CN113803382B - 一种棘轮式航空双速离合器结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空双速离合器结构技术领域，且公开了一种棘轮式航空双速离合器结构，所述支撑外圈外表面活动安装开设有销钉，所述外棘爪表面中心位置活动安装有第一涡卷弹簧，所述支撑外圈表面中心位置固定连接有内棘轮，所述内棘轮外表面四周活动连接有内棘爪，所述内棘轮外表面四周设置有外棘轮，外棘爪通过第一涡卷弹簧与支撑外圈活动连接。本发明在两层棘轮棘爪设计，通过调整内外涡卷弹簧刚度，可以分别实现两种转速下的接合‑脱开，根据航空涡轮起动机地面起动和空中起动的工况要求不同，有效地实现空气涡轮起动机稳定可靠的起动功能，有助于解决我国航空空气涡轮起动机二次接合难题，为我国航空离合器设计提供新方案。

Description

一种棘轮式航空双速离合器结构

技术领域

本发明涉及航空双速离合器结构技术领域，具体为一种棘轮式航空双速离合器结构。

背景技术

航空，是一种是复杂而有战略意义的人类活动。指飞行器在地球大气层(空气空间)中的飞行活动，以及与此相关的科研教育、工业制造、公共运输、航空运动、国防军事、政府管理等众多领域。通过对于空气空间和飞行器(航空器)的利用，航空活动可以细分为众多独立的行业和领域，典型的比如航空制造业、民用航空业等等。常常可以见到人们从各自的领域使用这一词语，这一词语的内涵及其丰富和多变。

目前我国航空领域上尚未有公开文献表明采用双速离合器，统一采用斜撑离合器，斜撑离合器楔块表面需要进行特殊涂层处理，加工复杂，对工艺和加工设备要求较高，单个航空斜撑离合器售价在2-3万元以上，对于涡轮起动机这样特殊工况要求的离合器价格更贵，且二次接合转速不稳定，在接合冲击较大的情况下，容易出现楔块翻转或者冲击力过载等问题，导致离合器失效，可靠性低，无法满足航空装备高可靠性的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种棘轮式航空双速离合器结构，通过采用双层设计，降低了离合器整体的扭转刚度，增加了一定弹性，有助于降低啮合面接合时的冲击，并通过双排棘轮棘爪结构，提升了承载能力，增加了容错率，以达到提升离合器使用寿命的目的，提升离合器使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种棘轮式航空双速离合器结构，包括外棘爪和支撑外圈，所述外棘爪活动连接于支撑外圈外表面四周，所述支撑外圈外表面活动安装开设有销钉，所述外棘爪表面中心位置活动安装有第一涡卷弹簧，所述支撑外圈表面中心位置固定连接有内棘轮，所述内棘轮外表面四周活动连接有内棘爪，所述内棘轮外表面四周设置有外棘轮，所述内棘爪表面中心位置活动安装有第二涡卷弹簧，所述外棘爪通过第一涡卷弹簧与支撑外圈活动连接，所述内棘爪通过第二涡卷弹簧与外棘轮活动连接。

优选的，所述外棘爪和内棘爪均匀分布于支撑外圈和外棘轮外表面四周，且所述外棘爪和内棘爪呈交叉分布，根据外棘轮、棘爪和内棘轮、棘爪的布置方案，可以实现两种不同转速下的接合与脱开。

优选的，所述外棘爪连接部分为输入端，所述内棘轮连接部分为输入端，所述外棘轮和内棘爪连接部分为输出端，在地面起动过程中，内、外棘轮棘爪处于接合状态，在转速升高时，由内向外逐层脱开，空中二次起动过程中，内、外棘轮棘爪逐层接合，通过两层棘轮棘爪设计，降低接合-脱开冲击，增强离合器使用可靠性，有助于提升航空离合器服役寿命和可靠性。

优选的，所述内棘轮的直径尺寸小于支撑外圈的直径尺寸，且所述内棘轮与支撑外圈为一体式结构，两层棘轮棘爪设计，可以分别实现两种转速下的接合-脱开，有效地实现空气涡轮起动机空中起动的功能，有助于解决我国航空空气涡轮起动机二次接合难题，为我国航空离合器设计提供新方案。

优选的，所述销钉均匀分布于支撑外圈外表面四周，且所述销钉与第一涡卷弹簧位置相平行，有效起到定位的作用。

本发明提供了一种棘轮式航空双速离合器结构，具备以下有益效果：

（1）、本发明在两层棘轮棘爪设计，通过调整内外涡卷弹簧刚度，可以分别实现两种转速下的接合-脱开，有效地实现空气涡轮起动机空中起动的功能，有助于解决我国航空空气涡轮起动机二次接合难题，为我国航空离合器设计提供新方案。

（2）、本发明通过在地面起动过程中，内、外棘轮棘爪处于接合状态，在转速升高时，由内向外逐层脱开，空中二次起动过程中，内、外棘轮棘爪逐层接合，通过两层棘轮棘爪设计，降低接合-脱开冲击，增强离合器使用可靠性，有助于提升航空离合器服役寿命和可靠性。

附图说明

图1为本发明正面的棘轮式双速离合器结构立体示意图；

图2为本发明正面的棘轮式双速离合器外圈脱开-内圈接合状态结构示意图；

图3为本发明正面的棘轮式双速离合器完全脱开状态结构示意图。

图中：1、外棘爪；2、销钉；3、支撑外圈；4、内棘爪；5、外棘轮；6、第一涡卷弹簧；7、内棘轮；8、第二涡卷弹簧。

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。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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本发明中的具体含义。

如图1-3所示，本发明提供一种技术方案：

一种棘轮式航空双速离合器结构，包括外棘爪1和支撑外圈3，外棘爪1和内棘爪4均匀分布于支撑外圈3和外棘轮5外表面四周，且外棘爪1和内棘爪4呈交叉分布，根据外棘轮、棘爪和内棘轮7、棘爪的布置方案，可以实现两种不同转速下的接合与脱开，外棘爪1活动连接于支撑外圈3外表面四周，外棘爪1通过第一涡卷弹簧6与支撑外圈3活动连接，支撑外圈3外表面活动安装开设有销钉2，销钉2均匀分布于支撑外圈3外表面四周，且销钉2与第一涡卷弹簧6位置相平行，有效起到定位的作用，外棘爪1表面中心位置活动安装有第一涡卷弹簧6，支撑外圈3表面中心位置固定连接有内棘轮7，外棘爪1连接部分为输入端，内棘轮7连接部分为输入端，外棘轮5和内棘爪4连接部分为输出端，在地面起动过程中，内、外棘轮棘爪处于接合状态，在转速升高时，由外向内逐层脱开，空中二次起动过程中，内、外棘轮棘爪逐层接合，通过两层棘轮棘爪设计，降低接合-脱开冲击，增强离合器使用可靠性，有助于提升航空离合器服役寿命和可靠性，内棘轮7外表面四周活动连接有内棘爪4，内棘爪4通过第二涡卷弹簧8与外棘轮5活动连接，内棘轮7外表面四周设置有外棘轮5，内棘轮7的直径尺寸小于支撑外圈3的直径尺寸，且内棘轮7与支撑外圈3为一体式结构，在两层棘轮棘爪设计，通过调整内外涡卷弹簧刚度，可以分别实现两种转速下的接合-脱开，有效地实现空气涡轮起动机空中起动的功能，有助于解决我国航空空气涡轮起动机二次接合难题，为我国航空离合器设计提供新方案，内棘爪4表面中心位置活动安装有第二涡卷弹簧8。

综上可得，本发明通过工作转速从低速到高速，在静止状态下，内、外棘爪在第一涡卷弹簧6和第二涡卷弹簧8的作用下处于向内压紧的状态，此时输入端和输出端通过棘轮和棘爪连接；当输入端启动时，由于棘轮棘爪相互推动，输出端转速与输入端转速保持一致，即输入输出端相当于一个整体在转动；当转速进一步加大时，内圈和外圈由于半径不同、而转速相同，因此受到的离心力不同，外圈受到的离心力大于内圈受到的离心力，在内外圈涡卷弹簧刚度相同的条件下，外圈受到的离心力将率先克服第一涡卷弹簧6，外棘爪1在离心力作用下“甩出去”，从而与外棘轮5脱开，此时，只有输入端和输出端通过内棘轮7、内棘爪4传递动力，仍然可以保证输入端和输出端的转速一致，当转速继续增大时，内圈受到的离心力进一步加大，内棘爪4在离心力作用下“甩出去”，从而与内棘轮7脱开，此时，内外棘轮棘爪都处于脱开的状态，输入端和输出端完全断开；与输入端完全断开后，输出端在航空发动机作用下单独运转，在高速转动状态下，双速离合器内外圈都受到较大的离心力作用，此时内、外棘爪1、4均克服第一涡卷弹簧6处于脱开状态，当航空发动机停转，导致输出轴转速降低时，内圈棘爪由于半径较小受到的离心力也比外圈小，因此内圈第二涡卷弹簧8会先于外圈克服离心力，使内圈棘轮棘爪接合，此时外圈棘轮棘爪仍处于脱开状态；当输出轴转速进一步降低时，外圈第一涡卷弹簧6克服降低之后的离心力，外圈棘轮棘爪1和5接合，至此，内外圈棘轮棘爪全部啮合。

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。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种棘轮式航空双速离合器结构，包括外棘爪（1）和支撑外圈（3），其特征在于：所述外棘爪（1）活动连接于支撑外圈（3）外表面四周，所述支撑外圈（3）外表面活动安装开设有销钉（2），所述外棘爪（1）表面中心位置活动安装有第一涡卷弹簧（6），所述支撑外圈（3）表面中心位置固定连接有内棘轮（7），所述内棘轮（7）外表面四周活动连接有内棘爪（4），所述内棘轮（7）外表面四周设置有外棘轮（5），所述内棘爪（4）表面中心位置活动安装有第二涡卷弹簧（8），所述外棘爪（1）通过第一涡卷弹簧（6）与支撑外圈（3）活动连接，所述内棘爪（4）通过第二涡卷弹簧（8）与外棘轮（5）活动连接。

2.根据权利要求1所述的一种棘轮式航空双速离合器结构，其特征在于：所述外棘爪（1）和内棘爪（4）均匀分布于支撑外圈（3）和外棘轮（5）外表面四周，且所述外棘爪（1）和内棘爪（4）呈交叉分布。

3.根据权利要求1所述的一种棘轮式航空双速离合器结构，其特征在于：所述外棘爪（1）连接部分为输入端，所述内棘轮（7）连接部分为输入端，所述外棘轮（5）和内棘爪（4）连接部分为输出端。

4.根据权利要求1所述的一种棘轮式航空双速离合器结构，其特征在于：所述内棘轮（7）的直径尺寸小于支撑外圈（3）的直径尺寸，且所述内棘轮（7）与支撑外圈（3）为一体式结构。

5.根据权利要求1所述的一种棘轮式航空双速离合器结构，其特征在于：所述销钉（2）均匀分布于支撑外圈（3）外表面四周，且所述销钉（2）与第一涡卷弹簧（6）位置相平行。

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