CN110406665A - 用于飞行器起落架的驱动系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于使飞行器起落架的轮旋转的驱动系统具有主动小齿轮(13)和能够操作成经由驱动路径使该主动小齿轮旋转的马达。在驱动路径中马达与主动小齿轮之间设置有旋转阻尼器(30)。从动齿轮适于附接至轮以能够使该轮旋转。该驱动系统具有主动小齿轮能够与从动齿轮啮合以允许马达经由驱动路径驱动该从动齿轮的驱动构型。主动小齿轮和从动齿轮中的一者包括滚子齿轮，该滚子齿轮具有布置成形成环的一系列滚子的滚子齿轮，每个滚子均能够绕滚子轴线旋转，并且主动小齿轮和从动齿轮中的另一者包括链齿。

Description

用于飞行器起落架的驱动系统
本申请是申请日为2015年03月16日、发明名称为“用于飞行器起落架的驱动系统”的中国专利申请201580012335.8号(对应国际申请号为PCT/GB2015/050753)的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于使飞行器起落架的轮旋转的驱动系统。
背景技术
在WO-A-2014/023939和WO-A-2014/023941中示出了一种用于使飞行器起落架的轮旋转的驱动系统。该驱动系统包括：主动小齿轮；马达，该马达能够操作成经由驱动路径使主动小齿轮旋转；以及从动齿轮，该从动齿轮适于附接至轮以能够使该轮旋转，其中，该驱动系统具有主动小齿轮能够与从动齿轮啮合以允许马达经由驱动路径驱动该从动齿轮的驱动构型。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种用于使飞行器起落架的轮旋转的驱动系统，该驱动系统包括：主动小齿轮；马达，该马达能够操作成经由驱动路径使主动小齿轮旋转；旋转阻尼器，该旋转阻尼器在驱动路径中位于马达与主动小齿轮之间；以及从动齿轮，该从动齿轮适于附接至轮以能够使该轮旋转，其中，该驱动系统具有主动小齿轮能够与从动齿轮啮合以允许马达经由驱动路径驱动该从动齿轮的驱动构型。
旋转阻尼器的使用保护驱动路径中的剩余部分免受由主动小齿轮与从动齿轮之间的传动误差引起的振动的影响。
优选地，主动小齿轮和从动齿轮中的一者包括具有布置成形成环的一系列滚子的滚子齿轮，每个滚子均能够绕滚子轴线(该滚子轴线通常分别距离主动小齿轮或从动齿轮固定距离)旋转，并且主动小齿轮和从动齿轮中的另一者包括链齿。由于滚子齿轮会产生特别大的传动误差，因此旋转阻尼器的使用在该旋转阻尼器以这种方式与滚子齿轮结合使用时是特别有益的。
旋转阻尼器可以包括诸如“古实传动装置(cush drive)”之类的弹性体阻尼器或者在GB-A-2398619中所描述的簧载阻尼器。然而，更优选地，旋转阻尼器是液压式旋转阻尼器，该液压式旋转阻尼器通常包括输入部件、输出部件以及用于对输入部件与输出部件之间的旋转振荡进行液压阻尼的阻尼液体。由于液压阻尼器在较宽的温度范围内具有提高的效率和稳定的性能，因此液压阻尼器是优选的。
旋转阻尼器可以仅提供阻尼作用，但是更优选地，旋转阻尼器包括一个或更多个弹簧，所述一个或更多个弹簧设置成使输入部件或输出部件相对于该输入部件和该输出部件中的另一部件朝向居中位置偏置。
马达可以自然冷却或者由强制空气冷却。然而，更优选地，驱动系统还包括流动回路和泵，其中，该流动回路设置成向马达供给液体(比如油或任何其他的粘性液体)，该泵设置成将液体泵送到流动回路的各处以使得该液体对马达进行冷却。优选地，流动回路还设置成向液压式旋转阻尼器供给液体，并且泵设置成将液体泵送到流动回路的各处以使得该液体还为液压式旋转阻尼器提供阻尼液体。
通常，驱动路径还包括一组啮合齿轮，所述一组啮合齿轮提供马达与主动小齿轮之间的期望的传动比。可选地，驱动系统还包括流动回路和泵，其中，该流动回路设置成向所述一组啮合齿轮供给液体(比如油或任何其他的粘性液体)，该泵设置成将液体泵送到流动回路的各处以使得该液体对所述一组啮合齿轮进行润滑。优选地，流动回路还设置成向液压式旋转阻尼器和/或马达供给液体，并且泵设置成将液体泵送到流动回路的各处以使得该液体还为液压式旋转阻尼器提供阻尼液体并且/或者对马达进行冷却。
通常，驱动路径还包括一个或更多个静压轴承，并且驱动系统还包括流动回路和泵，其中，流动回路设置成向静压轴承(多个静压轴承)供给液体(比如油或任何其他粘性液体)，泵设置成将液体泵送到流动回路的各处以使得该液体对静压轴承(多个静压轴承)进行润滑。优选地，流动回路还设置成向液压式旋转阻尼器和/或所述一组啮合齿轮以及/或者马达供给液体，并且泵设置成将液体泵送到流动回路的各处以使得该液体为液压式旋转阻尼器提供阻尼液体并且/或者对啮合齿轮进行润滑并且/或者对马达进行冷却。
如上所述，流动回路可以省略马达、所述一组啮合齿轮、静压轴承(多个静压轴承)和液压式旋转阻尼器中的一者或更多者。然而，在优选实施方式中，流动回路设置成向马达、所述一组啮合齿轮、静压轴承以及液压式旋转阻尼器供给液体，并且泵设置成将液体泵送到流动回路的各处以使得该液体对马达进行冷却、对轴承和所述一组啮合齿轮进行润滑并且还为液压式旋转阻尼器提供阻尼液体。
可选地，流动回路包括设置成从液体移除热量的热交换器。
可选地，流动回路包括设置成对液体进行过滤的过滤器。
可选地，旋转阻尼器包括输入部件和输出部件，输入部件和输出部件中的一者具有悬臂式弹性指状部，该悬臂式弹性指状部的自由端部经由摩擦接合部与输入部件和输出部件中的另一者上的凸轮表面摩擦地接合以由此提供对所述部件从最小能量位置沿任一方向的相对旋转的弹性抵抗，从而对输入部件与输出部件之间的旋转振荡进行阻尼。可选地，输入部件和输出部件中的一者具有用于将阻尼液体给送到摩擦接合部中的一个或更多个通道，所述通道(多个通道)形成流动回路的一部分。
主动小齿轮可以与从动齿轮永久地啮合，但是更通常地，驱动系统能够在驱动构型与主动小齿轮不能和从动齿轮啮合的空档构型之间切换。
附图说明
现在将参照附图对本发明的实施方式进行描述，在附图中：
图1示出了根据本发明的实施方式的包括驱动系统的飞行器起落架；
图2示出了驱动系统的一部分；
图3示出了图2的那部分，其中，齿轮箱外壳的一部分被移除以示出旋转阻尼器；
图4示出了旋转阻尼器；
图5是处于居中位置中的旋转阻尼器的一部分的放大视图；
图6是处于偏心位置中的旋转阻尼器的一部分的放大视图；
图7是处于居中位置中的液压式旋转阻尼器的一部分的放大视图；
图8是处于偏心位置中的液压式旋转阻尼器的一部分的放大视图；以及
图9是增压润滑流动回路的示意图。
具体实施方式
图1示出了包括轮11的飞行器起落架10。用于使轮11旋转的驱动系统包括主动小齿轮13、马达15和从动齿轮12，其中，马达15能够操作成经由驱动路径14使主动小齿轮13旋转，从动齿轮12附接至轮以能够使该轮旋转。该驱动系统具有图1中所示的主动小齿轮与从动齿轮啮合以允许马达经由驱动路径驱动该从动齿轮的驱动构型。
主动小齿轮13包括滚子齿轮，该滚子齿轮具有布置成形成环的一系列滚子22，每个滚子均能够绕距离旋转轴线固定距离的滚子轴线旋转。从动齿轮12包括链齿。在另一实施方式中，滚子可以设置在从动齿轮上，并且小齿轮包括链齿。在WO-A-2014/023939和WO-A-2014/023941中描述了各种合适的滚子齿轮，WO-A-2014/023939和WO-A-2014/023941的内容通过参引并入本文中。
主动小齿轮13能够在图1的驱动构型与主动小齿轮不能和从动齿轮啮合的空档构型之间切换。WO-A-2014/023939和WO-A-2014/023941描述了在驱动构型与空档构型之间切换的不同方法。
驱动路径14包括一组啮合齿轮，该组啮合齿轮中的次末级齿轮是图3中所示的位于轴21上的齿轮31。该组齿轮提供了马达15的输出轴(未示出)与轴21之间的期望的传动比。
驱动路径14中的最后一个元件是在图3至图6中所示出的旋转阻尼器30。阻尼器30安装在外壳20中，外壳20在图2中被示出并且在图3中被移除。
旋转阻尼器30包括图4中所示的输入部件40和输出部件41。输入部件40具有四对悬臂式弹性指状部50(图5)，悬臂式弹性指状部50的自由端部经由摩擦接合部摩擦地接合输出部件41上的凸轮表面61(图6)。当输入部件40相对于输出部件41旋转时(或者当输出部件41相对于输入部件40旋转时)，输入部件上的止挡表面60如图6中所示地那样阻止任何进一步的旋转。
摩擦接合部提供了对输入部件和输出部件从在图4和图5中所示出的居中的最小能量位置沿任一方向的相对旋转的弹性抵抗，从而对输入部件与输出部件之间的旋转振荡施加阻尼作用。弹性指状部50不仅提供了阻尼功能，而且弹性指状部50还将输入部件和输出部件朝向在图4和图5中所示出的居中的最小能量位置偏置。
在GB-A-2398619中描述了簧载阻尼器30的其他细节，GB-A-2398619的内容通过参引并入本文中。
如图3中所示，输入部件40具有与齿轮31上的外齿接合的外齿。因此，输入部件40和齿轮31在驱动路径中提供最后一对啮合齿轮。输出部件41具有内齿42，内齿42通过花键接合联接至小齿轮驱动轴32(在图3中示出)。因此，扭矩经由输入部件40、输出部件41和小齿轮驱动轴32从齿轮31传递至小齿轮13。
当小齿轮13旋转时，位于小齿轮13的周界处的滚子与从动齿轮12中的齿接触。从小齿轮滚子至从动齿轮的传递并不平顺，而是受到扭矩和速度两者的不希望的周期性变化，所述周期性变化比正齿轮的等效变化大一个或两个数量级。如果这种传递误差反馈到驱动路径14和起落架中，则这种传递误差会导致驱动路径14和起落架中的不希望的振动。旋转阻尼器30具有减少将这种振动传递到驱动路径或起落架的剩余部分中的作用。优选地，旋转阻尼器30是位于小齿轮13前面的驱动路径14中的最后一个元件(因此，驱动路径的所有其他元件与源自小齿轮处的振动隔离)，不过如果需要，旋转阻尼器30可以定位在驱动路径中的其他位置中。
图7和图8示出了摩擦式旋转阻尼器30的替代性方案。除了输出部件设置有用于将油或任何其他阻尼液体给送到位于凸轮表面的两侧的室80、81中的导管或通道70以外，在图7和图8中所示出的旋转阻尼器30a与旋转阻尼器30相同。当输入部件和输出部件中的一者旋转至图8的位置时，左侧的室80的容积减小并且阻尼液体被推压穿过指状部与凸轮表面之间的摩擦接合部并进入到外室82中。这提供了增强的粘性阻尼作用和冷却作用。设置有用以将阻尼液体密封在室80至室82内的盖板(未示出)，并且还可以在通道70的出口处设置止回阀(未示出)。
如上面所提及的，通过使油流过指状部50与凸轮表面61之间的摩擦接合部来提供粘性阻尼作用。可以以若干方式提供进一步的粘性阻尼。一种选择是将通道70改造成使得通向每个室80、81的一个通道是具有止回阀的输入通道，并且使得离开每个室80、82的另一通道是具有下述狭窄的孔口的输出通道：油在输入部件和输出部件中的一者旋转时被推压穿过该狭窄的孔口以产生阻尼作用。另一种选择是在盖板中设置孔口或者其他有意的泄露路径，油在输入部件和输出部件中的一者旋转时被推压离开有意的泄露路径以产生阻尼作用。
图9中所示的增压润滑流动回路90设置成向马达15和容纳驱动路径14的各个部件的齿轮箱91供给润滑液体(通常是油)。设置有用以将润滑液体泵送到润滑流动回路90的各处的泵93。泵93可以被电力地驱动或经由驱动路径被机械地驱动。流动回路包括热交换器94和过滤器95。在齿轮箱91的情况下，热交换器94可以呈散热片的形式。过滤器95从油移除诸如金属颗粒或灰尘之类的污染物。
齿轮箱91内的驱动路径14包括一组齿轮，该组齿轮包括图9中所示的啮合齿轮98、99和图3中所示的齿轮31。流动回路90中的增压油提供喷射流96，喷射流96对齿轮98、99、31的啮合齿进行润滑。驱动路径14中的最后一个部件是液压式旋转阻尼器30a，并且流动回路90中的油还经由图7中示出的通道70被给送到液压式旋转阻尼器30a中。
齿轮箱91内的驱动路径14还包括通过增压油的喷射流97来润滑的轴承，其中，一个轴承在图9中以100被示意性地示出。可选地，轴承100可以是通过流动回路90中的增压油来润滑的静压轴承(衬套和油膜)，而非更庞大/更笨重的滚珠轴承或滚子轴承。静压轴承的使用是特别有益的，这是因为小齿轮13悬臂状地伸出/悬垂而导致需要较大轴承的高轴承载荷。
具有泵93的增压的或强制的润滑回路90的使用确保了驱动路径中的所有啮合齿轮、而非仅仅是浸泡在油浴92中的啮合齿轮被良好地润滑。
油不仅对马达进行冷却并且对驱动路径中的啮合齿轮和轴承(多个轴承)进行润滑(以减小磨损并且提高机械效率)，而且还为液压式旋转阻尼器30a提供阻尼液体。油还对轴承(多个轴承)、啮合齿轮和旋转阻尼器进行冷却，热量由热交换器94从回路移除。
马达15可以是径向磁通式电动马达或者轴向磁通式电动马达。必须仔细地控制马达15的温度以避免不可逆的损坏——这在使用永久性转子磁体的情况下是特别重要的，这是因为过高的温度会使转子磁体永久性地消磁。在未冷却的马达中，这是通过增大马达的质量以提供散热来实现的。因此，强制油的冷却作用使马达15的尺寸能够被减小，这在所有部件必须小且轻的起落架驱动系统的情况下是特别重要的。
将齿轮箱油与马达油共享使热量可以散逸到其中的油的体积增大——油浴92(和可选地另一储油器)进一步增大了系统的使热量散逸的能力。
在本发明的另一实施方式中，旋转阻尼器30、30a可以由在US4411341中所描述的类型的旋转式液压阻尼器或者在US4947707中所描述的类型的非液压式旋转阻尼器代替。如果使用在US4411341中所描述的类型的旋转式液压阻尼器，则马达和齿轮箱可以如图9中所示地那样共享液压液体。
虽然上面已经参照一个或更多个优选实施方式对本发明进行了描述，但是将理解的是，可以在不背离本发明的由在所附权利要求中所限定的范围的情况下做出各种改变或修改。

Claims (16)

1.一种用于使飞行器起落架的轮旋转的驱动系统，所述驱动系统包括：主动小齿轮；马达，所述马达能够操作成经由驱动路径使所述主动小齿轮旋转；旋转阻尼器，所述旋转阻尼器在所述驱动路径中位于所述马达与所述主动小齿轮之间；以及从动齿轮，所述从动齿轮适于附接至所述轮以能够使所述轮旋转，其中，所述驱动系统具有所述主动小齿轮能够与所述从动齿轮啮合以允许所述马达经由所述驱动路径驱动所述从动齿轮的驱动构型。
2.根据权利要求1所述的驱动系统，其中，所述主动小齿轮和所述从动齿轮中的一者包括具有布置成形成环的一系列滚子的滚子齿轮，每个滚子均能够绕滚子轴线旋转，并且所述主动小齿轮和所述从动齿轮中的另一者包括链齿。
3.根据权利要求1或2所述的驱动系统，其中，所述旋转阻尼器是液压式旋转阻尼器。
4.根据权利要求3所述的驱动系统，其中，所述液压式旋转阻尼器包括输入部件、输出部件和阻尼液体，所述阻尼液体用于对所述输入部件与所述输出部件之间的旋转振荡进行液压阻尼。
5.根据权利要求4所述的驱动系统，其中，所述旋转阻尼器包括一个或更多个弹簧，所述一个或更多个弹簧设置成使所述输入部件和所述输出部件中的一个部件相对于所述输入部件和所述输出部件中的另一部件朝向居中位置偏置。
6.根据权利要求3、4或5所述的驱动系统，还包括流动回路和泵，其中，所述流动回路设置成向所述马达和所述液压式旋转阻尼器供给液体，所述泵设置成将所述液体泵送到所述流动回路的各处以使得所述液体对所述马达进行冷却并且为所述液压式旋转阻尼器提供阻尼液体。
7.根据权利要求6所述的驱动系统，其中，所述驱动路径还包括一组啮合齿轮，所述一组啮合齿轮提供所述马达与所述主动小齿轮之间的期望的传动比，所述流动回路设置成向所述一组啮合齿轮供给液体，并且所述泵设置成将所述液体泵送到所述流动回路的各处以使得所述液体对所述一组啮合齿轮进行润滑。
8.根据权利要求3、4或5所述的驱动系统，其中，所述驱动路径还包括一组啮合齿轮，所述一组啮合齿轮提供所述马达与所述主动小齿轮之间的期望的传动比；并且所述驱动系统还包括流动回路和泵，所述流动回路设置成向所述一组啮合齿轮和所述液压式旋转阻尼器供给液体，所述泵设置成将所述液体泵送到所述流动回路的各处以使得所述液体对所述一组啮合齿轮进行润滑并为所述液压式旋转阻尼器提供阻尼液体。
9.根据权利要求3至8中的任一项所述的驱动系统，其中，所述驱动路径还包括一个或更多个静压轴承，并且所述驱动系统还包括流动回路和泵，所述流动回路设置成向所述静压轴承和所述液压式旋转阻尼器供给液体，所述泵设置成将所述液体泵送到所述流动回路的各处以使得所述液体对所述静压轴承进行润滑并为所述液压式旋转阻尼器提供阻尼液体。
10.根据权利要求6至9中的任一项所述的驱动系统，其中，所述流动回路包括设置成从液体移除热量的热交换器。
11.根据权利要求6至10中的任一项所述的驱动系统，其中，所述流动回路包括设置成对液体进行过滤的过滤器。
12.根据任一前述权利要求所述的驱动系统，其中，所述旋转阻尼器包括输入部件和输出部件，所述输入部件和所述输出部件中的一者具有悬臂式弹性指状部，所述悬臂式弹性指状部的自由端部经由摩擦接合部与所述输入部件和所述输出部件中的另一者上的凸轮表面摩擦地接合以由此提供对所述部件从最小能量位置沿任一方向的相对旋转的弹性抵抗，从而对所述输入部件与所述输出部件之间的旋转振荡进行阻尼。
13.根据权利要求12所述的驱动系统，其中，所述输入部件和所述输出部件中的一者具有用于将阻尼液体给送到所述摩擦接合部中的一个或更多个通道。
14.根据权利要求13以及权利要求6至11中的任一项所述的驱动系统，其中，所述一个或更多个通道形成所述流动回路的一部分。
15.根据任一前述权利要求所述的驱动系统，其中，所述驱动系统能够在所述驱动构型与所述主动小齿轮不能和所述从动齿轮啮合的空档构型之间切换。
16.一种飞行器起落架，包括轮和根据任一前述权利要求所述的驱动系统，其中，所述驱动系统的所述从动齿轮附接至所述轮以能够使所述轮旋转。
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