CN110053762A - 转矩管组件及组装转矩管组件的方法 - Google Patents

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Abstract

本文描述了转矩管组件及组装转矩管组件的方法。示例性转矩管组件包括转矩管，该转矩管具有第一端和与第一端相对的第二端。第一配件联接到第一端，而第二配件联接到第二端。第一配件联接到飞行器的第一高升力装置。第二配件具有花键部分。转矩管组件还包括具有通道和第一轭部的滑动花键轴。第二配件可滑动地接收在通道内。转矩管组件进一步包括具有第二轭部的花键联接器，该第二轭部联接到滑动花键轴的第一轭部以形成U形接头。花键联接器联接到飞行器的第二高升力装置。

Description

转矩管组件及组装转矩管组件的方法
技术领域
本公开总体上涉及转矩管组件，并且更具体地涉及用于飞行器高升力装置的带U形接头的转矩管组件。
背景技术
飞行器沿着机翼的前缘和后缘采用高升力装置，有时称为辅助翼型。例如，沿着机翼的前缘的高升力装置称为缝翼，而沿着机翼的后缘的高升力装置称为襟翼。高升力装置被致动以从机翼向外延伸以在起飞和着陆期间改变机翼的空气动力升力。每个高升力装置由一个或多个驱动机构致动，该驱动机构联接到机翼中的肋或支撑梁。具体地，每个驱动机构包括小齿轮，该小齿轮旋转以驱动联接到高升力装置的齿条。当小齿轮旋转时，齿条被驱动以使高升力装置沿着导轨移动，由此使高升力装置从机翼向外延伸。每个小齿轮与齿轮旋转致动器(GRA)驱动接合。每个小齿轮和其相应的GRA经由转矩管与相邻的(例如，上游和下游的)小齿轮和GRA互连。换句话说，飞行器通常采用一系列转矩管，其沿着机翼的前缘或后缘将转矩传递到每个驱动机构。一个马达可以用于驱动一个驱动机构，由此通过一系列转矩管将转矩传递给每个其它驱动机构。因此，每个高升力装置可以被控制为与其它高升力装置同时在收起配置与伸展配置之间移动。
已知的转矩管组件利用螺栓凸缘或板将转矩管联接到小齿轮或GRA。然而，使用凸缘导致相对较大的旋转外壳，这需要相对较大的空间来容纳旋转凸缘。此外，在一些情况下，凸缘的螺栓可能松动，由此降低了转矩管的结构完整性。而且，当机翼屈曲(flex)时(例如，由于机翼重量随着燃料的减少而变化)，驱动机构之间的对准和距离可能改变。这种机翼屈曲导致转矩管组件上有附加的力和应变。
发明内容
本文公开的示例性转矩管组件包括转矩管，该转矩管具有第一端和与第一端相对的第二端。第一配件联接到第一端，而第二配件联接到第二端。第一配件联接到飞行器的第一高升力装置。第二配件具有花键部分。示例性转矩管组件还包括具有通道的滑动花键轴。第二配件可滑动地接收在通道内。滑动花键轴具有第一轭部。示例性转矩管组件进一步包括具有第二轭部的花键联接器。花键联接器的第二轭部联接到滑动花键轴的第一轭部以形成U形接头。花键联接器联接到飞行器的第二高升力装置。
本文公开的示例性方法包括将第一配件联接到转矩管的第一端并且将第二配件联接到转矩管的第二端。第一配件具有第一轭部，而第二配件具有径向延伸的花键部分。该示例性方法还包括将第一轭部联接到第一花键联接器的第二轭部以形成第一U形接头，并且将第二配件的花键部分插入滑动花键轴的通道。滑动花键轴具有第三轭部。该示例性方法进一步包括将第三轭部联接到第二花键联接器的第四轭部以形成第二U形接头，将第一花键联接器联接到与飞行器机翼上的第一高升力装置相关联的第一驱动轴，并且将第二花键联接器联接到与飞行器机翼上的第二高升力装置相关联的第二驱动轴。
本文公开的飞行器包括联接到飞行器的机翼的第一齿轮旋转致动器(GRA)和联接到机翼的第二齿轮旋转致动器(GRA)。第一GRA具有第一驱动轴，而第二GRA具有第二驱动轴。示例性飞行器进一步包括联接在第一驱动轴与第二驱动轴之间的转矩管组件。转矩管组件具有固定地联接到第一驱动轴的第一部分和固定地联接到第二驱动轴的第二部分，该第一部分轴向可滑动地联接到该第二部分。
附图说明
图1示出了示例性飞行器，其中可以实施示例性转矩管组件和本文公开的相关方法。
图2是图1中的飞行器的机翼的下侧的局部剖视图，其示出了根据本公开的教导构造的示例性转矩管组件。
图3是图2的示例性转矩管组件的透视图，该转矩管组件具有第一示例性接头和第二示例性接头。
图4是图3的第一示例性接头的放大透视图，其采用示例性花键联接器来接收示例性花键齿轮。
图5是图4的第一示例性接头的分解视图。
图6是图4的示例性花键联接器的单独透视图。
图7是图4的示例性花键联接器和示例性花键齿轮的横截面视图。
图8是图4的第二示例性接头的放大透视图，该第二示例性接头采用示例性滑动花键轴。
图9是图8的第二示例性接头的横截面视图。
图10是图8的第二示例性接头的分解视图。
图11是可以在图8的示例性滑动花键轴上实施的示例性润滑油保持器的分解视图。
图12是用于构造和/或组装示例性转矩管组件的示例性方法。
附图并未按比例绘制。相反，可以在附图中放大层或区的厚度。通常，在整个附图和随附的书面描述中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。如在该专利中所使用的，任何部分(例如，层、膜、区域、区或板)以任何方式(例如，定位在、位于、设置在或形成在等)在另一个部分上的陈述指示所引用的部分与另一部分接触，或者所引用的部分在另一部分上方且一个或多个中间部分位于其间。任何部分与另一个部分接触的陈述表示这两个部分之间没有中间部分。
具体实施方式
本文公开了示例性转矩管组件和相关方法，其可以用于将来自驱动器(诸如，马达的输出轴或高升力装置的致动器)的转矩机械地传输到从动装置，诸如高升力装置的后续(例如，下游、外侧)致动器的输入轴。本文公开的示例性转矩管组件包括形成在转矩管的一端上的第一转矩管配件与第一花键联接器之间的第一万向接头(U形接头)。第一花键联接器包括整体轭部，其与第一转矩管配件上的轭部联接以形成第一U形接头。第一转矩管配件的轭部与第一转矩管配件成一体，因此固定地附接到转矩管的端部。花键联接器包括具有花键(例如，肋)的开口以接收驱动构件(例如，第一驱动轴)的花键齿轮或轴。例如，驱动构件可以是齿轮旋转致动器(GRA)的小齿轮轴和/或输出轴。
示例性转矩管组件还包括第二转矩管配件，其在转矩管的与第一转矩管配件相对的端部上。第二转矩管配件可滑动地插入滑动花键轴中的通道中。具体地，第二转矩管配件包括与通道内侧的花键啮合的花键，这使得第二转矩管配件和滑动花键轴能够相对于彼此轴向滑动但不相对于彼此旋转。滑动花键轴包括轭部，该轭部与在第二花键联接器上的轭部形成第二U形接头。类似于第一花键联接器，第二花键联接器包括具有花键(例如，肋)的开口以接收驱动构件(例如，第二驱动轴)的另一个花键齿轮或轴。因此，转矩管组件的一端包括第一花键联接器，其可以联接到第一GRA(例如，上游驱动构件)的第一驱动轴，而转矩管组件的另一端包括第二花键联接器，其可以联接到第二GRA(例如，下游从动构件)的第二驱动轴。当第一GRA的花键齿轮旋转时，旋转动力从第一GRA的上游驱动轴传递到第二GRA的下游从动轴。
在一些示例中，第一花键联接器和第二花键联接器分别固定地联接(例如，经由螺纹紧固件)到第一和第二驱动轴，而第二转矩管配件可滑动地设置在滑动花键轴内。因此，转矩管组件的一部分(包括转矩管、第一转矩管配件以及第一花键联接器)固定地联接到飞行器，而转矩管组件的第二部分(包括滑动花键轴和第二花键联接器)固定地联接到飞行器，并且这两个部分轴向可滑动地彼此联接。因而，转矩管组件的两个部分可以相对于彼此轴向平移，同时仍然在这两个驱动轴之间传递旋转运动。因此，当机翼屈曲时，转矩管组件的部分可以轴向移动(相对于彼此)，以减小转矩管组件上的应变和力。而且，当机翼屈曲时，U形接头使得转矩管组件能够相对于驱动构件(例如，第一驱动轴和/或花键齿轮)或从动构件(例如，第二GRA的下游驱动轴)成角度地移动，同时仍然在两个构件之间传递旋转运动。此外，在安装期间，例如，当将待组装的转矩的两端连接到第一和第二驱动轴(在一些情况下，具有相对紧密的公差)时，伸长和缩短转矩管组件的能力是有益的。
在一些示例中，第二转矩管配件包括两个花键部分，其彼此间隔开并且接合滑动花键轴的通道内侧上的花键。在一些示例中，一个或多个保持螺栓拧入滑动花键轴的侧面中并且在第一和第二花键部分之间延伸到通道中，以防止第二转矩管配件和滑动花键轴完全断开(例如，如果部分之一发生故障)。例如，如果转矩管组件的一部分与飞行器断开，则保持螺栓防止第二转矩管配件与滑动花键轴断开，因此确保故障部分经由转矩管组件的其它部分保持连接到飞行器。因而，示例性保持螺栓防止转矩管组件的(多个)部分可能离开飞行器和/或可能导致对飞行器的损坏。
在一些示例中，转矩管组件包括润滑油保持器，该润滑油保持器覆盖开口，在该开口中第二转矩管配件插入到滑动花键轴的通道中。润滑油保持器防止湿气和/或其它不需要的材料积聚在通道中，否则可能导致通道中的腐蚀和各部分的潜在咬合。此外，在一些示例中，将润滑油注入通道中以在第二转矩管配件的花键与滑动花键轴的花键之间提供润滑。润滑油保持器防止润滑油从通道中逸出。
本文公开的示例性转矩管组件采用花键连接而不是如已知的转矩管组件中所见的螺栓连接的板/凸缘连接件。花键连接提供优良的转矩传递。此外，如果例如已知的板/凸缘连接件的螺栓失效，则板/凸缘分开，因此不能在其间传递旋转能量。然而，在本文公开的示例性转矩管组件中，如果螺栓失效，则花键连接保持完整，因此，转矩管组件可以继续传递旋转能量(经由每个部件上的花键之间的相互作用)。另外，在一些示例中，示例性转矩管组件不采用凸缘(例如，因为它们实施较小的外壳配件，诸如形成有EMF的配件)，因此，旋转外壳相对小于已知的转矩管组件。而且，在这样的示例中，消除了松动凸缘螺栓的风险。此外，本文描述的示例性转矩管组件不易受动态不平衡的影响，动态不平衡可能由例如螺栓缺失引起。本文所述的示例性转矩管组件也利用比已知转矩管组件更少的紧固件。
图1示出了可以实施本文公开的示例的示例性飞行器100。在所示示例中，飞行器100包括机身102、联接到机身102的第一机翼104、以及联接到机身102的第二机翼106。所示示例的第一机翼104和第二机翼106具有控制表面，诸如高升力装置(例如，辅助翼型、缝翼、Kreuger襟翼、后缘缝翼等)，其沿着第一机翼104和第二机翼106的前缘和后缘定位，并且可以移位或伸展以改变飞行器100的空气动力升力。当从第一机翼104伸展时，高升力装置增加第一机翼104的有效大小、曲率弧度和面积，由此增加第一机翼104的升力。例如，第一机翼104包括沿着前缘122定位的第一缝翼108、第二缝翼110、第三缝翼112、第四缝翼114、第五缝翼116、第六缝翼118和第七缝翼120以及沿着后缘126定位的襟翼124。第一机翼104可以包括更多或更少的缝翼和襟翼。另外或替代地，第一机翼104可以包括其它控制表面，诸如副翼、扰流板、补翼、后缘缝翼、Kreuger襟翼等。第二机翼106可以包括类似的高升力装置，但未讨论以避免冗余。
通常，缝翼108到120中的每一个使用两个单独但协调的驱动机构或致动器展开，一个驱动机构或致动器在相应缝翼108到120中的每一个的内侧上，一个在其外侧上。缝翼108到120的相应致动器经由示例性转矩管组件彼此联接并联接到相邻(例如，上游或下游)驱动机构，如本文进一步详细公开的。在所示的示例中，采用马达或动力驱动单元(PDU)128来驱动用于展开第七缝翼120的致动器。致动器的输出经由示例性转矩管组件可操作地联接到另一个致动器以用于展开第七缝翼120，该另一个致动器经由示例性转矩管组件可操作地联接以驱动另一个致动器以用于展开第六缝翼118，等等。因此，PDU128沿着第一机翼104的前缘122经由转矩管组件向所有致动器提供驱动动力以展开高升力装置。在一些示例中，PDU128还向所有致动器提供驱动动力，以驱动第二机翼106上的缝翼。结果，沿着第一机翼104和第二机翼106的前缘的所有缝翼可以同时展开。虽然关于缝翼108到120描述了转矩管组件，但是应当理解的是，本文公开的示例可以类似地应用于任何其它高升力装置(例如，后缘襟翼)。
图2示出了第一机翼104的前缘122在第一缝翼108与第二缝翼110之间的下侧。如上文所公开，缝翼108到120中的每一个由两个致动器(例如，齿条和小齿轮组件)致动，该致动器安装到第一机翼104中的肋或支撑件，并且致动器由PDU128(图1)驱动。示出了示例性转矩管组件200，其用于在第二缝翼110的致动器之一与第一缝翼108的致动器之一之间传递旋转能量。具体地，提供第一致动器202以移动第一缝翼108。第一致动器202包括第一齿条204(例如，齿轮齿条、齿条(toothed rack))、驱动第一齿条204的第一小齿轮206(例如，圆形齿轮)、以及驱动第一小齿轮206的第一齿轮旋转致动器(GRA)208。第一小齿轮206可旋转地联接(例如，安装)到第一机翼104的第一肋或支撑件210。当第一小齿轮206旋转时，第一齿条204被向外驱动，由此使第一缝翼108从第一机翼104向外伸展。在一些示例中，第一小齿轮206驱动扇形齿轮，该扇形齿轮驱动第一齿条204。第一小齿轮206联接到第一GRA208并由其驱动。第一GRA208具有上游或输入轴212和下游或输出轴(例如，高升力装置驱动轴)。第一GRA208包含齿轮系(例如，齿轮系统、传动装置)，其可以用于改变输入部(例如，输入轴212)与第一小齿轮206之间的齿轮比。通常，PDU128(图1)以相对较快的速度(例如，约700转/分钟(RPM))旋转。第一GRA208降低了提供给第一小齿轮206的转速，因此增加了提供给第一小齿轮206的转矩。类似于第一缝翼108，第二缝翼110包括第二致动器216，该第二致动器具有第二齿条218和第二小齿轮220，该第二小齿轮由第二GRA222驱动并且可操作地联接到第二肋或支撑件224。第二GRA222具有上游或输入轴226和下游或输出轴228(例如，高升力装置驱动轴)。为了将旋转能量从第二GRA222的输出轴228传递到第一GRA208的输入轴212，采用示例性转矩管组件200。当第二GRA222的输出轴228旋转时，旋转动力经由转矩管组件200传递到第一GRA208的输入轴212。在缝翼108到120中的每一个的每个致动器(例如，齿条和小齿轮组件)之间可以类似地采用转矩管组件。例如，作为最内侧缝翼的第七缝翼120(图1)包括由PDU128(图1)驱动的致动器(例如，小齿轮和GRA)。致动器的输出经由转矩管组件可操作地联接到第七缝翼120的另一个致动器或第六缝翼118的致动器，等等。因此，第二GRA(以及因此第二小齿轮220)的输入轴226经由上游转矩管组件旋转，该上游转矩管组件可操作地联接到第二缝翼110的内侧致动器或来自第三缝翼112的致动器(例如，取决于缝翼108到120中的每一个使用多少个致动器)。类似地，第一GRA208的输出轴214可以经由示例性转矩管组件可操作地联接到第一缝翼108的另一个致动器。
图3是联接在第二GRA222的输出轴228与第一GRA208的输入轴212之间的示例性转矩管组件200的单独视图。在所示的示例中，转矩管组件200包括第一接头300，其将转矩管304的第一端302联接到第二GRA222的输出轴228。转矩管组件200还包括在转矩管304的第二端308与第一GRA208的输入轴212之间的第二接头306。转矩管304可以具有任何期望的长度。虽然在本文公开的许多示例中，转矩管组件200被描述为在两个致动器的驱动轴之间，但是在其它示例中，一个或多个转矩管支撑件可以位于两个致动器或驱动机构之间(例如，当两个致动器之间的距离相对较长时)。因此，在一些示例中，转矩管组件200可以分开或分成附加的转矩管组件。例如，代替联接到(例如，上游或下游致动器的)输入/输出轴，转矩管组件200的第一接头300和/或第二接头306可以在转矩管支撑件(例如，机翼中的肋或支撑件)处联接到花键轴。
图4是第一接头300的放大视图，而图5是第一接头300的分解视图。如所示的示例中所示，转矩管304的第一端302联接到第一转矩管配件400(在本文称为第一配件400)。在所示的示例中，第一配件400通过电磁配合或成形(EMF)过程固定地联接到转矩管304的第一端302。在第5,983,478号美国专利中描述了用于将端部配件联接到转矩管的端部的示例性EMF过程，该专利的全部内容通过引用结合到本文。EMF在转矩管的一端与端部配件之间产生优良的刚性转矩传输联接。在其它示例中，第一配件400可以使用其它机械和/或化学技术(例如，焊接、螺纹紧固件、粘合剂等)联接到转矩管304的第一端302。
在所示的示例中，第一配件400与第一花键联接器404形成第一U形接头402。如图5中更清楚地所示，第一U形接头402包括十字轴颈500(例如，十字臂)和四个轴承盖502(其包括一组滚针轴承)，十字轴颈和四个轴承盖联接在第一配件400上的第一轭部504(例如，叉形件)与第一花键联接器404上的第二轭部506之间。第一配件400具有壁或板508以及第一耳部510和第二耳部512，第一耳部和第二耳部从板508延伸以形成第一轭部504。第一耳部510和第二耳部512具有沿着轴线517同轴对齐的相应第一开口514和第二开口516。第一开口514和第二开口516接收十字轴颈500的两个轴承盖502。在所示的示例中，第一轭部504与第一配件400成一体，因此形成基本上整体件或结构。然而，在其它示例中，第一轭部504和第一配件400可以由可操作地彼此联接的多个件构成。
如图4和5中所示，第一花键齿轮406联接到第二GRA222的输出轴228(图3)。在一些示例中，第一花键齿轮406与输出轴228成一体(例如，被构造为单个整体件或部件)。第一花键齿轮406联接到第一花键联接器404。具体地，第一花键齿轮406接收在第一花键联接器404的孔或开口410内。
图6是第一花键联接器404的单独透视图，而图7是插入第一花键联接器404中的第一花键齿轮406的横截面视图。如图6和7中所示，第一花键联接器404包括壁或板600。环形壁602从板600延伸以限定开口410，该开口与第一花键联接器404的纵向轴线604对齐。第一花键联接器404包括从板600延伸的第一耳部606和第二耳部608，它们形成第二轭部506(例如，在与环形壁602的方向相反的方向上)。第一耳部606和第二耳部608具有沿着轴线614同轴对齐的相应第一开口610和第二开口612。在所示的示例中，轴线614垂直于纵向轴线604。第一开口610和第二开口612接收十字轴颈500的两个轴承盖502(图5)。如图6中所示，第一花键联接器404的开口410包括围绕环形壁602的内表面618的花键616(例如，肋、凹槽、通道)。在所示的示例中，第一花键联接器404(包括第二轭部506)是基本上整体件或结构。然而，在其它示例中，第一花键联接器404可以由可操作地彼此联接的多个件构成。
在所示的示例中，第一花键联接器404包括三个孔或孔隙620、622、624，它们延伸穿过环形壁602进入开口410(例如，在垂直于纵向轴线604的方向上)。孔620、622、624用于接收螺纹紧固件518(图5)以将第一花键齿轮406联接到第一花键联接器404。在所示的示例中，孔620、622、624围绕环形壁602等距间隔开(例如，彼此间隔开120°)。在其它示例中，第一花键联接器404可以包括更多或更少的孔和/或孔可以不同地间隔开。
如图5和7中所示，第一花键齿轮406具有三个孔(其中两个在图5中示出并被标记为520和522)，这三个孔与第一花键联接器404的孔620、622、624对齐。例如，如图7中所示，第一花键齿轮406插入第一花键联接器404的开口410。第一花键齿轮406的三个孔与第一花键联接器404的相应孔620、622、624对齐。螺纹紧固件518(图5)旋拧到孔620、622、624中并进入第一花键齿轮406的对应孔中，以联接第一花键齿轮406和第一花键联接器404。螺纹紧固件518可以是螺栓、螺钉或任何其它合适的紧固机构。
图8是第二接头306的放大视图，图9是第二接头306的横截面通路，而图10是第二接头306的分解视图。在所示的示例中，第二转矩管配件800(在本文称为第二配件800，并且也可以称为滑动件或花键)联接到转矩管304的第二端308。类似于第一配件400(图4)，第二配件800可以通过EMF过程联接到转矩管304的第二端308。在其它示例中，第二配件800可以经由另一种机械和/或化学紧固技术联接到转矩管304的第二端308。在所示的示例中，第二转矩管配件800包括轴802，该轴可滑动地接收在滑动花键轴804内，下面将进一步详细讨论。
在图8到10的所示的示例中，转矩管组件200的第二接头306包括滑动花键轴804。滑动花键轴804与第二花键联接器808形成第二U形接头806。具体地，滑动花键轴804包括第三轭部810，第二花键联接器808包括第四轭部812，并且具有四个轴承盖816的十字轴颈814设置在第三轭部810与第四轭部812之间。
如图9和10中所示，联接到第一GRA208(图2和3)的输入轴212的第二花键齿轮900接收在第二花键联接器808内并联接到该第二花键联接器。因此，第二花键联接器808联接到第一GRA208的输入轴212。第二花键联接器808可以经由螺纹紧固件(例如，三个螺栓)固定地联接到第二花键齿轮900，这类似于第一花键联接器404(图5到7)与第一花键齿轮406之间的连接。实际上，在该示例中，滑动花键轴804的第三轭部810与第一配件400(图5)的第一轭部504(图5)基本上相同，十字轴颈814和轴承盖816与十字轴颈500和轴承盖502(图5)基本上相同，第二花键联接器808与第一花键联接器404(图5到7)基本上相同，并且第二花键齿轮900与第一花键齿轮406基本上相同(例如，第二花键齿轮900包括花键和用于接收螺纹紧固件的开口)。因此，为了避免冗余，本文未提供对第二U形接头806以及滑动花键轴804、第二花键联接器808和第二花键齿轮900之间的连接的描述。相反，感兴趣的读者参考上面关于第一U形接头402(图4)以及第一配件400、第一花键联接器404和输出轴228上的第一花键齿轮406之间的连接的描述。在一些示例中，代替使用第一花键齿轮406和第二花键齿轮900，输入轴212和输出轴228可以替代地为花键连接并且大小被设计成分别配合在第一花键联接器404和第二花键联接器808内。
因此，在该示例中，第一花键联接器404(图4)(转矩管组件200的一端)固定地联接到第二GRA222的输出轴228(图3)，而第二花键联接器808固定地联接到第一GRA208的输入轴212。在一些示例中，六个螺纹紧固件(例如，螺栓)用于将转矩管组件200的端部固定地联接到飞行器100(三个螺纹紧固件用于第一花键联接器404，并且三个螺纹紧固件用于第二花键联接器808)。因此，在一些示例中，与需要多个螺丝刀或扳手(一个用于螺栓加热并且一个用于螺母)并且需要附加的空间来配合附加的工具的已知螺栓凸缘/板组件相比，可能仅需要一个螺丝刀或套筒扳手来将转矩管组件200的端部附接到飞行器100。在其它示例中，可以使用更多或更少的螺纹紧固件来将转矩管组件200的端部联接到飞行器100。
第二配件800可在形成于滑动花键轴804中的通道(例如，开口、通道等)内轴向移动。例如，如图9中所示，通道902(例如，花键通道)形成在第一开口904(在滑动花键轴804的一端上)与第二开口906(在滑动花键轴804的相对端上，其在第三轭部810的耳部之间开放)之间。通道902和第一开口904也在图10中示出。
如图9和10中所示，滑动花键轴804包括在通道902的内表面上的花键908(例如，肋、凹槽、通道)。第二配件800包括从轴802径向延伸的第一花键部分910和第二花键部分912。第一花键部分和第二花键部分与通道902中的花键908啮合，这使得第二配件800和滑动花键轴804能够相对于彼此滑动，同时仍然在彼此之间传递旋转运动。换句话说，第二配件800的轴802可在通道902内轴向滑动，但不能在通道902内旋转。当飞行器100的第一机翼104(图2)屈曲时，该滑动相互作用使得转矩管组件200能够伸长或缩短，由此减小转矩管组件200上的纵向负载。例如，转矩管组件200可以被认为是两个部分：包括第一花键联接器404、第一配件400、转矩管304和第二配件800的第一部分；以及包括滑动花键轴804和第二花键联接器808的第二部分。当第一部分在第二GRA222处联接到飞行器100而第二部分在第一GRA208处联接到飞行器100时，这两个部分可以相对于彼此滑动或轴向移动，由此使转矩管组件200(图2)能够在第一机翼104(图2)屈曲或弯曲时轴向地(例如，纵向地)移动，同时仍然在第二GRA222与第一GRA208之间传递旋转运动。另外，U形接头300、306使得转矩管组件200能够相对于第二GRA222的输出轴228和第一GRA208的输入轴212成角度地移动(例如，如果输出轴228和输入轴212未对齐)。因此，转矩管组件200可以成角度地和/或轴向地移位，因此与已知组件体验到的应变或不利的力相比，在转矩管组件200上施加的应变或不利的力更小。
在一些示例中，为了防止第二配件800和滑动花键轴804彼此完全断开，示例性转矩管组件200可以包括一个或多个保持元件。一个或多个保持元件可以阻止、接触和/或以其它方式防止第二配件800完全离开滑动花键轴804并与其断开。在一些示例中，一个或多个保持元件可以实施为一个或多个螺栓。例如，如图9和10中所示，第一保持螺栓914和第二保持螺栓916分别拧入滑动花键轴804中的第一开口918和第二开口920中。第一保持螺栓914也在图8中示出。第一保持螺栓914和第二保持螺栓916在第一花键部分910与第二花键部分912之间延伸到通道902中(但是，在一些示例中，不与轴802的侧面接合)。如果第二配件800或滑动花键轴804相对于另一个移动超过阈值距离(例如，由第一花键部分910与第二花键部分912之间的距离限定)，则第一花键部分910或第二花键部分912接合第一保持螺栓914和/或第二保持螺栓916。例如，如果转矩管组件200的第一部分与飞行器100断开，则第一部分保持联接到第二部分，因此，第二部分(仍然联接到飞行器100)防止第一部分与飞行器100断开。这也适用于第二部分与飞行器100断开的情况。在一些示例中，第一花键部分910和第二花键部分912间隔开的距离大于在正常操作期间发生的轴向屈曲(例如，大约0.6英寸)。结果，在正常操作期间，第一花键部分910或第二花键部分912都不接触第一保持螺栓914和第二保持螺栓916。相反，第一保持螺栓914和第二保持螺栓916仅在转矩管组件200的一个或多个部分发生故障的情况下接触。
在所示的示例中，第一保持螺栓914和第二保持螺栓916设置在滑动花键轴804的相对侧上(例如，相隔180°)。然而，在其它示例中，第一保持螺栓914和第二保持螺栓916可以不同地间隔开。在所示的示例中，实施了两个保持螺栓，在一些示例中，这两个保持螺栓提供双重冗余(以防一个保持螺栓失效)。然而，在其它示例中，可以仅使用一个保持螺栓，或者可以使用两个以上的保持螺栓。此外，在其它示例中，作为第一保持螺栓914和第二保持螺栓916的补充或替代，可以使用另一个保持元件，诸如销(例如，非螺纹销)。
在一些示例中，在通道902中使用润滑油来润滑第二配件800与滑动花键轴804之间的滑动相互作用。在一些示例中，可以经由第一润滑油端口818和第二润滑油端口820(图8和10)将润滑油注入通道902中。当润滑油注入通道902时，润滑油渗透通道902，这在第一花键部分910和第二花键部分912与滑动花键轴804的花键908之间提供滑动润滑。在所示的示例中，第一润滑油端口818和第二润滑油端口820位于滑动花键轴804的相对侧上。第一润滑油端口818和第二润滑油端口820沿着与第一保持螺栓914和第二保持螺栓916相同的滑动花键轴804的横截面设置并且与螺栓偏移90°。在其它示例中，可以仅设置一个润滑油端口或者可以设置两个以上的润滑油端口和/或可以在其它位置中设置多个润滑油端口。
如图8到10中所示，转矩管组件200包括润滑油保持器822(例如，盖)以防止润滑油从通道902的第一开口904中逸出，同时仍然使得第二配件800能够移入和移出通道902。润滑油保持器822联接到滑动花键轴804并且覆盖通道902的第一开口904，在该第一开口中，第二配件800插入通道902中(例如，转矩管组件200的第一部分和第二部分的接合处)。润滑油保持器822具有第一端824和与第一端824相对的第二端826。例如，润滑油保持器822可以由相对轻质的材料(诸如尼龙)构成。在其它示例中，润滑油保持器822可以由其它材料构成。
如图9和10中所示，滑动花键轴804包括形成凹槽926的第一肋922和第二肋924。润滑油保持器822包括在第一端824附近的向内延伸的套环928，其配合在凹槽926内。在一些示例中，条带、带子、缆线和/或其它夹紧构件缠绕在套环928的外部以将润滑油保持器822保持在滑动花键轴804上。在其它示例中，可以不使用条带、带子、缆线或夹紧构件。相反，润滑油保持器822可以足够刚性以保持安置在凹槽926中，因此保持联接到滑动花键轴804。
如图9中所示，润滑油保持器822的第二端826(设置在滑动花键轴804的端部外侧(超出该端部)(例如，约0.5英寸))朝向第二配件800的轴802向内延伸。润滑油保持器822的第二端826包括密封件930(例如，o形环)，其提供润滑油保持器822与轴802之间的密封接合以将润滑油保持在通道902内(和/或包含在通道902外部的小区域内)。此外，润滑油保持器822防止水分和其它不需要的材料积聚在通道902中并且对花键的表面产生不利影响(例如，腐蚀花键)。
在一些示例中，为了防止润滑油从通道902的第二开口906(在图9中的右侧)中逸出，插塞932(图9和10中所示)从第二开口906插入通道902中。在一些示例中，插塞932按压配合到通道902中。在其它示例中，插塞932可以经由另一种机械和/或化学紧固技术联接到滑动花键轴804。
如图9和10中所示，在一些示例中，为了防止通道902的过压，滑动花键轴804包括第一润滑油释放端口934和第二润滑油释放端口936(例如，通气孔)。第一润滑油释放端口934和第二润滑油释放端口936是相对小的开口或孔口。如果通道902内部的压力变得太高，则润滑油释放端口934、936的大小被设计成使得润滑油能够从通道902中逸出。否则，通道902内部的压力可能导致插塞932和/或润滑油保持器822弹出。虽然在所示的示例中实施了两个润滑油释放端口，但是在其它示例中，可以仅实施一个润滑油释放端口或者可以实施两个以上的润滑油释放端口。此外，在其它示例中，一个或多个润滑油端口可以位于其它位置中和/或不同地间隔开。此外，如图8和10中所示，在一些示例中，润滑油保持器822包括一个或多个润滑油释放端口828(其中两个在图8中提及，并且其中两个在图10中提及)，其位于第二端826附近。润滑油释放端口828类似地释放过压或过量的润滑油。在一些示例中，润滑油保持器822包括四个润滑油释放端口828(例如，围绕润滑油保持器822均匀地间隔开)。在其它示例中，润滑油保持器822可以包括更多或更少的润滑油释放端口和/或润滑油释放端口可以设置在其它位置中。
在一些示例中，润滑油保持器822由联接在一起以形成润滑油保持器822的两个件或部分构成。图11示出了由第一部分1100a和第二部分1100b构成的润滑油保持器822的示例性实施方案。第一部分1100a和第二部分1100b是相同类型的部分(即，具有相同的形状、大小、尺寸、特征等)。第一部分1100a和第二部分1100b是半圆柱体，当联接时，它们互锁以形成完整的圆柱体。因而，在制造期间，仅需要制造一种类型的部分(例如，一个模具可以用于制造多个部分)，并且可以组装两个部分以形成润滑油保持器822。因此，通过制造相同部分的多个副本，可以廉价地制造示例性润滑油保持器822。为了避免冗余，下面仅描述第一部分1100a的细节。然而，应当理解的是，第二部分1100b包括相同的特征。
在所示的示例中，第一部分1100a包括第一端1102和第二端1104，在该第一部分连接到第二部分1100b时，该第一端和第二端分别形成润滑油保持器822的第一端824(图8)和第二端826(图8)。第一部分1100a包括在第一端1102处或附近的第一凹槽1106，以接收滑动花键轴804上的第一肋922(图9和10)。第一部分1100a还包括第二凹槽1108，以接收滑动花键轴804上的第二肋924(图9和10)。套环部分1110形成在第一凹槽1106与第二凹槽1108之间。当第一部分1100a和第二部分1100b联接时，套环部分形成套环928(图9和10)，该套环的尺寸被设计成接收在滑动花键轴804上的凹槽926中。在所示的示例中，第一部分1100a还包括形成在第二端1104处或附近的第三凹槽1112。当第一部分1100a和第二部分1100b联接时，第三凹槽形成密封压盖以接收密封件930(图9)。图11中还示出了在第一部分1100a上的示例性润滑油释放端口828之一。
为了联接第一部分1100a和第二部分1100b，第一部分1100a包括从套环部分1110的一侧延伸的突片1114(例如，凸形延伸部)并包括形成在套环部分1110的相对侧上的狭槽1116(例如，用于接收凸形延伸部(诸如第二部分1100b的突片1114)的凹形开口)。当第一部分1100a和第二部分1100b联接时，突片1114将插入第二部分1100b上的对应狭槽1116中，并且狭槽1116接收第二部分1100b的对应突片1114。为了将第一部分1100a和第二部分1100b保持在一起，突片1114包括夹子1118(例如，凸耳、唇缘、柄脚等)，其从突片1114径向向内延伸并从突片1114向后(在与突片1114延伸的方向相反的方向上)延伸。此外，狭槽1116包括夹子开口1120，以接收第二部分1100b上的对应的夹子1118。当第二部分1100b的对应突片1114插入第一部分1100a的狭槽1116中(反之亦然)时，对应的夹子1118滑入夹子开口1120并防止第一部分1100a和第二部分1100b被拉开(除非夹子1118例如从夹子开口1120向外移动)。在其它示例中，润滑油保持器822可以由单个整体件(例如，使用诸如橡胶等柔性材料)或两个以上的件构成。
图12是表示示例性方法1200的流程图，该示例性方法可以被实施为构造和/或组装示例性转矩管组件，诸如图2的示例性转矩管组件200。在框1202处，将第一配件400联接到转矩管304的第一端302，并且将第二配件800联接到转矩管304的第二端308。在一些示例中，第一配件400和/或第二配件800经由EMF联接到转矩管304。在一些示例中，转矩管304由铝构成，而第一配件400和第二配件800由钢构成。然而，在其它示例中，转矩管304和/或第一配件400和/或第二配件800可以由其它材料构成。此外，在其它示例中，第一配件400和第二配件800可以经由其它联接技术(例如，焊接、螺纹紧固件等)联接到转矩管304。
在框1204处，将第一配件400的第一轭部504(例如，经由十字轴颈500和轴承盖502)联接到第一花键联接器404的第二轭部506以形成第一U形接头402。在框1206处，将第二配件800插入滑动花键轴804的通道902中。具体地，将第一花键部分910和第二花键部分912插入通道902的花键908中。在框1208处，将滑动花键轴804的第三轭部810(例如，经由十字轴颈814和轴承盖816)联接到第二花键联接器808的第四轭部812以形成第二U形接头806。
在框1210处，将第一花键联接器404经由第二GRA222的输出轴228联接到飞行器100。例如，第一花键联接器404可以滑动到第一花键齿轮406上，以将第一花键齿轮406插入第一花键联接器404的开口410中。在一些示例中，在将第一花键齿轮406插入第一花键联接器404之后，将螺纹紧固件518拧入第一花键联接器404和第一花键齿轮406中以将第一花键联接器404(以及因此，转矩管组件200的第一部分)固定地联接到飞行器100。
在框1212处，将第二花键联接器808经由第一GRA208的输入轴212联接到飞行器100。例如，在将第一花键联接器404联接到第一花键齿轮406之后，滑动花键轴804(例如，第二部分)可以朝向转矩管304移动以压缩或缩短转矩管组件200。第二花键联接器808可以被提升到其与第二花键齿轮900对齐的位置，并且滑动花键轴804可以远离转矩管304移动(伸长转矩管组件200)以使第二花键联接器808滑动到第二花键齿轮900上。在其它示例中，第二花键联接器808可以首先联接到第一GRA208的输入轴212。在将第二花键齿轮900插入第二花键联接器808之后，可以将一个或多个螺纹紧固件拧入第二花键联接器808和第二花键齿轮900中以将第二花键联接器808(以及因此，转矩管组件200的第二部分)固定地联接到飞行器100。
在框1214处，将第一保持螺栓914和第二保持螺栓916插入滑动花键轴804的通道902中，这防止第二配件800和滑动花键轴804完全断开。例如，第一保持螺栓914和第二保持螺栓916可以分别拧入滑动花键轴804中的第一开口918和第二开口920中。在框1216处，润滑油保持器822联接到滑动花键轴804以覆盖第一开口904。在一些示例中，润滑油保持器822由连接(互锁)的两个部分构成。在一些示例中，条带或带子围绕润滑油保持器822放置以确保润滑油保持器822不会松动。在其它示例中，可以不使用条带或带子。在框1218处，可以通过第一润滑油端口818和/或第二润滑油端口820将润滑油注入通道902中。润滑油在第二配件800的第一花键部分910和第二花键部分912与通道902的花键908之间提供润滑。
虽然参考图12中所示的流程图描述了示例性方法1200，但是可以替代地使用制造和/或组装图2的示例性转矩管组件200的许多其它方法。例如，可以改变框的执行顺序，和/或可以改变、消除或组合所描述的一些框。类似地，可以在图12中所示的框之前、之间或之后的制造和/或组装过程中包括附加操作。此外，虽然第一花键联接器404被描述为联接到驱动构件的输出部并且第二花键联接器808被描述为联接到从动构件，但是应当理解的是，转矩管组件200可以反向使用。换句话说，第二花键联接器808可以联接到驱动构件的花键轴，由此驱动第二花键联接器808。另外，虽然关于飞行器的高升力装置公开了示例性转矩管组件200，但是示例性转矩管组件200可以用于其中旋转能量从一个驱动构件(例如，驱动轴)传递到另一个驱动构件的任何工业或应用中。
从上述内容可以明白的是，上述公开的转矩管组件和其制造方法在飞行器的机翼的上游驱动轴和下游驱动轴之间提供了更灵活的附接。具体地，示例性转矩管组件可以轴向和成角度地移动，以适应可能在飞行器的机翼或转矩管组件所连接的其它结构中发生的任何屈曲和/或弯曲。结果，沿着转矩管组件集中的力或张力较小，由此改进了转矩管组件的结构完整性。而且，示例性转矩管组件比已知的转矩管组件更容易安装，因为示例性转矩管组件可以在将转矩管组件的端部附接到驱动轴的同时缩短和伸长。此外，示例性转矩组件包括保持特征，如果转矩管组件的一部分失效，则该保持特征防止多个部分离开飞行器。
条款1.一种飞行器，包括：
第一齿轮旋转致动器(GRA)(222)，其联接到飞行器(100)的机翼(104)，该第一GRA(222)具有第一驱动轴(228)；
第二齿轮旋转致动器(GRA)(208)，其联接到机翼(104)，该第二GRA(208)具有第二驱动轴(212)；以及
转矩管组件(200)，其联接在第一驱动轴(228)与第二驱动轴(212)之间，该转矩管组件(200)具有固定地联接到第一驱动轴(228)的第一部分并具有固定地联接到第二驱动轴(212)的第二部分，该第一部分轴向地可滑动地联接到第二部分。
条款2.根据条款1所述的飞行器，其中转矩管组件(200)的第一部分包括：
转矩管(304)，其具有第一端(302)和与第一端(302)相对的第二端(308)；
第一配件(400)，其联接到第一端(302)，该第一配件(400)具有第一轭部(504)；
第二配件(800)，其联接到第二端(308)；以及
具有第二轭部(506)的第一花键联接器(404)，该第一配件(400)的第一轭部(504)联接到第一花键联接器(404)的第二轭部(506)以形成第一U形接头(402)，该第一花键联接器(404)固定地联接到第一驱动轴(228)。
条款3.根据条款2所述的飞行器，其中该第二配件(800)包括径向延伸的花键部分(910)，并且其中该转矩管组件(200)的第二部分包括：
滑动花键轴(804)，其具有花键通道(902)，该第二配件(800)的径向延伸的花键部分(910)可滑动地接收在花键通道(902)内，该滑动花键轴(804)具有第三轭部(810)；以及
具有第四轭部(812)的第二花键联接器(808)，该滑动花键轴(804)的第三轭部(810)联接到该第二花键联接器(808)的第四轭部(812)以形成第二U形接头(806)，该第二花键联接器(808)固定地联接到第二驱动轴(212)。
条款4.根据条款1所述的飞行器，其中转矩管组件(200)的第一和第二部分分别经由螺纹紧固件(518)联接到第一和第二驱动轴(228、212)。
条款5.根据条款1所述的飞行器，进一步包括润滑油保持器(822)，其覆盖转矩管组件(200)的第一和第二部分之间的接合处。
虽然本文已经公开了某些示例性方法、设备和制品，但是本专利的涵盖范围不限于此。相反，该专利涵盖了完全属于本专利权利要求的范围内的所有方法、设备和制品。

Claims (15)

1.一种转矩管组件，包括：
转矩管(304)，具有第一端(302)和与所述第一端(302)相对的第二端(308)、联接到所述第一端(302)的第一配件(400)以及联接到所述第二端(308)的第二配件(800)，所述第一配件(400)用于联接到飞行器(100)的第一高升力装置(222)，所述第二配件具有花键部分；
滑动花键轴(804)，具有通道(902)，所述第二配件(800)能滑动地接收在所述通道(902)内，所述滑动花键轴(804)具有第一轭部(810)；以及
花键联接器，具有第二轭部(812)，所述花键联接器的所述第二轭部(812)联接到所述滑动花键轴(804)的所述第一轭部(810)以形成U形接头，所述花键联接器用于联接到所述飞行器(100)的第二高升力装置(208)。
2.根据权利要求1所述的转矩管组件，所述转矩管组件进一步包括延伸到所述通道(902)中的保持螺栓(914)，所述保持螺栓(914)用于防止所述第二配件(800)滑入或滑出所述滑动花键轴(804)的所述通道(902)超过阈值距离。
3.根据权利要求2所述的转矩管组件，其中所述花键部分是第一花键部分(910)，所述第二配件(800)进一步包括与所述第一花键部分(910)间隔开的第二花键部分(912)，所述保持螺栓(914)在所述第一花键部分(910)与所述第二花键部分(912)之间延伸到所述通道(902)中。
4.根据权利要求1或2所述的转矩管组件，其中所述滑动花键轴(804)包括润滑油端口(818)以使得润滑油能够注入所述通道(902)中。
5.根据权利要求1或2所述的转矩管组件，所述转矩管组件进一步包括润滑油保持器(822)，所述润滑油保持器联接到所述滑动花键轴(804)并且覆盖所述通道(902)的开口(904)以保持所述滑动花键轴(804)的所述通道(902)中的润滑油。
6.根据权利要求5所述的转矩管组件，其中所述润滑油保持器(822)包括第一部分(1100a)和第二部分(1100b)，所述第一部分(1100a)和所述第二部分(1100b)中的每个均包括突片(1114)和狭槽(1116)，所述突片和所述狭槽与所述第一部分(1100a)或所述第二部分(1100b)中的另一个的对应突片(1114)和对应狭槽(1116)配合。
7.根据权利要求1或2所述的转矩管组件，其中所述滑动花键轴(804)包括润滑油释放端口(934)。
8.根据权利要求1或2所述的转矩管组件，其中所述花键联接器是第一花键联接器(808)，所述U形接头是第一U形接头(806)，并且所述转矩管(304)上的所述第一配件(400)具有第三轭部(504)，并且所述转矩管组件进一步包括具有第四轭部(506)的第二花键联接器(404)，所述第二花键联接器(404)的所述第四轭部(506)联接到所述第一配件(400)的所述第三轭部(504)以形成第二U形接头(402)，所述第二花键联接器(404)用于联接到所述飞行器(100)的所述第一高升力装置(222)。
9.根据权利要求8所述的转矩管组件，其中所述第一花键联接器(808)和所述第二花键联接器(404)包括孔隙(620、622、624)以接收螺纹紧固件(518)，以便将所述第一花键联接器(808)和所述第二花键联接器(404)分别固定地联接到所述第二高升力装置(208)和所述第一高升力装置(222)的驱动轴(228、212)。
10.一种组装转矩管组件的方法，包括：
将第一配件(400)联接到转矩管(304)的第一端(302)并将第二配件(800)联接到所述转矩管(304)的第二端(308)，所述第一配件(400)具有第一轭部(504)，所述第二配件(800)具有径向延伸的花键部分(910)；
将所述第一轭部(504)联接到第一花键联接器(404)的第二轭部(506)以形成第一U形接头(402)；
将所述第二配件(800)的所述花键部分(910)插入滑动花键轴(804)的通道(902)中，所述滑动花键轴(804)具有第三轭部(810)；
将所述第三轭部(810)联接到第二花键联接器(808)的第四轭部(812)以形成第二U形接头(806)；
将所述第一花键联接器(404)联接到与飞行器机翼(104)上的第一高升力装置(222)相关联的第一驱动轴(228)；以及
将所述第二花键联接器(808)联接到与所述飞行器机翼(104)上的第二高升力装置(208)相关联的第二驱动轴(212)。
11.根据权利要求10所述的方法，所述方法进一步包括将保持螺栓(914)插入所述滑动花键轴(804)中，所述保持螺栓延伸到所述通道(902)中。
12.根据权利要求10或11所述的方法，所述方法进一步包括将润滑油保持器(822)联接到所述滑动花键轴(804)的一端以覆盖所述通道(902)的开口(904)，所述润滑油保持器(822)包括互锁以形成所述润滑油保持器(822)的第一部分(1100a)和第二部分(1100b)，所述第一部分(1100a)和所述第二部分(1100b)是相同类型的部分。
13.根据权利要求10或11所述的方法，所述方法进一步包括通过所述滑动花键轴(804)上的润滑油端口(818)将润滑油注入所述通道(902)。
14.根据权利要求10或11所述的方法，其中将所述第一花键联接器(404)联接到所述第一驱动轴(228)包括将所述第一花键联接器(404)滑动到所述第一驱动轴(228)上的第一花键齿轮(406)上，并且经由第一螺纹紧固件(518)将所述第一花键联接器(404)固定地联接到所述第一花键齿轮(406)，并且其中将所述第二花键联接器(808)联接到所述第二驱动轴(212)包括将所述第二花键联接器(808)滑动到所述第二驱动轴(212)上的第二花键齿轮(900)上，并且经由第二螺纹紧固件将所述第二花键联接器(808)固定地联接到所述第二花键齿轮(900)。
15.根据权利要求10或11所述的方法，其中将所述第一配件(400)联接到所述转矩管(304)的所述第一端(302)包括将所述转矩管(304)的所述第一端(302)电磁地形成到所述第一配件(400)上，并且其中将所述第二配件(800)联接到所述转矩管(304)的所述第二端(308)包括将所述转矩管(304)的所述第二端(308)电磁地形成到所述第二配件(800)上。
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