专利名称：带有扭矩综合差速器的定速接头的制作方法
技术领域：
技术领域是用于旋翼飞行器的耦接系统。
背景技术：
消费者对于旋翼飞行器提供更大推力、更高速度，承载更重的负载和/或更重的 机身方面的需求不断增长。例如，存在对更强大的斜旋翼飞行器的需求。当然，如果诸如上 述列出的性能标准得到提高，则旋翼飞行器的功能系统也必须改进，以提供期望的综合性 能改进。旋翼轮毂驱动系统是要求进行改进以满足改进的旋翼飞行器性能需求的众多功能 系统中的一种。旋翼轮毂驱动系统通常包括定速驱动系统，或者均勻动力(homokinetic)驱动系 统，这种驱动系统已经应用了很长时间。现在又众多成功的用于各种类型的旋翼飞行器的 定速驱动系统。定速驱动系统通常设计用于从第一旋转构件向第二旋转构件传递扭矩或旋 转力，其中第一旋转构件可以不与第二旋转构件同轴。定速驱动系统特别良好地适合用于 旋翼飞行器中作为从旋转主轴箱旋翼轮毂传递扭矩的装置，特别是在旋翼轮毂通过万向节 连接到旋转主轴的情况下。两种所述定速驱动系统已经在授予Zoppitelli等人的美国专 利No. 6，712，313中进行了教导。Zoppitelli等人的专利教导了第一定速驱动系统，其中扭矩分配机构(参见 Zoppitelli等人的专利中的图2-6)与两个万向节设备(参见Zoppitelli等人的专利中 的图7和8)关联，用于驱动旋翼轮毂旋转和倾斜。Zoppitelli等人的专利还教导了第二 定速驱动系统，其中相同的扭矩分配机构经由驱动联杆驱动旋翼轮毂旋转，并且旋翼轮毂 通过万向节装置万向节式地连接到主轴，所述万向节装置包括扑动止推轴承的一半(参见 Zoppitelli等人的专利的图9和10)。在第二定速驱动系统中，差速机构经由驱动联杆驱 动轮毂旋转，而所述轮毂利用包括扑动止推轴承的倾斜装置连接到主轴。现在参照图1，示出了包含Zoppitelli等人的专利教导的定速驱动系统的斜旋翼 飞行器。斜旋翼飞行器17在图中示出处于飞行操作的飞机模式下。在飞行器17处于飞机 模式时，机翼19(仅示出一个)用来根据旋翼系统23(仅示出一个)的动作提升机身21。 旋翼系统23的旋翼叶片未示出。两个吊舱25(仅示出一个)分别基本上包封定速驱动系 统27，从图1中隐藏定速驱动系统27。当然，每个旋翼系统21由相关引擎(未示出)驱动， 一个引擎容纳在一个吊舱25中。现在参照图2至6，Zoppitelli等人的专利教导了一种配装在旋翼主轴上的差速 扭矩分配机构，用来驱动可转换飞行器斜旋翼旋转，正如以上参照图1所述。在图2至6中，由其基部(未示出)驱动而围绕其纵轴线Z-Z旋转的旋翼主轴29 支撑总体以附图标记31指代的差速机构。所述机构31属于旋翼轮毂定速驱动器的装置， 主要包括三个盘的组件，所述盘围绕轴线Z-Z同轴并且沿着所述轴线彼此叠置，其中的中 心盘33轴向布置在另外两个盘35和37之间，所述另外两个盘其中之一轴向布置在中心盘 33和环形且沿着周边并向轴或主轴29外侧径向伸出的支座肩部39之间，而且被称之为内盘35，因为其沿着轴线Z-Z布置在主轴29的基部端，因此朝向可转换飞行器结构的内侧，而 被称为外部盘的第三盘37轴向布置在中心盘33和轴向预加载设备41之间，所述预加载设 备41沿着主轴29的螺纹部分配合，在以下将会解释的条件下和为了以下将会解释的原因， 为三个盘33、35和37组成的轴向(沿着Z-Z)叠置组件提供预加载。中心盘33制作成利 用其中心孔内的内部轴向花键43而与主轴29 —起旋转，所述内部轴向花键43与主轴29 的柱状键槽部分29a上的外部轴向花键接合，以传递扭矩。从图7可以看出，中心盘33具 有位于轴向端部的两个柱状轴颈47和49之间中心部分45，所述中心部分利用四条星形臂 51径向向外延伸，每条星形臂钻设有两个并排且具有平行轴线的两个柱状孔55。四条星形 臂51两两对置，并且在中心盘33的中心部分的周边上均勻分布。每个内部盘35和外部盘37分别包括周边部分57和59，所述周边部分向中心盘 33的中心部分45轴向偏移并分别包围后者的内部轴向轴颈47(图中下面那一个)或者外 部轴向轴颈49 (图中下面那一个)，并且内部盘35和外部盘37的周边部分57和59分别具 有径向向外伸出的4条星形臂61和63，所述星形臂61和63也是两两径向对置并且在所述 周边部分57和59的周边上均勻分布，而且每条星形臂也分别并排钻设具有平行轴线的两 个孔65和67，孔65和67直径基本上与中心盘33中的孔55相同。此外，内部盘35支撑两个横截面为圆形的大致柱状驱动销69，所述柱状销的轴线 包含在径向(相对于轴线Z-Z)平面内，并且所述驱动销向内部盘外侧伸出并占据径向对置 的位置，每个驱动销位于盘35的两条星形臂61之间，与此同时，向中心盘33的中心部分45 轴向偏移，以便它们可以容纳在界定于中心盘33的中心部分45的周边处的一个切除部分 中，位于盘33的两条星形臂51之间(参见图5和6)。类似地，外部盘37具有两个横截面 为圆形的相同的柱状驱动销71，并且驱动销71的尺寸与销69相同，也是径向对置并向盘 37的周边部分59外侧伸出，与此同时向中心盘33的中心部分45轴向偏移，以便它们可以 分别容纳在由星形臂51在中心盘33的周边上界定的4个切除部分其中之一中，并且围绕 三个盘33、35和37共用的轴线沿着圆周方向与内部盘35的驱动销69交错。三个盘33、35和37彼此轴向叠置，以便在休止时，星形臂51、61和63直接位于彼 此之上，并且孔55、65和67在盘彼此之间对准，正如图4中的左侧半部视图所示，所以，在 以这种方式对准的8组3个孔55、65和67每一个中，分别容纳八个连接销73，以这种方式 分布在三个盘的周边上的连接销73形成相邻连接销73的4个组件，所述4个组件距离主 轴29的轴线Z-Z距离相等，并且均勻分布成4对连接销73，两两径向对置，并且沿着彼此垂 直的两个径向平面对置，如图2所示。每个连接销73具有基本上平行于主轴29的轴线Z-Z的纵向几何轴线A_A，并分 别借助3个定心在轴线A-A上的球形接头连接件75、77和79铰接在3条对应星形臂51、 61和63每一个上。如图4中的右半部分视图所示，每个连接销73是带有三个球形接头的 销，中心球形接头81较之两个直径相同的端部球形接头83具有更大的直径，每个球形接头 81和83是径向(相对于轴线A-A)保持在柱状层压承载件85 (用于中心球形接头连接件 75)和87 (用于每一个端部球形接头连接件77和79)内的层压球形接头，柱状层压承载件 85和87基本上关于对应连接销73的几何轴线A-A同轴。为此，每个连接销73从外侧观 察，呈现柱状套管形式，所述柱状套管轴向分成彼此叠置并且彼此略微隔开的三部分，并且 带有位于上端的径向轴环(参见图7)，并且每个柱状套管包封沿着轴线A-A偏移的3个球形接头连接件75、77和79。在安装8个连接销73之后，与主轴29整体旋转的中心盘33作为内部盘35和外 部盘37的驱动盘，而内部盘和外部盘作为机构31的从动盘，并且每一个可以被其对应的驱 动销69或71驱动而围绕轴线Z-Z旋转，至少一个连接到轮毂的驱动设备导致后者旋转，所 述驱动设备分别铰接到所述轮毂，从而从主轴29的旋转而驱动后者旋转。由于下述原因，一方面，为了允许在每个从动盘35和37之间，围绕主轴29的旋转 轴线Z-Z发生相对旋转，另一方面，驱动盘33和主轴29，每个从动盘35和37包围主轴29 的部分安装在轴向位于两个径向环形承载件89之间，径向环形承载件89包围主轴并基本 上与后者的轴线Z-Z同轴。因此，从动盘35的中心部分配装在支靠主轴29的肩部39的内 部径向承载件89和支靠驱动盘33的轴颈47的内部轴向端的外部径向承载件89之间，而 另一个从动盘37的中心部分配装在支靠驱动盘33的轴颈49的外端面的径向承载件89和 轴向施加有载荷的另一个径向承载件89之间，在所述方向上有轴向预加载设备41向三个 盘33、35和37以及4个承载件89的叠置件施加轴向预载荷，在附图中，所述轴向预加载设 备简略示出由旋拧在主轴29的外螺纹部分29b周围的螺母91构成。除了径向环形承载件89之外，所述径向环形承载件可能普通但是优选分别为柱 状层压承载件，如图所示，或者可能为截头锥形，包括位于两个进出垫片之间的至少一个硫 化弹性体垫片，设置两个轴向衬套93以便于一方面每个从动盘35和37之间相对旋转，另 一方面，有利于主轴29和驱动盘33之间相对旋转。两个衬套93其中之一配装在从动盘35 的周边部分57和驱动盘33的轴颈47之间，而另一个轴向衬套93配装在另一个从动盘37 的周边部分59和驱动盘33的另一个轴颈49之间。这两个轴向衬套93也基本上关于主轴 29的轴线Z-Z同轴。在图2至6中，差速机构31使得从动盘35的两个驱动销69不仅相对于轴线Z-Z 径向相对，而且向从动盘35的外侧垂直于轴线Z-Z径向伸出，并关于机构31和主轴29的 第一径向轴线X-X同轴，以便销69构成与从动盘35成一整体的第一径向驱动臂。类似地， 从动盘37的两个驱动销71也相对于轴线Z-Z径向相对并垂直于后者，悬伸并向从动盘37 的外侧径向伸出，并与机构31的第二径向轴线Y-Y同轴，并且在休止时，第二径向轴线垂直 于第一径向轴线X-X且与后者交汇与轴线Z-Z上，构成与从动盘37整体旋转的第二径向驱 动臂，在机构31处于休止时，第二径向驱动臂垂直于由销69形成的第一径向驱动臂。差速机构31与用于旋翼的双万向节设备96相适应，如图7和8所示，其中该双 万向节设备96构成置于差速机构31和支撑叶片的旋翼轮毂之间驱动装置和倾斜装置两 者，并且所述双万向节设备安装成围绕与主轴29的轴线Z-Z相交并围绕主轴Z-Z向任意方 向延伸的任意扑动轴线枢转，以便所述轮毂以及所述旋翼可以被驱动而围绕相对于主轴29 的轴线Z-Z向任意方向倾斜的几何轴线旋转。现在参照图7和8，双万向节设备96包括第一万向节97，第一万向节形状基本上 为八边形(从平面图观察)，安装成借助两个第一轴承101a、IOlb相对于主轴29枢转，所述 第一轴承可以是普通柱状轴承，或者优选为由柱状、锥形和/或适当的球星层压元件构成 的轴承。第二万向节99，形状基本上也是八边形，布置在第一万向节97上方，安装成以类似 方式借助两个与轴承IOla和IOlb类型相同的第二轴承诸如103a(另一个不可见)枢转， 以便第二万向节99可以相对于主轴29枢转。
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两个万向节97和99因此分别被从动盘35和37驱动旋转，而从动盘本身由主轴 29和驱动盘33围绕主轴29的轴线Z-Z驱动，同时安装成各自围绕通常垂直的两条轴线X_Z 和Y-Y其中之一枢转。此外，第一万向节97利用两个第一球形接头连接件诸如107a(参见图8)铰接到 壳体或轮毂主体，所述第一球形接头连接件优选包括层压球形接头，分贝与柱状或锥形层 压轴承组合，并且所述第一球形接头连接件相对于主轴29的轴线Z-Z径向对置，并且分别 定心在第二径向轴线Y-Y上，关于万向节97上的轴线Y-Y同轴地保持在两个小型套管105 中，在所述旋翼处于中性或休止位置时，当第一万向节97围绕第一径向轴线X-X枢转时，这 两个第一球形接头连接件诸如107a保持基本上定心在由轴线Z-Z和第二径向轴线Y-Y限 定的径向平面中。采用类似方式，第二万向节99利用两个第二球形接头连接件109a和109b铰接到 轮毂主体，所述第二球形接头连接件也优选包括与柱状或锥形层压轴承组合的层压球形接 头，并且相对于轴线Z-Z径向对置，且在所述旋翼处于休止或中性位置时，分别定心在第一 径向轴线X-Z上，同时关于万向节99上的轴线X-Z同轴地保持在小型套管111中，当第二万 向节99围绕第二径向轴线Y-Y枢转时，所述第二球形接头连接件109a和109b基本上保持 定心在有轴线Z-Z和第一径向轴线X-Z限定的径向平面中。在这种实施方式中，旋翼轮毂利用两个通过球形接头连接件优选层压接头诸如 107a和109a、109b铰接到轮毂内侧的交叉万向节97和99连接到主轴29，并铰接成围绕两 个垂直的径向驱动臂69-69和71-71枢转，与此同时，在休止时根据一种布置形式，利用轴 承IOlaUOb和诸如103a构成一阵难过允许轮毂和叶片倾斜的机构，允许轮毂作为整体围 绕与主轴29的轴线Z-Z相交并围绕轴线Z-Z向任意方向延伸的任何扑动轴线枢转，以及使 得轮毂和叶片围绕轮毂的几何旋转轴线定速驱动的机构，通过让万向节97和99围绕他们 各自的径向轴线X-X和Y-Y枢转，可以让轮毂和叶片围绕主轴29的轴线Z-Z向任意方向倾 斜。扭矩借助两个传动链在主轴29和轮毂之间传递，每个传动链包括主轴29、中心盘33、从 动盘35和37之一以及在从动盘35或37上枢转的万向节97或99、相应的两个轴承101a、 IOlb或注入103b、相应的两个球形接头连接件诸如107a或109a、109b和轮毂。利用这种具有两个万向节97和99的枢转设备，已知旋翼盘以及轮毂相对于主轴 29的轴线Z-Z倾斜包括这两个万向节97和99以2ω (ω是旋翼旋转频率)的频率周期性 地相对旋转，这两个万向节97和99向相反方向以相等的幅值围绕驱动轴线并在垂直于该 驱动轴线的平面内实施旋转运动。差速机构31借助将从动盘35和37连接到驱动盘33的 略微倾斜的连接销73动态补偿这两个万向节97和99的这种周期性相对旋转，同时伴随着 从动盘35和37围绕主轴29的轴线Z-Z向相反方向旋转。与此同时，由主轴29传递到两个 万向节97和99的静态扭矩被驱动盘33借助连接销73在两个从动盘35和37之间分配。 差速机构31允许两个万向节97和99在垂直于驱动轴线的平面内进行任何相对运动的这 种能力消除了带有两个万向节的倾斜机构直接连接到主轴29的设备的超定特性。因此通过差速机构31，利用两个万向节97和99，借助在倾斜和驱动装置之间动态 适应性，实现了定速特性。从旋翼(提升和共面载荷)向主轴29的载荷传递，经由两个万向节97和99从轮 毂向主轴29传递，而所述两个万向节沿着相反的方向将扭矩从主轴29传递到轮毂。径向环形承载件89和轴向衬套93允许从动盘35和37 (连接到万向节97、99)和连接到主轴29 的驱动盘33之间相对旋转，协助传递提升载荷和共面载荷，升力也通过存在的轴向预加载 设备41来传输，所述轴向预加载设备使3个盘33、35和37和4个环形径向承载件89的叠 置件抵靠主轴29上的肩部39发生弹性变形。虽然Zoppitelli等人的专利教导的定速驱动系统可以适用于较小、较轻、且功率 不大的旋翼飞行器，但是在Zoppitelli等人的专利教导的定速驱动系统考虑用于较大、较 重且功率更大的旋翼飞行器时，则体现出明显的局限性。例如，为了增大Zoppitelli等人 的专利教导的定速驱动系统的扭矩传输能力，扭矩分配机构的总体尺寸必须增大。此外，由 于与扭矩分配机构关联的两个万向节设备基本上包封扭矩分配机构，所以两个万向节设备 的总体尺寸也必须增大。希望将旋翼系统的旋转部件配置地保持尽可能靠近主轴的旋转轴 线，以使不希望的合力最小。显然，增大Zoppitelli等人的专利较大的扭矩分配机构和双 万向节设备的尺寸并不是期望的方案，并且不能为较大、较重且功率更大的旋翼飞行器提 供定速驱动系统给出令人满意的方案。虽然上述旋翼轮毂的进步代表旋翼轮毂设计方面的重要发展，但是仍然存在明显 的缺陷。
图1是具有Zoppitelli等人的专利教导的定速驱动系统的现有斜旋翼飞行器的 侧视图；图2是图1所示定速驱动器的差速机构的顶视图；图3是图2所示差速机构沿着图2中的切分线III切开的截面图；图4是图2所示差速机构沿着图2中大致切分线IV附近截取的截面图；图5是图2所示差速机构的分解斜视图；图6是图2所示差速机构的斜视图；图7是图1所示定速驱动系统的差速机构和双万向节设备的分解斜视图；图8是图1所示定速驱动系统的差速机构和双万向节设备的斜视图；图9是具有本发明所述定速驱动系统的斜旋翼飞行器的正视图；图10是定速驱动系统实施方式的斜视图；图11是图10所示定速驱动系统的分解斜视图；图12是图10所示连接销组件的分解斜视图；图13是定速驱动系统的另一种实施方式的斜视图；图14是图13所示定速驱动系统的分解斜视图；图15是图13所示驱动系统一部分的斜视图；图16是图13所示驱动系统一部分的分解斜视图。
具体实施例方式用于旋翼飞行器的改进的大扭矩定速驱动系统具有扭矩综合差速器。虽然具体讨 论将所述驱动系统用于斜旋翼飞行器，但是所述驱动系统可以替代地用于任何其他类型的 旋翼飞行器或者其他应用领域。
图9示出了具有四叶片旋翼的斜旋翼飞行器，每个旋翼采用如下所述的定速驱动 系统。图中示出斜旋翼飞行器201处于飞行操作的飞机模式，此时机翼203用于在向前飞 行中提升飞行器机体205。飞行器201具有两个旋翼系统207、209，每个旋翼系统207、209 具有4个叶片211，并且被携带在吊舱213、215内的引擎(未示出)驱动旋转。旋压盖217 安装在每个旋翼系统207、209的前部，并且每个旋压盖217基本上封闭定速驱动系统，诸如 下文所述的其中一种定速驱动系统，将所述定速驱动系统从图9隐藏。叶片211连接到每 个旋翼系统207、209的轭架。图10和11示出了旋翼系统的一部分，该旋翼系统可以是具有定速驱动系统219 的旋翼系统207或209。图10是斜视图，示出了组装好的系统219，而图11是示出系统219 处于分解状态的斜视图。驱动系统219包括万向节机构221和扭矩综合差速机构223，并用 于从旋翼主轴225向轭架227传递扭矩，用来驱动轭架227与主轴225 —起围绕主轴轴线 228旋转，同时允许轭架227在扑动过程中相对于旋翼主轴225枢转。现在参照图11，耳轴承载件229利用花键231附连到主轴225。耳轴承载件229优 选形成单体部件，并且具有从其延伸的相对的两对耳轴233，所述成对耳轴233限定垂直的 万向节轴线235、237。万向节机构221包括第一万向节239和第二万向节241，万向节239、 241优选结构相同。每个万向节239、241包括相对的一对内部轴承243和相对的一对外部 轴承245，以便每一对内部轴承限定轴线247，而每一对外部轴承245限定轴线249。每个万 向节239、241的轴线247、249彼此垂直。组装到耳轴承载件229上的时候，每个内部轴承 243接合其中一个耳轴233，以便每个万向节的轴线247与轴线235、237其中之一同轴。这 种构造允许每个万向节239、241在其内部轴承243上围绕轴线235、237其中之一并相对于 耳轴承载件229和主轴225枢转。应该注意，内部轴承243和外部轴承245可以是任何适 当类型的轴承，诸如柱状、滚珠、锥形和/或层压轴承。扭矩综合机构223包括第一环圈251、中部环圈253和第二环圈255。第一环圈251 和第二环圈255优选结构相同，而中部环圈位于环圈251、255之间。第一环圈251和第二 环圈255各自包括相对的一对轴承壳体257，而每一对轴承壳体257限定轴线259。每个环 圈251、255组装到万向节239、241其中之一上的时候，每个轴承壳体257接合一个外部轴 承245，以便每个万向节的轴线249与相关环圈251、255的轴线259同轴。这种构造允许每 个环圈251、255在外部轴承245上围绕其中一条轴线249并相对于万向节239、241枢转。 耳轴承载件229，虽然图中示出处于中部环圈253内，但是并不直接连接到中部环圈253。第一环圈251、中部环圈253和第二环圈255各自具有多个柱状孔261、263，所述 柱状孔沿着大致平行于主轴轴线228的方向延伸。组装时，环圈251、253、255上的孔261、 263名义上同轴并且利用销组件265连接，图中示出所述销组件安装在中部环圈241的孔 261 中。图12是销组件265的分解视图，所述销组件包括销267和相对的一对球形接头组 件269。销267包括中心轴271、位于轴271相对两端的两个球形端部273、和中心柱状构 件275。柱状构件275承载在柱状承载件277 (在图中示出分成两半)内，所述柱状承载件 配置成安装在中部环圈253的一个孔263内。组装时，每个销组件的轴线279取向为相对 于主轴轴线228基本上径向延伸，并且这种构造允许销组件265围绕轴线279相对于中部 环圈253旋转。每个球形接头组件269配置成安装在环圈251、253的一个孔261中，并包
10括球形承载件281、柱状承载件283和柱状套管285。每个球形端部273为刚性球形端部， 并保持在球形承载件281内。同样，球形承载件281保持在柱状承载件283内，并且柱状 承载件283保持在柱状套管285内。安装时，柱状套管285安装在环圈251、255的一个孔 263中。每个球形接头组件269的构造允许销组件265围绕每个球形端部273中心的焦点 相对于环圈251、255旋转。环圈251、253、255和销组件265的组件允许第一环圈251和第 二环圈255相对于中部环圈253向相反方向旋转，同时提供从万向节239、241到中部环圈 253的恒定扭矩路径，所述中部环圈用作机构223的输出部件。应该注意，每个承载件281、 283优选为层压承载件，并且柱状构件275在替代实施方式中可以配置成不同形式，诸如球 形接头。再一次参照图11，柱状滚筒287固定连接到中部环圈253并且在系统219处于名 义位置时，沿着大致平行于主轴轴线228的方向延伸。滚筒287配置成套装在立柱289上， 所述立柱在上轮毂弹簧291和下轮毂弹簧293之间从轭架227向上延伸，并且滚筒287从 中部环圈253通过立柱289向轭架227传递扭矩。立柱289可以形成为下轮毂弹簧293的 部件，如图所示，或者立柱可以从轭架227向上延伸并且相对于轭架227定位轮毂弹簧291、 293。在操作中，扭矩从主轴225通过花键231向耳轴承载件229传递。然后，扭矩从耳 轴233通过内部轴承243向万向节239、241传递，并且从万向节239、241通过外部轴承245 向环圈251、255传递。然后，扭矩从环圈251、255通过销组件265向中部环圈253传递，并 且从环圈253通过滚筒287和立柱289向轭架227传递。即便在允许轭架227相对于主轴 225围绕万向节轴线235、237枢转时，扭矩也能从主轴225向轭架227传递。图13和14示出了旋翼系统的一部分，所述旋翼系统可以是具有定速驱动系统295 的旋翼系统207或209。图13是示出组装好的系统295的斜视图，而图14是示出系统295 处于分解状态的斜视图。驱动系统295包括万向节机构297和扭矩综合差速机构299。驱 动系统295用于从旋翼主轴225向轭架227传递扭矩，用于驱动轭架227与主轴225 —起 围绕主轴轴线228旋转，同时允许轭架227在扑动过程中相对于旋翼主轴225枢转。参照图14，构造类似于上述耳轴承载件229的耳轴承载件301优选形成为单体部 件并且利用花键231附连到主轴225。耳轴承载件301具有从其延伸的相对的两对耳轴 303，所述成对耳轴303限定垂直的万向节轴线305、307。万向节机构297包括第一万向节 309和第二万向节311，并且万向节309、311优选结构相同。每个万向节309、311包括一对 相对的内部轴承313和一对相对的外部轴承315，以便每一对内部轴承限定轴线317，而每 一对外部轴承315限定轴线319。每个万向节309、311的轴线317、319彼此垂直。在组装 到耳轴承载件301上的时候，每个内部轴承313接合一个耳轴303，以便每个万向节的轴线 317与一条轴线305、307同轴。这种构造允许每个万向节309、311在其内部轴承313上围 绕一条轴线305、307相对于耳轴承载件301和主轴225枢转。应该注意，内部轴承313和 外部轴承315可以是任何类型的轴承，诸如柱状、滚珠、锥形和/或层压轴承。扭矩综合机构299包括第一环圈321、第二环圈323和套圈325。第一环圈321和 第二环圈323优选结构相同，并且每个环圈321、323包括限定轴线329的相对的一对耳轴 327。在每个环圈321、323组装到一个万向节309、311上的时候，每一对耳轴327接合一个 环圈321、323的外部轴承315，以便每个万向节的轴线319与相关环圈321、323的轴线329同轴。这种构造允许每个环圈321、323在外部轴承315上围绕一条轴线319相对于万向节 309,311枢转。应该注意，虽然图中示出第二环圈323靠近轭架227，但是并不直接连接到 轭架227。在当前实施方式中，扭矩从第一环圈321和第二环圈323通过套圈325向轭架227 传递，所述套圈作为机构299的输出部件并直接连接到轭架227。套圈325包括中心轮毂弹 簧331和从其延伸并布置在轮毂弹簧331周围的的4条臂333。结合参照图15，每条臂333 包括上端板335、下端板337和在端板335、337之间延伸的联杆339。每个上端板337将相 关联杆339刚性连接到轮毂弹簧331，而每个端板335、337大致垂直于联杆339延伸。传递 块341从每个联杆339的内表面向内延伸。以下将会描述的楔形组件343位于每个传递块 341附近并用来从环圈321、323通过传递块341向套圈325的臂333传递力。端板337刚 性紧固到轭架227，这样允许扭矩从主轴225通过耳轴承载件301传递到万向节机构297， 然后传递到扭矩综合差速机构299，并且通过套圈325传递到轭架227，用于驱动轭架227 与主轴225 —起旋转。参照图15和16，示出了一条臂33和两个楔形组件343的细节。楔形组件343提 供与上述销组件265类似的作用，楔形组件343允许环圈321、323围绕主轴轴线228相对 旋转，同时力从环圈321、323连续传递到传递块341。每个楔形组件343包括两个楔形件345，每个楔形件345具有倾斜面347和弯曲 面349。成对的楔形件345定位在传递块341的相对两侧，并定向成使得它们的倾斜面形 成“V”字形，而它们的弯曲面对齐，如图所示。为了限制或防止面部347、349发生磨损，承 载件351靠近面部347定位，并且曲线承载件353靠近面部349定位。此外，承载件355位 于相邻的楔形件345之间。承载件351、353、355优选为弹性承载件，当然也可以使用任何 适当的承载件。如图16中的分解图所示，传递块341具有相对的弯曲面357，所述弯曲面构 造成接收楔形件345上的弯曲承载件349。这种曲线允许楔形件345围绕基本上平行于主 轴轴线228的轴线旋转，同时保持与传递块341的面部357接触。为了从环圈321、323向传递块341传递力，每个楔形组件343接合环圈321、323 上的梯形缺口 359，如图14所示。组装时，每个环圈321、323的缺口 359名义上与另一个环 圈321、323的缺口 359对准，以形成六边形封闭件。所述封闭件的尺寸设计成接收传递块 341的上部和下部以及两个相邻的楔形件345。这种构造用于从每个环圈321、323通过成 对的楔形件345向传递块341传递力，而且还允许第一环圈321和第二环圈323相对于彼 此向相反的方向旋转，同时提供从万向节309、311到所述套圈的恒定扭矩路径。优选具有 弹性的额外承载件361位于环圈321、323和端板335、337之间以及缺口 359和传递块341 的端部之间。在操作中，扭矩从主轴225通过花键231向耳轴承载件301传递。然后，扭矩从耳 轴303通过内部轴承313向万向节309、311传递，并且从万向节309、311通过外部轴承315 向环圈321、323传递。然后，扭矩从环圈321、323通过楔形组件343向套圈325传递，并从 套圈325通过端板337向轭架227传递。即使在允许轭架227围绕万向节轴线305、307相 对于主轴225枢转时，扭矩也能从主轴225向轭架227传递。所述描述内容参照例述实施方式，但是目的并不应该理解为限制的意思。在参照本 说明书之后，本领域技术人员应该理解各种改进，例述实施方式的组合以及其他实施方式。
权利要求
一种用于飞行器旋翼的定速驱动系统，所述旋翼配置成与旋翼主轴一起旋转，所述定速驱动系统包括万向节机构，所述万向节机构具有适配成被旋翼主轴驱动而围绕主轴轴线旋转的万向节，所述万向节用于相对于所述主轴围绕基本上垂直于所述主轴轴线的万向节轴线进行万向节运动；差速扭矩综合机构，所述差速扭矩综合机构连接到所述万向节机构并配置成被所述万向节机构驱动而围绕所述主轴轴线旋转，所述差速扭矩综合机构能相对于所述主轴围绕所述万向节轴线进行万向节运动，并具有适配成连接到所述旋翼的轭架的输出部件，所述输出部件用于驱动所述轭架与所述差速扭矩综合机构一起旋转。
2.如权利要求1所述的定速驱动系统，其特征在于，所述差速扭矩综合机构包括连接到万向节的第一环圈；连接到万向节的第二环圈；和将所述环圈连接到所述输出部件的多个组件，所述组件允许所述环圈相对运动，同时 用于从所述环圈向所述输出部件传递力。
3.如权利要求1所述的定速驱动系统，其特征在于，所述差速扭矩综合机构包括连接到万向节的第一环圈；连接到万向节的第二环圈；和将所述环圈连接到所述输出部件的多个组件，所述组件各自具有3个接头连接件，每 个接头连接件枢转接合其中一个环圈或所述输出部件，所述组件允许所述环圈相对运动， 同时用于从所述环圈向所述输出部件传递力。
4.如权利要求1所述的定速驱动系统，其特征在于，所述差速扭矩综合机构包括连接到万向节的第一环圈；连接到万向节的第二环圈；和将所述环圈连接到所述输出部件的多个组件，所述组件各自具有接合其中一个环圈和 所述输出部件的楔形件，所述组件允许所述环圈相对运动，同时用于从所述环圈向所述输 出部件传递力。
5.如权利要求1所述的定速驱动系统，其特征在于，所述差速扭矩综合机构包括连接到万向节的第一环圈；连接到万向节的第二环圈；和将所述第一环圈和第二环圈连接到所述输出部件的多个组件，所述输出部件为位于所 述第一环圈和所述第二环圈之间的中部环圈，所述组件允许所述第一环圈和第二环圈相对 运动，同时用于从所述第一环圈和第二环圈向所述输出部件传递力。
6.如权利要求1所述的定速驱动系统，其特征在于，所述差速扭矩综合机构包括连接到万向节的第一环圈；连接到万向节的第二环圈；和将所述环圈连接到所述输出部件的多个组件，所述输出部件为包围所述环圈的套圈结 构，所述组件允许所述环圈相对运动，同时用于从所述环圈向所述套圈传递力。
7.一种用于飞行器旋翼的定速驱动系统，所述旋翼配置成与旋翼主轴一起旋转，所述 定速驱动系统包括万向节机构，所述万向节机构具有适配成被旋翼主轴驱动而围绕主轴轴线旋转的万向 节，所述万向节用于相对于所述主轴围绕基本上垂直于所述主轴轴线的万向节轴线进行万 向节运动；和差速扭矩综合机构，所述差速扭矩综合机构连接到所述万向节机构并配置成被所述万 向节机构驱动而围绕所述主轴轴线旋转，所述差速扭矩综合机构能相对于所述主轴围绕所 述万向节轴线进行万向节运动，所述差速扭矩综合机构包括连接到万向节的第一环圈；连接到万向节的第二环圈；适配成连接到所述旋翼的轭架的输出部件，所述输出部件用于驱动所述轭架与所述差 速扭矩综合机构一起旋转；和将所述环圈连接到所述输出部件的多个组件，所述组件允许所述环圈相对运动，同时 用于从所述环圈向所述输出部件传递力。
8.如权利要求7所述的定速驱动系统，其特征在于，所述组件各自具有3个接头连接 件，每个接头连接件枢转接合其中一个环圈或所述输出部件。
9.如权利要求7所述的定速驱动系统，其特征在于，所述组件各自具有接合其中一个 环圈和所述输出部件的楔形件。
10.如权利要求7所述的定速驱动系统，其特征在于，所述输出部件为位于所述第一环 圈和所述第二环圈之间的中部环圈。
11.如权利要求7所述的定速驱动系统，其特征在于，所述输出部件为包围所述环圈的 套圈结构。
12.一种用于飞行器旋翼的定速驱动系统，所述旋翼配置成与旋翼主轴一起旋转，所述 定速驱动系统包括万向节机构，所述万向节机构具有适配成被旋翼主轴驱动而围绕主轴轴线旋转的万向 节，所述万向节用于相对于所述主轴围绕基本上垂直于所述主轴轴线的万向节轴线进行万 向节运动；和差速扭矩综合机构，所述差速扭矩综合机构连接到所述万向节机构并配置成被所述万 向节机构驱动而围绕所述主轴轴线旋转，所述差速扭矩综合机构能相对于所述主轴围绕所 述万向节轴线进行万向节运动，所述差速扭矩综合机构包括连接到万向节的第一环圈；连接到万向节的第二环圈；适配成连接到所述旋翼的轭架的输出部件，所述输出部件用于驱动所述轭架与所述差 速扭矩综合机构一起旋转，所述输出部件为位于所述第一环圈和所述第二环圈之间的中部 环圈；和将所述第一环圈和第二环圈连接到所述输出部件的多个组件，所述组件允许所述第一 环圈和第二环圈相对运动，同时用于从所述环圈向所述输出部件传递力。
13.如权利要求12所述的定速驱动系统，其特征在于，所述组件各自具有3个接头连接 件，每个接头连接件枢转接合其中一个环圈或所述输出部件。
14.如权利要求12所述的定速驱动系统，其特征在于，所述组件各自具有接合其中一 个环圈和所述输出部件的楔形件。
15.一种用于飞行器旋翼的定速驱动系统，所述旋翼配置成与旋翼主轴一起旋转，所述 定速驱动系统包括万向节机构，所述万向节机构具有适配成被旋翼主轴驱动而围绕主轴轴线旋转的万向 节，所述万向节用于相对于所述主轴围绕基本上垂直于所述主轴轴线的万向节轴线进行万 向节运动；和差速扭矩综合机构，所述差速扭矩综合机构连接到所述万向节机构并配置成被所述万 向节机构驱动而围绕所述主轴轴线旋转，所述差速扭矩综合机构能相对于所述主轴围绕所 述万向节轴线进行万向节运动，所述差速扭矩综合机构包括连接到万向节的第一环圈；连接到万向节的第二环圈；适配成连接到所述旋翼的轭架的输出部件，所述输出部件用于驱动所述轭架与所述差 速扭矩综合机构一起旋转，所述输出部件为包围所述环圈的套圈结构；和将所述环圈连接到所述输出部件的多个组件，所述组件允许所述环圈相对运动，同时 用于从所述环圈向所述输出部件传递力。
16.如权利要求15所述的定速驱动系统，其特征在于，所述组件各自具有3个接头连接 件，每个接头连接件枢转接合其中一个环圈或所述输出部件。
17.如权利要求15所述的定速驱动系统，其特征在于，所述组件各自具有接合其中一 个环圈和所述输出部件的楔形件。
全文摘要
一种用于飞行器旋翼的定速驱动系统，具有万向节机构和差速扭矩综合机构。所述万向节机构具有被旋翼主轴驱动而围绕主轴轴线旋转的万向节，所述万向节用于相对于所述主轴围绕基本上垂直于所述主轴轴线的万向节轴线进行万向节运动。所述差速扭矩综合机构连接到所述万向节机构并配置成被所述万向节机构驱动而围绕所述主轴轴线旋转。所述差速扭矩综合机构能相对于所述主轴围绕所述万向节轴线进行万向节运动，并具有连接到所述旋翼的轭架的输出部件，所述输出部件用于驱动所述轭架与所述差速扭矩综合机构一起旋转。
文档编号B64C27/00GK101909993SQ200880123938
公开日2010年12月8日 申请日期2008年1月4日 优先权日2008年1月4日
发明者帕特里克·R·蒂斯代尔, 弗兰克·B·斯坦普斯 申请人:贝尔直升机泰克斯特龙公司