CN113513410A - 一种用于航空发动机的可调防松连接结构 - Google Patents

一种用于航空发动机的可调防松连接结构 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种用于航空发动机的可调防松连接结构，包括：限动衬套，轴向限定地设置在弹性轴后端的内孔中，且前端面设置有间隙调节部件；连接锁壳体，轴向限定地设置在所述压气机转轴内孔中，且其前端与所述限动衬套的内孔相配合，所述连接锁壳体中心孔前端设置有内螺纹，中部设置有第二内止转结构；套齿螺钉，所述套齿螺钉外周壁通过设置外螺纹与所述内螺纹相配合，中心设置有第一内止转结构；弹簧座，两端设置有外止转结构，中心设置有阶梯状弹簧安装孔；弹簧，所述弹簧的一端与连接锁壳体轴向内壁相抵接，另一端与所述弹簧座的弹簧安装孔相连接。本申请能够可靠地连接弹性轴与发动机压气机转轴，保障了发动机运转的安全性。

Description

一种用于航空发动机的可调防松连接结构
技术领域
本申请涉及航空发动机领域，特别地，涉及一种用于航空发动机的可调防松连接结构。
背景技术
减速器是涡轮螺旋桨发动机的重要组成部分,其用途是将发动机的轴功率输出给螺旋桨，并使螺旋桨处在高效率的转速下工作。减速器是一个降低转速的部件，又是一个传递功率的部件。
弹性轴位于减速器后端，与发动机压气机转轴连接，用于将发动机的扭转力矩传给减速器。弹性轴为空心薄壁管状零件，当发动机负荷突然改变时，它具有缓冲作用，以此保护减速器齿轮。另外，还可以吸收减速器和螺旋桨传来的部分扭转振动。
为了应对发动机在运行过程中负荷的突然改变，以及吸收减速器和螺旋桨传来的部分扭转振动，必须保证弹性轴在可靠传递扭转力矩的同时处于浮动状态。因此，需设计轴向间隙可调且具备防松功能的连接结构，将弹性轴与压气机转轴可靠连接，以保证发动机运转的安全性。
发明内容
本申请提供了一种用于航空发动机的可调防松连接结构，以解决现有航空发动机的弹性轴与压气机转轴需要可靠连接，以保证发动机运转安全性的技术问题。
本申请采用的技术方案如下：
一种用于航空发动机的可调防松连接结构，包括：
限动衬套，所述限动衬套轴向限定地设置在弹性轴后端的内孔中，且前端面设置有间隙调节部件，所述弹性轴的前端通过花键与主动齿轮相连接，后端的外周壁通过花键与压气机转轴内孔连接，传递扭矩；
连接锁壳体，所述连接锁壳体轴向限定地设置在所述压气机转轴内孔中，且其前端与所述限动衬套的内孔相配合，所述连接锁壳体中心孔前端设置有内螺纹，中部设置有第二内止转结构，所述连接锁壳体与弹性轴的后端面之间设置有间隙调节部件；
套齿螺钉，所述套齿螺钉外周壁通过设置外螺纹与所述内螺纹相配合，所述套齿螺钉的中心设置有第一内止转结构；
弹簧座，所述弹簧座的一端的外周壁设置有与所述第一内止转结构相配合的第一外止转结构，另一端的外周壁设置有与所述第二内止转结构相配合的第二外止转结构，所述弹簧座的中心设置有阶梯状弹簧安装孔；
弹簧，所述弹簧的一端与连接锁壳体轴向内壁相抵接，另一端与所述弹簧座的弹簧安装孔相连接，用于在套齿螺钉旋转到位后，推动弹簧座轴向移动将第一外止转结构插入到所述套齿螺钉的第一内止转结构中限制所述套齿螺钉旋转松动。
进一步地，所述的第一内止转结构、第二内止转结构采用内齿结构，所述第一外止转结构、第二外止转结构采用与所述内齿结构相配合的外齿结构或正多边形外方体结构。
进一步地，所述的第一内止转结构、第二内止转结构采用内花键结构，所述第一外止转结构、第二外止转结构采用与所述内花键结构相配合的外花键结构。
进一步地，所述的第一内止转结构、第二内止转结构采用横截面为正多边形内方体结构，所述第一外止转结构、第二外止转结构采用与所述内方体结构相配合的正多边形外方体结构。
进一步地，所述正多边形的内方体结构和正多边形的外方体结构的边数大于四。
进一步地，所述连接锁壳体的前端设置有与所述限动衬套的内孔相配合的限动衬套配合部，后端设置有与所述压气机转轴内孔相配合的压气机转轴配合部，所述压气机转轴配合部上径向设置有止动孔，所述压气机转轴上设置有与所述止动孔相配合限制所述连接锁壳体在所述压气机转轴内孔中位移及转动的止动销。
进一步地，所述限动衬套包括圆筒状衬套主体，所述衬套主体的一端设置有安装垫圈的环形垫圈安装槽，另一端设置有与所述弹性轴内壁的阶梯部相配合限制所述限动衬套向所述弹性轴一端位移的限位挡边，所述弹性轴内壁还设置有限制所述限动衬套向所述弹性轴的另一端位移的第三卡圈。
进一步地，所述套齿螺钉的螺钉头边缘沿周向均匀设置有若干施力缺口。
进一步地，还包括:
弹簧导杆，所述连接锁壳体的后端居中设置有弹簧导杆安装孔，所述弹簧导杆的后端与所述弹簧导杆安装孔固定连接，所述弹簧套设在所述弹簧导杆上。
进一步地，所述套齿螺钉的螺钉头与限动衬套配合部前端面之间设置有用于间隙调节的第一调整垫圈，所述弹性轴的后端面与所述连接锁壳体的压气机转轴配合部之间设置有用于间隙调节的第二调整垫圈。
本申请具有以下有益效果：
本申请的可调防松连接结构包括限动衬套、连接锁壳体、套齿螺钉、弹簧座、弹簧、间隙调节部件，通过选配间隙调节部件的厚度，可将弹性轴的轴向间隙A控制在一个合理范围内，保证弹性轴的正常工作。同时本申请连接锁壳体中心和套齿螺钉中心均设置有内止转结构，弹簧座两端均为外止转结构，内部有弹簧支撑，当套齿螺钉旋转到位后，在弹簧力的作用下，弹簧座轴向移动，使弹簧座前端的外止转结构与套齿螺钉的内止转结构相配合，弹簧座后端的外止转结构与连接锁壳体的内止转结构相配合，阻止套齿螺钉在使用过程中发生旋转，从而确保了套齿螺钉的螺纹在使用过程中不会发生松动，起到机械防松的作用,该连接结构能够可靠地连接弹性轴与发动机压气机转轴，保障了发动机运转的安全性，结构简单紧凑、加工方便成本低。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本申请还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本申请作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本申请优选实施例的用于航空发动机的可调防松连接结构装配示意图；
图2是本申请优选实施例的套齿螺钉立体结构示意图。
图3是本申请优选实施例的套齿螺钉剖视结构示意图。
图4是本申请优选实施例的套齿螺钉主视示意图。
图5是本申请优选实施例的弹簧座立体结构示意图。
图6是本申请优选实施例的弹簧座剖视结构示意图。
图7是本申请优选实施例的限动衬套立体结构示意图。
图8是本申请优选实施例的限动衬套另一视角的立体结构示意图。
图9是本申请优选实施例的连接锁壳体立体结构示意图。
图10是本申请优选实施例的连接锁壳体另一视角的立体结构示意图。
图11是本申请优选实施例的连接锁壳体剖视结构示意图。
图中：1、第一卡圈；2、主动齿轮；3、第二卡圈；4、弹性轴；5、套齿螺钉；51、施力缺口；52、第一内止转结构；53、外螺纹；6、垫圈；7、第一调整垫圈；8、弹簧座；81、第一外止转结构；82、第二外止转结构；83、弹簧安装孔；9、弹簧；10、限动衬套；101、垫圈安装槽；102、衬套主体；103、限位挡边；11、第三卡圈；12、第二调整垫圈；13、弹簧导杆；14、止动销；15、连接锁壳体；151、限动衬套配合部；152、止动孔；153、压气机转轴配合部；154、弹簧导杆安装孔；155、内螺纹；156、第二内止转结构；16、压气机转轴。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
参照图1，本申请的优选实施例提供了一种用于航空发动机的可调防松连接结构，包括限动衬套10、连接锁壳体15、套齿螺钉5、弹簧座8、弹簧9，其中：
所述限动衬套10轴向限定地设置在弹性轴4的后端的内孔中，且其前端面设置有间隙调节部件，所述弹性轴4的前端通过花键与主动齿轮2相连接，并用第一卡圈1、第二卡圈3轴向固定，后端的外周壁通过花键与压气机转轴16内孔连接，传递扭矩；
所述连接锁壳体15轴向限定地设置在所述压气机转轴16内孔中，且其前端与所述限动衬套10的内孔相配合，所述连接锁壳体15中心孔前端设置有内螺纹155，中部设置有第二内止转结构156，所述连接锁壳体15与弹性轴4的后端面之间设置有间隙调节部件；
所述套齿螺钉5外周壁通过设置外螺纹53与所述内螺纹155相配合，所述套齿螺钉5的中心设置有第一内止转结构52，如图2至图4所示；
所述弹簧座8的一端的外周壁设置有与所述第一内止转结构52相配合的第一外止转结构81，另一端的外周壁设置有与所述第二内止转结构156相配合的第二外止转结构82，所述弹簧座8的中心设置有阶梯状弹簧安装孔83，如图5和图6所示；
所述弹簧9的一端与连接锁壳体15轴向内壁相抵接，另一端与所述弹簧座8的弹簧安装孔83相连接，用于在套齿螺钉5旋转到位后，推动弹簧座8轴向移动将第一外止转结构81插入到所述套齿螺钉5的第一内止转结构52中限制所述套齿螺钉5旋转松动。
本实施例的可调防松连接结构包括限动衬套10、连接锁壳体15、套齿螺钉5、弹簧座8、弹簧9、间隙调节部件，通过选配间隙调节部件的厚度，可将弹性轴4的轴向间隙A控制在一个合理范围内，保证弹性轴4的正常工作。同时本实施例连接锁壳体15中心和套齿螺钉5中心均设置有内止转结构，弹簧座8两端均为外止转结构，内部有弹簧支撑，当套齿螺钉5旋转到位后，在弹簧力的作用下，弹簧座8轴向移动，使弹簧座8前端的外止转结构插入套齿螺钉5的内止转结构相配合，弹簧座8后端的外止转结构与连接锁壳体15的内止转结构相配合，阻止套齿螺钉5在使用过程中发生旋转，从而确保了套齿螺钉5的螺纹在使用过程中始终不会发生松动，起到机械防松的作用，该连接结构能够可靠地连接弹性轴4与发动机压气机转轴16，保障了发动机运转的安全性，结构简单紧凑、加工方便成本低。
在本申请的优选实施例中，所述的第一内止转结构52、第二内止转结构156采用内齿结构，所述第一外止转结构81、第二外止转结构82采用与所述内齿结构相配合的外齿结构或正多边形外方体结构。
如将连接锁壳体15的第二内止转结构156设置为12个内齿结构，套齿螺钉5的第一内止转结构52设置为12个内齿均布结构，弹簧座8两端第一外止转结构81、第二外止转结构82设置为12个外齿结构或外六方结构，内部有弹簧9支撑。在弹簧力的作用下，弹簧座8向左轴向移动，使弹簧座8前端的12个外齿结构或外六方结构与套齿螺钉5的第一内止转结构52相配合，弹簧座8后端的12个外齿结构或外六方结构与连接锁壳体15的第二内止转结构156的12个内齿结构相配合，这样确保了套齿螺钉5的螺纹在使用过程中始终不会发生松动，起到机械防松的作用。
在本申请的优选实施例中，所述的第一内止转结构52、第二内止转结构156采用内花键结构，所述第一外止转结构81、第二外止转结构82采用与所述内花键结构相配合的外花键结构。
在弹簧力的作用下，弹簧座8向左轴向移动，使弹簧座8前端的外花键结构与套齿螺钉5的内花键结构相配合，弹簧座8后端的外花键结构与连接锁壳体15的内花键结构相配合，这样确保了套齿螺钉5的螺纹在使用过程中始终不会发生松动，起到机械防松的作用。
在本申请的优选实施例中，所述的第一内止转结构52、第二内止转结构156采用横截面为正多边形内方体结构，所述第一外止转结构81、第二外止转结构82采用与所述内方体结构相配合的正多边形外方体结构。
在弹簧力的作用下，弹簧座8向左轴向移动，使弹簧座8前端的正多边形外方体结构与套齿螺钉5的正多边形内方体结构相配合，弹簧座8后端的正多边形外方体结构与连接锁壳体15的正多边形内方体结构相配合，这样确保了套齿螺钉5的螺纹在使用过程中始终不会发生松动，起到机械防松的作用。
在本申请的优选实施例中，所述正多边形的内方体结构和正多边形的外方体结构的边数大于四，如正四边形的内方体结构和正四边形的外方体结构、如正五边形的内方体结构和正五边形的外方体结构、如正六边形的内方体结构和正六边形的外方体结构等。
如图9至图11所示，在本申请的优选实施例中，所述连接锁壳体15的前端设置有与所述限动衬套10的内孔相配合的限动衬套配合部151，后端设置有与所述压气机转轴16内孔相配合的压气机转轴配合部153，所述压气机转轴配合部153上径向设置有止动孔152，所述压气机转轴16上设置有与所述止动孔152相配合限制所述连接锁壳体15在所述压气机转轴16内孔中位移及转动的止动销14，将所述连接锁壳体15装入所述压气机转轴16内孔后，将止动销14插入所述压气机转轴16和止动孔152，即可限制所述连接锁壳体15在所述压气机转轴16内孔中位移及转动，方便快捷，结构简单。
如图7和图8所示，在本申请的优选实施例中，所述限动衬套10包括圆筒状衬套主体102，所述衬套主体102的一端设置有安装垫圈6的环形垫圈安装槽101，另一端设置有与所述弹性轴4内壁的阶梯部相配合限制所述限动衬套10向所述弹性轴4一端位移的限位挡边103，所述弹性轴4内壁还设置有限制所述限动衬套10向所述弹性轴4的另一端位移的第三卡圈11。
本实施例利用限位挡边103和第三卡圈11即可限制所述限动衬套10的轴向位置，安装方便、结构简单可靠。
在本申请的优选实施例中，所述套齿螺钉5的螺钉头边缘沿周向均匀设置有三个施力缺口51，方便将所述套齿螺钉5与连接锁壳体15螺纹连接。
在本申请的优选实施例中，所述用于航空发动机的可调防松连接结构还包括弹簧导杆13，所述连接锁壳体15的后端居中设置有弹簧导杆安装孔154，所述弹簧导杆13的后端与所述弹簧导杆安装孔154固定连接，所述弹簧9套设在所述弹簧导杆13上，确保轴向运动的稳定性、可靠性。
在本申请的优选实施例中，所述套齿螺钉5的螺钉头与限动衬套配合部151前端面之间设置有第一调整垫圈7，所述弹性轴4的后端面与所述连接锁壳体15的压气机转轴配合部153之间设置有第二调整垫圈12。
所述第一调整垫圈7用来调整弹性轴4相对于压气机转轴16的轴向活动量，第二调整垫圈12用来保证主动齿轮2与发动机其它齿轮的啮合宽度，由于所述第一调整垫圈7、第二调整垫圈12有多个厚度组别供选择，通过选配所述第一调整垫圈7、第二调整垫圈12的厚度，可将间隙A控制在一个合理范围内，保证弹性轴4的正常工作。
转配时，套齿螺钉5压靠第一调整垫圈7的端面，并与连接锁壳体15通过螺纹固联，使整个弹性轴4在轴向方向运动受限。套齿螺钉5端面开有三个施力缺口51，便于专用工装插入进行拧紧。
弹簧座8安装在套齿螺钉5及连接锁壳体15内部，其两端的外止转结构确保套齿螺钉5的螺纹不会发生松动。
装配套齿螺钉5时，采用专用工装进行安装，所述专用工装在插入套齿螺钉5的三个施力缺口51同时，也将弹簧座8顶入到连接锁壳体15中，使弹簧座8前端的第一外止转结构81与套齿螺钉5的第一内止转结构52相脱离，从而确保所述套齿螺钉5能够正常拧紧。当套齿螺钉5被拧紧，并使套齿螺钉5的第一内止转结构52的各内棱边与所述弹簧座8的第一外止转结构81的各外棱边大致对齐后，退出专用工装。此时弹簧座8则在弹簧力的作用下向左移动，弹簧座8前端的第一外止转结构81插入到套齿螺钉5的第一内止转结构52内，形成防松结构。结果表明：该连接结构能够可靠地连接弹性轴4与发动机压气机转轴16，保障了发动机运转的安全性。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于航空发动机的可调防松连接结构，其特征在于，包括：
限动衬套(10)，所述限动衬套(10)轴向限定地设置在弹性轴(4)的后端的内孔中，且其前端面设置有间隙调节部件，所述弹性轴(4)的前端通过花键与主动齿轮(2)相连接，后端的外周壁通过花键与压气机转轴(16)内孔连接，传递扭矩；
连接锁壳体(15)，所述连接锁壳体(15)轴向限定地设置在所述压气机转轴(16)内孔中，且其前端与所述限动衬套(10)的内孔相配合，所述连接锁壳体(15)中心孔前端设置有内螺纹(155)，中部设置有第二内止转结构(156)，所述连接锁壳体(15)与弹性轴(4)的后端面之间设置有间隙调节部件；
套齿螺钉(5)，所述套齿螺钉(5)外周壁通过设置外螺纹(53)与所述内螺纹(155)相配合，所述套齿螺钉(5)的中心设置有第一内止转结构(52)；
弹簧座(8)，所述弹簧座(8)的一端的外周壁设置有与所述第一内止转结构(52)相配合的第一外止转结构(81)，另一端的外周壁设置有与所述第二内止转结构(156)相配合的第二外止转结构(82)，所述弹簧座(8)的中心设置有阶梯状弹簧安装孔(83)；
弹簧(9)，所述弹簧(9)的一端与连接锁壳体(15)轴向内壁相抵接，另一端与所述弹簧座(8)的弹簧安装孔(83)相连接，用于在套齿螺钉(5)旋转到位后，推动弹簧座(8)轴向移动将第一外止转结构(81)插入到所述套齿螺钉(5)的第一内止转结构(52)中限制所述套齿螺钉(5)旋转松动。
2.根据权利要求1所述的用于航空发动机的可调防松连接结构，其特征在于，
所述的第一内止转结构(52)、第二内止转结构(156)采用内齿结构，所述第一外止转结构(81)、第二外止转结构(82)采用与所述内齿结构相配合的外齿结构或正多边形外方体结构。
3.根据权利要求1所述的用于航空发动机的可调防松连接结构，其特征在于，
所述的第一内止转结构(52)、第二内止转结构(156)采用内花键结构，所述第一外止转结构(81)、第二外止转结构(82)采用与所述内花键结构相配合的外花键结构。
4.根据权利要求1所述的用于航空发动机的可调防松连接结构，其特征在于，
所述的第一内止转结构(52)、第二内止转结构(156)采用横截面为正多边形内方体结构，所述第一外止转结构(81)、第二外止转结构(82)采用与所述内方体结构相配合的正多边形外方体结构。
5.根据权利要求4所述的用于航空发动机的可调防松连接结构，其特征在于，
所述正多边形的内方体结构和正多边形的外方体结构的边数大于四。
6.根据权利要求1所述的用于航空发动机的可调防松连接结构，其特征在于，
所述连接锁壳体(15)的前端设置有与所述限动衬套(10)的内孔相配合的限动衬套配合部(151)，后端设置有与所述压气机转轴(16)内孔相配合的压气机转轴配合部(153)，所述压气机转轴配合部(153)上径向设置有止动孔(152)，所述压气机转轴(16)上设置有与所述止动孔(152)相配合限制所述连接锁壳体(15)在所述压气机转轴(16)内孔中位移及转动的止动销(14)。
7.根据权利要求1所述的用于航空发动机的可调防松连接结构，其特征在于，
所述限动衬套(10)包括圆筒状衬套主体(102)，所述衬套主体(102)的一端设置有安装垫圈(6)的环形垫圈安装槽(101)，另一端设置有与所述弹性轴(4)内壁的阶梯部相配合限制所述限动衬套(10)向所述弹性轴(4)一端位移的限位挡边(103)，所述弹性轴(4)内壁还设置有限制所述限动衬套向所述弹性轴(4)的另一端位移的第三卡圈(11)。
8.根据权利要求1所述的用于航空发动机的可调防松连接结构，其特征在于，
所述套齿螺钉(5)的螺钉头边缘沿周向均匀设置有若干施力缺口(51)。
9.根据权利要求1所述的用于航空发动机的可调防松连接结构，其特征在于，还包括:
弹簧导杆(13)，所述连接锁壳体(15)的后端居中设置有弹簧导杆安装孔(154)，所述弹簧导杆(13)的后端与所述弹簧导杆安装孔(154)固定连接，所述弹簧(9)套设在所述弹簧导杆(13)上。
10.根据权利要求6所述的用于航空发动机的可调防松连接结构，其特征在于，
所述套齿螺钉(5)的螺钉头与限动衬套配合部(151)前端面之间设置有用于间隙调节的第一调整垫圈(7)，所述弹性轴(4)的后端面与所述连接锁壳体(15)的压气机转轴配合部(153)之间设置有用于间隙调节的第二调整垫圈(12)。
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