上，将相对于驱动轴1旋翼的桨毂2的旋转平面的10度平分为倾斜角的5度，以保证在所述驱动轴1和所述桨毂2之间的旋转运动的同动传输。

3)本发明的第三实施例：适用于任何类型传输的恒速万向接头。

图9～图12示出本发明的用于通用用途的第三实施例。

参照图9和图11，内万向环5A’由穿过通孔131的销31’枢接在驱动轴1上(图11)，驱动轴具有突出的基座33’,用于连接所述连接杆63；在本实施例中，内万向环直接枢接在传动轴上，而不是枢接在轴套上。

旋翼的从动轴2’上设置轭片222，该轭片连接到销22，该销通过设置的槽与轭片一体形成，并且在外万向环5B’上可旋转；从动轴2’具有两个元件24’，用于连接到连接杆63(图11)。

在本实施例中，内万向环5A’和外万向环5B’的每一个由单个部件而非几个元件组装而成，且它们是同心的。

同心万向环5A’、5B’通过连接旋转销542相互连接，每一个旋转销都具有朝向接头外侧突出的端部5421(图12)。

每个突出的端部5421具有圆柱形形状，并且在它们中的每一个上，平分器6的元件61和62以可滑动和可旋转的方式连接。

平分器6的所述元件61、62连同连接杆63一起，通过旋转销分别连接到驱动轴1和从动轴2’上，形成菱形导向的几何形状，控制平分器6保持连接销542在一个(同动)平面上，平分所述驱动轴和所述从动轴的倾斜角度。

换言之，最内侧的环5A’具有两个与销31’回卷连接的相对的基座；相互同心的所述两个环5A’和5B’由旋转销542同轴且相对地连接，从而使得在内环上的销的位置的轴线垂直于销31’基座的轴线，使得在外环5B’上，所述共同销的位置的轴线垂直于销基座22的轴线；两个同心环共同的所述销542具有与相同的销同轴的圆柱形端部5421；在这些端上，可滑动和旋转的元件61和62之间形成棱柱连接；通过相同的连接杆63，分别地，元件61连接到设置在传动轴1上的支撑件33’，而元件62连接到设置在从动轴2’上的支撑件24’。

元件61和62构成平分器，由于通过连接杆63实现的菱形几何形状，保持同心环的共同销的轴线在一个平面上，其平分从动轴和驱动轴之间的倾斜角，从而形成恒速万向接头。

当接头伴随着一个非零转矩传递旋转运动时，平分器6受到连接销542上的拉紧，因为该拉紧是摆动的，因此，其紧张度高于传递的扭矩，并且高于从动轴相对于驱动轴的倾斜的角度。

连接销542上的两个平分器的存在用于有利地划分这两个平分器的紧张度。

此外，假设连接销542的刚性同轴和两个平分器6的运动学等量，两个平分器6的存在允许获得备份从而允许接头即使在两个平分器中的一个出现故障的情况下仍能发挥作用。

有利的是，由于万向同心环与驱动轴和从动轴之间的联接器的形式，接头显然是可逆的并且所述驱动轴1和从动轴2’的功能可以互换。

本发明根据其较佳实施例的上述描述为说明性的而非限制性的目的，但应当理解的是，本领域的技术人员可以作出变化和/或修改，而不脱离由权利要求书所限定的有关保护范围。

Claims (10)

1.一种恒速万向接头，用于将两个桨片、三个桨片或多桨片直升机的旋翼桨毂(2)连接到提供运动和扭矩的驱动轴(柱轴)(1)，所述旋翼桨毂(2)围绕直升机的桨片(7)的拍动轴线和羽轴，相对于柱轴(1)具有两个自由度的倾斜，所述桨片(7)固定在旋翼桨毂(2)上，所述恒速万向接头包括：

一对万向同心环(5A、5B)，其中，第一环或称内万向环(5A)，通过两个旋转销(31)以回卷的方式与载体(3)连接，与柱轴(1)一体形成，第二环或称外万向环(5B)，通过两个旋转销(22)以回卷的方式连接到旋翼桨毂(2)，所述两个万向环通过两个连接销(542)彼此之间连接，以允许外万向环(5B)相对于内万向环(5A)相对转动，基本上与柱轴(1)的销(31)和旋翼桨毂(2)的销(22)正交；在至少一个连接销(542)上具有朝向所述接头的外侧的突出末端部(5421)，与连接销同轴；

至少一个平分器装置(6)，包括：第一元件(61)和第二元件(62)，分别由相应的连接杆(63)连接到所述柱轴(1)和所述旋翼桨毂(2)，其中所述两个元件(61、62)以棱柱方式相互连接并且每个所述元件(61、62)具有至少一个孔，能够使所述连接销(542)的突出末端部(5421)通过，从而使所述两个元件(61、62)中的每一个能够以可滑动和旋转的方式连接在所述连接销(542)的突出末端部(5421)，所述平分器装置被构造为保持所述连接销(542)的销的轴线(00)在一个平面上，平分所述桨毂(2)与所述柱轴(1)之间的角度，从而即使当所述桨毂(2)相对于柱轴(1)的倾斜角度不等于零时，也能保证在柱轴(1)和旋翼桨毂(2)之间的旋转运动的恒定传输。

2.如权利要求1所述的恒速万向接头，其特征在于，以能够形成至少一个菱形引导件的方式，所述连接杆(63)分别通过第一支撑件(33)和第二支撑件(24)连接到所述柱轴(1)和所述旋翼桨毂(2)，所述第一和第二支撑件(33、24)通过所述连接杆(63)将所述旋翼桨毂(2)和所述柱轴(1)的相互位置传输到每个平分器(6)。

3.如权利要求1或2所述的恒速万向接头，其特征在于，连接所述内万向环(5A)到所述柱轴(1)的所述销(31)径向对准并相对于所述柱轴(1)的旋转轴线垂直，并且，连接所述外万向环(5B)到所述旋翼桨毂(2)的所述销(22)同轴且彼此相对，其轴线位于穿过所述销(31)的轴线且穿过所述旋翼桨毂(2)的旋转轴线的表面上。

4.如权利要求1、2或3所述的恒速万向接头，其特征在于，其包括两个并列的平分器(6)，每个所述连接销(542)上具有与连接销本身同轴的突出末端部(5421)；所述连接销(542)彼此同轴且相对于所述内万向环(5A)能旋转。

5.如权利要求1、2、3或4所述的恒速万向接头，其特征在于，所述外万向环(5B)包括：固定于其中的两个元件，第一上方元件(5B1)和第二元件(5B2)，它们中每一个具有两对槽，以形成两个位置用于永久适配各自的连接销(542)，以及另外的一对槽，以形成另外两个同轴的位置用于适配各自的抗摩擦轴套(511)，这些位置和另外的位置之间相互对准，所述内万向环(5A)包括具有四个用于放置抗摩擦轴套(541)位置的上方元件(5A1)，和两个元件(5A3)，它们的每一个上具有适配其它抗摩擦轴套(541)的位置，以及两个附加元件(5A2)，它们的每一个具有用于适配抗摩擦凸缘轴套(32)的位置。

6.如权利要求1、2、3、4或5所述的恒速万向接头，其特征在于，所述连接销(542)固定于所述外万向环(5B)上。

7.如权利要求4或5所述的恒速万向接头，其特征在于，所述连接销(542)被严格紧固在所述外万向环(5B)的所述位置上，并且在具有内万向环(5A)的所述元件(5A3)的抗摩擦轴套(541)的所述位置上进行旋转。

8.如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的恒速万向接头，其中所述桨毂(2)是从动轴(2’)，其特征在于，

所述内万向环(5A')由单独的元件所构成；

所述外万向环(5B')由单独的元件所构成；

所述连接杆(63)的支撑件(24’)是从动轴(2’)的一部分；

所述内万向环(5A’)通过销(31’)穿过驱动轴(1)的孔(131)固定到所述驱动轴(1)，并且具有用于与连接杆(63)连接的突出元件(33’)；

所述从动轴(2’)具有连接到所述销(22)的轭片(222)，该销支撑在轭片自身上的相关适配件中，并能在外万向环(5B')上旋转，且设置用于与连接杆(63)连接的两个元件(24’)。

9.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的恒速万向接头，其特征在于，它能用于任何的传输装置。

10.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的恒速万向接头，其特征在于，旋转运动和转矩的恒定速度传输是由称为平分器(6)的刚性元件获得的。