專利名稱：用于沖壓空氣渦輪的支柱驅(qū)動(dòng)軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及驅(qū)動(dòng)軸及其制造，并且更具體地涉及用于沖壓空氣渦輪(RAT)的支柱中的驅(qū)動(dòng)軸及其制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代飛機(jī)通常包括次級或緊急動(dòng)力系統(tǒng)，其可在無法從主動(dòng)力系統(tǒng)獲得動(dòng)力的情況下提供動(dòng)力。RAT常常用于次級或緊急動(dòng)力系統(tǒng)以提供電和/或液壓動(dòng)力。典型的RAT能夠通過在飛行中打開飛機(jī)機(jī)身中合適的門或艙來展開。RAT將可旋轉(zhuǎn)的渦輪呈現(xiàn)給迎面而來的氣流，所述氣流使渦輪旋轉(zhuǎn)。來自渦輪的旋轉(zhuǎn)能量(扭矩)然后被傳遞到合適的動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置(例如發(fā)電機(jī)、泵等)，其將旋轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換為期望的形式以供飛機(jī)使用。RAT可包括合適的傳動(dòng)裝置以將旋轉(zhuǎn)能量調(diào)節(jié)到適合于動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置以及其他傳動(dòng)系部件的速度，所述傳動(dòng)系部件將旋轉(zhuǎn)能量(扭矩)傳遞到期望的位置。 用于RAT傳動(dòng)系中的驅(qū)動(dòng)軸需要滿足許多要求。RAT驅(qū)動(dòng)軸必須是可靠的，其必須能夠與必要的傳動(dòng)系部件匹配且其必須能夠應(yīng)付其將要經(jīng)受的扭矩負(fù)載。由于大多數(shù)RAT以懸伸的方式從飛機(jī)的機(jī)身向外突出的緣故，RAT及其子部件會(huì)經(jīng)受顯著量的振動(dòng)和彎曲。而且，RAT傳動(dòng)系的旋轉(zhuǎn)本質(zhì)會(huì)引入扭共振問題。然而，由于RAT在飛機(jī)中的定位必須考慮許多其他飛機(jī)設(shè)計(jì)因素，因此RAT及其子部件的位置受到很大程度的約束，這極大地限制了 RAT傳動(dòng)系及其驅(qū)動(dòng)軸的幾何結(jié)構(gòu)和尺寸的設(shè)計(jì)選擇。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于飛機(jī)沖壓空氣渦輪的驅(qū)動(dòng)軸包括基本圓柱形的細(xì)長部分、從所述細(xì)長部分延伸的第一端部、從所述細(xì)長部分延伸且與所述第一端部相對的第二端部。所述第一和第二端部各自包括基本截頭圓錐形區(qū)段，所述基本截頭圓錐形區(qū)段具有彎曲的母線，使得所述第一和第二端部的每一個(gè)的遠(yuǎn)側(cè)部分的外直徑小于所述細(xì)長部分的外直徑。所述細(xì)長部分提供相對高的側(cè)向剛度且所述第一和第二端部提供相對低的扭轉(zhuǎn)剛度，使得所述驅(qū)動(dòng)軸的側(cè)向自然頻率高于所述驅(qū)動(dòng)軸的操作范圍且所述驅(qū)動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)自然頻率低于所述驅(qū)動(dòng)軸的操作范圍。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的沖壓空氣渦輪(RAT)的剖視圖。圖2是圖I的RAT的支柱驅(qū)動(dòng)軸的透視圖。圖3是該支柱驅(qū)動(dòng)軸沿圖2的線3-3剖切的剖視圖。盡管上述附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，但如同所討論的，也構(gòu)想了其他實(shí)施例。在所有的情況中，本公開通過代表而非限制的方式呈現(xiàn)了本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想出許多其他的修改和實(shí)施例，這些修改和實(shí)施例落入本發(fā)明原理的范圍和精神之內(nèi)。附圖不是按比例繪制的。在遍及幾幅附圖中，相同的附圖標(biāo)記用于指代相同的部件。
具體實(shí)施例方式圖I是用于飛機(jī)(未示出)的沖壓空氣渦輪(RAT) 10的剖視圖。為了簡單起見，圖I中沒有示出交叉影線。RAT 10包括渦輪組件12、支柱14、發(fā)電機(jī)16和傳動(dòng)系(或動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng))18，傳動(dòng)系18包括支柱驅(qū)動(dòng)軸20。在各種實(shí)施例中，潤輪組件12可包括潤輪葉片、轂、轂鎖定機(jī)構(gòu)、合適的俯仰或速度控制機(jī)構(gòu)、齒輪箱等。支柱14提供RAT 10的結(jié)構(gòu)支撐并且?guī)椭螠u輪組件12。在所示的實(shí)施例中，支柱14具有空心且大致圓柱形的形狀。而且，在所示實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)16位于支柱上與渦輪組件12相對的近端。應(yīng)當(dāng)注意，發(fā)電機(jī)16僅僅是可用于RAT 10的動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置的其中一種形式，并且僅僅以示例而非限制的方式示出。例如，在其他實(shí)施例中，液壓泵可用于替代發(fā)電機(jī)16或者作為發(fā)電機(jī)16的補(bǔ)充。傳動(dòng)系18包括合適的軸和傳動(dòng)裝置以提供渦輪組件12和發(fā)電機(jī)16之間的機(jī)械連接，以便將旋轉(zhuǎn)能量(扭矩)傳遞到發(fā)電機(jī)16。支柱驅(qū)動(dòng)軸20是傳動(dòng)系18的一部分，并且至少部分 地位于支柱14中。支柱驅(qū)動(dòng)軸20可直接接合發(fā)電機(jī)16，并且可接合與渦輪組件12匹配的合適的傳動(dòng)裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，渦輪構(gòu)造成具有約3800-5000 RPM (或63. 33-83. 33Hz)的操作范圍，合適的傳動(dòng)裝置提供傳動(dòng)比來以約8000-12000 RPM (133-200 Hz)的操作范圍操作支柱驅(qū)動(dòng)軸20和發(fā)電機(jī)16。下面提供支柱驅(qū)動(dòng)軸20的另外的細(xì)節(jié)。在所示實(shí)施例中，RAT 10構(gòu)造成能夠利用合適的致動(dòng)器(未示出)選擇性地從飛機(jī)機(jī)身展開。當(dāng)被展開時(shí)，RAT 10將渦輪組件12呈現(xiàn)給經(jīng)過飛機(jī)的氣流，并且可用于利用來自渦輪組件12的部件的旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能來產(chǎn)生期望形式的動(dòng)力，所述動(dòng)能由經(jīng)過的氣流產(chǎn)生。RAT 10可在飛行中被展開以提供緊急或次級動(dòng)力。由于RAT的一般構(gòu)造和用途是公知的，因此沒有必要進(jìn)一步討論。圖2是支柱驅(qū)動(dòng)軸的透視圖，并且圖3是支柱驅(qū)動(dòng)軸20沿圖2的線3-3剖切的剖視圖。驅(qū)動(dòng)軸20的一部分在圖3中切開以使得該圖適合于紙面。驅(qū)動(dòng)軸20包括細(xì)長中部22以及兩個(gè)端部24A和24B。驅(qū)動(dòng)軸20可由不銹鋼或其他合適材料制成。在所示實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)軸20基本上沿著旋轉(zhuǎn)軸線A對稱。細(xì)長中部22可以基本上是圓柱形的。在一個(gè)實(shí)施例中，細(xì)長中部具有約6. 99 cm (2. 75英寸)的外直徑，壁厚約為2.108 mm (0.083英寸)。在所示實(shí)施例中，細(xì)長中部22在軸向方向上基本上長于端部24A和24B 二者。端部24A和24B可構(gòu)造成彼此相同，并且端部24A和24B的近側(cè)部分可利用對接焊接頭26結(jié)合到細(xì)長中部22的相對端，可使用電子束(EB)焊接技術(shù)來形成對接焊接頭26。附接特征28 (例如花鍵)被限定在端部24A和24B的遠(yuǎn)側(cè)部分以允許與諸如傳動(dòng)系小齒輪和發(fā)電機(jī)16的其他部件接合。端部24A和24B的每一個(gè)包括多個(gè)周向間隔的腔30，所述腔30可布置成平行于軸線A。腔30構(gòu)造成接收一個(gè)或多個(gè)平衡配重32 (其中一個(gè)在圖3中被示出從驅(qū)動(dòng)軸20分解出來)，所述一個(gè)或多個(gè)平衡配重32可插入適當(dāng)?shù)那?0以繞著旋轉(zhuǎn)軸線A旋轉(zhuǎn)地平衡支柱驅(qū)動(dòng)軸20。平衡配重32可利用卡環(huán)34固定到端部24A和24B，卡環(huán)34構(gòu)造成與周向延伸溝槽36接合,周向延伸溝槽36被限定在相應(yīng)的端部24A和24B中，鄰近于腔30且在腔30的徑向外側(cè)。常規(guī)的平衡設(shè)備可用于確定一個(gè)或多個(gè)平衡配重32的最優(yōu)布置。端部24A和24B各自包括基本截頭圓錐形區(qū)段38，其位于近側(cè)部分處或附近，具有彎曲的母線(即，彎曲的圓錐形表面)，使得遠(yuǎn)側(cè)部分的外直徑小于細(xì)長部分22的外直徑。在一些實(shí)施例中，基本截頭圓錐形區(qū)段38的彎曲母線具有由多個(gè)半徑限定的復(fù)合曲率。溝槽36可形成在圓柱形部分40中，位于基本截頭圓錐形區(qū)段的徑向外側(cè)。圓柱形部分40的至少一部分可軸向地懸于基本截頭圓錐形部分38之上，圓柱形部分40的至少一部分位于圓柱形中部22附近，并且對接焊接頭26的外直徑可基本等于圓柱形中部22的外直徑。另外，端部24A和24B的每一個(gè)可包括基本平的環(huán)形表面42，其限定在基本截頭圓錐形區(qū)段38的附近和徑向外側(cè)。腔30可在基本平的環(huán)形表面42處對準(zhǔn)。在操作期間，RAT 10經(jīng)受各種力，包括扭矩、振動(dòng)和彎曲。具體地，支柱驅(qū)動(dòng)軸20必須能夠傳遞合適的扭矩負(fù)載，并且渦輪驅(qū)動(dòng)軸22的幾何結(jié)構(gòu)和尺寸特性必須允許其配合在支柱14中并與RAT 10的其他部件接合。例如，支柱驅(qū)動(dòng)軸20的總軸向長度在部件的設(shè)計(jì)中通常不是自由變量。而且，附接特征28的尺寸在徑向方向受到支柱驅(qū)動(dòng)軸20所必須接合的部件的約束。在操作期間，支柱驅(qū)動(dòng)軸20上的典型力包括側(cè)向彎曲(S卩，端到端的拋物線彎曲)以及穿過傳動(dòng)系18的扭矩脈動(dòng)。扭矩脈動(dòng)可源自RAT 10的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性運(yùn) 動(dòng)或彎曲。這進(jìn)而促使支柱驅(qū)動(dòng)軸20或傳動(dòng)系18的其他部件運(yùn)動(dòng)并且可導(dǎo)致扭矩傳遞隨著時(shí)間而增大和減小。這還可導(dǎo)致相關(guān)聯(lián)的傳動(dòng)裝置界面處的一些移位(諸如震顫)。所期望的是避免讓支柱驅(qū)動(dòng)軸20的自然頻率在RAT 10的操作頻率的范圍內(nèi)。為了將支柱驅(qū)動(dòng)軸的自然頻率(共振)置于操作范圍之外，支柱驅(qū)動(dòng)軸的自然頻率必須高于或低于操作范圍。然而，設(shè)計(jì)的局限性排除了一些否則將是可行的選擇。例如，發(fā)電機(jī)16的慣性相對大，這意味著增大支柱驅(qū)動(dòng)軸20的扭共振將會(huì)使得支柱驅(qū)動(dòng)軸20在徑向方向不切實(shí)際地大。這僅僅留下降低支柱驅(qū)動(dòng)軸20的扭共振這一種可能性，不過這樣做也會(huì)以潛在地不期望的方式影響支柱驅(qū)動(dòng)軸20的側(cè)向自然頻率。關(guān)于側(cè)向自然頻率(或臨界速度)，該參數(shù)必須高于操作速度范圍充分的余量(例如，+/- 25%)，否則存在軸失效的風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明以獨(dú)特的方式同時(shí)解決了這些競爭性難題。支柱驅(qū)動(dòng)軸20的細(xì)長部分22提供相對高的側(cè)向剛度，并且端部24A和24B提供相對低的扭轉(zhuǎn)剛度，使得支柱驅(qū)動(dòng)軸20的側(cè)向自然頻率高于支柱驅(qū)動(dòng)軸22的操作范圍且扭轉(zhuǎn)自然頻率低于支柱驅(qū)動(dòng)軸22的操作范圍。這樣，端部24A和24B通過具有基本截頭圓錐形部分38而就像總體支柱驅(qū)動(dòng)軸20的“最弱的彈簧”部分，以提供相對低的總扭轉(zhuǎn)剛度。同時(shí)，與細(xì)長中部22的相對長(例如，約60. 96 cm (24英寸))的軸向長度相比，端部24A和24B的相對短(例如，每個(gè)約10. 681cm (4. 205英寸))的軸向長度允許細(xì)長中部22在支柱驅(qū)動(dòng)軸20的大部分軸向長度上提供相對大的外直徑，由此提供相對高的總體側(cè)向剛度。在各種實(shí)施例中，支柱驅(qū)動(dòng)軸20的各特征的關(guān)系可具有以下關(guān)系。中部20的外直徑的范圍可以是端部24A和24B的遠(yuǎn)側(cè)部分處的外直徑的3. 77到3. 88倍。中部20的長度的范圍可以是每個(gè)端部24A和24B的長度的5. 67-5. 75倍。本文使用的任何相對性術(shù)語或程度術(shù)語，例如“基本上”、“約”、“大約”、“實(shí)質(zhì)上”、“通常”等，應(yīng)當(dāng)根據(jù)本文明示的任何可應(yīng)用定義或限制來進(jìn)行解釋并且服從該可應(yīng)用定義或限制。在所有情形中，本文使用的任何相對性術(shù)語或程度術(shù)語應(yīng)當(dāng)被解釋為廣泛地涵蓋任何相關(guān)的公開實(shí)施例以及本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在考慮了本公開的全部內(nèi)容后將會(huì)理解的范圍或變化，例如涵蓋普通的制造公差變化等。雖然已經(jīng)參照(一個(gè)或多個(gè))示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，在不偏離本發(fā)明范圍的情況下可作出各種變化并且可用等同物來替代其元件。另外，在不偏離本發(fā)明實(shí)質(zhì)范圍的情況下，可在本發(fā)明的教導(dǎo)下進(jìn)行許多修改以適應(yīng)具體情形或者材料。因此所意圖的是，本發(fā)明不限于所公開的(一個(gè)或多個(gè))具體實(shí)施例，而是本發(fā)明將會(huì)包括落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的·所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于飛機(jī)沖壓空氣渦輪的驅(qū)動(dòng)軸，所述驅(qū)動(dòng)軸包括 細(xì)長部分，其中，所述細(xì)長部分是基本圓柱形的； 從所述細(xì)長部分延伸的第一端部；和 從所述細(xì)長部分延伸且與所述第一端部相對的第二端部，其中，所述第一和第二端部各自包括基本截頭圓錐形區(qū)段，所述基本截頭圓錐形區(qū)段具有彎曲的母線，使得所述第一和第二端部的每一個(gè)的遠(yuǎn)側(cè)部分的外直徑小于所述細(xì)長部分的外直徑， 其中，所述細(xì)長部分提供相對高的側(cè)向剛度且所述第一和第二端部提供相對低的扭轉(zhuǎn)剛度，使得所述驅(qū)動(dòng)軸的側(cè)向自然頻率高于所述驅(qū)動(dòng)軸的操作范圍且所述驅(qū)動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)自然頻率低于所述驅(qū)動(dòng)軸的操作范圍。
2.如權(quán)利要求I所述的驅(qū)動(dòng)軸，其中，所述驅(qū)動(dòng)軸的操作范圍約為8000-12000RPM(133-200 Hz)。
3.如權(quán)利要求I所述的驅(qū)動(dòng)軸，其中，所述細(xì)長部分利用電子束焊接的對接接頭固定到所述第一和第二端部的每一個(gè)。
4.如權(quán)利要求I所述的驅(qū)動(dòng)軸，進(jìn)一步包括 形成在所述第一和第二端部的每一個(gè)的遠(yuǎn)側(cè)部分處的花鍵。
5.如權(quán)利要求I所述的驅(qū)動(dòng)軸，其中，所述第一和第二端部中的至少一個(gè)進(jìn)一步包括 多個(gè)周向間隔的腔，其構(gòu)造成接收一個(gè)或多個(gè)平衡配重。
6.如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)軸，進(jìn)一步包括 卡環(huán)，其構(gòu)造成與周向延伸的溝槽接合，所述周向延伸的溝槽被限定成鄰近于所述多個(gè)周向間隔的腔，在所述第一和第二端部中的所述至少一個(gè)中。
7.如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動(dòng)軸，其中，所述周向延伸的溝槽位于所述多個(gè)周向間隔的腔的徑向外側(cè)。
8.如權(quán)利要求I所述的驅(qū)動(dòng)軸，其中，所述細(xì)長部分的長度是所述第一和第二端部的每一個(gè)的5. 67-5. 75倍。
9.如權(quán)利要求I所述的驅(qū)動(dòng)軸，其中，所述第一和第二端部具有相同的構(gòu)造，使得所述驅(qū)動(dòng)軸是對稱形狀的。
10.如權(quán)利要求I所述的驅(qū)動(dòng)軸，其中，所述第一和第二端部中的至少一個(gè)進(jìn)一步包括 基本平的環(huán)形表面，其限定在所述基本截頭圓錐形區(qū)段的附近和徑向外側(cè)。
11.如權(quán)利要求10所述的驅(qū)動(dòng)軸，其中，所述第一和第二端部中的所述至少一個(gè)進(jìn)一步包括 多個(gè)周向間隔的腔，其沿著所述基本平的環(huán)形表面定位并且構(gòu)造成接收一個(gè)或多個(gè)平衡配重。
12.如權(quán)利要求I所述的驅(qū)動(dòng)軸，其中，所述第一和第二端部中的至少一個(gè)進(jìn)一步包括 圓柱形部分，其位于所述基本截頭圓錐形區(qū)段的徑向外側(cè)，其中，所述圓柱形部分的至少一部分軸向地懸于所述基本截頭圓錐形部分之上。
13.如權(quán)利要求I所述的驅(qū)動(dòng)軸，其中，所述基本截頭圓錐形區(qū)段的彎曲母線具有由多個(gè)半徑限定的復(fù)合曲率。
14.如權(quán)利要求I所述的驅(qū)動(dòng)軸，其中，所述細(xì)長部分的外直徑的范圍是所述第一和第二端部的每一個(gè)的遠(yuǎn)側(cè)部分處的外直徑的3. 77到3. 88倍。
15.一種用于飛機(jī)的沖壓空氣渦輪，所述沖壓空氣渦輪包括 動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置； 渦輪組件； 驅(qū)動(dòng)軸，所述驅(qū)動(dòng)軸機(jī)械地連接到在所述動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置和所述渦輪之間延伸的傳動(dòng)系，所述驅(qū)動(dòng)軸包括 中部，其中，所述中部是基本圓柱形的； 從所述細(xì)長部分延伸的第一端部；和 從所述細(xì)長部分延伸且與所述第一端部相對的第二端部，其中，所述第一和第二端部具有相同的形狀，其中，所述第一和第二端部各自包括基本截頭圓錐形區(qū)段，所述基本截頭圓錐形區(qū)段具有彎曲的圓錐形表面并構(gòu)造成使得所述第一和第二端部的遠(yuǎn)側(cè)部分的每一個(gè)的外直徑小于所述中部的外直徑，并且其中，所述第一和第二端部的每一個(gè)限定構(gòu)造成接收一個(gè)或多個(gè)平衡配重的多個(gè)周向間隔的腔；和 形成在所述第一和第二端部的每一個(gè)的遠(yuǎn)側(cè)部分處的匹配特征， 其中，所述驅(qū)動(dòng)軸的中部的直徑充分大以提供相對高的側(cè)向剛度而所述驅(qū)動(dòng)軸的第一和第二端部提供相對低的扭轉(zhuǎn)剛度，使得所述驅(qū)動(dòng)軸的側(cè)向自然頻率高于所述驅(qū)動(dòng)軸的操作范圍且所述驅(qū)動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)自然頻率低于所述驅(qū)動(dòng)軸的操作范圍。
16.如權(quán)利要求15所述的沖壓空氣渦輪，其中，所述驅(qū)動(dòng)軸的操作范圍約為.8000-12000 RPM (133-200 Hz)。
17.如權(quán)利要求15所述的沖壓空氣渦輪，其中，所述細(xì)長部分利用電子束焊接的對接接頭固定到所述第一和第二端部的每一個(gè)。
18.如權(quán)利要求15所述的沖壓空氣渦輪，其中，所述驅(qū)動(dòng)軸的第一和第二端部中的至少一個(gè)進(jìn)一步包括 基本平的環(huán)形表面，其限定在所述基本截頭圓錐形區(qū)段的附近和徑向外側(cè)； 多個(gè)周向間隔的腔，其沿著所述基本平的環(huán)形表面定位并且構(gòu)造成接收一個(gè)或多個(gè)平衡配重；和 卡環(huán)，其構(gòu)造成與周向延伸的溝槽接合，所述周向延伸的溝槽被限定成鄰近于所述多個(gè)周向間隔的腔，在所述第一和第二端部中的所述至少一個(gè)中，其中，所述周向延伸的溝槽位于所述多個(gè)周向間隔的腔的徑向外側(cè)。
19.如權(quán)利要求15所述的沖壓空氣渦輪，其中，所述驅(qū)動(dòng)軸的細(xì)長部分的長度是所述第一和第二端部的每一個(gè)的5. 67-5. 75倍。
20.如權(quán)利要求15所述的沖壓空氣渦輪，其中，所述驅(qū)動(dòng)軸的第一和第二端部中的至少一個(gè)進(jìn)一步包括 圓柱形部分，其位于所述基本截頭圓錐形區(qū)段的徑向外側(cè)，其中，所述圓柱形部分的至少一部分軸向地懸于所述基本截頭圓錐形部分之上。
21.如權(quán)利要求15所述的沖壓空氣渦輪，其中，所述中部的外直徑的范圍是所述第一和第二端部的每一個(gè)的遠(yuǎn)側(cè)部分處的外直徑的3. 77到3. 88倍。
22.一種制造用于沖壓空氣渦輪的驅(qū)動(dòng)軸的方法，所述方法包括提供圓柱形構(gòu)件，其具有充分大的直徑以便所述驅(qū)動(dòng)軸的側(cè)向自然頻率高于所述驅(qū)動(dòng)軸的操作范圍； 提供一對端件，其各自具有彎曲的錐體使得所述端件的遠(yuǎn)側(cè)部分相比所述圓柱形構(gòu)件具有更小的直徑，使得所述驅(qū)動(dòng)軸的側(cè)向自然頻率高于所述驅(qū)動(dòng)軸的操作范圍且所述驅(qū)動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)自然頻率低于所述驅(qū)動(dòng)軸的操作范圍；以及 利用電子束焊接將所述一對端件焊接到所述圓柱形構(gòu)件的相對端。
23.一種在沖壓空氣渦輪中安裝驅(qū)動(dòng)軸的方法，所述方法包括 提供驅(qū)動(dòng)軸，所述驅(qū)動(dòng)軸具有基本圓柱形的中部；從所述細(xì)長部分延伸的第一端部；從所述細(xì)長部分延伸且與所述第一端部相對的第二端部，其中，所述第一和第二端部具有相同的形狀，其中，所述第一和第二端部各自包括基本截頭圓錐形區(qū)段，所述基本截頭圓錐形區(qū)段具有彎曲的圓錐形表面并構(gòu)造成使得所述第一和第二端部的遠(yuǎn)側(cè)部分的每一個(gè)的 外直徑小于所述中部的外直徑，并且其中，所述第一和第二端部的每一個(gè)限定構(gòu)造成接收一個(gè)或多個(gè)平衡配重的多個(gè)周向間隔的腔；和形成在所述第一和第二端部的每一個(gè)的遠(yuǎn)側(cè)部分處的匹配特征，其中，所述驅(qū)動(dòng)軸的中部的直徑充分大以提供相對高的側(cè)向剛度而所述驅(qū)動(dòng)軸的第一和第二端部提供相對低的扭轉(zhuǎn)剛度，使得所述驅(qū)動(dòng)軸的側(cè)向自然頻率高于所述驅(qū)動(dòng)軸的操作范圍且所述驅(qū)動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)自然頻率低于所述驅(qū)動(dòng)軸的操作范圍； 將所述驅(qū)動(dòng)軸至少部分地定位在支柱中；以及 將所述驅(qū)動(dòng)軸操作性地接合在傳動(dòng)系中，所述傳動(dòng)系在渦輪和動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置之間延伸。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于沖壓空氣渦輪的支柱驅(qū)動(dòng)軸。具體地，一種用于飛機(jī)沖壓空氣渦輪的驅(qū)動(dòng)軸包括基本圓柱形的細(xì)長部分、從所述細(xì)長部分延伸的第一端部、從所述細(xì)長部分延伸且與所述第一端部相對的第二端部。所述第一和第二端部各自包括基本截頭圓錐形區(qū)段，所述基本截頭圓錐形區(qū)段具有彎曲的母線，使得所述第一和第二端部的每一個(gè)的遠(yuǎn)側(cè)部分的外直徑小于所述細(xì)長部分的外直徑。所述細(xì)長部分提供相對高的側(cè)向剛度且所述第一和第二端部提供相對低的扭轉(zhuǎn)剛度，使得所述驅(qū)動(dòng)軸的側(cè)向自然頻率高于所述驅(qū)動(dòng)軸的操作范圍且所述驅(qū)動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)自然頻率低于所述驅(qū)動(dòng)軸的操作范圍。
文檔編號F16C3/02GK102748370SQ201210115708
公開日2012年10月24日 申請日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者D.L.凱普, S.M.博爾托利 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司