CN110486388A - 一种直升机膜片联轴器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种直升机膜片联轴器，属于直升机技术领域。直升机膜片联轴器包括轴以及分别设置在轴两端的两个膜片法兰和两个端面法兰，膜片法兰上背离轴的一端固定连接有膜片总成，膜片总成包括相对设置且互相连接的第一膜片和第二膜片，第一膜片包括：第一安装部，第二膜片包括：第二安装部，第一安装部与第二安装部之间相互平行且具有间隙，第一安装部与膜片法兰固定连接，两个端面法兰分别与第二安装部固定连接。本直升机膜片联轴器能够进一步提高直升机膜片联轴器的变形量。

Description

一种直升机膜片联轴器

技术领域

本发明涉及直升机技术领域，特别是涉及一种直升机膜片联轴器。

背景技术

联轴器是指联接两轴或轴与回转件，在传递运动和动力过程中一同回转，在正常情况下不脱开的一种装置，有时也作为一种安全装置以防止被联接机件承受过大载荷而受损，起到过载保护的作用。在直升机中，联轴器主要用于联接发动机和减速器，并将发动机的动力传递至减速器，作为直升机的关键部件，联轴器直接影响直升机的传动可靠性。

膜片联轴器作为联轴器中的其中一种，现有技术中，膜片联轴器一般包括膜片总成以及连接在膜片总成两边的两个半联轴器，每个膜片总成由数片膜片叠集而成，而膜片通常选用不锈钢薄板切割而成，在使用中靠膜片自身弯曲时产生的弹性变形来补偿所联两轴的相对位移。

但是由于该种结构形状的膜片的变形量较小，当发动机输出轴的位移量(包括轴向位移量、径向位移量和角位移)较大时，膜片的变形量只能补偿一部分位移量，发动机输出轴上不能被膜片补偿的那部分位移量便对发动机输出轴和直升机膜片联轴器产生额外的作用力，例如，轴向位移量产生轴向力，径向位移量产生径向力，以及角位移产生扭矩，这些额外的作用力作用在发动机输出轴和直升机膜片联轴器时，容易对其造成损伤，造成发动机输出轴和直升机膜片联轴器出现故障。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种直升机膜片联轴器，能够进一步提高直升机膜片联轴器的变形量。具体技术方案如下：

本发明实施例提供了一种直升机膜片联轴器，包括：轴以及分别设置在所述轴两端的两个膜片法兰和两个端面法兰，所述膜片法兰上背离所述轴的一端固定连接有膜片总成，所述膜片总成包括相对设置且互相连接的第一膜片和第二膜片，所述第一膜片包括：第一安装部，所述第二膜片包括：第二安装部，所述第一安装部与所述第二安装部之间相互平行且具有间隙，所述第一安装部与所述膜片法兰固定连接，两个所述端面法兰分别与所述第二安装部固定连接。

可选地，所述第一膜片上设置有第一通孔，所述第二膜片上设置有第二通孔。

可选地，所述第一安装部至少包括两个，所述第二安装部至少包括两个，所述第一安装部的设置数量与所述第二安装部的设置数量相同，所述第一安装部与所述第二安装部的位置一一对应。

可选地，所述第一膜片还包括：与所述第一安装部连接的第一连接部以及与所述第一连接部连接的第三安装部；所述第二膜片还包括：与所述第二安装部连接的第二连接部以及与所述第二连接部连接的第四安装部，所述第三安装部与所述第四安装部相互连接。

可选地，所述第一膜片为一体成型结构，所述第二膜片为一体成型结构。

可选地，两个所述膜片总成的中心相对应，两个所述膜片总成的第一安装部以所述轴的横截面为平面相互错位。

可选地，两个所述膜片总成的第一安装部以所述轴的横截面为平面相互错位90°。

可选地，所述轴与所述膜片法兰锥面连接。

可选地，所述轴伸出于所述膜片法兰的部分螺纹连接有螺母，所述螺母与所述膜片法兰相抵接。

可选地，所述轴为空心结构，且所述轴的两端端面上均向内延伸设置有若干相互平行的凹槽。

本发明实施例提供的膜片联轴器，通过在轴的两端连接设置膜片法兰，膜片法兰上背离轴的一端固定连接有膜片总成，膜片总成包括相对设置且互相连接的第一膜片和第二膜片，第一膜片包括第一安装部，第二膜片包括第二安装部，第一安装部和第二安装部之间互相平行且具有间隙，第一安装部与膜片法兰固定连接，通过在第二安装部固定连接端面法兰，使得本发明实施例的直升机膜片联轴器在使用中，发动机输出轴可以与其中一个端面法兰连接以传递动力；当发动机输出轴出现轴向位移时，为本发明实施例的直升机膜片联轴器提供一个轴向力，该轴向力通过端面法兰传递至第二安装部，进而带动第二安装部朝向第一安装部运动或者远离第一安装部运动，使得第一膜片和第二膜片产生弹性变形，以补偿该轴向位移；当发动机输出轴出现径向位移时，发动机输出轴带动端面法兰产生径向移动，进而带动第二膜片和第一膜片产生径向方向的变形，以补偿该径向位移；当发动机输出轴出现角位移时，发动机输出轴带动与其连接的端面法兰产生转动，进而带动第二膜片和第一膜片产生绕其自身轴线转动的变形，以补偿该角位移。因此本发明实施例的直升机膜片联轴器可以进一步补偿在发动机发生振动时发动机输出轴产生的位移量，使得发动机输出轴与直升机膜片联轴器之间不产生额外的作用力，避免因额外作用力导致的发动机输出轴和直升机膜片联轴器损伤，进而可以避免发动机输出轴和直升机膜片联轴器出现故障。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的直升机膜片联轴器在第一视角下的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的直升机膜片联轴器在第二视角下的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的膜片总成的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的第一膜片在第一视角下的结构示意图；

图5为图4的左视图；

图6为本发明实施例提供的第一膜片在第二视角下的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的轴的结构示意图。

附图标号：100.直升机膜片联轴器，110.轴，111.凹槽，120.膜片法兰，121.第一膜片法兰，122.第二膜片法兰，130.端面法兰，140.膜片总成，141.第一膜片，1411.第一安装部，1412.第一通孔，1413.第一连接部，1414.第三安装部，142.第二膜片，1421.第二安装部，1422.第二通孔，1423.第二连接部，1424.第四安装部，150.螺母。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种直升机膜片联轴器100，包括：轴110以及分别设置在轴110两端的两个膜片法兰120和两个端面法兰130，膜片法兰120上背离轴110的一端固定连接有膜片总成140，膜片总成140包括相对设置且互相连接的第一膜片141和第二膜片142，第一膜片141包括：第一安装部1411，第二膜片142包括：第二安装部1421，第一安装部1411与第二安装部1421之间相互平行且具有间隙，第一安装部1411与膜片法兰120固定连接，两个端面法兰130分别与第二安装部1421固定连接。

本发明实施例的直升机膜片联轴器100在使用中，可以将其中一个端面法兰130和发动机输出轴连接，另一个端面法兰130和减速器输入轴连接，发动机输出轴通过端面法兰130传递至本发明实施例的直升机膜片联轴器100，再通过另一个端面法兰130传递至减速器以传递动力。此处需要说明的是，为了减少发动机输出轴与端面法兰130以及减速器输入轴与端面法兰130之间出现相对滑动的情况，示例的，发动机输出轴与端面法兰130以及减速器输入轴与端面法兰130之间均可以采用锥面连接，且为过盈配合。

本发明实施例提供的直升机膜片联轴器100，通过在轴110的两端连接设置膜片法兰120，膜片法兰120上背离轴110的一端固定连接有膜片总成140，膜片总成140包括相对设置且互相连接的第一膜片141和第二膜片142，第一膜片141包括第一安装部1411，第二膜片142包括第二安装部1421，第一安装部1411和第二安装部1421之间互相平行且具有间隙，第一安装部1411与膜片法兰120固定连接，通过在第二安装部1421固定连接端面法兰130，使得本发明实施例的直升机膜片联轴器100在使用中，发动机输出轴可以与其中一个端面法兰130连接以传递动力；当发动机输出轴出现轴向位移时，为本发明实施例的直升机膜片联轴器100提供一个轴向力，该轴向力通过端面法兰130传递至第二安装部1421，进而带动第二安装部1421朝向第一安装部1411运动或者远离第一安装部1411运动，使得第一膜片141和第二膜片142产生弹性变形，以补偿该轴向位移；当发动机输出轴出现径向位移时，发动机输出轴带动端面法兰130产生径向移动，进而带动第二膜片142和第一膜片141产生径向方向的变形，以补偿该径向位移；当发动机输出轴出现角位移时，发动机输出轴带动与其连接的端面法兰130产生转动，进而带动第二膜片142和第一膜片141产生绕其自身轴线转动的变形，以补偿该角位移。因此本发明实施例的直升机膜片联轴器100可以进一步补偿在发动机发生振动时发动机输出轴产生的位移量，使得发动机输出轴与直升机膜片联轴器100之间不产生额外的作用力，避免因额外作用力导致的发动机输出轴和直升机膜片联轴器100损伤，进而可以避免发动机输出轴和直升机膜片联轴器100出现故障。

需要说明的是，当发动机输出轴出现位移量时，发动机输出轴带动与其连接的端面法兰130运动进而带动整个直升机膜片联轴器100运动，而在直升机膜片联轴器100内部动力的传递过程中，由于轴110的刚度较大，其产生的变形非常小，可以忽略不计，因此发动机输出轴产生的位移量主要依靠两个膜片总成140的变形量来补偿。

如图3所示，可选地，第一膜片141上设置有第一通孔1412，第二膜片142上设置有第二通孔1422。具体地，第一通孔1412可以设置在第一膜片141的中心位置，且第一通孔1412的形状与第一膜片141的形状相同，这样一来，可以保证第一膜片141上任意位置处的弹性尽量相近。在第一膜片141上设置第一通孔1412，可以增大第一膜片141的弹性，进而增加其在受到外力时产生的变形量。在第二膜片142上设置第二通孔1422，可以增大第二膜片142的弹性，进而增加其在受到外力时产生的变形量。

如图3所示，可选地，第一安装部1411至少包括两个，第二安装部1421至少包括两个，第一安装部1411的设置数量与第二安装部1421的设置数量相同，第一安装部1411与第二安装部1421的位置一一对应。示例的，本发明实施例提供的第一安装部1411设置有两个，且两个第一安装部1411以第一膜片141中心对称设置，第二安装部1421设置有两个，且两个第一安装部1411以第二膜片142中心对称设置。采用上述的结构可以增加第一膜片141与膜片法兰120之间的连接强度，进而使得在本发明实施例的直升机膜片联轴器100在频繁受力时第一膜片141和膜片法兰120的连接部位不易出现损坏的情况。

需要说明的是，由于第一安装部1411为第一膜片141的一部分，因此第一安装部1411可以设置为片状结构；第二安装部1421为第二膜片142的一部分，因此第二安装部1421也可以设置为片状结构。

进一步地，第一安装部1411和第二安装部1421均可以设置为偶数个，且以膜片总成140的中心均布设置。这样一来，第一膜片141和膜片法兰120之间所产生的作用力可以均匀地分布在各个第一安装部1411上，避免出现偏载，进而可以减少因偏载使第一膜片141和膜片法兰120受损的情况。第二安装部1421的设置方式所达到的有益效果与第一安装部1411相同，此处不再赘述。

如图3所示，可选地，第一膜片141还可以包括：与第一安装部1411连接的第一连接部1413以及与第一连接部1413连接的第三安装部1414；第二膜片142还包括：与第二安装部1421连接的第二连接部1423以及与第二连接部1423连接的第四安装部1424，第三安装部1414与第四安装部1424相互连接。具体地，第一膜片141可以设置为如图6所示的结构，其中第一膜片141的第一安装部1411与第三安装部1414的边缘不在同一平面上。此处需要说明的是，第三安装部1414与第四安装部1424相互连接，具体可以是指，两者接触连接。

还需要说明的是，第三安装部1414为第一膜片141的一部分，第三安装部1414可以设置为片状结构，第四安装部1424为第二膜片142的一部分，第四安装部1424也可以设置为片状结构。

采用上述的结构，使得本发明实施例的直升机膜片联轴器100在承受轴向力时第一安装部1411可以延轴110的轴线朝向第三安装部1414运动，在直升机膜片联轴器100承受径向力时第一安装部1411可以延轴110的径向朝向第三安装部1414运动，在直升机膜片联轴器100承受扭矩时第一安装部1411以轴110的轴线为中心朝向第三安装部1414转动，在第一安装部1411与第三安装部1414的以上三个相对运动过程中，第一安装部1411与第一连接部1413的连接部位、第一连接部1413与第三安装部1414的连接部位以及第一连接部1413都可能会产生弹性变形，以补偿该位移量。

如图4或图5或图6所示，可选地，第一膜片141为一体成型结构，第二膜片142为一体成型结构。这样一来，避免了使用螺栓连接或焊接的连接方式，因此在制作过程中，切割去除材料工序完成后可直接进入弯曲成型工序，减少了因采用螺栓连接需要的钻孔工艺，和采用焊接的连接方式需要的焊接、打磨等工序，因此使得整体制作工艺更为简单；此外，避免了在第一膜片141和第二膜片142频繁受力的情况下螺栓孔或焊缝处出现应力集中，进而造成在螺栓孔或焊缝处出现裂缝的情况，进一步提高了第一膜片141和第二膜片142的强度。

如图1所示，可选地，两个膜片总成140的中心相对应，两个膜片总成140的第一安装部1411以轴110的横截面为平面相互错位。需要说明的是，由于第一安装部1411与膜片法兰120连接，因此两个膜片总成140的第一安装部1411以轴110的横截面为平面相互错位，实际上两个膜片法兰120也以轴110的横截面为平面相互错位。

如图2所示，为了描述方便，将靠近发动机输出轴的膜片法兰120命名为第一膜片法兰121，将靠近减速器输入轴的膜片法兰120命名为第二膜片法兰122，膜片总成140在发动机产生角位移而产生的扭矩下，第一安装部1411通过将扭矩传递至膜片法兰120进而传递至轴110上，第一膜片法兰121和第二膜片法兰122相互错位设置，使得从第一膜片法兰121传递来的扭矩在第二膜片法兰122处可以得到有效释放，而不会产生反作用力，进而可以避免该反作用力为轴110和第一膜片法兰121以及第二膜片法兰122提供额外的扭矩，减少因承受该额外扭矩而出现损坏的情况。

如图2所示，可选地，两个膜片总成140的第一安装部1411以轴110的横截面为平面相互错位90°。由于在发动机输出轴出现角位移时，该角位移分别由两个膜片总成140来补偿，而发动机输出轴所产生的角位移一般较小，每个膜片总成140所补偿的角位移更小，远远小于90°，因此不论每个膜片总成140所补偿的角位移是逆时针还是顺时针，从第一膜片法兰121传递来的扭矩在第二膜片法兰122处均可以得到完全的释放。

需要说明的是，两个膜片总成140的第一安装部1411的错位角度可以根据第一安装部1411的设置数量进行相应的调整，示例的，当第一膜片141包括四个第一安装部1411时，两个膜片总成140的第一安装部1411应该相互错位45°。

可选地，轴110与膜片法兰120锥面连接。具体地，在轴110的外表面设置外锥面，在膜片法兰120与轴110连接的内表面设置有内锥面，外锥面和内锥面过盈配合。轴110与端面法兰130采用了锥面连接，因此轴110与膜片法兰120之间通过摩擦力来传递动力(即扭矩)，而在传递扭矩的过程中，两者始终固连在一起，他们之间不易产生相对滑动，因此可以减少因相对滑动使两者出现磨损的情况。

如图1所示，可选地，轴110伸出于膜片法兰120的部分螺纹连接有螺母150，螺母150与膜片法兰120相抵接。这样一来，螺母150对膜片法兰120起到了轴向限位的作用，使得轴110与膜片法兰120在传递动力时不易出现轴向滑动，进而减少因相对滑动使两者之间出现磨损的情况，进一步提高了轴110与膜片法兰120之间的连接可靠性。

如图7所示，可选地，轴110为空心结构，且轴110的两端端面上均向内延伸设置有若干相互平行的凹槽111。这样一来，在将螺母150装配在轴110上时，可以通过装夹工具卡住凹槽111并将轴110固定在装夹工具上，然后使用扳手将螺母150连接在轴110上。在将螺母150连接在轴110的外表面上的过程中，螺母150为轴110提供摩擦力，轴110在受到该摩擦力时不会出现转动，螺母150和轴110之间连接的预紧力能够到达要求，在使用过程中频繁受力时不易出现螺母150松动进而导致螺母150对膜片法兰120的轴向限位失效的情况。

需要说明的是，为了方便加工和不影响轴110上设置在外螺纹的连接强度，如图7所示，凹槽111通常设置在轴110的内表面上。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种直升机膜片联轴器(100)，其特征在于，包括：轴(110)以及分别设置在所述轴(110)两端的两个膜片法兰(120)和两个端面法兰(130)，所述膜片法兰(120)上背离所述轴(110)的一端固定连接有膜片总成(140)，所述膜片总成(140)包括相对设置且互相连接的第一膜片(141)和第二膜片(142)，所述第一膜片(141)包括：第一安装部(1411)，所述第二膜片(142)包括：第二安装部(1421)，所述第一安装部(1411)与所述第二安装部(1421)之间相互平行且具有间隙，所述第一安装部(1411)与所述膜片法兰(120)固定连接，两个所述端面法兰(130)分别与所述第二安装部(1421)固定连接。

2.根据权利要求1所述的直升机膜片联轴器(100)，其特征在于，所述第一膜片(141)上设置有第一通孔(1412)，所述第二膜片(142)上设置有第二通孔(1422)。

3.根据权利要求1所述的直升机膜片联轴器(100)，其特征在于，所述第一安装部(1411)至少包括两个，所述第二安装部(1421)至少包括两个，所述第一安装部(1411)的设置数量与所述第二安装部(1421)的设置数量相同，所述第一安装部(1411)与所述第二安装部(1421)的位置一一对应。

4.根据权利要求1至3任一项所述的直升机膜片联轴器(100)，其特征在于，所述第一膜片(141)还包括：与所述第一安装部(1411)连接的第一连接部(1413)以及与所述第一连接部(1413)连接的第三安装部(1414)；所述第二膜片(142)还包括：与所述第二安装部(1421)连接的第二连接部(1423)以及与所述第二连接部(1423)连接的第四安装部(1424)，所述第三安装部(1414)与所述第四安装部(1424)相互连接。

5.根据权利要求4所述的直升机膜片联轴器(100)，其特征在于，所述第一膜片(141)为一体成型结构，所述第二膜片(142)为一体成型结构。

6.根据权利要求5所述的直升机膜片联轴器(100)，其特征在于，两个所述膜片总成(140)的中心相对应，两个所述膜片总成(140)的第一安装部(1411)以所述轴(110)的横截面为平面相互错位。

7.根据权利要求6所述的直升机膜片联轴器(100)，其特征在于，两个所述膜片总成(140)的第一安装部(1411)以所述轴(110)的横截面为平面相互错位90°。

8.根据权利要求1所述的直升机膜片联轴器(100)，其特征在于，所述轴(110)与所述膜片法兰(120)锥面连接。

9.根据权利要求8所述的直升机膜片联轴器(100)，其特征在于，所述轴(110)伸出于所述膜片法兰(120)的部分螺纹连接有螺母(150)，所述螺母(150)与所述膜片法兰(120)相抵接。

10.根据权利要求9所述的直升机膜片联轴器(100)，其特征在于，所述轴(110)为空心结构，且所述轴(110)的两端端面上均向内延伸设置有若干相互平行的凹槽(111)。