CN108423161A - 用于飞行器的起落架的驱动系统以及飞行器的起落架 - Google Patents

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Abstract

一种用于飞行器起落架的驱动系统及飞行器起落架，该驱动系统包括：小齿轮；驱动轴，驱动轴设置成使小齿轮绕驱动轴线旋转；从动齿轮，从动齿轮设置成与小齿轮啮合以便能够在小齿轮的作用下旋转；以及位于驱动轴与小齿轮之间的柔性接合装置，其中，每对面对面的凹槽容纳有滚珠中的成行布置的三个或更多个滚珠，并且滚珠设置成在驱动轴与小齿轮之间传递扭矩，并且滚珠设置成允许小齿轮相对于驱动轴线倾斜，并且每个凹槽沿凹槽的长度弯曲，使得滚珠距驱动轴线的径向距离沿着滚珠形成的行变化，其中，径向距离在行的中央处或中央附近达到最大值并且在最大值的两侧减小。由此提供了在使用期间起落架变形的问题的解决方案。

Description

用于飞行器的起落架的驱动系统以及飞行器的起落架
本申请是申请日为2014年9月5日、申请号为201480048708.2(PCT/GB2014/052701)、发明名称为“起落架驱动系统柔性接合装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及飞行器起落架轮与用于使飞行器起落架轮旋转以实现地面滑行的驱动系统之间的柔性接合装置。
背景技术
需要飞行器在机场上的各个位置之间进行地面滑行。示例是在跑道与飞行器的乘客登机或下机的位置(例如，登机口)之间进行滑行。通常通过使用来自用以向前推进飞行器使得起落架轮被致使旋转的飞行器的发动机的推力来实现这种滑行。由于地面滑行速度必然相对较低，因此发动机必须以非常低的功率运行。这意味着燃料消耗相对较高，因为在这种低功率下推进效率低。这会导致机场本地周围的大气污染和噪声污染等级增大。此外，即使在发动机以低功率运行的情况下，通常也会需要使用轮制动装置以限制地面滑行速度，而这会导致制动装置的大程度的磨损。
通过使用民用飞行器的主发动机而使民用飞行器倒行例如离开登机口是不允许的。在倒行是必须的情况下，或者在通过主发动机推力来实现地面滑行不可行的其它情况下，使用拖车来四处调动飞行器。这个过程费力并且成本高。
因此需要这样的一种驱动系统，该驱动系统用以在地面滑行操作期间给飞行器起落架的轮提供动力。
近年来已经提出了用于在飞行器位于地面上时对轮进行驱动并且在着陆之前使轮加快自旋的数种自主地面滑行系统。US2006/0065779中公开了一示例，US2006/0065779提出了这样的一种动力式飞行器前轮系统，在该动力式飞行器前轮系统中，使用离合器在轮能够自由自旋的模式与轮能够由电动马达驱动的模式之间进行转换。离合器也能够操作成使得在着陆之前马达能够使轮预先自旋。
WO2011/023505中描述了现有技术装置，其不限于前起落架。所公开的系统使用致动器使受驱动的带齿的小齿轮移动形成和脱离与轮上的带齿的环形齿轮的驱动接合。
发明内容
本发明的第一方面提供用于飞行器起落架的这样的一种驱动系统，该驱动系统包括：小齿轮；驱动轴，该驱动轴设置成使小齿轮绕驱动轴线旋转；从动齿轮，该从动齿轮设置成与小齿轮啮合以便能够通过小齿轮旋转，该从动齿轮能够连接至起落架的轮以便能够使轮绕轮轴线旋转；以及柔性接合装置，该柔性接合装置包括位于驱动轴与小齿轮之间的拱状花键接头，以允许小齿轮相对于驱动轴线倾斜。
本发明提供了在使用期间起落架变形的问题的解决方案。柔性接合装置将驱动轴联接至小齿轮，并且柔性接合装置包括拱状花键接头，该拱状花键接头设置成允许在小齿轮与从动齿轮之间的相对倾斜。该拱状花键接头使得柔性接合装置能够适应由于轮轴偏转而造成的从动齿轮相对于轮的倾斜。
优选地，拱状花键接头还设置成允许小齿轮沿驱动轴线平移。例如，拱状花键接头可以以可滑动的方式安装在驱动轴上以允许小齿轮与驱动轴之间的相对平移。通常，拱状花键接头包括联接构件，该联接构件以可滑动的方式安装在驱动轴上以允许小齿轮与驱动轴之间的沿着驱动轴线的相对平移。
柔性接合装置可以仅设置成允许小齿轮相对于驱动轴线倾斜，但优选地，柔性接合装置还设置成允许小齿轮与驱动轴之间的沿着驱动轴线的相对平移。小齿轮可以(可选地通过联接构件)以可滑动的方式安装在驱动轴上以允许此相对平移，或者小齿轮可以通过允许这种相对平移的滚珠花键接头(可选地通过联接构件)而安装在驱动轴上。
可选地，一对弹簧提供将小齿轮朝向沿着驱动轴线的中央位置偏压的相反的力。所述弹簧例如可以是螺旋弹簧、膜片弹簧或者瓣形弹簧。
柔性接合装置可以只包括拱状花键接头，但更典型地柔性接合装置还包括设置成允许小齿轮相对于驱动轴沿驱动轴线平移的第二花键接头。第二花键接头可以位于拱状花键接头与驱动轴之间，或者位于拱状花键接头与小齿轮之间。
通常，第二花键接头包括接纳在相应的多个凹槽内的多个花键，并且所述花键能够沿所述凹槽平移(或者所述凹槽能够沿所述花键平移)以允许小齿轮相对于驱动轴沿驱动轴线平移。
在一个实施方式中，拱状花键接头包括接纳在小齿轮中的相应的多个内凹槽内的多个外花键，所述内凹槽能够相对于所述外花键倾斜以允许小齿轮相对于驱动轴线倾斜，第二花键接头包括接纳在驱动轴中的相应的多个外凹槽内的多个内花键，并且所述内花键能够沿所述外凹槽平移以允许小齿轮相对于驱动轴沿驱动轴线平移。所述外花键和所述内花键可以形成为将来自驱动轴的扭矩传递至小齿轮的单个联接构件。
在一个实施方式中，第二花键接头包括滚珠花键接头，该滚珠花键接头包括多个滚珠，所述多个滚珠能够滚动以允许小齿轮相对于驱动轴沿驱动轴线平移。
拱状花键接头可以包括多个固定的拱状花键或齿，或者拱状花键接头可以包括多个滚珠花键。每个滚珠花键由相应的一行滚珠形成，并且每行滚珠被接纳在相应的拱状凹槽中。在另一实施方式中，拱状花键接头包括多个拱状花键，每个拱状花键包括拱状滚子。
可选地，拱状花键接头包括设置成允许小齿轮相对于驱动轴线倾斜的球面轴承。
通常，拱状花键接头包括接纳在相应的多个凹槽内的多个花键(例如固定齿、滚珠或滚子)；每个花键具有一对相反的侧部、一对相反的端部以及顶部，该顶部沿花键的长度在花键的一对相反的端部之间延伸，并且该顶部提供花键的外径；并且每个花键沿花键的长度拱起，使得花键的外径在花键的中央处或中央附近达到最大外径并且在最大外径的两侧朝向花键的相反的两个端部逐渐减小。
在一些实施方式中，拱状花键接头包括接纳在相应的多个凹槽内的多个花键；每个花键具有一对相反的侧部、一对相反的端部以及顶部，该顶部沿花键的长度在花键的一对相反的端部之间延伸；并且每个花键沿花键的长度拱起，使得花键的在其一对相反的侧部之间的厚度在花键的中央处或中央附近达到最大厚度并且在最大厚度的两侧朝向花键的相反的两个端部逐渐减小。
本发明的另外的方面提供了用于飞行器起落架的这样的一种驱动系统，该驱动系统包括：小齿轮；驱动轴，该驱动轴设置成使小齿轮绕驱动轴线旋转；从动齿轮，该从动齿轮设置成与小齿轮啮合以便能够通过小齿轮旋转，该从动齿轮能够连接至起落架的轮以便能够使轮绕轮轴线旋转；位于驱动轴与小齿轮之间的第一花键接头，该第一花键接头设置成允许小齿轮相对于驱动轴线倾斜；位于驱动轴与小齿轮之间的第二花键接头，该第二花键接头设置成允许小齿轮相对于驱动轴沿驱动轴线平移。
第一花键接头可以包括拱状花键接头、滚珠接头、滚子接头或者设置成允许小齿轮相对于驱动轴线倾斜的任何其它种类的接头。
第二花键接头可以包括滚珠花键接头、具有能够相对于彼此滑动的固定齿的花键接头、或者设置成允许小齿轮轴向平移的任何其它种类的接头。
优选地，驱动系统还包括位于驱动轴与小齿轮之间的联接构件，其中，该联接构件设置成通过第一花键接头和第二花键接头将来自驱动轴的扭矩传递至小齿轮。
优选地，该联接构件设置成通过第一花键接头将所述扭矩传递至小齿轮，并且设置成通过第二花键接头而获得来自驱动轴的扭矩。
本发明的另外的方面提供用于飞行器起落架的这样的一种驱动系统，该驱动系统包括：小齿轮；驱动轴，该驱动轴设置成使小齿轮绕驱动轴线旋转；从动齿轮，该从动齿轮设置成与小齿轮啮合以便能够通过小齿轮旋转，该从动齿轮能够连接至起落架的轮以便能够使轮绕轮轴线旋转；以及位于驱动轴与小齿轮之间的柔性接合装置，该柔性接合装置包括滚珠或滚子接头，其中，滚珠或滚子接头具有围绕驱动轴线分布的多对面对面的凹槽以及多个滚珠或滚子，每对面对面的凹槽容纳有所述滚珠或滚子中的一个或更多个滚珠或滚子，其中，所述滚珠或滚子设置成在驱动轴与小齿轮之间传递扭矩，并且设置成允许小齿轮相对于驱动轴线倾斜。
在一个实施方式中，柔性接合装置包括滚珠接头，该滚珠接头具有围绕驱动轴线分布的多对面对面的凹槽以及多个滚珠，每对面对面的凹槽容纳有所述滚珠中的一个或更多个滚珠，并且所述滚珠设置成在驱动轴与小齿轮之间传递扭矩，并且设置成允许小齿轮相对于驱动轴线倾斜。每对面对面的凹槽可以只容纳单个滚珠，但更优选地，每对面对面的凹槽容纳所述滚珠中的成行布置的三个或更多个滚珠。在这种情况下，每个凹槽优选地沿其长度弯曲，使得滚珠距驱动轴线的径向距离沿滚珠行变化——该径向距离在所述行的中央处或中央附近达到最大值并且在最大值的两侧减小。每对凹槽的宽度可以恒定不变，但更典型地，每对凹槽中的一个凹槽具有一对拱状侧部，因此凹槽的宽度沿其长度渐缩使得在凹槽的中央处或中央附近达到最小值并且在最小值的两侧增大。
在另一实施方式中，该柔性接合装置包括滚子接头，该滚子接头具有围绕驱动轴线分布的多对面对面的凹槽以及多个滚子，其中，每对面对面的凹槽容纳有所述滚子中的一个或更多个滚子，每个滚子具有滚子轴线，滚子能够绕滚子轴线旋转，并且每个滚子沿其滚子轴线拱起以便允许小齿轮相对于驱动轴线倾斜。通常，每对凹槽仅容纳单个滚子。所述凹槽可以是拱状的或平直的。
附图说明
现将参照附图对本发明的实施方式进行描述，其中，在附图中：
图1A、图1B和图1C示出了在使用期间起落架所经受的三种变形模式：图1A示出了因由于飞行器重量而引起的竖向载荷所造成的轮轴偏转；图1B示出了因(水平)制动载荷所造成的轮轴偏转；图1C示出了因轮胎载荷所造成的轮辋变形；
图2示出了根据本发明的实施方式的驱动系统，其中，为了清楚起见，省去了马达和起落架的各种特征；
图3示出了图2的实施方式，其中，省去了小齿轮；
图4示出了图2和图3的实施方式的详细视图；
图5A和图5B示出了根据本发明的实施方式的柔性接合装置的从动齿轮联接构件；
图6、图7、图8A和图8B示出了根据本发明的实施方式的从动齿轮联接构件的滚珠/柱状接头容座的变型；
图9A、图9B和图9C示出了根据本发明的实施方式的柔性接合装置的小齿轮联接；
图10是根据本发明的另一实施方式的用于驱动系统的花键接头的截面图；
图11a示出了图10的花键接头的小齿轮；
图11b示出了图10的花键接头的驱动轴；
图11c示出了图10的花键接头的联接构件；
图12a是图10的花键接头的一部分的放大图，其示出了顺时针倾斜的小齿轮；
图12b是图10的花键接头的一部分的放大图，其示出了逆时针倾斜的小齿轮；
图13和图14示出了替代性小齿轮；
图15至图20示出了根据本发明的另外的实施方式的复合花键接头；
图21至图23示出了根据本发明的另外的实施方式的复合花键接头；
图24示出了替代性联接构件；以及
图25示出了另外的替代性联接构件。
具体实施方式
飞行器起落架在使用期间会经受许多不同模式的变形。特别地，每个轮轴220会因由于飞行器的重量而引起的竖向载荷而相对于起落架腿230偏转(图1A；220A表示偏转前的轮轴，220B表示偏转后的轮轴)，并且会因在制动期间施加的水平载荷而相对于起落架腿230偏转(图1B；220A表示偏转前的轮轴，220B表示偏转后的轮轴)。另外，每个轮辋210的形状会因轮胎载荷而变形(变形成菱形形状或椭圆形形状)(图1C；210A表示变形前的轮辋，210B表示变形后的轮辋)。每种变形模式通常提供在轮的极限情况下的在+/-10mm范围内的变形。例如，轮的竖向高度会因由于轮胎载荷而造成的轮扭曲而减小10mm，并且轮会因由于飞行器竖向载荷而造成的轴弯曲而倾斜大约2度至3度，从而在轮辋的周缘处产生大约10mm的移位。
如图2至图4中示出的根据本发明的实施方式的用于飞行器的自主滑行的驱动系统100设置成驱动起落架的轮200。驱动系统100包括小齿轮110，小齿轮110通过柔性接合装置——所述柔性接合装置包括联接构件300——被安装在驱动轴120上，驱动轴120由适当的齿轮马达(未示出)驱动而绕驱动轴线旋转。所述马达可以设置成仅驱动一个轮或者通过差速器或类似装置驱动两个或更多个轮。因而，驱动系统可以主动地驱动起落架中的一个轮、一些轮或所有轮，并且每个起落架可以有多个驱动系统。小齿轮110与呈环形轮辋齿轮形式的从动齿轮130啮合，从动齿轮130通过柔性接合装置——所述柔性接合装置包括围绕轮辋210均匀分布的三个从动齿轮联接构件400——被附接至轮200的轮辋210。从动齿轮的直径比驱动小齿轮的直径大。这种布置能够提供扭矩放大传动比和高效的空间使用。
上面论述的变形模式会在驱动系统100内引起未对准和/或扭曲，因为小齿轮110安装在起落架的腿或轴(未示出)上，而从动齿轮130安装在能够绕起落架的轴旋转的轮200上。在没有柔性接合装置300、400的情况下，轴偏转(图1A和图1B)会致使从动齿轮130相对于小齿轮110倾斜，即，这些齿轮的旋转轴线相对于彼此倾斜。类似地，在没有柔性接合装置300、400的情况下，由于轮胎载荷而造成的轮辋变形(图1C)会致使从动齿轮130相对于小齿轮110平移移位，即，这些齿轮的旋转轴线相对于彼此移位。这种轮辋变形可能还会引起从动齿轮130的不期望的扭曲。替代性地，从动齿轮130与轮200之间的刚性连接可能会在轮辋210内引起进一步的扭曲。
柔性接合装置300、400用于将驱动系统100与这些变形隔离。
柔性接合装置的从动齿轮联接构件400各自包括接头构件410，接头构件410具有轴部412，轴部412被接纳在安装通过从动齿轮130的腹板的衬套420内，轴部412能够在衬套420内作有限的平移运动和旋转运动，从而提供运动学柱状接头。
接头构件410还具有球状部414，球状部414通过连接部416而与轴部412隔开，球状部414被接纳在容座构件430内。容座构件430刚性地连接至轮辋210，并且容座构件430具有容座室432和槽口418，其中，球状部414位于容座室432内，连接部416延伸通过槽口418并且槽口418提供通向容座室432的开口。容座室432是大致长形的，从而允许接头构件410的球状部414沿由槽口418的延伸范围限定的线性路径移动。球状部414还能够在容座室432内旋转。这样，球状部414和容座构件430能够提供运动学球窝接头。
每个容座构件430包括设置成朝向轮轴线迫压球状部414的弹簧440。这样，三个弹簧440用于使从动齿轮130相对于轮辋210居中。
每个容座构件430还包括抓握指状件450，抓握指状件450刚性地附接至容座构件430并且从容座构件430延伸通过大尺寸通孔455，大尺寸通孔455通过从动齿轮130的腹板。通孔455的尺寸设定成确保在驱动系统100正常操作期间抓握指状件450与从动齿轮130之间不接触，但是如果从动齿轮联接构件400的接头构件410将断裂或联接构件以其它方式失效，则抓握件450将会保持从动齿轮130并且将会保持与轮200的连接。
图6、图7、图8A和图8B示出了容座构件430的可能的构型，根据所要适应的特定的轮变形模式来选择适当的构型。在图6中，室432设置成提供球状部414的沿轮200旋转所围绕的轮轴线的大致径向方向的直线平移。在图7中，室432设置成提供球状部414的沿相对于轮轴线的径向方向成一定角度的方向的直线平移。在图8A和图8B中，室设置成提供球状部414的相对于轮轴线的径向方向成一定角度的弯曲线性平移(图8A中的线表示平移线)。
图9A和图9C中示出的联接构件300提供柔性接合装置，该柔性接合装置包括位于驱动轴120与小齿轮110之间的拱状花键接头，以允许小齿轮相对于驱动轴的旋转轴线121倾斜。联接构件300包括多个凸形外花键310(以及相关联的凹形外凹槽)，所述多个凸形外花键310接纳在形成在小齿轮110中的相应的多个凹形内凹槽320(以及相关联的凸形内花键)内。
每个花键310具有一对相反的侧部、一对相反的端部以及顶部，该顶部提供花键的外径并且在花键的端部与侧部之间延伸。花键具有位于其两个端部之间的长度(图9C中标示为“L”)以及位于其侧面之间的厚度(图9C中标示为“t”)。
花键310呈拱状以允许小齿轮110相对于驱动轴120的驱动轴线121倾斜。花键310在两个方面上呈拱状。首先，每个花键310的侧部沿着花键的长度拱起(即，呈圆顶状或圆拱状)，从而花键的厚度“t”在其中央处或中央附近最大并且朝向两侧逐渐减小——在其相反的两个端部处达到最小值。图9C中能够清楚地看到所述花键中的一个花键的变化的厚度，其中，示出了花键的中央处的最大厚度。其次，每个花键310的顶部也沿着花键的长度拱起(即，呈圆顶状或圆拱形状)，从而从花键的顶部至驱动轴线121的花键的外径(图9A中标示为“OD”)在其中央处最大并且朝向两侧逐渐减小——在其相反的两个端部处达到最小值。因而，当如图9A中那样从一侧观察时，联接构件300整体上呈桶形形状。
如图9B中示出的形成在小齿轮110中的凹形内凹槽320(以及相关联的凸形内花键)并未拱起——换句话说，凹形内凹槽320(以及相关联的凸形内花键)的厚度和外径并不沿着花键的长度变化。
上述弯曲的花键形状使小齿轮110能够相对于驱动轴120倾斜。接头可以在凹槽320内包括球轴承(未示出)以便于实现这种运动。
在其它实施方式中，联接构件300可以以可滑动的方式安装在驱动轴120上以允许小齿轮110与驱动轴120之间的相对平移。这种相对平移对于适应构造公差而言是所期望的，并且这种相对平移还使得小齿轮能够平移以适应在飞行器的操作期间会发生的轮辋的横向弯曲。在这种实施方式中，从动齿轮联接构件400可以不必包括轴部412和衬套420，并且替代性地，连接部416可以刚性地连接至从动齿轮130。
在又一实施方式中，球状部414和容座室432可以由用以提供运动学柱状接头的轴部和衬套(未示出)取代。
图10至图12示出了联接构件以可滑动的方式安装在驱动轴上以允许小齿轮与驱动轴之间的相对平移这样的实施方式。图10至图12中的许多部件在图1至图9中具有等效件，并且对于这种部件将使用相同的附图标记(附加上字母“a”)。图11b中示出的驱动轴120a在一对螺旋弹簧501、502之间具有外花键500(以及相关联的凹槽)。图11c中示出的联接构件300a具有与驱动轴的外花键500配合的内花键510。花键500、510在轴向上是平直的而不是拱起的。联接构件300a在内花键500的两侧承载有由低摩擦材料制成的套环511、512(图10中示出)，套环511、512提供低摩擦滑动轴承，其使联接构件300a能够沿驱动轴120a轴向地滑动。弹簧501、502提供将联接构件300a(以及小齿轮110a)朝向图10中示出的中央位置偏压的相反的力。每个弹簧501、502在可用空间内仅具有2圈至3圈，这会导致成一定倾斜度偏压联接构件300a。为了解决这个问题，可以可选地使用其它类型的弹簧，例如膜片弹簧或瓣式弹簧。
联接构件300a还具有如前述实施方式中那样呈拱状的外花键310a(图11C)。
外花键310a(以及相关联的凹形外凹槽)与如图11A中示出的形成在小齿轮110a中的相应的多个凹形内凹槽320a(以及相关联的凸形内花键)相配合。凸形内花键可以是平直的，或者凸形内花键可以像外花键310a那样呈拱状。
联接构件300a在拱状的外花键310a的两侧具有凸状的球形表面520、521。小齿轮110a在内花键的两侧具有凹状球形表面530、531，如图10中示出的，凹状球形表面530、531压靠联接构件310a的凸状球形表面520、521。如图12a和图12b中示出的，这种球面轴承使小齿轮110a能够相对于驱动轴120a倾斜+/-2.5deg(度)。图12a示出了顺时针旋转2.5deg的小齿轮110a，图12b示出了逆时针旋转2.5deg的小齿轮110a。
因而，在图10至图12的实施方式中，驱动轴120a通过如下复合花键接头或双花键接头被联接至小齿轮110a：即，具有第一拱状花键接头和第二非拱状花键接头的花键接头，其中，第一拱状花键接头设置成允许小齿轮相对于驱动轴线倾斜，第二非拱状花键接头设置成允许小齿轮相对于驱动轴沿驱动轴线平移。联接构件300a设置成通过第一花键接头将扭矩传递至小齿轮100a，并且设置成通过第二花键接头而获得来自驱动轴120a的扭矩。
小齿轮形成为两个部分：具有内凹槽320a和凹状球形表面530的第一部分，以及具有凹状球形表面531的第二部分。能够移除第二部分以使联接构件300a能够被移除。
图13和图14示出了能够用于图10至图12中的复合花键接头的替代性两部分小齿轮。图13和图14中的许多部件在图10至图12中具有等效件，并且对于这种部件将使用相同的附图标记(附加上字母“b”)。图14中示出的一对联接部件602、603配装在小齿轮110b内并且通过弹性挡圈604被保持就位。小齿轮110b通过第三花键接头——第三花键接头与柔性接合装置中的第一花键接头和第二花键接头不同，其不允许相对倾斜或相对平移——被联接至两个部件602、603。小齿轮具有与部件602、603中的外花键和凹槽联接的内花键600和凹槽，从而形成这种第三花键接头。能够将这两个部件602、603分开以使联接构件300a能够被配装和移除。
图15至图20示出了根据本发明的另外的实施方式的用于在图1至图8的驱动系统中使用的复合滚珠花键接头。图15至图18中的许多部件在图1至图9中具有等效件，并且对于这种部件将使用相同的附图标记(附加上字母“c”)。
桶状联接构件300c提供驱动轴120c与小齿轮之间的柔性接合装置。图18中的物件704能够是小齿轮，或者是与图14中示出的能够通过第三花键接头而将来自联接构件300c的扭矩传递至小齿轮的部件602、603相似的联接构件。柔性接合装置包括：位于驱动轴120c与小齿轮之间的第一花键接头，第一花键接头设置成允许小齿轮相对于驱动轴线倾斜；以及位于驱动轴与小齿轮之间的第二花键接头，第二花键接头设置成允许小齿轮相对于驱动轴沿驱动轴线平移。
第一花键接头由接纳在围绕驱动轴线分布的拱状外凹槽700内的多个滚珠702提供。凹槽700就如下方面来说呈拱状：凹槽的基部沿其长度呈圆顶状或圆拱状，使得凹槽的基部的外径(即，其距驱动轴线的距离)在其中央处最大并且朝向两侧逐渐减小——在其相反的两个端部处达到最小值。图18b中非常清楚地示出了这种情况。各自成行的五个滚珠702形成相应的滚珠花键。滚珠702接纳在小齿轮/联接构件704的内部中的相应的内凹槽705(图19和图20中示出)中。
图19中的截面——该截面是通过这三对凹槽的中央以及三条相关联的滚珠702行中的中间一滚珠的截面——中示出了三对面对面的凹槽700、705。在这点上，凹槽700、705具有相同的宽度。图20是从驱动轴线的方向观察的内凹槽705中的一个内凹槽的视图。凹槽705的侧部沿其长度拱起，因此凹槽705的宽度W沿其长度渐缩，其中，在其中央处或中央附近最小(如图19中那样)并在最小值的两侧增大。
凹槽700、705沿其长度弯曲，使得滚珠702距驱动轴线的径向距离沿滚珠行变化，在该行的中央处或中央附近(即，在如图19中示出的中央滚珠处)达到最大值并且在最大值的两侧减小。
凹槽的拱状形状意味着每个滚珠花键的外径也呈拱状，使得小齿轮/联接构件704能够相对于驱动轴120c倾斜。图18a和18b示出了略微顺时针倾斜的小齿轮/联接构件704以说明这种倾斜运动。
图17中示出的驱动轴120c具有平直的(非拱状)外凹槽703，并且联接构件300c具有相应的平直的(非拱状)内凹槽701(图16中示出)。第二花键接头由坐置在平直的凹槽701、703中的提供驱动轴120c与联接构件300c之间的一组滚珠花键的球轴承720c提供。球轴承720c将来自驱动轴120c的扭矩传递至联接构件300c，但球轴承720c也能够沿凹槽703滚动以使联接构件300c能够沿驱动轴120c轴向地滑动。为了使凹槽703可见，图17中仅示出了一个球轴承720c。然而，应当理解的是，每个凹槽将如图18b中示出的那样装有成行的这种球轴承720c，每行球轴承720c提供第二花键接头的相应的花键。
因而，联接构件300c设置成通过第一花键接头(或直接地或者通过第二联接构件602、603和第三花键接头)将扭矩传递至小齿轮，并且设置成通过第二花键接头而获得来自驱动轴的扭矩。
图21至图23示出了根据本发明的另外的实施方式的用于在图1至图8的驱动系统中使用的复合花键接头的组成部件。图21至图23中的许多部件在图15至图20中具有等效件，并且对于这种部件将使用相同的附图标记(附加上字母“d”)。
联接构件300d提供驱动轴120d与小齿轮之间的柔性接合装置。图22中的物件704d是小齿轮，或者是与图14中示出的能够通过第三花键接头而将扭矩传递至小齿轮的部件602、603相似的联接构件。
第一花键接头由接纳在部件704d中的内凹槽705d(其可以是拱状的或平直的)内的多个滚子702d提供。联接构件300d具有外凹槽700d，外凹槽700d通常以与前述实施方式中的凹槽700相同的方式拱起(不过外凹槽700d也可以是平直的)。每个滚子702d形成相应的拱状滚子花键，其被接纳在相应的一对面对面的凹槽700d、705d中。每个滚子702d呈拱状或桶形形状。也就是说，每个滚子具有滚子轴线，滚子能够绕辊子轴线旋转，并且每个滚子沿着其滚子轴线拱起或呈圆顶状，因此其外径(即，其横向于滚子轴线的侧对侧直径)在中央处最大并且朝向两侧逐渐减小——在其相反的两个端部处达到最小值。这种拱状形状的滚子702d使小齿轮/联接构件704d能够相对于驱动轴120d倾斜。
驱动轴120d具有平直的外凹槽(未示出)，并且联接构件300d具有相应的平直的内凹槽701d(图21中示出)。第二花键接头由坐置在凹槽701d中的用以提供驱动轴120d与联接构件300d之间的一组滚珠花键的球轴承(以720d示出)提供。球轴承720d将来自驱动轴120d的扭矩传递至联接构件300d，而且球轴承720d还能够沿驱动轴中的凹槽滚动以使联接构件300d能够沿驱动轴120d轴向地滑动。为了使其它凹槽可见，附图中仅在一个凹槽701d中示出了球轴承720d。
因而，联接构件300d设置成通过第一花键接头(或直接地或者通过第二联接构件602、603以及第三花键接头)将扭矩传递至小齿轮，并且设置成通过第二花键接头而获得来自驱动轴的扭矩。
图24示出了替代性联接构件300e，替代性联接构件300e能够替代图11c中示出的联接构件300a，从而替代性联接构件300e通过第一花键接头将扭矩传递至小齿轮并且通过第二花键接头而获得来自驱动轴的扭矩。外花键310e的顶部以与图11c的联接构件300a的外花键310a相似的方式拱起。然而，与花键310a(其具有凸形的拱状侧部)不同的是，每个花键310e的侧部是凹形的，从而花键的厚度在其中央处或中央附近最小并且朝向两侧逐渐增大——在其相反的两个端部处达到最小值。接纳在外花键310e之间的凹槽中的小齿轮的内齿(未示出)具有与前述实施方式中的花键310a相同的凸形的拱状侧部。
图25示出了另外的替代性联接构件300f，替代性联接构件300f能够替代图11c中示出的联接构件300a，从而替代性联接构件300f通过第一花键接头将扭矩传递至小齿轮并且通过第二花键接头而获得来自驱动轴的扭矩。外花键与图24的实施方式中的外花键310e相似，但内花键由与前述实施方式中的凹槽701、701d相同的平直的凹槽701f替代。与前述实施方式相同，凹槽701e接纳传递扭矩但允许轴向平移的成行的球轴承(以720e示出了所述球轴承行中的一条球轴承行)。为了使这些凹槽可见，附图中在其它凹槽701f中并未示出球轴承720e。
在示出的实施方式中，小齿轮和从动齿轮各自包括滚子齿轮(滚销齿轮)或链轮。在其它实施方式中，小齿轮可以包括链轮，从动齿轮可包括滚子齿轮。滚子齿轮包括一系列滚子，该滚子齿轮形成为：该一系列滚子将两个刚性环圈连接在一起，其中，该一系列滚子呈环形布置以形成连续的轨道。滚子均能够绕销旋转，销在环圈之间延伸以形成环圈之间的刚性连接。在示出的实施方式中，滚子齿轮示出为具有两排相邻的滚子；在其它实施方式中，可能只需要单排滚子。
通过链轮和滚子齿轮来实现马达轮连接的主要优点在于，这种机构本质上坚固耐用并且对环境污染物具有耐受性。因而，可以不必将驱动系统封装在壳体内以防止碎屑和其它污染物进入。相比之下，必须适当地保护采用相啮合的带齿的齿轮的驱动系统布置免受污染物的影响，所需要的具保护性的壳体会增加重量和费用并且使日常检查变得困难。
链轮滚子布置的另一优点在于，与相啮合的带齿的齿轮布置相比较，链轮滚子布置对轮变形和小齿轮与从动齿轮之间的未对准更具耐受性。
在其它实施方式中，可以用围绕支承构件的外周延伸并且固定至所述支承构件的滚子链(也称为附接链或附接滚子链)来替代滚子齿轮。
在又一实施方式中，从动齿轮和小齿轮可以包括通常在驱动传动系中使用的类型的带齿齿轮。
尽管上面参照一个或更多个优选实施方式对本发明进行了描述，但应当理解的是，可以在不脱离如所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下进行各种改变或修改。

Claims (22)

1.一种用于飞行器的起落架的驱动系统，所述驱动系统包括：小齿轮；驱动轴，所述驱动轴设置成使所述小齿轮绕驱动轴线旋转；从动齿轮，所述从动齿轮设置成与所述小齿轮啮合以便能够在所述小齿轮的作用下旋转，所述从动齿轮能够连接至所述起落架的轮以便能够使所述轮绕轮轴线旋转；以及位于所述驱动轴与所述小齿轮之间的柔性接合装置，所述柔性接合装置包括滚珠或滚子接头，其中，所述滚珠或滚子接头具有围绕所述驱动轴线分布的多对面对面的凹槽以及多个滚珠或滚子，每对面对面的凹槽容纳有所述滚珠或所述滚子中的一个或更多个滚珠或滚子，其中，所述滚珠或所述滚子设置成在所述驱动轴与所述小齿轮之间传递扭矩，并且所述滚珠或所述滚子设置成允许所述小齿轮相对于所述驱动轴线倾斜，其中，所述柔性接合装置包括滚珠接头，所述滚珠接头具有围绕所述驱动轴线分布的多对面对面的凹槽以及多个滚珠，其中，每对面对面的凹槽容纳有所述滚珠中的成行布置的三个或更多个滚珠，并且所述滚珠设置成在所述驱动轴与所述小齿轮之间传递扭矩，并且所述滚珠设置成允许所述小齿轮相对于所述驱动轴线倾斜，并且每个凹槽沿所述凹槽的长度弯曲，使得所述滚珠距所述驱动轴线的径向距离沿着所述滚珠形成的行变化，其中，所述径向距离在所述行的中央处或中央附近达到最大值并且在所述最大值的两侧减小。
2.根据权利要求1所述的驱动系统，其中，每对凹槽中的一个凹槽的宽度沿着所述一个凹槽的长度变化，其中，所述宽度在所述凹槽的中央处或中央附近达到最小值并且在所述最小值的两侧增大。
3.一种用于飞行器的起落架的驱动系统，所述驱动系统包括：小齿轮；驱动轴，所述驱动轴设置成使所述小齿轮绕驱动轴线旋转；从动齿轮，所述从动齿轮设置成与所述小齿轮啮合以便能够在所述小齿轮的作用下旋转，所述从动齿轮能够连接至所述起落架的轮以便能够使所述轮绕轮轴线旋转；以及柔性接合装置，所述柔性接合装置包括位于所述驱动轴与所述小齿轮之间的拱状花键接头以允许所述小齿轮相对于所述驱动轴线倾斜，其中，所述拱状花键接头包括多个滚珠花键，每个滚珠花键由相应成行的滚珠形成，并且每行滚珠均被接纳在相应的拱状凹槽中。
4.根据权利要求3所述的驱动系统，其中，所述拱状花键接头设置成允许所述小齿轮沿所述驱动轴线平移。
5.根据权利要求3或4所述的驱动系统，其中，所述拱状花键接头以能够滑动的方式安装在所述驱动轴上以允许所述小齿轮与所述驱动轴之间的相对平移。
6.根据权利要求3或4所述的驱动系统，其中，所述拱状花键接头包括联接构件，所述联接构件以能够滑动的方式安装在所述驱动轴上以允许所述小齿轮与所述驱动轴之间沿着所述驱动轴线的相对平移。
7.根据权利要求3或4所述的驱动系统，其中，所述柔性接合装置设置成允许所述小齿轮与所述驱动轴之间沿着所述驱动轴线的相对平移。
8.根据权利要求3或4所述的驱动系统，其中，所述小齿轮可选地通过联接构件以能够滑动的方式安装在所述驱动轴上以允许所述小齿轮与所述驱动轴之间的相对平移。
9.根据权利要求3或4所述的驱动系统，还包括成对的弹簧，所述成对的弹簧提供将所述小齿轮朝向沿着所述驱动轴线的中央位置偏压的相反的力。
10.根据权利要求3或4所述的驱动系统，其中，所述柔性接合装置还包括第二花键接头，所述第二花键接头设置成允许所述小齿轮相对于所述驱动轴沿着所述驱动轴线平移。
11.根据权利要求10所述的驱动系统，其中，所述第二花键接头包括接纳在相应的多个凹槽内的多个花键，并且所述花键能够沿着所述凹槽移动或者所述凹槽能够沿着所述花键移动以允许所述小齿轮相对于所述驱动轴沿着所述驱动轴线平移。
12.根据权利要求10所述的驱动系统，其中，所述拱状花键接头包括接纳在所述小齿轮中的相应的多个内凹槽内的多个外花键，所述内凹槽能够相对于所述外花键倾斜以允许所述小齿轮相对于所述驱动轴线倾斜，所述第二花键接头包括接纳在所述驱动轴中的相应的多个外凹槽内的多个内花键，并且所述内花键能够沿着所述外凹槽移动以允许所述小齿轮相对于所述驱动轴沿着所述驱动轴线平移。
13.根据权利要求12所述的驱动系统，其中，所述外花键和所述内花键形成为将来自所述驱动轴的扭矩传递至所述小齿轮的单个联接构件。
14.根据权利要求10所述的驱动系统，其中，所述第二花键接头包括滚珠花键接头。
15.根据权利要求3或4所述的驱动系统，其中，所述拱状花键接头包括多个拱状花键，并且每个拱状花键包括拱状滚子。
16.根据权利要求3或4所述的驱动系统，其中，所述拱状花键接头包括设置成允许所述小齿轮相对于所述驱动轴线倾斜的球面轴承。
17.根据权利要求3或4所述的驱动系统，其中，所述拱状花键接头包括接纳在相应的多个凹槽内的多个花键；每个花键具有一对相反的侧部、一对相反的端部以及顶部，所述顶部沿着所述花键的长度在所述花键的所述一对相反的端部之间延伸，并且所述顶部提供所述花键的外径；并且每个花键沿着所述花键的所述长度拱起，使得所述花键的所述外径在所述花键的中央处或中央附近达到最大外径并且在所述最大外径的两侧朝向所述花键的所述相反的端部逐渐减小。
18.一种用于飞行器的起落架的驱动系统，所述驱动系统包括：小齿轮；驱动轴，所述驱动轴设置成使所述小齿轮绕驱动轴线旋转；从动齿轮，所述从动齿轮设置成与所述小齿轮啮合以便能够在所述小齿轮的作用下旋转，所述从动齿轮能够连接至所述起落架的轮以便能够使所述轮绕轮轴线旋转；位于所述驱动轴与所述小齿轮之间的第一花键接头，所述第一花键接头设置成允许所述小齿轮相对于所述驱动轴线倾斜；以及位于所述驱动轴与所述小齿轮之间的第二花键接头，所述第二花键接头设置成允许所述小齿轮相对于所述驱动轴沿着所述驱动轴线平移，还包括位于所述驱动轴与所述小齿轮之间的联接构件，其中，所述联接构件设置成通过所述第一花键接头和所述第二花键接头将来自所述驱动轴的扭矩传递至所述小齿轮。
19.根据权利要求18所述的驱动系统，其中，所述联接构件设置成通过所述第一花键接头将扭矩传递至所述小齿轮，并且所述联接构件设置成通过所述第二花键接头获得来自所述驱动轴的扭矩。
20.一种用于飞行器的起落架的驱动系统，所述驱动系统包括：小齿轮；驱动轴，所述驱动轴设置成使所述小齿轮绕驱动轴线旋转；从动齿轮，所述从动齿轮设置成与所述小齿轮啮合以便能够在所述小齿轮的作用下旋转，所述从动齿轮能够连接至所述起落架的轮以便能够使所述轮绕轮轴线旋转；以及柔性接合装置，所述柔性接合装置包括位于所述驱动轴与所述小齿轮之间的拱状花键接头以允许所述小齿轮相对于所述驱动轴线倾斜，其中，所述柔性接合装置还包括第二花键接头，所述第二花键接头设置成允许所述小齿轮相对于所述驱动轴沿着所述驱动轴线平移，还包括位于所述驱动轴与所述小齿轮之间的联接构件，其中，所述联接构件设置成通过所述拱状花键接头和所述第二花键接头将来自所述驱动轴的扭矩传递至所述小齿轮。
21.根据权利要求20所述的驱动系统，其中，所述联接构件设置成通过所述拱状花键接头将扭矩传递至所述小齿轮，并且所述联接构件设置成通过所述第二花键接头获得来自所述驱动轴的扭矩。
22.一种飞行器的起落架，包括：起落架轮；以及根据任一项前述权利要求所述的驱动系统，其中，所述驱动系统的从动齿轮连接至所述起落架轮。
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