销组件的制作方法

本公开涉及一种销组件。

背景技术：

本发明涉及固定件的领域，并且特别地但非排他地涉及用于飞行器的固定件。更特别地但非排他地，本发明涉及一种销组件，该销组件包括销和螺母，其中，销用于支承旋转部件并且销限定销轴线，螺母限定螺母轴线并且具有与销的螺纹连接部分配合的螺纹连接部分。

本发明还涉及固定组件、起落架致动机构、飞行器、制造方法和一种套件。

用于飞行器的第一现有技术的销组件包括销，其中，螺母被螺纹连接到该销上。螺母以所需扭矩被拧到销上。一旦该扭矩水平已被施加并且螺母处于该方位，则钻出同时穿过销和螺母的孔。该孔用于横向螺栓，使得螺母以所述扭矩水平紧固至销。

该布置存在许多问题。首先，销和螺母不可互换——换句话说，如果想要更换螺母，则必须也要更换销，反之如果想要更换销，则必须也要更换螺母。另一问题在于，实现该组件需要多个阶段并且可能会使飞行器组装更耗时且昂贵。此外，即使该方法被执行，其仍可能会导致销孔与螺母孔之间未对准，从而使得横向螺栓不能被使用。

在第二现有技术的销组件中，锁定螺母包括位于其外端部上的锁定“堞形结构(castellations)”。具有对应的堞形结构的锁定环围绕销安置以与螺母配合。锁定环还具有与销上的花键配合的内花键。一旦锁定环被配装，就使用平行于销轴线的螺栓将锁定环紧固至锁定螺母。锁定环和锁定螺母中的孔的数量与锁定环和销上的花键的数量的比为1:3。

该布置也存在一些问题。例如，不能够精确地控制螺母被拧到销上的扭矩，原因在于螺母必须在允许锁定螺母与销配合的同时还与销花键配合的方位上停止。因此，通常，锁定螺母比理想状态要略松或略紧。

第三销组件布置包括其上具有花键的销。在这些销花键上安置有花键套环以用作垫圈。销还包括位于花键外侧的螺纹部分，并且螺母被拧到销的该螺纹上。螺母包括位于其外端部上的凹部。这些凹部类似于位于螺母的边缘中的坑(divet)并且具有比横向螺栓的直径略大的宽度。一旦螺母被螺纹连接到销上，则横向螺栓用于穿过一对坑并且还穿过销中的对应的一对孔。

该布置也存在不能够精确地控制螺母在销上的方位(并且因此扭矩水平)的问题。这是因为螺母必须在允许螺母坑与销孔对齐的方位上停止。因此，通常，该螺母比理想状态要略松或略紧。

本发明试图缓解以上提到的问题。替代性地或附加地，本发明试图提供改进的销固定组件。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面提供了一种销组件，该销组件包括销、螺母、套筒和横向构件，其中，销用于支承旋转部件，销限定销轴线并且具有螺纹连接部分，螺母限定螺母轴线并且具有与销的螺纹连接部分配合的螺纹连接部分，其中，或者是销具有围绕销轴线布置的多个销凹部并且螺母包括具有与螺母轴线至少部分地对准的多个花键的花键部分，或者是螺母具有围绕螺母轴线布置的多个螺母凹部并且销包括具有与销轴线至少部分地对准的多个花键的花键部分，套筒限定套筒轴线并且具有用于与螺母或销的花键部分配合的花键部分以及围绕套筒轴线布置以与销凹部或螺母凹部相对应的多个套筒凹部，套筒的花键部分具有多个花键，每个花键至少部分地与套筒轴线对准，横向构件用于插入穿过至少一个销凹部或螺母凹部以及至少一个套筒凹部，使得一旦被组装，则螺母绕销轴线的旋转通过下述两者的组合来限制：套筒花键部分与螺母花键部分或销花键部分的配合以及横向构件插入穿过套筒凹部以及销凹部或螺母凹部。

这种布置允许螺母通过套筒或销以所需的扭矩水平/方位被紧固。换句话说，对于螺母和销的任何所需的扭矩水平/方位而言，套筒的凹部可以与销凹部/螺母凹部对准。

该布置相对第一现有技术的示例来说是新颖的，至少因为该布置包括带花键的套筒，销/螺母(也是带花键的)可以与该带花键的套筒配合。套筒还具有多个套筒凹部。这意味着，螺母可以以所需扭矩被紧固，而不需要稍后穿过销和螺母钻孔。

该布置相对第二现有技术的示例来说是新颖的，至少因为该布置需要用于插入穿过至少一个销凹部或螺母凹部以及至少一个套筒凹部的横向构件。

该布置相对第三现有技术的示例来说是新颖的，至少因为该布置包括带花键的套筒，销/螺母(也是带花键的)可以与该带花键的套筒配合，套筒还具有多个套筒凹部。这意味着，螺母/销可以经由凹部紧固至套筒。

在一些实施方式中，螺母具有围绕螺母轴线布置的多个螺母凹部，并且销包括具有多个花键的花键部分，所述多个花键至少部分地与销轴线对准。在这些实施方式中，带花键的套筒与带花键的销的配合限制了套筒绕销轴线的旋转。此外，穿过至少一个螺母凹部和至少一个套筒凹部的横向构件限制了螺母相对于套筒的旋转，并且因此限制了螺母相对于销的旋转。

然而，优选地，销具有围绕销轴线布置的多个销凹部，并且螺母包括具有多个花键的花键部分，所述多个花键至少部分地与螺母轴线对准。因此，一旦被组装，则螺母绕销轴线(相对于套筒)的旋转通过螺母的花键部分与套筒的花键部分的接合来限制，并且套筒绕销轴线的旋转通过横向构件与所述至少一个销凹部和所述至少一个套筒凹部两者接合来限制。

凹部可以是在销/螺母或套筒中的凹坑，使得横向构件可以与销凹部/螺母凹部和套筒凹部两者相互作用，以限制所述两个部件相对于彼此(即绕销轴线/螺母轴线或套筒轴线)的相对运动。凹部可以完全地或部分地延伸通过销/螺母或套筒中的壁或者销/螺母或套筒的宽度。凹部可以包括位于销/螺母或套筒中的孔，或者凹部可以包括位于销/螺母或套筒的边缘中的“切口”(有效地，孔与部件的边缘重叠从而成为侧面开放的)。

优选地，横向构件是横向螺栓并且横向构件可以与垫圈相关联，垫圈紧固螺母和/或开口销以将横向构件紧固就位。

优选地，销的定位有销凹部的部分是中空的。销凹部可以延伸通过销的壁以延伸至中空区域。

优选地，销的螺纹连接部分朝向销的第一端部定位，并且其中，销凹部朝向销的相反的第二端部定位。这允许螺母在套筒被放置在销上之前被拧到销上。

优选地，销的螺纹连接部分具有第一直径，并且其中，销的销凹部具有第二直径，第二直径小于第一直径。

优选地，销凹部/螺母凹部或套筒凹部一直延伸穿过销的壁/螺母的壁或套筒的壁。

优选地，螺母的螺纹连接部分朝向螺母的第一端部定位，并且其中，花键部分朝向螺母的相反的第二端部定位。

优选地，螺母花键布置成使得花键的面向第二端部的端部露出。这使螺母花键能够与套筒的花键配合。

优选地，套筒的花键部分朝向套筒的第一端部定位，并且其中，套筒凹部朝向套筒的相反的第二端部定位。这使套筒花键能够与螺母/销的花键配合。

更优选地，套筒花键布置成使得花键的面向第一端部的端部露出。

优选地，销凹部/螺母凹部的数量与套筒凹部的数量相同。该数量可以小于9。数量可以大于7。最优选地，该数量为6。

优选地，销凹部/螺母凹部绕销轴线/螺母轴线或套筒凹部绕套筒轴线等角度地布置。

优选地，销凹部/螺母凹部和套筒凹部的数量为偶数个，使得每个销凹部/螺母凹部或每个套筒凹部在销/螺母或套筒的相对侧上具有对应的成对的凹部。

优选地，螺母花键/销花键的数量与套筒花键的数量相同。该数量可以大于15。更优选地，该数量可以大于20。该数量可以大于销凹部/螺母凹部或套筒凹部的数量。

优选地，螺母花键/销花键绕螺母轴线/销轴线或套筒花键绕套筒轴线等角度地布置。

优选地，凹部的数量不是花键的数量的因子。

这意味着，对于套筒花键相对于螺母花键/销花键的给定的方位(即，多个可能的方位中的一个方位，每个方位对应于不同的套筒花键与给定的螺母花键/销花键的配合)而言，给定的销凹部/螺母凹部与最接近的套筒凹部的对准不同于不同的销凹部/螺母凹部与其最接近的套筒凹部的对准。换句话说，对于给定的花键配合方位而言，凹部不同程度地对齐。因此，对于给定的花键方位而言，存在比任何其他销凹部/螺母凹部与最接近的套筒凹部的对准更好的销凹部/螺母凹部与最接近的套筒凹部的对准。此外，对于给定的销/螺母方位/扭矩水平而言，可以选择花键方位以实现销凹部/螺母凹部中的任一者与其最接近的套筒凹部的最佳对准。

换句话说，扭矩水平可以选择为所需要的任何水平，并且随后，可以选择花键方位以给出销凹部/螺母凹部与最接近的套筒凹部的良好对准，从而允许横向构件插入穿过凹部。

更优选地，花键的数量和凹部的数量不具有大于2的公因子。这意味着，对于数量越大的销/螺母方位/扭矩水平而言，不同凹部的对准的变化越大，由此为销凹部/螺母凹部中的任一者与其最接近的套筒凹部提供更大程度的对准。

最优选地，花键的数量和凹部的数量不具有除1之外的公因子。这意味着，不同凹部的对准的变化是最大的。

根据本发明的第二方面还提供了一种固定组件，该固定组件包括长形部件(例如销、螺栓等)、螺母以及套筒，其中，该长形部件限定轴线并且具有螺纹连接部分，该螺母借助于螺母的螺纹连接部分与第一长形部件的螺纹连接部分的配合紧固至长形部件，该套筒以限制螺母相对于长形部件的旋转的方式被配装，其中，固定组件布置成使得：套筒相对于长形部件的旋转借助于在套筒的一个或更多个第一类型成形部(例如，限定凹部或孔的部分)与长形部件的一个或更多个成形部(例如，限定凹部或孔的部分，使得螺栓可以在套筒与长形部件的凹部/孔对准时穿过套筒和长形部件的凹部/孔)之间的相互作用来限制；并且套筒相对于螺母的旋转借助于在套筒的一个或更多个第二类型成形部(例如，一个或更多个花键)与螺母的一个或更多个成形部(例如，与套筒的花键配合的一个或更多个花键)之间的相互作用来限制；并且固定组件布置成：在螺母紧固至长形部件(例如，完全拧在长形部件上，例如，以给定的预设扭矩拧在长形部件上)的情况下，套筒可以定位在第一旋转位置中和第二旋转位置中，其中，在第一旋转位置中，套筒的第一类型成形部和第二类型成形部的中的一者与长形部件/螺母上的对应的成形部对准，并且与在任意其他旋转位置中的对准相比，套筒的第一类型成形部和第二类型成形部中的另一者的第一成形部与长形部件/螺母上的对应的第二成形部的对准更紧密，在第二旋转位置中，套筒的第一类型成形部和第二类型成形部中的一者与长形部件/螺母上的对应的成形部对准，并且与在任意其他旋转位置中的对准相比，套筒的第一类型成形部和第二类型成形部中的另一者的第一成形部与长形部件/螺母上的对应的第三成形部的对准更紧密，并且与在第一旋转位置中第一成形部与对应的第二成形部的对准相比，套筒的第一类型成形部和第二类型成形部中的另一者的第一成形部与对应的第三成形部的对准更紧密。

根据本发明的第三方面，还提供了一种起落架致动机构，其包括如以上所述的销或固定组件。

根据本发明的第四方面，还提供了一种飞行器，其包括如以上所述的销或固定组件或起落架致动机构。

根据本发明的第五方面，还提供了一种组装如以上所述的销组件或固定组件的方法。

根据本发明的第六方面，还提供了一种组装销组件的方法，该方法包括下述步骤：将螺母的螺纹连接部分与销的螺纹连接部分配合并且以期望的扭矩上紧；将套筒的花键与螺母/销的花键配合，使得套筒凹部中的一个套筒凹部与销凹部/螺母凹部中的一个销凹部/螺母凹部尽可能紧密地对准；以及将横向构件插入穿过所选择的销凹部/螺母凹部和套筒凹部。

优选地，将套筒的花键与螺母/销的花键配合的步骤包括：对套筒相对于螺母/销的最佳方位进行判断，以使销凹部/螺母凹部中的任一凹部与套筒凹部中的任一套筒凹部之间的未对准最小化。

优选地，按所列出的顺序执行这些步骤。

根据本发明的第七方面，还提供了用于组装如以上所述的销组件或固定组件的套件，所述套件包括销/长形部件、螺母、套筒以及可选地横向构件。

当然应当理解的是，有关本发明的一个方面(例如，销组件或固定组件)描述的特征可以结合到本发明的其他方面(例如，固定组件或销组件)中。作为另一示例，本发明的方法可以结合参照本发明的装置所描述的任何特征，并且反之，本发明的装置可以结合参照本发明的方法所描述的任何特征。

附图说明

现将参照示意性附图仅通过示例的方式对本发明的实施方式进行描述，在附图中：

图1a示出了作为根据本发明的第一实施方式的销组件的一部分的销的立体图；

图1b示出了也为销组件的一部分的螺母的立体图；

图1c示出了也为销组件的一部分的套筒的立体图；

图2示出了销组件的分解立体图；

图3示出了组装的销组件的一个半部的截面侧视图；

图4a示出了销组件的端部的立体图，其中，套筒在螺母上处于第一方位中；

图4b示出了销组件的端部的立体图，其中，套筒在螺母上处于第二方位中；以及

图5示出了包括使用销组件的起落架的飞行器的正视图。

具体实施方式

图1a示出了销10的立体图，该销10为根据本发明的第一实施方式的销组件100的一部分。销10具有第一端部11和第二端部12。销10的长度的大部分包括主轴部分13。朝向销10的第一端部11设置有凸缘14。该凸缘14防止位于主轴13上的旋转部件(未示出)滑离销10的第一端部11。

朝向销10的第二端部12设置有外螺纹部分15，该外螺纹部分15具有比主轴13小的直径。除了外螺纹部分15之外，进一步朝向销10的第二端部12设置有中空部分16，该中空部分16具有甚至小于螺纹部分15的直径。该中空部分16包括内部具有中空区域的圆形壁。在中空部分16上具有围绕中空部分16等角度地间隔开的六个孔17(17a、17b、17c、17d、17e、17f)。因此，所述孔以在每个孔之间60度的角度的方式被间隔开。

图1b示出了螺母20的立体图，该螺母20也为销组件100的一部分。螺母20具有第一端部21和第二端部22。螺母20呈环的形式，因此螺母20可以安置在销10的第二端部12之上。朝向螺母20的第一端部21设置有凸缘23。该凸缘23防止位于销10的主轴13上的旋转部件(未示出)滑离销10的第二端部12。

朝向螺母20的中间部分设置有内螺纹部分25。该螺纹部分25与销10的螺纹部分15相对应。因此，当螺母20安置在销10的第二端部12之上时，螺母20可以以所需的扭矩水平被旋拧就位。此外，朝向螺母20的中间部分设置有外六边形轮廓形状24，以允许螺母20以期望的扭矩水平被旋拧在销10上。

朝向螺母20的第二端部22设置有突伸部分27，该突伸部分27设置有内部渐开线花键26。围绕圆周等角度地布置有85个花键(即，花键之间的角度间隔为4.235度)。突伸部分27使花键安置在进一步朝向螺母20的中心轴线的位置处。换句话说，花键26定位在内螺纹部分25的内侧。这提供了“螺纹花键”间隙28，其可以在图3中看到。

图1c示出了套筒30的立体图，该套筒30也为销组件100的一部分。套筒30具有第一端部31和第二端部32。套筒30呈环的形式，因此其可以安置在销10的第二端部12之上以将螺母20以其所需的扭矩水平紧固在给定方位(相对于销)中。

朝向套筒的第一端部31设置有具有外部渐开线花键33的花键部分。围绕圆周等角度地布置有85个花键(即，花键之间的角度间隔为4.235度)。该花键部分的外径与螺母20的花键部分26的内径相对应，使得套筒的花键33与螺母的花键26可以配合在一起。

朝向套筒30的第二端部32设置有外六边形部分34，其中，六边形的每个面设置有倒角孔35，从而总共给出六个孔(35a、35b、35c、35d、35e、35f)。这六个孔35围绕六边形部分34等角度地间隔开。因此，孔35以在每个孔之间60度的角度的方式间隔开。六边形部分34的内径与销10的中空部分16的外径相对应，使得套筒30可以滑动到销10的第二端部12上(并且具有与销10的第二端部12的贴适配合(snug fit))。

图2示出了销组件100的分解立体图。销组件100被组装成使得销的轴线、螺母的轴线和套筒的轴线对准，其中，螺母20旋拧到销10上并且套筒在销10上滑动，使得销的花键33与螺母20的花键26配合。在图3中以轴线50示出了整个组件的轴线(其对应于销的轴线、螺母的轴线和套筒的轴线)。

图2还示出了横向螺栓40和相关部件。横向螺栓40包括位于其第一端部41处的螺栓头43(在其下侧进行倒角)、主轴44以及穿过主轴并朝向第二端部42的一对相对的孔45a和45b。与横向螺栓相关联的是垫圈46，一旦横向螺栓已经插入穿过销孔17和套筒孔35则该垫圈46就安置在第二端部42之上。此外，与横向螺栓相关联的是用于在随后安置在垫圈46上的紧固螺母47以及用于延伸穿过孔45a和孔45b以将紧固螺母和垫圈紧固就位的开口销。

图3示出了组装的销组件100的一个半部的截面侧视图。此处，可以看出，销的螺纹部分15与螺母的螺纹部分25形成螺纹接合15/25，并且螺母的花键26与套筒的花键形成花键接合26/33。可以看出，横向螺栓40延伸穿过销孔17中的一个销孔和套筒孔35中的一个套筒孔。螺栓头43的倒角坐置于套筒孔35的对应的倒角中，并且螺栓头位于套筒30的平坦侧上。在相反的一侧上(在图3中未示出)，横向螺栓40将穿过位于销和套筒的另一侧上的相对的销孔和套筒孔而延伸至第一孔，并且横向螺栓40随后被垫圈46、螺母47和开口销48紧固而抵靠在套筒的相对的平坦侧上。

图4a示出了销组件100的端部的立体图，其中，套筒30在螺母20上处于第一方位中。此处，套筒30被定向成使得在套筒的孔35a与销的孔17a之间的角度偏差为略超过6度的偏差(6.101度，由角度51a示出)。还可以看出，孔35b和孔17b(以及还有相对的孔35e和17e)也没有很好地对准。

图4b示出了销组件100的端部的立体图，其中，套筒30在螺母20上处于第二方位中。套筒30已经从图4a的状态移走并且旋转至不同的方位，使得花键部分的不同花键33、26彼此配合并且向后滑动(如稍后更详细地描述的那样)。此处，孔35a和孔17a以小于0.3度(由角度51b示出)的偏差对准。这些孔(以及还有相对的孔35d和17d)足够好地对准，以供横向螺栓40插入穿过所述孔。

通过使花键的数量为85以及使孔的数量为6，这允许套筒相对于螺母具有85个不同的方位，以提供孔之间的对准/偏差的量的变化。对于这些方位中的每个方位，给定的套筒孔将以不同的方式与给定的销孔对准。此外，在每个方位中，每个套筒孔和对应的销孔将以与其他套筒孔和对应的销孔不同的程度对准。

同样重要的是应当注意，在给定方位上，某个套筒孔可以是与任一销孔最接近地对准的套筒孔(在所有套筒孔中)，但是在相邻或相似的方位中，不同的套筒孔则可以是与任一销孔最接近地对准的套筒孔。

为了说明这一点，如果螺母的花键被编号为1至85，并且套筒的花键被编号为1至85，那么花键可以安置在相对于螺母的85个方位中的任一个方位中。这些85个方位对应于套筒花键1在螺母花键1上滑动的情况、套筒花键2在螺母花键1上滑动的情况或者套筒花键3在螺母花键1上滑动的情况……，等等。我们把图4a中的方位称为方位1(其中，套筒花键1在螺母花键1上滑动)。此处，销孔17a接近于套筒孔35a但不与套筒孔35a对准。事实上，销孔17a与套筒孔35a之间的未对准为6.101度。通过使套筒旋转4.235度(即，旋转一个花键)进入方位2中，对准偏差(孔35a与孔17a的对准偏差)将减少至1.866度(6.101度减去4.235度)。1.866度是这两个孔的最小偏差。这是因为，该偏差仅可以变化最少±4.235度(即，一个花键)。

然而，如果相邻的套筒孔35b用于与销孔17a对准，则最小角度偏差较小。通过旋转14个花键(旋转了59.294度的角度)进入方位16中，套筒孔35b与销孔17a的角度偏差仅为1.156度。再次，1.156度是这两个孔的最小偏差，原因在于该偏差仅可以变化±4.235度。最小偏差不同于上述，原因在于套筒旋转了59.294度(而不是60度，这将意味着相对于销孔17a与套筒孔35a相同的偏差)。即，存在0.706度的差异。

如果套筒30随后再次旋转另外的14个花键(旋转了另外的59.294度)进入方位30中，则套筒孔35c以0.446度(先前的偏差1.156度减去0.706度＝0.446度)的角度偏差与销孔17a对准。此外，如果套筒30随后再次旋转另外的14个花键(旋转了另外的59.294度)进入方位44中，则套筒孔35d以0.264度(先前的偏差0.446度减去0.706度＝-0.264度)的角度偏差与销孔17a对准。这是图4b中示出的方位。该小的未对准(如计算为负数)的方向与图4a的未对准的方向相反。

如果套筒30随后越过图4b中的方位旋转了另外的14个方位(进入方位58中)，则最小角度偏差(套筒孔35e与销孔17a之间)将变化了另外的0.706度而达到0.446度(先前的偏差-0.264度加0.706度＝0.446度)。这个偏差大于方位44的偏差并且与方位30的偏差相同。类似地，对于方位72而言，最小角度偏差(套筒孔35f与销孔17a之间)将变化了另外的0.706度而达到1.156度。这个偏差也大于方位44的偏差并且与方位16的偏差相同。

对于套筒每旋转14个方位而言，套筒孔旋转了59.294度。因此，在所述旋转之后，一些套筒孔将比旋转之前更接近于最近的销孔并且与其它的套筒孔将离得最远。然而，可以选择套筒的方位以使偏差最小化。

对于任意扭矩水平而言，当选择销/套筒孔与套筒方位的组合以使套筒孔与销孔的角度偏差最小时，最大角度偏差仅为0.353度。该最大角度偏差值通过下述方式获得：对于没有公因子的花键数量/孔数量而言，将每个花键的节面角(360度除以85＝4.235度)除以孔的数量(6)并且然后除以2(因为套筒孔可以在每个销孔的两侧具有偏差)。

对于52mm的销/套筒直径而言，这给出了0.32mm的最大直径偏差。对于所需的0.05mm的间隙和所需的7.925mm的螺栓直径而言，这给出了所需的8.3mm(7.925mm+0.05mm+0.32mm)的孔直径(套筒和销中的孔的直径)。

图5示出了包括起落架200的飞行器1000的正视图。起落架200包括销组件100。

尽管已经参照特定的实施方式描述和说明了本发明，但是本领域中的普通技术人员应当理解的是，本发明可以使其本身进行未在本文中具体说明的许多不同的变型。现将仅通过示例的方式对某些可能的变型进行描述。

孔可以位于螺母上而不是销上，并且花键可以位于销上而不是螺母上。这仍然使得类似的“角度偏差最小化”的布置成为可能。

孔和花键的数量可以为任意选择的数量。然而，两个数字的最大公因子越小，该布置就越好地起作用。

孔可以用凹坑、切口、非通孔或任何其他类型的合适凹部来替换。

在前面的描述中提及了整体或元件具有已知的、明显的或可预见的等同物的情况下，则这些等同物如同单独阐述的一样结合于此。应当参照权利要求来确定本发明的真正范围，所述权利要求应该被认为涵盖了任何这种等同物。读者还应当理解的是，本发明的被描述为优选的、有利的、方便的等的整体或特征是可选的并且并不限制独立权利要求的范围。此外，应当理解的是，这种可选的整体或特征尽管在本发明的一些实施方式中可能是有利的，但在其他实施方式中可能是不期望的并且可能因此不存在。