CN106697307B - 飞行器螺旋桨驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于飞行器的飞行器螺旋桨驱动系统。飞行器具有间歇燃烧内燃发动机通过螺旋桨驱动系统驱动的螺旋桨。该螺旋桨驱动系统具有：第一非圆形齿轮，该第一非圆形齿轮适于可操作地连接到发动机并且由发动机驱动；由第一非圆形齿轮驱动的第二非圆形齿轮，第一非圆形齿轮和第二非圆形齿轮具有可变齿轮速比；由第二非圆形齿轮驱动的挠性联轴总成；以及由挠性联轴总成驱动的输出轴。该输出轴适于连接到螺旋桨。还公开了一种具有螺旋桨驱动系统的飞行器和一种用于使动力从间歇燃烧内燃发动机传递到飞行器的螺旋桨的方法。

Description

飞行器螺旋桨驱动系统

发明领域

本发明涉及一种飞行器螺旋桨驱动系统。

背景技术

许多飞机由一个或者多个诸如两冲程或者四冲程内燃发动机的间歇燃烧的内燃发动机驱动的一个或者多个螺旋桨动力驱动。在许多这种飞机中，在运行中，发动机使具有能够改变间距的桨叶的螺旋桨旋转，通常将这种螺旋桨称为可变间距螺旋桨。为了解决功率要求的变化，能够改变螺旋桨的桨叶的间距，而不一定必须改变发动机的速度。

每个发动机都通过螺旋桨驱动系统连接到其相应螺旋桨。螺旋桨驱动系统通常包括多个齿轮，该多个齿轮被布置成使得螺旋桨以比发动机的曲轴慢的速度旋转。

因为其质量和尺寸，螺旋桨具有大的转动惯量。因此，对于发动机的给定运行条件，当螺旋桨在飞机在运行中旋转时，常常以匀速旋转。相反，发动机曲轴的转速变化。该转速因为燃烧压力和谐振力之和以及诸如活塞的发动机的旋转质量的变化而变化。出现曲轴的最高转速时的曲轴的角位置取决于至少作为发动机循环(两冲程、四冲程)类型的结果的主作用力、气缸数量和气缸的构造(直列式、V型、对置式……)。仅考虑燃烧压力，曲轴的转速在发动机的做功行程升高，而在发动机的压缩行程降低。因此，对于给定的发动机运行条件，连接到螺旋桨的螺旋桨驱动系统的一部分以匀速旋转，但是连接到发动机的曲轴的螺旋桨驱动系统的一部分的速度发生变化。这样导致螺旋桨驱动系统中的齿轮产生应力和磨损并且还导致产生噪声和振动。

此外，如果螺旋桨驱动系统出现谐振，则振动增大并且导致与这些振动有关的问题加剧。为了避免大多数运行状况下的谐振，某些螺旋桨驱动系统设计有刚性，这种刚性导致在低于发动机的怠速的转速下产生谐振频率。因此，在发动机的正常运行范围内时，即，在等于并且高于怠速时，不出现螺旋桨驱动系统的谐振。然而，在发动机启动时，发动机从静止到发动机的怠速，并且由此在某些时点，发动机将以导致螺旋桨驱动系统谐振的速度旋转。因此，在发动机启动时，发生螺旋桨驱动系统的谐振，从而导致强烈振动并且甚至可以导致曲轴瞬间反转。因此，其中负责控制喷油和点火的发动机控制单元可能收到有关曲轴的转速和位置的错误信号，这可能妨碍发动机成功启动。

因此，需要一种能够在发动机运行时降低与曲轴的速度变化关联的转矩峰值并且/或者能够在发动机启动时避免或者减小螺旋桨驱动系统的谐振的冲击的螺旋桨驱动系统。

发明内容

本发明的一个目的是改善现有技术中存在的至少一些不方便。

根据本发明的一个方案，提供了一种用于飞行器的飞行器螺旋桨驱动系统。飞行器具有由间歇燃烧内燃发动机通过螺旋桨驱动系统驱动的螺旋桨。该螺旋桨驱动系统具有：第一非圆形齿轮，该第一非圆形齿轮适于可操作地连接到发动机并且由发动机驱动；第二非圆形齿轮，该第二非圆形齿轮由第一非圆形齿轮驱动，第一非圆形齿轮和第二非圆形齿轮具有可变齿轮速比；挠性联轴总成，该挠性联轴总成由第二非圆形齿轮驱动；以及输出轴，该输出轴由挠性联轴总成驱动。该输出轴适于连接到螺旋桨。

根据本发明的一些实施例，在运行时，第二非圆形齿轮的转速的变化小于第一非圆形齿轮的转速的变化。

根据本发明的一些实施例，齿轮速比至少变化±1.0％。

根据本发明的一些实施例，齿轮速比变化±1.8％。

根据本发明的一些实施例，第一非圆形齿轮具有多个凸起和多个凹陷。第二非圆形齿轮具有多个凸起和多个凹陷。

根据本发明的一些实施例，第一非圆形齿轮具有：多个凸起，其数量对应于对于发动机的曲轴每圈旋转的发动机做功行程数量；以及多个凹陷，其数量对应于对于曲轴每圈旋转的发动机所述做功行程数量。

根据本发明的一些实施例，第一非圆形齿轮具有两个凸起和两个凹陷。

根据本发明的一些实施例，第二非圆形齿轮具有：多个凸起，其数量对应于对于发动机的曲轴每圈旋转的发动机做功行程的数量乘以第一非圆形齿轮和第二非圆形齿轮的平均齿轮速比；以及多个凹陷，其数量对应于对于曲轴每圈旋转的发动机做功行程的数量乘以所述平均齿轮速比。

根据本发明的一些实施例，第二非圆形齿轮具有5个凸起和5个凹陷。

根据本发明的一些实施例，挠性联轴总成包括：输入构件，该输入构件连接到第二非圆形齿轮并且由第二非圆形齿轮驱动；挠性连接圆盘，该挠性连接圆盘连接到输入构件并且由输入构件驱动；以及输出构件，该输出构件连接到挠性连接圆盘并且由挠性连接圆盘驱动。挠性连接圆盘设置于输入构件与输出构件之间。输出构件连接到输出轴并且驱动输出轴。挠性连接圆盘减缓输入构件与输出构件之间的扭转振动。

根据本发明的一些实施例，离合器将齿轮可操作地连接到挠性联轴总成。

根据本发明的一些实施例，发动机是四冲程四缸发动机。

根据本发明的一些实施例，第二非圆形齿轮、挠性联轴总成和输出轴同轴并且可绕公共转轴旋转。

根据本发明的另一个方案，提供了一种飞行器，该飞行器具有：机身；机翼，该机翼连接到机身；间歇燃烧内燃发动机，该间歇燃烧内燃发动机连接到如下中的一个：机身；和机翼中的一个；螺旋桨驱动系统，该螺旋桨驱动系统连接到发动机；以及螺旋桨，该螺旋桨连接到螺旋桨驱动系统并且由发动机通过螺旋桨驱动系统驱动。该螺旋桨驱动系统基于本发明的上述方案或者该方案与上述实施例中的一个或者多个的组合。

根据本发明的另一个方案，提供了一种用于使动力从间歇燃烧内燃发动机传递到飞行器的螺旋桨的方法。该螺旋桨连接到输出轴。该方法包括：发动机驱动可变齿轮速比齿轮组，该齿轮组包括发动机驱动的第一非圆形齿轮和第一非圆形齿轮驱动的第二非圆形齿轮；第二非圆形齿轮驱动挠性联轴总成；以及挠性联轴总成驱动输出轴。

对于本申请，术语“间歇燃烧内燃发动机”指通过空气和燃油在诸如两冲程、四冲程或者汪克尔转子发动机中周期性地燃烧而运行的发动机。此外，对于本申请，涉及诸如向前、向后、左和右的空间方位的术语是在飞行器处于0 度仰角和0度纵轴转角的情况下，以标准驾驶位置坐在飞行器中的飞行器飞行员理解的空间方位。

本发明的实施例分别具有上述目的和/或者方案中的至少一个，但是不一定具有其全部。能够构想，由尝试实现上述目的获得的本发明的某些方案可能不满足该目的并且/或者可以满足在此未具体陈述的其他目的。

根据下面的描述、附图和所附权利要求书，本发明的实施例的附加和/或者替换特征、方案和优点变得显而易见。

附图说明

为了更好地理解本发明以及本发明的其他方案和附加特征，参考下面结合附图使用的描述，其中：

图1是飞机的左视图；

图2是图1所示飞机的发动机、螺旋桨驱动系统和螺旋桨的右侧平面原理图；

图3是从图1所示发动机的前面、右侧绘制的透视图；

图4是从图2所示螺旋桨驱动系统的后面、右侧绘制的透视图；

图5是从图4所示螺旋桨驱动系统的纵向截面的后面、右侧绘制的透视图；

图6是图4所示螺旋桨驱动系统的右侧平面图；

图7是图4所示螺旋桨驱动系统的纵截面图；

图8是图4所示螺旋桨驱动系统的输入齿轮的前平面图；

图9是图4所示螺旋桨驱动系统的图8所示输入齿轮驱动的齿轮的前平面图；

图10A是在齿轮处于最低齿轮速比位置的情况下为了便于理解而放大齿轮的非圆形性情况下的图8和9所示齿轮的原理图；

图10B是在齿轮处于最高齿轮速比位置的情况下为了便于理解而放大齿轮的非圆形性情况下的图8和9所示齿轮的原理图；以及

图11是从图4所示螺旋桨驱动系统的挠性联轴总成的后面、右侧绘制的局部分解透视图。

具体实施方式

对于具有由间歇燃烧内燃发动机动力驱动的单可变间距螺旋桨的飞机，描述本发明。能够构想，至少本发明的一些方面适用于具有固定间距螺旋桨和/或者具有多个螺旋桨的飞机和/或者不同类型的飞行器。

在图1中能够看到，飞行器，特别是飞机10具有限定用于容纳飞行员的座舱14的机身12。能够构想，可以设计机身12和座舱14，从而还容纳一个或者多个乘客。垂直稳定器16连接到机身12的后端。一对水平稳定器18(仅示出左水平稳定器)连接到垂直稳定器16。一对机翼20(仅示出左机翼)连接到机身12的底部。能够构想，机翼20可以连接到机身12的顶部或者侧面。还能够构想，飞机10可以具有两个以上的机翼20并且/或者可以与机身12一体地形成机翼20。3个起落架22设置于机身12的底部。在本实施例中，起落架22设置有轮子24并且不能缩回。能够构想，可以使用其他类型的起落架22。例如，可以利用滑板、滑动架或者浮筒代替轮子24，并且/或者起落架22可以缩回。可变间距螺旋桨26设置于机身12的前面。能够构想，飞机10可以具有两个或者两个以上的螺旋桨26，并且/或者(各)螺旋桨26可以设置于机翼20上，也可以设置于机身10上的其他地方。还能够构想，螺旋桨26可以是固定间距螺旋桨26。动力驱动螺旋桨26的发动机28(图1中示意地示出)位于并且连接到机身12的前面。飞机10具有许多其他部件，但是在此不做描述。

在图2中能够看到，发动机28通过螺旋桨驱动系统100驱动螺旋桨26。发动机28具有曲轴30(图2示意地示出)，该曲轴30驱动螺旋桨驱动系统100。螺旋桨驱动系统100具有限定螺旋桨安装法兰104的空心输出轴102。能够构想，输出轴102可以是实心的，也可以只有一部分是空心的。在图1中能够看到，法兰104位于机身12的外侧。螺旋桨安装法兰104限定多个孔106(请参见图 4)。螺旋桨26具有中心桨毂32，桨叶34从中心桨毂32伸出。中心桨毂32限定对应于螺旋桨安装法兰104中的至少一些孔106的孔(未示出)。通过螺旋桨 26的中心桨毂32中的孔并且通过法兰104的孔106插入紧固件36，以将螺旋桨26紧固到法兰104。

在图3中可以最好地看到发动机28。发动机28是间歇燃烧内燃发动机。在本实施例中，例如，发动机是喷油四冲程气缸对置式发动机28，诸如Rotax 915 iS^TM。可以设想其他类型的间歇燃烧内燃发动机，诸如，但并不局限于直列式发动机、两冲程发动机和汪克尔转子(Wankel rotary)发动机。发动机28具有中心曲轴箱38和四个水平延伸的气缸40(每侧两个)。曲轴30可旋转地支承于曲轴箱38中并且从曲轴箱38延伸。活塞(未示出)在气缸40中的往复运动使曲轴30旋转。发动机28还设置有涡轮增压器42和中间冷却器44，但是能够构想，可以省略这些部件。发动机28具有许多其他部件，但是在此未做描述。

现在参考图4至图11，在此描述螺旋桨驱动系统100。螺旋桨驱动系统100 具有外壳108，在该外壳108内容纳下面描述的大多数部件。外壳108具有上部 110和一般截头圆锥形下部112。上部110具有一般筒状部110A和利用紧固件 111紧固到一般筒状部110A的前面的一般截头圆锥形部110B。一般截头圆锥形下部112与上部110的一般筒状部110A一体地形成。能够看到，下部112小于上部110。在图6中能够看到，输出轴102从外壳108的上部110的前面延伸。外壳108的后端限定法兰114。法兰114限定多个孔116。紧固件118(为了清楚起见，仅标记出它们中的一些)通过孔116插入，以将外壳以及将螺旋桨驱动系统100紧固到发动机28的前面，如图3所示。

螺旋桨驱动系统100具有位于外壳108的下部112中的输入齿轮120。输入齿轮120具有内花键122和多个外齿124(在图8中最清楚地看到)。曲轴30通过输入齿轮120延伸。曲轴30具有与输入齿轮120的内花键122啮合的外花键，使得曲轴30驱动输入齿轮120。曲轴30的端部容纳于在外壳108的下部112中形成的凹槽126中。围绕曲轴30的端部设置轴承128，从而在凹槽126中可旋转地支承曲轴的端部。

输入齿轮120的多个外齿124与齿轮132的多个外齿130啮合，使得输入齿轮120驱动齿轮132。能够看到，齿轮132具有比输入齿轮120大的直径。齿轮132限定外套筒134和内套筒136。齿轮的主体或者腹板138在径向上在套筒 134与136之间延伸。外套筒134限定多个内齿140(请参见图7)。下面将更详细描述齿轮120和132。齿轮142连接到内套筒136的后端。齿轮142与连接到调节器(未示出)的齿轮(未示出)的啮合。

螺旋桨驱动系统100还具有滑动摩擦离合器144。在本实施例中，滑动摩擦离合器144是多盘式摩擦离合器，但是能够构想，可以采用其他类型的摩擦离合器。摩擦离合器144具有由齿轮132的外套筒134形成的主动件、从动件146、主动摩擦盘148、从动摩擦盘150、前环形板152以及后环形板154。在前环形板152与后环形板154之间以交替排列方式布置主动摩擦盘148和从动摩擦盘 150。主动摩擦盘148具有与外套筒134的内齿140啮合的外齿(未示出)。因此，主动摩擦盘148可旋转地固定于外套筒134。从动摩擦盘150具有与从动件 146限定的外齿156(未示出)啮合的内齿(未示出)。从动摩擦盘150可旋转地固定于从动件146。夹子158连接到外套筒134，并且防止前环形板152向前移动。弹簧160在径向上设置于齿轮132的外套筒134与内套筒136之间而在轴向上设置于齿轮132的腹板138与后环形板154之间。弹簧156对离合器144 施加压力，以压紧主动摩擦盘148和从动摩擦盘150。当对离合器144施加的转矩小于离合器144的打滑转矩时，齿轮132的外套筒134和从动件146一起旋转。设计并且选择离合器144和弹簧156，使得离合器144具有足够高的打滑转矩，以致在飞机10正常运行时，离合器144不打滑，并且外套筒134与从动件 146一起旋转。如果对离合器144施加的转矩超过离合器144的打滑转矩，则主动摩擦盘148和从动摩擦盘150彼此相对打滑，并且外套筒134不再与从动件 146一起旋转。例如，如果螺旋桨34在着陆困难时撞击地面，则对离合器144 施加的转矩超过离合器144的打滑转矩，导致离合器144打滑，从而防止冲击力传递到发动机28，因此，有助于防止破坏发动机28。在一种实施例中，离合器144的打滑转矩是600Nm，但是可以设想其他打滑转矩。

密封件在径向上设置于从动件146与外壳108的部110A限定的环形法兰164 之间。齿轮132的内套筒136在径向上设置于从动件146与输出轴102之间，但是不可旋转地固定到从动件146和输出轴102。在齿轮132的内套筒146前面，密封件166在径向上设置于从动件146与输出轴102之间。

从动件146与挠性联轴总成170的输入构件168一体地形成。能够构想，例如，可以利用诸如紧固件、花键、焊接或者压配的其他方式，连接从动件146 和输入构件168。输入构件168设置于环形法兰164前方。挠性联轴总成170还包括挠性连接圆盘172、螺栓174、螺栓176和输出构件178。输入构件168由螺栓174紧固到挠性连接圆盘170。输出构件178由螺栓176紧固到挠性连接圆盘172。挠性连接圆盘172设置于输入构件168与输出构件178之间。输出构件 178限定内花键180(图11)。内花键180与输出轴102的部件182上限定的外花键(未示出)啮合，以将挠性联轴总成170的输出构件178可旋转地固定到输出轴102，使得输出构件178能够驱动输出轴102。下面将参考图11更详细描述挠性联轴总成170。

输出轴102从部件182延伸到外壳108的后端并且从外壳108的后端出来。输出轴102的后端由轴承(未示出)可旋转地支承。轴承支承于在发动机28的前面形成的凹槽(未示出)中。夹子184插入位于齿轮132的内套筒136的后端后面的输出轴102中的凹口中。因此，防止输出轴102在轴向上从外壳108 的前面出来。输出轴102由位于外壳108的部110B的前部中的滚珠轴承186可旋转地支承。轴承186具有外圈188和内圈190。外圈188保持于紧固到外壳 108的部件110B的突片192(图7)与形成于外壳108的部件110B中的台阶194 之间。内圈186设置于挠性联轴总成170的输出构件178的内部的前面。内圈 186和输出构件178保持于拧在位于输出构件178的后面的输出轴102上的螺母 194与由形成于内圈186前面的输出轴102形成的台阶196之间。通过这样设置，轴承186及其关联部件限制输出轴102的轴向位移。轴承186具有整体式密封件，但是能够构想，轴承密封件可以设置于轴承186的前面。

当发动机28运行时，曲轴30驱动输入齿轮120，输入齿轮120驱动齿轮 132，齿轮132驱动离合器144(不打滑的)，离合器144驱动挠性联轴总成170，挠性联轴总成170驱动输出轴102，以及输出轴102驱动螺旋桨26。在图5和7 中能够看到，输出轴102、齿轮132、离合器144以及挠性联轴总成170同轴，并且绕转轴198旋转(图7)。输入齿轮120绕转轴199旋转(图7)。

现在转到图8至10B，将更详细描述齿轮120和132。尽管齿轮120和齿轮 132可以呈现为图8和9中的圆形，但是实际上，齿轮120和132是非圆形的。图8所示的齿轮120与圆形存在±1.35％的偏差。图9所示的齿轮132与圆形存在±0.54％的偏差。应该明白，齿轮120和132可以与圆形存在更大或者更小的偏差。因为难以看到这种偏差，所以为了有助于理解，在图10A和10B中，在分别与其相应最佳配合圆形204、206(虚线所示)存在12.5％和5％的偏差的情况下，绘出齿轮120的节圆200和齿轮132的节圆202。在图10A和10B中能够看到，节圆200以及主动齿轮120通常是椭圆形的。这样，其具有两个凸起 208(即，节圆200在最佳配合圆形204外延伸的部)和两个凹陷210(即，节圆200在最佳配合圆形204内延伸的部分)。在图10A和10B中还能够看到，节圆202以及齿轮132通常具有圆角五边形的形状。这样，其具有5个凸起212 (即，节圆202在最佳配合圆206外延伸的部分)和5个凹陷214(即，节圆 202在最佳配合圆206内延伸的部)。由于输入齿轮120旋转，所以主动齿轮120 的凸起208啮合齿轮132的凹陷214(请参见图10A)，并且主动齿轮120的凹陷210啮合齿轮132的凸起212(请参见图10B)。这样，即使齿轮120和132 是非圆形齿轮，在其转轴198和199之间的距离保持固定时，齿轮120和132 仍啮合并且彼此相对旋转。转轴198、199位于其相应齿轮132、120的中心。

在齿轮120、132旋转时，齿轮120、132的齿轮速比也因为齿轮的非圆性而变化。齿轮120、132的齿轮组具有对应于最佳配合圆204、206的直径之比的平均齿轮速比。通过计算齿轮120、132的齿数124、130的比，也能够驱动平均齿轮速比。在本实施例中，主动齿轮120具有二十四个齿124，并且齿轮 132具有55个齿130。这样，在本实施例中，齿轮120、132的齿轮组具有2.5 的平均齿轮速比。能够构想，齿轮120、132可以具有不同的最佳配合圆204、206和不同齿数的124、130，以及具有不同的平均齿轮速比。当主动齿轮120 的凸起208中的一个啮合齿轮132的凹陷214中的一个时，齿轮速比降低。当主动齿轮120的凹陷210中的一个凹陷啮合齿轮132的凸起214中的一个凸起时，齿轮速比升高。在本实施例中，最低齿轮速比是2.455，并且最高齿轮速比是2.545。当齿轮120、132处于图10A所示的位置时，出现最低齿轮速比。当齿轮120、132处于图10B所示的位置时，出现最高齿轮速比。因此，该齿轮速比与平均齿轮速比存在±1.8％的不同。能够构想，齿轮速比的变化可以大于或者小于±1.8％。在某些实施例中，齿轮速比的变化至少±1.0％。

齿轮速比的变化导致齿轮120、132的转速变化。在将螺旋桨驱动系统100 组装到发动机28上时，通过正确对准曲轴30上的输入齿轮120，齿轮速比的变化能够降低齿轮132的转速的变化。为了便于这样对准，在输入齿轮120的前面设置在组装时与曲轴30上的缺口(未示出)对准的缺口211(图8)。同样，在齿轮132的前面设置在组装时与输入齿轮120的缺口211对准的缺口215(图 9)。能够构想，可以利用其他类型的对准特征代替缺口211、215，诸如但并不局限于键和非对称花键。如上所述，在发动机28运行时，曲轴30的转速在曲轴30每次旋转时升高和降低。在喷油四冲程四缸对置式发动机28的本实施例中，在发动机28运行时，曲轴30的转速在曲轴30每圈旋转都升高两次和降低两次。通过对准曲轴30上的主动齿轮120，使得在曲轴30的最高转速，齿轮速比处于其最高值(即，凹陷210啮合凸起212，如图10B所示)，并且在曲轴30 的最低转速，齿轮速比处于其最低值(即，凸起208啮合凹陷214，如图10A所示)，齿轮的转速的变化减小。输入齿轮120的转速直接随着曲轴的转速的变化而变化，但是齿轮132的转速根据曲轴30的转速的变化与齿轮速比的变化的商而改变。这样，在本实施例中，如果曲轴30的速度以及主动齿轮120的转速变化对应于齿轮速比的变化的±1.8％，则在将螺旋桨驱动系统100安装在发动机 28上时，通过正确对准曲轴30上的主动齿轮120，齿轮132的转速不发生变化，并且保持固定。如果曲轴30的转速的变化大于±1.8％，则齿轮132的转速将改变，但是如果小于±1.8％，则齿轮速比固定不变。降低齿轮132的速度的变化有助于减小螺旋桨驱动系统100的部件的应力和磨损，因为如上所述，安装到由齿轮132间接驱动的输出轴102的螺旋桨26的转速往往保持固定。根据发动机28运行时曲轴30的转速的变化，选择齿轮速比的变化以及关于齿轮120、132 的圆形的变化百分比。

主动齿轮120的凸起208和凹陷210的数量取决于发动机28的类型。在本实施例中，发动机28是四冲程四缸直列式发动机28。曲轴30每旋转两圈，每个气缸都具有一个做功行程和一个压缩行程。因此，对于曲轴30的每圈旋转，都存在两个做功行程和两个压缩行程。对于曲轴30的每圈旋转，这些燃烧压力和振荡力以及发动机28的旋转质量都导致曲轴30两次达到其最高转速和两次达到其最低转速。曲轴30在出现最高转速和最低转速时的角位置交替(即，最高、最低、最高、最低)，并且在彼此脱离时，为90度。因此，主动齿轮120 设置有两个凸起208和两个凹陷210。在对于曲轴30的每圈旋转，曲轴30四次达到其最高转速和四次达到其最低转速的实施例中，主动齿轮120因此具有四个凸起208和四个凹陷210。更概括地说，主动齿轮120是n阶非圆形齿轮，其中n是凸起208的数量和凹陷210的数量，并且n对应于对于曲轴30的每圈旋转曲轴30达到其最高(或者最低)转速的次数。

齿轮132上的凸起212和凹陷214的数量取决于齿轮120上的凸起208和凹陷210的数量和齿轮120、132的齿轮组的平均齿轮速比。概括地说，齿轮132 是x阶非圆形齿轮，其中x是凸起212的数量和凹陷212的数量，并且x对应于主动齿轮120的阶值n(即，凸起208或者凹陷210的数量)乘以平均齿轮速比。在附图所示的实施例中，主动齿轮120是二阶非圆形齿轮(即，齿轮120 具有两个凸起208和两个凹陷210，因此，n＝2)，并且平均齿轮速比为2.5。因此，齿轮132是五阶非圆形齿轮(2×2.5＝5)，以及，具有5个凸起212和5 个凹陷214。

现在转到图11，将更详细描述挠性联轴总成170。有时称为Giubo或者Hardy 圆盘的挠性连接圆盘172由诸如可以是纤维增强也可以不是纤维增强的合成橡胶的挠性材料制成，该挠性材料足够强，能够在输入构件168与输出构件178 之间传递转矩。输入构件168具有3个支杆216，每个支杆216都具有限定于其内的内螺纹孔218。3个螺栓174通过挠性连接圆盘172的前面插入插在挠性连接圆盘172的孔中的金属套管219中，并且紧固到与挠性连接圆盘172的后侧对接的输入构件168的3个孔218中。同样，输出构件178具有3个支杆220，每个支杆220都具有限定于其内的内螺纹孔222。3个螺栓176通过挠性连接圆盘172的后面插入插在挠性连接圆盘172的孔中的金属套管(未示出)中，并且紧固到与挠性连接圆盘172的前侧对接的输出构件178的3个孔222中。能够看到，以交替排列方式排列螺栓174、176。挠性连接圆盘172具有增大厚度的三个区域224，每个区域224分别容纳螺栓174和螺栓176。能够构想，可以省略区域224。还能够构想，根据构件168、178中的孔218、222的相应数量，可以有更多或者更少的螺栓174，176。还能够构想，根据构件168、178中的孔 218、222的相应数量，螺栓174的数量可以不同于螺栓176的数量。还能够构想，可以利用另一种类型的紧固件代替螺栓174和/或者螺栓176。通过上面描述的总成170，输入构件168和输出构件178不彼此直接连接，而是通过挠性连接圆盘172连接，以及，通过挠性连接圆盘172，在输入构件168与输出构件 178之间传递转矩。

在替代性实施例中，挠性联轴总成170是毂盘联轴总成(spider couplingassembly)。在此实施例中，输入构件168和输出构件178具有轴向延伸的齿，并且挠性连接圆盘172由弹性毂盘代替。输入构件168和输出构件178的齿交替地啮合弹性体的凸起，使得利用毂盘在输入构件168和输出构件178之间传递转矩。

尽管齿轮120、132的非圆形性有助于齿轮132的转速降低，但是因为齿轮 132的转速与输出轴102的转速之间的该差异，仍存在速度差。在本实施例中，输入构件168以与齿轮132相同的速度旋转，而输出构件178以与输出轴102 相同的速度旋转。因为挠性连接圆盘172是挠性的，所以其能够变形，以至少部分地补偿速度差。这样，挠性联轴总成170缓解齿轮132与输出轴102之间的扭转振动。因此，挠性联轴总成170还有助于减小螺旋桨驱动系统100的应力和磨损。

对本发明的上述实施例的修改和改进对于本发明领域内的发明人员显而易见。上面的描述旨在示例性的，而非限制。因此，本发明的范围旨在仅由所附权利要求书的范围限定。

Claims (12)

1.一种用于飞行器的飞行器螺旋桨驱动系统，所述飞行器具有由间歇燃烧内燃发动机通过所述螺旋桨驱动系统驱动的螺旋桨，所述螺旋桨驱动系统包括：

第一非圆形齿轮，其适于可操作地连接到所述发动机并且由所述发动机驱动；

第二非圆形齿轮，其由所述第一非圆形齿轮驱动，所述第一非圆形齿轮和所述第二非圆形齿轮具有可变齿轮速比；

挠性联轴总成，其由所述第二非圆形齿轮驱动；以及

输出轴，其由所述挠性联轴总成驱动，所述输出轴适于连接到所述螺旋桨；

所述第二非圆形齿轮具有：

多个凸起，其数量对应于对于所述发动机的曲轴的每圈旋转所述发动机的做功行程数量乘以所述第一非圆形齿轮和所述第二非圆形齿轮的平均齿轮速比；以及

多个凹陷，其数量对应于对于所述曲轴的每圈旋转所述发动机的所述做功行程数量乘以所述平均齿轮速比。

2.根据权利要求1所述的飞行器螺旋桨驱动系统，其特征在于，在运行时，所述第二非圆形齿轮的转速的变化小于所述第一非圆形齿轮的转速的变化。

3.根据权利要求1或2所述的飞行器螺旋桨驱动系统，其特征在于，所述齿轮速比至少变化±1.0％。

4.根据权利要求3所述的飞行器螺旋桨驱动系统，其特征在于，所述齿轮速比变化±1.8％。

5.根据权利要求1所述的飞行器螺旋桨驱动系统，其特征在于，所述第一非圆形齿轮具有：

多个凸起，其数量对应于对于所述发动机的曲轴的每圈旋转所述发动机的做功行程数量；以及

多个凹陷，其数量对应于对于所述曲轴的每圈旋转所述发动机的所述做功行程数量。

6.根据权利要求1所述的飞行器螺旋桨驱动系统，其特征在于，所述第一非圆形齿轮具有两个凸起和两个凹陷。

7.根据权利要求1所述的飞行器螺旋桨驱动系统，其特征在于，所述第二非圆形齿轮具有5个凸起和5个凹陷。

8.根据权利要求1所述的飞行器螺旋桨驱动系统，其特征在于，所述挠性联轴总成包括：

输入构件，其连接到所述第二非圆形齿轮并且由所述第二非圆形齿轮驱动；

挠性连接圆盘，其连接到所述输入构件并且由所述输入构件驱动；以及

输出构件，其连接到所述挠性连接圆盘并且由所述挠性连接圆盘驱动，所述挠性连接圆盘设置于所述输入构件与所述输出构件之间，所述输出构件连接到所述输出轴并且驱动所述输出轴，所述挠性连接圆盘减缓所述输入构件与所述输出构件之间的扭转振动。

9.根据权利要求1所述的飞行器螺旋桨驱动系统，其特征在于，还包括离合器，所述离合器将所述齿轮可操作地连接到所述挠性联轴总成。

10.根据权利要求1所述的飞行器螺旋桨驱动系统，其特征在于，所述发动机是四冲程四缸发动机。

11.根据权利要求1所述的飞行器螺旋桨驱动系统，其特征在于，所述第二非圆形齿轮、所述挠性联轴总成和所述输出轴同轴并且可绕共同转轴旋转。

12.一种飞行器，包括：

机身；

机翼，所述机翼连接到所述机身；

间歇燃烧内燃发动机，其连接到如下中的一个：

所述机身；和

所述机翼中的一个；

根据权利要求1至11中的任何一项所述的螺旋桨驱动系统，所述螺旋桨驱动系统连接到所述发动机；以及

螺旋桨，其连接到所述螺旋桨驱动系统并且由所述发动机通过所述螺旋桨驱动系统驱动。

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