[發(fā)明專利]帶有減少分離負(fù)載的牙嵌式齒廓的高速離合器設(shè)計(jì)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010173805.8
• 申請(qǐng)日: 2010-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN101881307A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·P·格羅斯科普夫;G·C·萊默斯;J·K·科德沃特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈米爾頓森德斯特蘭德公司
• 主分類號(hào): F16D11/00
• 分類號(hào): F16D11/00;H02K7/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張群峰

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及離合器設(shè)計(jì)的齒廓，其中分離力因齒上的所選角度而減小。

背景技術(shù)

離合器在許多應(yīng)用中被使用以選擇性地從驅(qū)動(dòng)軸傳遞轉(zhuǎn)矩到被驅(qū)動(dòng)的軸。離合器具有彼此接合的齒，并且這些齒在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中傳遞轉(zhuǎn)矩。通常，兩個(gè)離合器構(gòu)件中的一個(gè)被軸向移動(dòng)成遠(yuǎn)離另一個(gè)以分離離合器。該移動(dòng)可在轉(zhuǎn)矩仍在齒間傳遞的同時(shí)發(fā)生，并且因此有時(shí)在分離兩者中存在難題。

在已知領(lǐng)域中，離合器齒的配合面具有負(fù)傾角，該負(fù)傾角相當(dāng)大，例如5°。該角度使得離合器齒在應(yīng)用轉(zhuǎn)矩時(shí)將離合器構(gòu)件的兩半鉤鎖在一起。

在傳遞轉(zhuǎn)矩的同時(shí)發(fā)生離合器分離。因此，需要相當(dāng)大的額外轉(zhuǎn)矩來向一個(gè)軸上施加角扭轉(zhuǎn)以克服牙嵌式齒離合器上的負(fù)傾角。該額外轉(zhuǎn)矩(峰值)被直接施加到驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的齒輪箱，這使得齒輪箱的齒輪系部件必須被設(shè)計(jì)為是堅(jiān)固的，以處理該額外的轉(zhuǎn)矩負(fù)載。當(dāng)齒板最終被分離并通過齒廓的負(fù)傾角部分時(shí)，齒廓的倒角端又會(huì)增加難題，因?yàn)榈菇堑慕嵌认鄬?duì)較小，例如為45°。

在旋轉(zhuǎn)過程中勢(shì)能可能存儲(chǔ)在兩個(gè)軸構(gòu)件的一個(gè)中，并可釋放為發(fā)動(dòng)力，該發(fā)動(dòng)力軸向平移可移動(dòng)牙嵌式離合器構(gòu)件到分離位置。該力可向輸入軸及其支撐軸承施加軸向負(fù)載。

目前，上述發(fā)電機(jī)在飛機(jī)應(yīng)用中經(jīng)常被使用。在飛機(jī)應(yīng)用中，這些發(fā)電機(jī)被暴露于非常高的旋轉(zhuǎn)速度，這些旋轉(zhuǎn)速度在16000轉(zhuǎn)/分的量級(jí)上。在如此高速度下，上述方面會(huì)產(chǎn)生許多難題。

發(fā)明內(nèi)容

在公開的實(shí)施例中，離合器構(gòu)件的軸包括接合部分，該接合部分具有多個(gè)圍繞中心線間隔開的齒。齒具有的齒廓使得齒的側(cè)面具有負(fù)傾角。負(fù)傾角在1°到2°之間。齒具有在負(fù)傾角的面和離合器端表面的面之間的倒角。倒角在65°到75°之間。

發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子組件，包括：被驅(qū)動(dòng)的離合器構(gòu)件，其可被移動(dòng)以選擇性地從輸入軸接合或分離被驅(qū)動(dòng)的離合器構(gòu)件。在被驅(qū)動(dòng)的離合器構(gòu)件和輸入軸上有多個(gè)齒以將來自輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)施加到被驅(qū)動(dòng)的離合器構(gòu)件。被驅(qū)動(dòng)的離合器構(gòu)件聯(lián)接成驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的主轉(zhuǎn)子組件。被驅(qū)動(dòng)的離合器構(gòu)件和輸入軸上的齒被構(gòu)成為具有帶負(fù)傾角的齒廓。負(fù)傾角在1°到2°之間。齒具有在負(fù)傾角的面和離合器端表面的面之間的倒角。倒角在65°到75°之間。

一種發(fā)電機(jī)，包括：定子繞組、轉(zhuǎn)子組件、被驅(qū)動(dòng)的離合器構(gòu)件、和輸入軸。輸入軸與被驅(qū)動(dòng)的離合器構(gòu)件聯(lián)接，被驅(qū)動(dòng)的離合器構(gòu)件可被移動(dòng)以使被驅(qū)動(dòng)的離合器構(gòu)件從輸入軸選擇性地接合和分離。在被驅(qū)動(dòng)的離合器構(gòu)件和輸入軸上有多個(gè)齒。輸入軸施加轉(zhuǎn)動(dòng)到被驅(qū)動(dòng)的離合器構(gòu)件。被驅(qū)動(dòng)的離合器構(gòu)件聯(lián)接成驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的主轉(zhuǎn)子組件。被驅(qū)動(dòng)的離合器構(gòu)件和輸入軸上的齒被構(gòu)成為具有帶負(fù)傾角的齒廓。負(fù)傾角在1°到2°之間。齒具有在負(fù)傾角的面和離合器端表面的面之間的倒角。倒角在65°到75°之間。

形成離合器構(gòu)件的方法，包括以下步驟：形成具有多個(gè)齒的接合部分，多個(gè)齒圍繞中心線間隔設(shè)置。齒形成為具有這樣的輪廓，使得齒的側(cè)面具有在1°到2°之間的負(fù)傾角。方法還包括以下步驟：在負(fù)傾角的面和離合器端表面的面之間形成倒角。倒角形成為在65°到75°之間。

本發(fā)明的這些和其它特征將從下面的說明書和附圖中得到最好的理解，下面是附圖說明。

附圖說明

圖1示出了帶有牙嵌式離合器的發(fā)電機(jī)。

圖2是牙嵌式離合器構(gòu)件的立體圖。

圖3示出了發(fā)明的牙嵌式離合器的齒角。

具體實(shí)施方式

圖1示出了具有主轉(zhuǎn)子組件22的可變頻發(fā)電機(jī)20，主轉(zhuǎn)子組件22鄰近主定子繞組24旋轉(zhuǎn)。如已知的，在轉(zhuǎn)子組件22旋轉(zhuǎn)時(shí)，在定子繞組24內(nèi)產(chǎn)生電壓。這種類型的發(fā)電機(jī)特別適用于飛機(jī)應(yīng)用。近來，在飛機(jī)應(yīng)用中，發(fā)電機(jī)能在比過去的情況甚至更高的運(yùn)行速度下運(yùn)行已經(jīng)變得必要。作為示例，在24000轉(zhuǎn)/分量級(jí)上的速度是常見的。

如已知的，勵(lì)磁轉(zhuǎn)子26和永磁體轉(zhuǎn)子28鄰近轉(zhuǎn)子構(gòu)件32和30旋轉(zhuǎn)。

第一離合器構(gòu)件40是驅(qū)動(dòng)輸入軸并帶有離合器齒52，這些離合器齒選擇性地接合第二離合器構(gòu)件48上的離合器齒，第二離合器構(gòu)件是可運(yùn)動(dòng)的被驅(qū)動(dòng)的離合器構(gòu)件。撥叉300，以虛線示出，選擇性地移動(dòng)被驅(qū)動(dòng)的離合器構(gòu)件48以分離或接合該離合器。撥叉具有成角度的面，該面選擇性地接合可運(yùn)動(dòng)構(gòu)件48上的斜面以如圖所示地使可運(yùn)動(dòng)構(gòu)件被向左偏壓，并分離該離合器。在撥叉和被驅(qū)動(dòng)的離合器構(gòu)件48之間的界面的優(yōu)選實(shí)施例在與本文同日申請(qǐng)的并由本申請(qǐng)的受讓人所有的名稱為“用于高速發(fā)電機(jī)的分離器軸(Decoupler?Shaft?for?High?SpeedGenerator)”的共同未決專利申請(qǐng)中公開。