CN112360886B - 盘轴连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种盘轴连接结构，包括轴组件、盘组件、连接件和第一锁紧件，轴组件设有第一法兰部，第一法兰部包括第一定位面和与第一定位面相背的第二定位面，第一定位面和第二定位面沿径向方向间隔设置；盘组件套设于轴组件的外部，盘组件包括第二法兰部，第二法兰部具有第三定位面；连接件连接于轴组件和盘组件，连接件包括本体部和第三法兰部，第三法兰部连接于本体部，本体部具有第四定位面，第一法兰部、第二法兰部和第三法兰部对应设置；第一锁紧件锁紧于第一法兰部、第二法兰部和第三法兰部，以使第三定位面与第一定位面相定位，第四定位面与第二定位面相定位。

Description

盘轴连接结构

技术领域

本发明总体来说涉及航空发动机技术领域，具体而言，涉及一种盘轴连接结构。

背景技术

盘轴连接是转子结构系统中重要的结构形式，它关系到转子在工作过程中是否稳定可靠。

现有技术中的盘轴连接大多采用法兰和螺栓连接的结构形式，虽然这种结构形式加工方便，但为了法兰可靠的定心，需要将盘和轴设计较大的过盈量，因此导致拆装难度较大。另外，现有技术中的盘轴连接在长时间工作后，常处于不稳定的状态

发明内容

本发明实施例的盘轴连接结构，在确保盘轴可靠定心的前提下，还具有便于拆装和工作稳定的优点。

本发明实施例的盘轴连接结构，包括轴组件、盘组件、连接件和第一锁紧件，所述轴组件设有第一法兰部，所述第一法兰部包括第一定位面和与所述第一定位面相背的第二定位面，所述第一定位面和所述第二定位面沿径向方向间隔设置；盘组件套设于所述轴组件的外部，所述盘组件包括第二法兰部，所述第二法兰部具有第三定位面；连接件连接于所述轴组件和所述盘组件，所述连接件包括本体部和第三法兰部，所述第三法兰部连接于所述本体部，所述本体部具有第四定位面，所述第一法兰部、所述第二法兰部和所述第三法兰部对应设置；第一锁紧件锁紧于所述第一法兰部、所述第二法兰部和所述第三法兰部，以使所述第三定位面与所述第一定位面相定位，所述第四定位面与所述第二定位面相定位。

根据本发明的一些实施例，所述第一法兰部包括法兰段和伸出段，所述伸出段沿轴向方向凸设于所述法兰段的一侧，所述伸出段沿径向方向的两侧分别形成所述第一定位面和所述第二定位面。

根据本发明的一些实施例，所述伸出段沿轴向方向的长度等于所述第二法兰部的厚度，所述第二法兰部沿径向方向设于所述伸出段的四周，且夹设于所述第一法兰部和所述第三法兰部之间。

根据本发明的一些实施例，所述伸出段还包括一端面，所述端面分别连接于所述第一定位面和所述第二定位面，所述第二法兰部远离所述第一法兰部的一侧面和所述端面共同抵接于所述第三法兰部的一侧面。

根据本发明的一些实施例，所述本体部包括主板和设于所述主板同一侧的第一侧板和第二侧板，所述第一侧板与所述第二侧板沿径向方向间隔设置；

所述第三法兰部连接于所述第一侧板的外表面，所述第一侧板的外表面形成所述第四定位面，所述第二侧板连接于所述轴组件。

根据本发明的一些实施例，所述轴组件包括第一转轴和第二转轴，所述第二转轴套设于所述第一转轴的外部，且所述第一转轴和所述第二转轴能够同时转动；

所述第一转轴连接于所述第二侧板，且所述第一转轴和所述第二侧板能够同时转动；所述第一法兰部形成于所述第二转轴。

根据本发明的一些实施例，所述第一转轴、所述第二转轴和所述连接件共同形成一空腔。

根据本发明的一些实施例，所述第一转轴和所述第二转轴通过第一键结构传动连接，所述第一转轴和所述第二侧板通过第二键结构传动连接。

根据本发明的一些实施例，所述第一转轴的外周壁具有第五定位面和第六定位面，所述第二转轴的内周壁具有第七定位面和第八定位面，所述第七定位面和所述第五定位面对应设置，所述第八定位面和所述第六定位面对应设置；

所述第一转轴和所述第二转轴之间还设有限位结构，能够限制所述第一转轴和所述第二转轴的轴向移动；

所述盘轴连接结构还包括第二锁紧件，能够锁紧所述第一转轴和所述第二转轴。

根据本发明的一些实施例，所述第一定位面和所述第三定位面过盈配合，所述第二定位面和所述第四定位面过盈配合，所述第七定位面和所述第五定位面过盈配合，所述第八定位面和所述第六定位面过盈配合。

上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：

本发明实施例的盘轴连接结构通过引入连接件，并采用第三定位面与第一定位面相定位，第四定位面与第二定位面相定位的技术手段，由于第一定位面和第二定位面沿径向方向间隔设置，盘轴连接结构在径向上具有两处径向定位区域，使得每处定位区域的过盈量无需设置的过大，也可满足盘轴定心的要求，这种过盈量无需过大的设计，有利于盘轴的拆装。另外，由于增加了连接件，连接件分别连接于轴组件和盘组件，在工作条件下，将限制盘组件的第二法兰部在盘轴连接处产生的弯矩变形，使得盘轴连接结构更加稳定可靠。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1示出的是本发明实施例的盘轴连接结构的剖视图。

图2示出的是本发明实施例的第二转轴的剖视图。

图3示出的是本发明实施例的第一转轴的剖视图。

图4示出的是本发明实施例的连接件的剖视图。

图5示出的是本发明实施例的盘组件的剖视图。

其中，附图标记说明如下：

100、轴组件

110、第一转轴

111、第五定位面

112、第六定位面

113、花键部

114、凸缘部

115、花键部

116、螺纹部

120、第二转轴

121、第一法兰部

1211、法兰段

1212、伸出段

12121、第一定位面

12122、第二定位面

12123、端面

1213、穿孔

122、第七定位面

123、凸起部

1231、第八定位面

124、花键部

200、盘组件

210、第二法兰部

211、第三定位面

212、穿孔

300、连接件

310、本体部

311、主板

312、第一侧板

3121、第四定位面

313、第二侧板

314、花键部

320、第三法兰部

321、穿孔

400、第一锁紧件

500、第二锁紧件

600、空腔

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

本发明实施例的盘轴连接结构用于将盘和轴连接，例如，在一实施方式中，轴可以为航空发动机的涡轮轴，盘可以为航空发动机的涡轮盘。当然，本发明并不限定盘和轴的类型，在其他实施方式中，盘和轴也可以为其他领域的其他部件，此处不再一一列举。

如图1所示，图1示出的是本发明实施例的盘轴连接结构的剖视图。其中图1中仅示出盘轴连接结构的一半剖视图，另一半剖视图省略。本发明实施例的盘轴连接结构包括轴组件100、盘组件200、连接件300和第一锁紧件400，轴组件100的外部设有第一法兰部121，第一法兰部121包括第一定位面12121和与第一定位面12121相背的第二定位面12122，第一定位面12121和第二定位面12122沿径向方向间隔设置；盘组件200套设于轴组件100的外部，盘组件200包括第二法兰部210，第二法兰部210具有一第三定位面211；连接件300连接于轴组件100和盘组件200，连接件300包括本体部310和第三法兰部320，第三法兰部320连接于本体部310，本体部310具有第四定位面3121，第一法兰部121、第二法兰部210和第三法兰部320对应设置；第一锁紧件400锁紧于第一法兰部121、第二法兰部210和第三法兰部320，以使第三定位面211与第一定位面12121相定位，第四定位面3121与第二定位面12122相定位。

本发明实施例的盘轴连接结构通过引入连接件300，并采用第三定位面211与第一定位面12121相定位，第四定位面3121与第二定位面12122相定位的技术手段，由于第一定位面12121和第二定位面12122沿径向方向间隔设置，盘轴连接结构在径向上具有两处径向定位区域，使得每处定位区域的过盈量无需设置的过大，也可满足盘轴定心的要求，这种过盈量无需过大的设计，有利于盘轴的拆装。另外，由于增加了连接件300，连接件300分别连接于轴组件100和盘组件200，在工作条件下，将限制盘组件200的第二法兰部210在盘轴连接处产生的弯矩变形，使得盘轴连接结构更加稳定可靠。

下面结合图2至图5，详细说明本发明实施例的轴组件100、盘组件200、连接件300的各自结构和相互之间的连接关系。

如图2所示，图2示出的是本发明实施例的第二转轴120的剖视图。其中图2仅示出第二转轴120的一半剖视图，另一半剖视图省略。本发明实施例的第二转轴120可以为一空心轴，能够套设于第一转轴110的外部。

第一法兰部121形成于第二转轴120的外部。第一法兰部121可以沿径向方向向外延伸。第一法兰部121包括法兰段1211和伸出段1212，法兰段1211具有一穿孔1213，穿孔1213的轴线平行于轴向方向，用于供第一锁紧件400穿设其中。伸出段1212沿轴向方向凸设于法兰段1211的一侧，伸出段1212沿径向方向的两侧分别形成第一定位面12121和第二定位面12122。第一定位面12121能够与盘组件200的第二法兰部210的第三定位面211对应设置，以在径向方向上定位。第二定位面12122能够与连接件300的第四定位面3121对应设置，以在径向方向上定位。

伸出段1212沿轴向方向的长度等于第二法兰部210的厚度，使得当第二法兰部210和第一法兰部121相连接时，第二法兰部210沿径向方向能够设于伸出段1212的四周，且第三定位面211与第一定位面12121相抵接，实现定位。伸出段1212还包括一端面12123，端面12123分别连接于第一定位面12121和第二定位面12122，第二法兰部210远离第一法兰部121的一侧面和端面12123相齐平。当第二法兰部210夹设于第一法兰部121和第三法兰部320之间时，由于伸出段1212沿轴向方向的长度等于第二法兰部210的厚度，故第二法兰部210远离第一法兰部121的一侧面和端面12123能够共同抵接于第三法兰部320的一侧面。据此，第一法兰部121、第二法兰部210和连接件300的连接结构更加牢固，有利于提高盘轴连接结构的稳定性。

第一转轴110和第二转轴120通过第一键结构传动连接。例如，第二转轴120的内周壁形成有花键部124，花键部124能够与第一转轴110的花键部113相啮合，以使当第一转轴110转动时，能够带动第二转轴120一同转动。当然，可以理解的是，在其他实施方式中，第一转轴110和第二转轴120之间还可以通过其他结构实现传动连接。

第二转轴120还具有第七定位面122，第七定位面122用于与第一转轴110的第五定位面111相抵接，实现第一转轴110和第二转轴120在径向方向的定位。第七定位面122沿轴向方向位于花键部124的一侧。

第一转轴110和第二转轴120之间还设有限位结构，能够限制第一转轴110和第二转轴120的轴向移动。例如，第二转轴120的内周壁设有凸起部123，凸起部123能够与第一转轴110的凸缘部114相配合，沿轴向方向，凸起部123能够与凸缘部114相抵接，以限制第一转轴110和第二转轴120的轴向移动。

凸起部123可以设置在花键部124的另一侧。当然，在其他实施方式中，凸起部123可以与第七定位面122设置在花键部124的同一侧。

凸起部123的内侧形成一第八定位面1231，第八定位面1231用于与第一转轴110的第六定位面112相抵接，实现第一转轴110和第二转轴120在径向方向的定位。

在一实施方式中，第一转轴110和第二转轴120之间的第一键结构(花键部124和花键部113)的一侧设有第七定位面122和第五定位面111，另一侧设有第八定位面1231和第六定位面112，第七定位面122和第五定位面111可以采用小过盈配合的方式相连，第八定位面1231和第六定位面112可以采用小过盈的方式相连，保证第一键结构能够可靠稳定地传递第一转轴110和第二转轴120的扭矩。

如图3所示，图3示出的是本发明实施例的第一转轴110的剖视图。其中图3仅示出第一转轴110的一半剖视图，另一半剖视图省略。本发明实施例的第一转轴110包括花键部113、凸缘部114、螺纹部116、第五定位面111和第六定位面112，花键部113能够与第二转轴120的花键部124相啮合，以传递第一转轴110和第二转轴120的扭矩。凸缘部114能够与第二转轴120的凸起部123相配合，以限制第一转轴110和第二转轴120的轴向移动。

第二锁紧件500可以为一螺母，螺母连接于螺纹部116，以锁紧第一转轴110和第二转轴120。

第五定位面111能够与第二转轴120的第七定位面122配合，以实现径向定位。第六定位面112能够与第二转轴120的第八定位面1231配合，以实现径向定位。

第一转轴110还包括一花键部115，花键部115可以设于第一转轴110的内周壁，用于与连接件300的花键部314相啮合。

如图4所示，图4示出的是本发明实施例的连接件300的剖视图。其中图4中仅示出连接件300的一半剖视图，另一半剖视图省略，可以理解的是，本实施例的连接件300可以为一回转体。本发明实施例的连接件300包括本体部310和第三法兰部320，第三法兰部320设有穿孔321，用于供第一锁紧件400穿设其中。

如图1所示，第一法兰部121、第二法兰部210和第三法兰部320对应设置，并通过第一锁紧件400锁紧，以实现第二转轴120、连接件300和盘组件200的固定连接。

结合图1、图2和图4所示，第三法兰部320的一侧面与第一法兰部121的端面12123相抵接，且连接件300的第四定位面3121和第一法兰部121的第二定位面12122相抵接，最终形成止口连接。第四定位面3121和第二定位面12122可以采用小过盈配合。

如图4所示，本发明实施例的本体部310包括主板311和设于主板311同一侧的第一侧板312和第二侧板313，第一侧板312与第二侧板313沿径向方向间隔设置。第三法兰部320连接于第一侧板312的外表面，第一侧板312的外表面形成第四定位面3121，第二侧板313能够连接于第一转轴110。第一侧板312和第二侧板313可以垂直于主板311。

第一转轴110和第二侧板313通过第二键结构传动连接，举例来说，第二侧板313上设有花键部314，花键部314能够与第一转轴110的花键部115相啮合，以在第一转轴110和连接件300之间传递扭矩。

请返回参阅图1，第一转轴110与第二转轴120相连接，第一转轴110和连接件300相连接，第二转轴120和连接件300相连接，据此第一转轴110、第二转轴120和连接件300共同形成一空腔600，这种空腔600结构有助于提高盘轴连接结构承受离心载荷和弯曲载荷下的抗变形能力，使得在工作条件下盘轴结构更加稳定。

如图5所示，图5示出的是本发明实施例的盘组件200的剖视图。其中图5中仅示出盘组件200的一半剖视图，另一半剖视图省略，可以理解的是，本实施例的盘组件200可以为一回转体。本发明实施例的盘组件200套设于轴组件100的外部，包括第二法兰部210，第二法兰部210设有一穿孔212，用于供第一锁紧件400穿设其中。第二法兰部210还具有第三定位面211。

如图1、图2和图5所示，第三定位面211与第一定位面12121相抵接，实现径向定位。同时，第二法兰部210的一侧面与第一法兰部121的法兰段1211的一侧面相抵接，据此第一法兰部121和第二法兰部210形成止口连接。第三定位面211与第一定位面12121可以采用小过盈配合。

承上所述，连接件300和第一法兰部121形成止口连接，第一法兰部121和第二法兰部210形成止口连接，两处止口连接的设计，更加有利于径向定位，在确保可靠定位的基础上，可降低第一定位面12121和第三定位面211以及第二定位面12122和第四定位面3121之间的过盈量，从而达到便于拆装的功效。

在一实施方式中，第一锁紧件400可以为螺栓组件。螺栓组件依次穿过穿孔1213、穿孔212和穿孔321，将第一法兰部121、第二法兰部210和第三法兰部320锁紧。

在一实施方式中，第一定位面12121和第三定位面211过盈配合，第二定位面12122和第四定位面3121过盈配合，第七定位面122和第五定位面111过盈配合，第八定位面1231和第六定位面112过盈配合。

综上所述，本发明实施例的盘轴连接结构的优点和有益效果在于：

本发明实施例的盘轴连接结构通过引入连接件300，并采用第三定位面211与第一定位面12121相配合，第四定位面3121与第二定位面12122相配合的技术手段，由于第一定位面12121和第二定位面12122沿径向方向间隔设置，盘轴连接结构在径向上具有两处径向定位区域，使得每处定位区域的过盈量无需设置的过大，也可满足定心的要求，有利于盘轴的拆装。另外，由于增加了连接件300，连接件300分别连接于轴组件100和盘组件200，在工作条件下，将限制盘组件200的第二法兰部210在盘轴连接处产生的弯矩变形，使得盘轴连接结构更加稳定可靠。

在发明实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明实施例中的具体含义。

发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对发明实施例的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为发明实施例的优选实施例而已，并不用于限制发明实施例，对于本领域的技术人员来说，发明实施例可以有各种更改和变化。凡在发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盘轴连接结构，其特征在于，包括：

轴组件，所述轴组件设有第一法兰部，所述第一法兰部包括第一定位面和与所述第一定位面相背的第二定位面，所述第一定位面和所述第二定位面沿径向方向间隔设置；

盘组件，套设于所述轴组件的外部，所述盘组件包括第二法兰部，所述第二法兰部具有第三定位面；

连接件，连接于所述轴组件和所述盘组件，所述连接件包括本体部和第三法兰部，所述第三法兰部连接于所述本体部，所述本体部具有第四定位面，所述第一法兰部、所述第二法兰部和所述第三法兰部对应设置；以及

第一锁紧件，锁紧于所述第一法兰部、所述第二法兰部和所述第三法兰部，以使所述第三定位面与所述第一定位面相定位，所述第四定位面与所述第二定位面相定位。

2.根据权利要求1所述的盘轴连接结构，其特征在于，所述第一法兰部包括法兰段和伸出段，所述伸出段沿轴向方向凸设于所述法兰段的一侧，所述伸出段沿径向方向的两侧分别形成所述第一定位面和所述第二定位面。

3.根据权利要求2所述的盘轴连接结构，其特征在于，所述伸出段沿轴向方向的长度等于所述第二法兰部的厚度，所述第二法兰部沿径向方向设于所述伸出段的四周，且夹设于所述第一法兰部和所述第三法兰部之间。

4.根据权利要求3所述的盘轴连接结构，其特征在于，所述伸出段还包括一端面，所述端面分别连接于所述第一定位面和所述第二定位面，所述第二法兰部远离所述第一法兰部的一侧面和所述端面共同抵接于所述第三法兰部的一侧面。

5.根据权利要求1所述的盘轴连接结构，其特征在于，所述本体部包括主板和设于所述主板同一侧的第一侧板和第二侧板，所述第一侧板与所述第二侧板沿径向方向间隔设置；

所述第三法兰部连接于所述第一侧板的外表面，所述第一侧板的外表面形成所述第四定位面，所述第二侧板连接于所述轴组件。

6.根据权利要求5所述的盘轴连接结构，其特征在于，所述轴组件包括第一转轴和第二转轴，所述第二转轴套设于所述第一转轴的外部，且所述第一转轴和所述第二转轴能够同时转动；

所述第一转轴连接于所述第二侧板，且所述第一转轴和所述第二侧板能够同时转动；所述第一法兰部形成于所述第二转轴。

7.根据权利要求6所述的盘轴连接结构，其特征在于，所述第一转轴、所述第二转轴和所述连接件共同形成一空腔。

8.根据权利要求6所述的盘轴连接结构，其特征在于，所述第一转轴和所述第二转轴通过第一键结构传动连接，所述第一转轴和所述第二侧板通过第二键结构传动连接。

9.根据权利要求6所述的盘轴连接结构，其特征在于，所述第一转轴的外周壁具有第五定位面和第六定位面，所述第二转轴的内周壁具有第七定位面和第八定位面，所述第七定位面和所述第五定位面对应设置，所述第八定位面和所述第六定位面对应设置；

所述第一转轴和所述第二转轴之间还设有限位结构，能够限制所述第一转轴和所述第二转轴的轴向移动；

所述盘轴连接结构还包括第二锁紧件，能够锁紧所述第一转轴和所述第二转轴。

10.根据权利要求9所述的盘轴连接结构，其特征在于，所述第一定位面和所述第三定位面过盈配合，所述第二定位面和所述第四定位面过盈配合，所述第七定位面和所述第五定位面过盈配合，所述第八定位面和所述第六定位面过盈配合。

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