CN207064024U - 锁紧防松装置及航空发动机转子锁紧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种锁紧防松装置及航空发动机转子锁紧系统，其中锁紧防松装置包括锁紧螺母(1)、防松环(2)和压紧端盖(3)，锁紧螺母通过螺纹连接在待连接件上，防松环与锁紧螺母相互配合，压紧端盖与锁紧螺母连接，以通过压紧端盖压紧防松环，并使防松环与锁紧螺母相互顶紧。本实用新型的锁紧防松装置通过压紧端盖与锁紧螺母的连接，可以对防松环与锁紧螺母之间在轴向或周向上的相对运动起到限制作用，因此无需计算锁紧螺母内螺纹的起始点角度，可实现锁紧螺母的任意角度装配，不需要调整锁紧螺母的周向位置，从而不需要调整锁紧螺母的拧紧力矩，在保证整个锁紧防松装置的锁紧性能的同时降低了对机加工的精度要求。

Description

锁紧防松装置及航空发动机转子锁紧系统

技术领域

本实用新型涉及航空发动机转子件锁紧技术领域，尤其涉及一种锁紧防松装置及航空发动机转子锁紧系统。

背景技术

锁紧机构或装置，是一种广泛应用于航空发动机机械系统领域的常见结构，主要用于对转子组件(例如齿轮、轴承等)的轴向压紧，防止转子组件在工作中发生轴向窜动，这是保证系统稳定性和可靠性的前提。

目前，航空发动机机械系统领域的锁紧结构大部分由锁紧螺母和防松装置组成，锁紧螺母通过与传动轴的螺纹配合向转子提供轴向压紧力，防松结构确保锁紧螺母和传动轴之间不发生相对转动。锁紧螺母的防松结构有多种形式，常见的有双耳止动垫圈、卡齿防松垫片等机械防松的形式。

如图1和图2所示，为传统的折弯式双耳止动垫圈锁紧结构示意图，首先将轴承101装至齿轮轴102上，再将双耳止动垫圈103装至齿轮轴102上，装配时双耳止动垫圈103的锁片107装入齿轮的卡槽106中，再按规定拧紧力矩将锁紧螺母104拧入齿轮轴102，微调使锁紧螺母104的卡槽105与齿轮轴102的卡槽106对齐，最后用工装将双耳止动垫圈103的锁片107折弯90°至锁紧螺母104的卡槽105内，达到锁紧的目的。

此种锁紧螺母防松结构最为常见，结构较为简单，且能达到较好的锁紧防松效果，但也至少存在两个缺点：

1、双耳止动垫圈的锁片在折弯后容易出现裂纹，使用寿命短，只能单次使用，这就需要多次加工或采购，成本较高，且锁片折弯处有可能会产生微裂纹，在工作过程中受到振动冲击等影响可能会使裂纹扩展，最终断裂，影响产品可靠性；

2、当锁紧螺母按规定力矩装配时，在规定的力矩范围内，有可能出现锁紧螺母的卡槽和齿轮轴的卡槽无法对齐的现象，这就需要调节锁紧螺母的拧紧力矩，从而影响锁紧性能。

如图3和图4所示，为另一种常见的传统卡齿防松垫片锁紧结构，锥齿轮轴201上安装有轴承202，当锁紧螺母203按规定拧紧力矩装配至锥齿轮轴201后，齿形防松垫片204的外齿208卡在锁紧螺母203的卡槽206内，齿形防松垫片204的内齿209卡在锥齿轮轴201的卡槽207内，齿形防松垫片204的外侧安装有弹性挡圈205，当锁紧螺母203和锥齿轮轴201有相对运动趋势时，齿形防松垫片204将带动锥齿轮轴201跟随转动，以此达到锁紧的目的。

这种锁紧结构虽然解决了折弯式双耳止动垫圈只能单次使用且折弯处在工作中可能产生裂纹影响系统可靠性的缺点，但这种结构锥齿轮轴外螺纹与锁紧螺母内螺纹起始点角度需要通过精确加工保证与测量较难，误差较大；通过理论拧紧力矩推算出的锁紧螺母最终螺纹起点与卡槽之间的角度在实际安装过程中也存在较大误差，这两种误差累积最终会导致内齿和外齿无法同时装入卡槽的情况发生。

综上所述，传统的锁紧螺母防松结构虽然在一定程度上能够起到锁紧和防松作用，但仍存在一些不足，比如折弯式双耳止动垫圈只能单次使用，且折弯处在工作中可能产生微裂纹影响系统的可靠性，而卡齿式防松结构存在因材料、加工、装配等的误差积累导致防松卡齿无法装配到位等问题。因此，需要设计一种可靠性更高的锁紧装置，并且尽可能地降低材料、加工、装配等误差的影响。

需要说明的是，公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种锁紧防松装置及航空发动机转子锁紧系统，以尽可能地解决现有技术中的锁紧装置由于材料、加工、装配等误差而造成无法装配到位的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种锁紧防松装置，包括锁紧螺母、防松环和压紧端盖，所述锁紧螺母通过螺纹连接在待连接件上，所述防松环与所述锁紧螺母相互配合，所述压紧端盖与所述锁紧螺母连接，以通过所述压紧端盖压紧所述防松环，并使所述防松环与所述锁紧螺母相互顶紧。

进一步地，所述锁紧螺母的内侧设有第一锥面，所述防松环的外侧设有第二锥面，所述锁紧螺母与所述防松环通过所述第一锥面和所述第二锥面相互接触并压紧。

进一步地，所述压紧端盖内侧设有压紧面，所述压紧面与所述防松环的靠近所述压紧端盖的端面相互接触并压紧。

进一步地，所述压紧面和所述防松环的靠近所述压紧端盖的端面均为平面。

进一步地，所述锁紧螺母内侧设有阻挡面，所述阻挡面与所述防松环的远离所述压紧端盖的端面相互抵顶，以防止所述防松环与所述锁紧螺母之间发生轴向相对运动。

进一步地，所述锁紧螺母的最靠近所述压紧端盖的端面与所述压紧端盖之间具有第一间隙。

进一步地，所述防松环的靠近所述压紧端盖的一端设有沿轴向延伸的第一凸台，所述第一凸台与所述压紧端盖相互接触并压紧。

进一步地，所述第一凸台的外周面为等直径面。

进一步地，所述第一凸台的轴向长度大于与所述压紧端盖上与所述第一凸台的外周面相互配合的第二凸台的轴向长度。

进一步地，所述锁紧螺母的外侧周向面上设有台阶，所述台阶将所述锁紧螺母分为外径较大的第一部分和外径较小的第二部分，所述压紧端盖至少部分地包裹在所述第二部分的外侧。

进一步地，所述第一部分和所述第二部分的过渡处形成台阶面，所述压紧端盖的靠近所述锁紧螺母的端面与所述台阶面之间具有第二间隙。

进一步地，所述锁紧螺母与所述压紧端盖之间通过螺钉连接。

进一步地，还包括螺套，所述螺套设置在所述锁紧螺母内，所述螺钉穿过所述压紧端盖并旋入所述螺套内。

进一步地，所述压紧端盖上设有凹槽，所述凹槽内设有安装孔，所述安装孔用于穿设所述螺钉，以实现所述压紧端盖与所述锁紧螺母的连接。

进一步地，所述防松环的内侧和所述待连接件的外侧中的一个设有防转凸台，所述防松环的内侧和所述待连接件的外侧中的另一个设有卡槽，所述防转凸台与所述卡槽相互配合，以防止所述防松环与所述待连接件之间发生相对转动。

为实现上述目的，本实用新型还提供了一种航空发动机转子锁紧系统，包括传动轴和上述的锁紧防松装置，所述传动轴作为所述待连接件，所述锁紧防松装置安装在所述传动轴上。

基于上述技术方案，本实用新型的锁紧防松装置通过压紧端盖与锁紧螺母的连接，可以实现对防松环和锁紧螺母的压紧作用，而且可以对防松环与锁紧螺母之间在轴向或周向上的相对运动起到限制作用，因此防松环与锁紧螺母之间的配合关系可以降低对轴向或周向相对运动的限制要求，即防松环与锁紧螺母之间的配合可以不考虑限制两者之间发生相对运动的问题，这样可以分散防松环的配合关系，无需计算锁紧螺母内螺纹的起始点角度，可以实现锁紧螺母的任意角度装配，不需要调整锁紧螺母的周向位置，从而不需要调整锁紧螺母的拧紧力矩，提高了整套装置的装配性及锁紧性，特别适合于拧紧力矩精度要求较高的场合，同时有效地解决了现有技术中由于需要考虑防止轴向或周向上的相对运动而设置的卡齿防松垫片锁紧结构所带来的由于材料、加工、装配等误差的影响而无法装配到位的问题，在保证整个锁紧防松装置的锁紧性能的同时降低了对机加工的精度要求，提高了机加成品率，降低了机加成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中一种锁紧结构的结构示意图。

图2为图1中双耳止动垫圈的结构示意图。

图3为现有技术中另一种锁紧结构的结构示意图。

图4为图3中卡齿防松垫片的结构示意图。

图5为本实用新型锁紧防松装置一个实施例的装配图。

图6为本实用新型锁紧防松装置一个实施例的局部剖视图。

图7为本实用新型锁紧防松装置一个实施例中锁紧螺母的结构示意图。

图8为本实用新型锁紧防松装置一个实施例中防松环的结构示意图。

图9为本实用新型锁紧防松装置一个实施例中压紧端盖的外部结构示意图。

图10为本实用新型锁紧防松装置一个实施例中压紧端盖的内部结构示意图。

图11为本实用新型锁紧防松装置一个实施例中锁紧螺母与防松环的受力示意图。

图中：

101、轴承；102、齿轮轴；103、双耳止动垫圈；104、锁紧螺母；105、卡槽；106、卡槽；107、锁片；

201、锥齿轮轴；202、轴承；203、锁紧螺母；204、齿形防松垫片；205、弹性挡圈；206、卡槽；207、卡槽；208、外齿；209、内齿。

1、锁紧螺母；11、第一锥面；12、螺纹孔；13、内螺纹；

2、防松环；21、第二锥面；22、防转凸台；

3、压紧端盖；31、安装孔；32、压紧面；

4、螺套；5、螺钉；

6、传动轴；61、卡槽；

7、转子件端面。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型保护范围的限制。

如图5所示，为本实用新型所提供的锁紧防松装置一个实施例的装配图。在该实施例中，锁紧防松装置包括锁紧螺母1、防松环2和压紧端盖3，锁紧螺母1通过螺纹连接在待连接件上，防松环2与锁紧螺母1相互配合，压紧端盖3与锁紧螺母1连接，并通过压紧端盖3压紧防松环2，以防止防松环2与锁紧螺母1之间发生轴向相对运动。

在上述实施例中，锁紧防松装置包括锁紧螺母1、防松环2和压紧端盖3，并且防松环2与锁紧螺母1相互配合，压紧端盖3与锁紧螺母1连接，以压紧防松环2，并使防松环2与锁紧螺母1相互顶紧。这样，锁紧防松装置通过压紧端盖3与锁紧螺母1的连接，可以实现对防松环2和锁紧螺母1的压紧作用，而且可以对防松环2与锁紧螺母1之间在轴向或周向上的相对运动起到限制作用，因此防松环2与锁紧螺母1之间的配合关系可以降低对轴向或周向相对运动的限制要求，即防松环2与锁紧螺母1之间的配合可以不考虑限制两者之间发生相对运动的问题，这样可以分散防松环的配合关系，无需计算锁紧螺母内螺纹的起始点角度，可以实现锁紧螺母的任意角度装配，不需要调整锁紧螺母的周向位置，从而不需要调整锁紧螺母的拧紧力矩，提高了整套装置的装配性及锁紧性，特别适合于拧紧力矩精度要求较高的场合，同时有效地解决了现有技术中由于需要考虑防止轴向或周向上的相对运动而设置的卡齿防松垫片锁紧结构所带来的由于材料、加工、装配等误差的影响而无法装配到位的问题，在保证整个锁紧防松装置的锁紧性能的同时降低了对机加工的精度要求，提高了机加成品率，降低了机加成本。

在上述实施例中，锁紧螺母1、防松环2和压紧端盖3上均可以设置中心安装孔，以将待连接件穿过锁紧螺母1、防松环2和压紧端盖3，并通过锁紧螺母1、防松环2和压紧端盖3实现对待连接件轴向运动的限制作用，同时防止锁紧螺母1与待连接件之间螺纹连接的松动。

其中，待连接件优选地为传动轴6，通过锁紧防松装置可以防止安装在传动轴6上的转子部件沿轴向运动，同时防止锁紧螺母1松动。

作为上述锁紧防松装置实施例的进一步优选，如图7和图8所示，锁紧螺母1的内侧设有第一锥面11，防松环2的外侧设有第二锥面21，锁紧螺母1与防松环2通过第一锥面11和第二锥面21相互接触并压紧。

如图6所示，在锁紧防松装置的横截面上，第一锥面11和第二锥面21均为倾斜向上的斜线，即第一锥面11和第二锥面21沿靠近压紧端盖3的方向直径逐渐变大。当然，在其他实施例中，第一锥面11和第二锥面21也可以为倾斜向下的斜线。

防松环2安装在锁紧螺母1的内侧，通过锥面配合可以通过锁紧螺母1向下压紧防松环2，同时锁紧螺母1发生转动时，可以使扭矩通过第一锥面11和第二锥面21之间的摩擦力传递至防松环2上。

优选地，第一锥面11和第二锥面21上可以通过提高表面粗糙度等增大摩擦系数的方式来增大摩擦力，例如第一锥面11和第二锥面21上可以设置摩擦系数高的耐磨涂层，以增大第一锥面11和第二锥面21之间的摩擦力；也可以在第一锥面11和第二锥面21的表面设置锯齿或花纹等，以增大第一锥面11和第二锥面21之间的摩擦力。

如图6和图10所示，压紧端盖3内侧设有压紧面32，压紧面32与防松环2的靠近压紧端盖3的端面(即图示方向的最右侧端面)相互接触并压紧。压紧端盖3与防松环2之间通过面接触，接触面积大，更有效地实现压紧作用。

优选地，压紧面32和防松环2的靠近压紧端盖3的端面均为平面。通过平面接触，压紧作用更加稳定和可靠。

如图6所示，锁紧螺母1的内侧设有阻挡面，阻挡面与防松环2的远离压紧端盖3的端面(即图示方向的最左侧端面)相互抵顶，以防止防松环2与锁紧螺母1之间发生轴向相对运动。通过阻挡面和压紧面32，可以将防松环2压紧在锁紧螺母1和压紧端盖3之间，防止防松环2发生轴向运动。

当然，在实际应用中，若由于制造或装配等误差造成在使得第一锥面11和第二锥面21相互接触并压紧的同时，无法保证阻挡面与防松环2的远离压紧端盖3的端面相互抵顶，那么至少应该保证第一锥面11和第二锥面21相互接触并压紧，以保证锁紧螺母1的扭矩能够通过第一锥面11和第二锥面21之间的摩擦力传递至防松环2上。

在一个优选实施例中，锁紧螺母1的最靠近压紧端盖3的端面与压紧端盖3之间具有第一间隙。

如图6所示，压紧端盖3通过自身的弹性变形向防松环2提供压紧力，装配时，压紧面32和防松环2的端面先接触，压紧端盖3的端面和锁紧螺母1的最右侧端面之间留有第一间隙△，第一间隙△大于等于压紧力使防松环2产生的变形，即第一间隙△应满足：

其中，F为防松环2所受到的轴向力，N；L为防松环2的轴向长度，m；E为防松环2的弹性模量，Pa；A为防松环2的有效受力面积，m²。在结构设计时可以通过调整L和A的值来调整间隙△，以满足结构设计需要。

如图6所示，防松环2的靠近压紧端盖3的一端设有沿轴向延伸的第一凸台，第一凸台与压紧端盖3相互接触并压紧。

具体来说，压紧端盖3上设有第二凸台，第二凸台具有台阶面，第一凸台的外周侧面与第二凸台的下侧台阶面相互接触并压紧，第二凸台的轴向右侧面与压紧面32相互接触并压紧。

优选地，第一凸台的外周面为等直径面，即第一凸台的横截面为与轴线平行的直线。这样设置可以使第一凸台与压紧端盖3的配合更加方便、可靠。

在其他实施例中，第一凸台的外周面也可以为锥面，只要能够与压紧端盖3相互配合实现压紧作用即可。

进一步地，第一凸台的轴向长度大于与压紧端盖3上与第一凸台的外周面相互配合的第二凸台的轴向长度。这样设置是为了使得压紧端盖3与锁紧螺母1的最右侧端面之间能够形成上述的第一间隙，保证压紧端盖3能够先与防松环2相互压紧。

另外，如图6所示，第二锥面21的横截面长度优选地大于或等于第一锥面11的横截面长度，这里的横截面长度指的是第一锥面11和第二锥面21在横截面上的斜向长度，同时第一凸台的直径可以小于第二锥面21的最大直径，这样设置也可以在装配压紧端盖3时使得压紧端盖3与锁紧螺母1之间形成第一间隙，保证压紧端盖3能够先将防松环2压紧。

当然，锁紧螺母1的最靠近压紧端盖3的端面与压紧端盖3之间具有第一间隙的具体实现形式并不限于以上几种，其他能够实现相同作用的结构也应在本实用新型的保护范围之内。

如图7所示，锁紧螺母1的外侧周向面上设有台阶，台阶将锁紧螺母1分为外径较大的第一部分和外径较小的第二部分，压紧端盖3至少部分地包裹在第二部分的外侧。这样可以通过压紧端盖3对锁紧螺母1形成保护作用，同时加固压紧端盖3与锁紧螺母1之间的连接稳定性。

进一步地，第一部分和第二部分的过渡处形成台阶面，压紧端盖3的靠近锁紧螺母1的端面与台阶面之间具有第二间隙。该第二间隙可以保证压紧端盖3能够与防松环2相互压紧，防止由于压紧端盖3的靠近锁紧螺母1的端面与台阶面先接触而造成压紧端盖3无法压紧防松环2。

对于锁紧螺母1与压紧端盖3之间的具体连接形式，可以有多种选择，优选地采用可拆卸连接方式进行连接。

比如，锁紧螺母1与压紧端盖3之间可以通过螺钉5连接。

进一步地，如图7所示，锁紧防松装置还可以包括螺套4，锁紧螺母1上设有螺纹孔12，螺套4设置在锁紧螺母1内的螺纹孔12内，螺钉5穿过压紧端盖3并旋入螺套4内。螺套4可用于防止螺钉5松动。

对应地，如图9所示，压紧端盖3上设有凹槽，凹槽内设有安装孔31，安装孔31用于穿设螺钉5，以实现压紧端盖3与锁紧螺母1的连接。将安装孔31设置在凹槽内，可以使得螺钉5在拧紧后不露出压紧端盖3的外表面，防止螺钉5发生剐蹭，保证连接的可靠性。

为了实现防止防松环2与待连接件之间发生相对转动，防松环2的内侧和待连接件的外侧中的一个设有防转凸台22，防松环2的内侧和待连接件的外侧中的另一个设有卡槽61，防转凸台22与卡槽61相互配合，以防止防松环2与待连接件之间发生相对转动。

如图5和图8所示，防松环2的内侧设有防转凸台22，作为待连接件的传动轴6的外侧设有卡槽61，防转凸台22插入卡槽61内，可以将通过锁紧螺母1传递至防松环2的扭矩再通过防转凸台22传递给传动轴6，从而实现防止锁紧螺母1与传动轴6之间发生相对转动的目的。

本实用新型还提供了一种航空发动机转子锁紧系统，该航空发动机转子锁紧系统包括传动轴6和上述各个实施例中的锁紧防松装置，传动轴6作为待连接件，锁紧防松装置安装在传动轴6上。

除了航空发动机转子锁紧系统之外，本发明所提供的锁紧防松装置实施例还可以应用于其他机械系统中，以通过锁紧螺母将安装于传动轴上的转子件锁定，防止转子件发生轴向移动，同时还可以防止锁紧螺母与传动轴之间发生转动，防止锁紧螺母松动。

下面结合附图5～11对本实用新型锁紧防松装置及航空发动机转子锁紧系统的一个实施例的工作过程进行说明：

如图5和图6所示，该锁紧防松装置包括锁紧螺母1、防松环2、压紧端盖3、螺套4和螺钉5。

螺套4和螺钉5各包括3个，螺套4选用HB 6201-1989(或GJB5110-2002)的锁紧型无折断钢丝螺套，螺钉5选用MJ六角头螺钉(具体规格根据需要选取)。

如图7所示，锁紧螺母1的内侧设有内螺纹13，通过内螺纹13可将锁紧螺母1装配于传动轴6上，并且止靠于转子件端面7；

如图8所示，防松环2通过第二锥面21与锁紧螺母1的第一锥面11相互配合，自身的防转凸台22卡在传动轴6的卡槽61上，工作时将锁紧螺母1带来的扭矩传递给传动轴6，起中间连接作用；

利用锁紧螺母1的第一锥面11和防松环2的第二锥面21之间的摩擦力，以及防松环2的防转凸台22与传动轴6的卡槽61的配合达到锁紧螺母1和传动轴6相互锁紧的目的。

如图9和图10所示，压紧端盖3通过压紧面32将自身的弹性变形传递给防松环2，向防松环2提供轴向压紧力；防松环2和锁紧螺母1的压紧力由压紧端盖3的弹性变形提供，压紧端盖3材料采用弹簧钢(比如，60Si₂Mn)，其弹性变形由3处螺钉5安装时的拧紧力矩产生的轴向力提供。

螺钉5安装于压紧端盖3的凹槽内的安装孔31内，通过安装时的拧紧力矩向压紧端盖3提供轴向压紧力，使压紧端盖3产生弹性变形。

该锁紧防松装置的装配顺序如下：

如图5所示，首先将螺套4装配至锁紧螺母1的螺纹孔12内，完成后将锁紧螺母1通过螺纹连接紧压在转子件端面7上，将防松环2的防转凸台22和传动轴6上的卡槽61对准后装配至锁紧螺母1，之后将压紧端盖3装配至防松环2，装配时压紧端盖3的3处安装孔31和锁紧螺母1的3处螺纹孔12相对应，之后装配螺钉5。装配前应着色检查第一锥面11和第二锥面21的接触面积，接触面积应不少于80％，否则接触不良，影响转矩传递。第一锥面11和第二锥面21可以进行淬火处理，以提高耐磨性。

该锁紧防松装置的工作原理如下：

当锁紧螺母1和传动轴6有相对转动趋势时，通过锁紧螺母1的第一锥面11和防松环2的第二锥面21之间的摩擦力将扭矩传递给防松环2，防松环2又通过卡在传动轴6的卡槽61上的防转凸台22将扭矩传递给传动轴6，从而防止锁紧螺母1和传动轴6之间发生相对转动，达到锁紧的目的。

该锁紧防松装置的拆卸顺序如下：

拆卸时，首先将3处螺钉5拆除，之后按顺序将压紧端盖3、防松环2和锁紧螺母1拆除即可，螺套4按需从锁紧螺母1的螺纹孔12中拆除即可。

下面通过计算来对该实施例中锁紧防松装置的防松效果进行验证：

如图11所示，假设在最大负载条件下，锁紧螺母1受到的外力矩为T′，则若达到锁紧效果，锁紧螺母1和防松环2之间的配合锥面提供的制动力矩T应大于锁紧螺母1所受的外力矩T′，即：

T＞T′ (1)

锁紧螺母1和防松环2之间的配合锥面的制动力矩T应等于：

T＝μF′R (2)

其中：μ为锥面的静摩擦系数；F′为锥面的正压力；R为压紧力的作用半径。

其中：

D₁、D₂分别如图11所示，D₂＝D₁+2bsinα，α为锥角。

如图11所示，锥面正压力F′和受到的轴向压紧力F之间的关系为：

F′＝F·sinα (4)

根据机械设计手册第2卷可知，压紧端盖3的轴向压紧力F和螺钉5的拧紧力矩T″之间的关系为：

其中，d为螺钉5的公称直径。

最终，根据公式(1)～(5)，可得出螺钉5的拧紧力矩T″应满足：

最后根据拧紧力矩选择相应规格的螺钉5即可。

下面举例说明螺钉5规定的拧紧力矩能否满足式6的要求。

以某型发动机的转接齿轮箱中的主动锥齿轮球轴承上的锁紧螺母为例，该锁紧螺母在最大工况下受801N的轴向力，假设此轴向力全部用于产生锁紧螺母1的外力矩，不考虑其他因素的情况下，设μ＝0.25，R＝50mm，则外力矩T′为：

T′＝μFR＝0.25×801×0.05＝10.0125N·m (7)

取α＝30°，D1＝50，D2＝55，螺钉5的螺纹为MJ4，制动力矩T应满足：

在HB6586中，MJ4螺纹规定的拧紧力矩T＝1.5～2.6N.m，可见，完全满足要求。

通过对本实用新型锁紧防松装置及航空发动机转子锁紧系统的多个实施例的说明，可以看到本实用新型锁紧防松装置及航空发动机转子锁紧系统实施例至少具有以下一种或多种优点：

1、通过设置压紧端盖，可以实现锁紧螺母的任意角度装配，不需要调整锁紧螺母的周向位置，从而不需要调整锁紧螺母的拧紧力矩，提高了整套装置的装配性及锁紧性，特别适合于拧紧力矩精度要求较高的场合，同时降低了对机加精度的要求，提高了机加成品率，降低了机加成本；

2、通过设置螺钉，加工和装拆简单可靠，不影响零件强度，具有良好的重复装拆性；

3、通过锥面配合，可以通过防松环压紧锁紧螺母，同时实现了锁紧螺母与防松环之间的扭矩传递；

4、不受锁紧螺母装配角度和拧紧力矩的限制，因此不受材料、加工或装配的误差影响，零部件不需要折弯，与传统的防松锁紧装置相比，解决了双耳止动垫圈只能单次使用且折弯处在工作中易产生裂纹，影响系统可靠性的缺点，各零部件使用寿命更长。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (16)

1.一种锁紧防松装置，其特征在于，包括锁紧螺母(1)、防松环(2)和压紧端盖(3)，所述锁紧螺母(1)通过螺纹连接在待连接件上，所述防松环(2)与所述锁紧螺母(1)相互配合，所述压紧端盖(3)与所述锁紧螺母(1)连接，以通过所述压紧端盖(3)压紧所述防松环(2)，并使所述防松环(2)与所述锁紧螺母(1)相互顶紧。

2.根据权利要求1所述的锁紧防松装置，其特征在于，所述锁紧螺母(1)的内侧设有第一锥面(11)，所述防松环(2)的外侧设有第二锥面(21)，所述锁紧螺母(1)与所述防松环(2)通过所述第一锥面(11)和所述第二锥面(21)相互接触并压紧。

3.根据权利要求1所述的锁紧防松装置，其特征在于，所述压紧端盖(3)内侧设有压紧面(32)，所述压紧面(32)与所述防松环(2)的靠近所述压紧端盖(3)的端面相互接触并压紧。

4.根据权利要求3所述的锁紧防松装置，其特征在于，所述压紧面(32)和所述防松环(2)的靠近所述压紧端盖(3)的端面均为平面。

5.根据权利要求2所述的锁紧防松装置，其特征在于，所述锁紧螺母(1)内侧设有阻挡面，所述阻挡面与所述防松环(2)的远离所述压紧端盖(3)的端面相互抵顶，以防止所述防松环(2)与所述锁紧螺母(1)之间发生轴向相对运动。

6.根据权利要求1所述的锁紧防松装置，其特征在于，所述锁紧螺母(1)的最靠近所述压紧端盖(3)的端面与所述压紧端盖(3)之间具有第一间隙。

7.根据权利要求1所述的锁紧防松装置，其特征在于，所述防松环(2)的靠近所述压紧端盖(3)的一端设有沿轴向延伸的第一凸台，所述第一凸台与所述压紧端盖(3)相互接触并压紧。

8.根据权利要求7所述的锁紧防松装置，其特征在于，所述第一凸台的外周面为等直径面。

9.根据权利要求7所述的锁紧防松装置，其特征在于，所述第一凸台的轴向长度大于与所述压紧端盖(3)上与所述第一凸台的外周面相互配合的第二凸台的轴向长度。

10.根据权利要求1所述的锁紧防松装置，其特征在于，所述锁紧螺母(1)的外侧周向面上设有台阶，所述台阶将所述锁紧螺母(1)分为外径较大的第一部分和外径较小的第二部分，所述压紧端盖(3)至少部分地包裹在所述第二部分的外侧。

11.根据权利要求10所述的锁紧防松装置，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分的过渡处形成台阶面，所述压紧端盖(3)的靠近所述锁紧螺母(1)的端面与所述台阶面之间具有第二间隙。

12.根据权利要求1所述的锁紧防松装置，其特征在于，所述锁紧螺母(1)与所述压紧端盖(3)之间通过螺钉(5)连接。

13.根据权利要求12所述的锁紧防松装置，其特征在于，还包括螺套(4)，所述螺套(4)设置在所述锁紧螺母(1)内，所述螺钉(5)穿过所述压紧端盖(3)并旋入所述螺套(4)内。

14.根据权利要求12所述的锁紧防松装置，其特征在于，所述压紧端盖(3)上设有凹槽，所述凹槽内设有安装孔(31)，所述安装孔(31)用于穿设所述螺钉(5)，以实现所述压紧端盖(3)与所述锁紧螺母(1)的连接。

15.根据权利要求1所述的锁紧防松装置，其特征在于，所述防松环(2)的内侧和所述待连接件的外侧中的一个设有防转凸台(22)，所述防松环(2)的内侧和所述待连接件的外侧中的另一个设有卡槽(61)，所述防转凸台(22)与所述卡槽(61)相互配合，以防止所述防松环(2)与所述待连接件之间发生相对转动。

16.一种航空发动机转子锁紧系统，其特征在于，包括传动轴(6)和如权利要求1～15任一项所述的锁紧防松装置，所述传动轴(6)作为所述待连接件，所述锁紧防松装置安装在所述传动轴(6)上。