申请/专利权人：中国航发常州兰翔机械有限责任公司

申请日：2017-06-27

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN109139326B

主分类号：F02N15/00

分类号：F02N15/00;F02N15/10;F16C3/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2019.01.29#实质审查的生效;2019.01.04#公开

摘要：本发明涉及一种起动机嵌合式输出轴组件，该起动机嵌合式输出轴组件包括输出长轴、输出短轴和细安全轴，该输出长轴的轴心、输出短轴的轴心沿轴向设置轴孔，细安全轴置于输出短轴、输出长轴的轴孔内，细安全轴的前端设置限位销孔，输出长轴内轴孔的前端沿轴向设置滑槽，以使细安全轴插入轴孔内时，细安全轴前端限位销孔中插入第一限位销并置于输出长轴前端的轴向滑槽内，细安全轴和输出长轴之间经第一限位销进行周向限位连接；该输出长轴的轴孔的中部还设有止推台阶孔，细安全轴的前端套接有处于压缩状态的弹簧，该弹簧置于止推台阶孔和第一限位销之间，细安全轴的前端内侧设置细安全轴剪切段。

主权项：1.一种起动机嵌合式输出轴组件，其特征在于，包括：输出长轴、输出短轴和细安全轴，该输出短轴的尾端与所述起动机传动机构连接，该输出短轴前端的端面上沿轴向凸出设置多个传动梯牙，各传动梯牙沿周向的一侧设置直角启动面，另一侧设置斜坡分离面，所述输出长轴的尾端设置多个与所述传动梯牙形状相适配的传动凹槽，所述输出长轴的前端经发动机连接花键与发动机传动配合，该输出长轴的轴心、输出短轴的轴心沿轴向设置轴孔，所述细安全轴置于所述输出短轴、输出长轴的轴孔内，所述细安全轴的前端设置限位销孔，所述输出长轴内轴孔的前端沿轴向设置滑槽，以使细安全轴插入所述轴孔内时，细安全轴前端限位销孔插入的第一限位销置于所述输出长轴前端的轴向滑槽内，细安全轴和所述输出长轴之间经第一限位销进行周向限位连接；该输出长轴的轴孔的中部还设有止推台阶孔，所述细安全轴的前端套接有处于压缩状态的弹簧，该弹簧置于所述止推台阶孔和所述第一限位销之间，所述细安全轴的前端内侧设置细安全轴剪切段；该细安全轴的尾端、所述输出短轴的尾端分别沿径向贯穿设置销孔，所述细安全轴的尾端置于所述输出短轴尾端的轴孔内时，沿销孔插入第二限位销对所述细安全轴和输出短轴进行连接。

全文数据：一种起动机嵌合式输出轴组件技术领域本发明涉及航空起动机技术领域，特别是一种起动机嵌合式输出轴组件。背景技术在航空系统中起动机作为发动机起动系统的关键产品，广泛用于军民用飞机中，其性能直接决定了发动机是否起动成功，而输出轴是连接发动机和起动机的传扭纽带，是起动机的重要组成部分。传统的输出轴为一体式设计，这种输出轴设计结构简单，其剪切轴主要为考虑发动机的安全工作而进行扭断保护设计，但无法同时兼顾到起动机的安全工作要求。若在出现起动机过载或机械故障的情况下，整体式输出轴不能及时扭断保护起动机，近而会对起动机造成进一步的损坏，产生严重后果，造成重大经济损失。也有少量的输出轴采用分体式设计，例如中国授权专利公告号CN205330860U公布了一种空气涡轮起动机输出轴组件，包括输出轴、转接轴，其中输出轴组件还包括固紧螺杆、固紧螺母，所述输出轴的中间部件的外径开有洼坑，形成薄弱段，起超载保护作用，所述输出轴的一端连发动机，另一端通过固紧螺杆和固紧螺母与转接轴固紧连接；所述输出轴与转接轴接合的一端端面上有若干个凹槽，所述转接轴与输出轴接合的一端端面带有若干个与凹槽相配合的凸起，实现正向传扭，反向脱开的功能。上述起动机输出轴组件通过固紧螺杆连接输出轴和转接轴，对起动机可进行保护，但上述固紧螺杆经固紧螺母与转接轴固紧连接，由于转接轴和输出轴工作状态下一直处于高速旋转和振动状态，螺母易松动，进而出现固紧螺杆和固紧螺母相互脱离的情况，严重影响工作的稳定性和可靠性，且输出长轴和输出短轴因螺母连接，不具备安全嵌合自适应调节能力，如果在安全工作状态，螺母因振动而松动，影响输出长轴和输出短轴正常嵌合的紧密性。发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种结构稳定可靠、可进行扭断保护的起动机嵌合式输出轴组件。为解决上述技术问题，本发明提供的起动机嵌合式输出轴组件，包括输出长轴、输出短轴和细安全轴，该输出短轴的尾端与所述起动机传动配合，该输出短轴前端的端面上沿轴向凸出设置多个传动梯牙，各传动梯牙沿周向的一侧设置直角启动面，另一侧设置斜坡分离面，所述输出长轴的尾端设置多个与所述传动梯牙形状相适配的传动凹槽，所述输出长轴的前端与发动机传动配合，该输出长轴的轴心、输出短轴的轴心沿轴向设置轴孔，所述细安全轴置于所述输出短轴、输出长轴的轴孔内，所述细安全轴的前端设置安装第一限位销的限位销孔，所述输出长轴内轴孔的前端沿轴向设置滑槽，以使细安全轴插入所述轴孔内时，细安全轴前端限位销孔插入的第一限位销置于所述输出长轴前端的滑槽内，细安全轴和所述输出长轴之间经第一限位销进行周向限位连接；该输出长轴的轴孔的中部设有止推台阶孔，所述细安全轴装有带压紧力的弹簧，该弹簧置于所述止推台阶孔和所述第一限位销之间，所述细安全轴的前端设置细安全轴剪切段；该细安全轴的尾端、所述输出短轴的尾端分别沿径向贯穿设置销轴插孔，所述细安全轴的尾端置于所述输出短轴尾端的轴孔内时，沿销轴插孔插入第二限位销对所述细安全轴和输出短轴进行连接，最终实现通过带有压紧弹簧的细安全轴将输出长轴和输出短轴嵌合连接；起动状态时，起动机带动输出短轴转动，输出短轴经传动梯牙的直角起动面与输出长轴进行传动配合，从而起动与输出长轴连接的发动机；发动机正常运转后，由于发动机转速高于起动机转速，这时则通过输出长轴上斜坡分离面与输出短轴的斜坡分离面配合，带有压紧弹簧的细安全轴将分离面进行轴向压紧嵌合，保证在发动机正常工作状态下，带着起动机输出轴高速运转；在发动机正常运转时出现短时输出扭矩增大但小于起动机安全工作的最大扭矩值情形时，细安全轴剪切段发生弹性变形的情况下，嵌合分离面可借助压紧弹簧的弹力自适应调节，保持稳定嵌合；如果在发动机运转时突然出现发动机转速超转或者起动机部件卡死等故障，使发动机扭矩突然增大至超过起动机安全工作的最大扭矩值后，细安全轴的剪切段将会在扭转力和轴向力作用下及时加速断裂，输出长轴和输出短轴的嵌合分离面迅速分离，有效避免对起动机造成二次破坏，及时保护起动机安全。进一步，所述输出长轴的中段设置输出长轴剪切段，以在起动状态下起动机输出扭矩增大至超过发动机安全起动扭矩值时，输出长轴的剪切段断裂，对发动机进行起动超载安全保护。发明的技术效果：（1）本发明的起动机嵌合式输出轴组件，相对于现有技术，在细安全轴上设置限位销和压缩的弹簧，装配简单可靠，在正常工作情况下，保持输出长轴和输出短轴嵌合稳定，安全性和可靠性高，使得出现紧急情况细安全轴被扭断后，细安全轴迅速分离，有效保护起动机安全，避免出现灾难性事故；（2）出现故障维修时，只需要更换低成本的细安全轴，可有效降低维修成本；（3）输出长轴的中段设置输出长轴剪切段，避免在起动阶段起动机出现过载，造成起动机损坏，对起动机进行保护。附图说明下面结合说明书附图对本发明作进一步详细说明：图1是本发明的起动机嵌合式输出轴组件的结构示意图；图2是本发明起动机嵌合式输出轴组件的斜体牙的剖面结构示意图；图3是本发明的起动机嵌合式输出轴组件的沿轴向的剖面结构示意图。图中：输出长轴1，发动机连接齿轮11，输出长轴剪切段12，输出短轴2，起动机连接齿轮21，传动梯牙22，直角起动面23，斜坡分离面24，细安全轴3，细安全轴剪切段31，弹簧4，第一间隔套5，第二间隔套6，滑槽7，第一限位销8，第二限位销9。具体实施方式实施例1如图1至图3所示，本实施例的起动机嵌合式输出轴组件，包括输出长轴1、输出短轴2和细安全轴3，该输出短轴2的尾端经起动机连接齿轮21与起动机（图中未示出）传动配合，根据起动机、发动机的转动方向，该输出短轴2前端的端面上沿轴向凸出设置3个传动梯牙22，各传动梯牙22均布在输出短轴2前端的端面上，各传动梯牙22沿周向的一侧设置直角启动面23，另一侧设置斜坡分离面24，输出长轴1的尾端设置3个与传动梯牙22形状相适配的传动凹槽，输出长轴1的前端经发动机连接花键11与发动机（图中未示出）传动配合，该输出长轴1的轴心、输出短轴2的轴心沿轴向设置轴孔，细安全轴3置于输出短轴1、输出长轴2的轴孔内，细安全轴3的前端的限位销孔设置第一限位销8，输出长轴1内轴孔的前端沿轴向设置滑槽7，以使细安全轴3插入轴孔内时，细安全轴3前端的第一限位销8置于输出长轴1前端的滑槽7内，细安全轴3和输出长轴1之间经第一限位销8进行周向限位连接；该输出长轴1的轴孔的中部还设有止推台阶孔13，细安全轴3的前端套接有处于压缩状态的弹簧4、第一间隔套5、第二间隔套6，第一间隔套5的尾端与止推台阶13相接触，弹簧4的尾端与第一间隔套5的前端相接触，弹簧4的前端与第二间隔套5的尾端相接触，第二间隔套6的前端与第一限位销8相接触，以使弹簧4经第一间隔套5、第二间隔套6置于止推台阶孔13和第一限位销8之间，细安全轴3的前端内侧设置细安全轴剪切段31；该细安全轴3的尾端、输出短轴2的尾端分别沿径向贯穿设置销轴插孔，细安全轴3的尾端置于输出短轴2尾端的轴孔内时，沿销轴插孔插入第二限位销9对细安全轴3和输出短轴2进行连接，以使输出长轴与输出短轴2嵌合连接；输出长轴1的中段设置输出长轴剪切段12；使用时，输出短轴2的传动梯牙22与输出长轴1的传动凹槽相嵌合，起动状态时，起动机带动输出短轴2转动，输出短轴2经传动梯牙22的直角起动面23、带动发动机起动，在起动状态下输出扭矩增大至超过发动机安全工作扭矩值后，扭断输出长轴剪切段12，对发动机进行起动超载保护；发动机正常运转后，由输出长轴1经传动凹槽与传动梯牙22的斜坡分离面24、细安全轴3与输出短轴2进行传动配合，带动起动机同步转动；在发动机运转时突然出现发动机转速超转或者起动机部件卡死等故障，使发动机扭矩突然增大至超过起动机安全工作的最大扭矩值后，扭断细安全轴剪切段31，输出长轴1和输出短轴2的嵌合分离面迅速分离，避免对起动机造成二次破坏，保护起动机安全。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

权利要求：1.一种起动机嵌合式输出轴组件，其特征在于，包括：输出长轴、输出短轴和细安全轴，该输出短轴的尾端与所述起动机传动机构连接，该输出短轴前端的端面上沿轴向凸出设置多个传动梯牙，各传动梯牙沿周向的一侧设置直角启动面，另一侧设置斜坡分离面，所述输出长轴的尾端设置多个与所述传动梯牙形状相适配的传动凹槽，所述输出长轴的前端与发动机传动配合，该输出长轴的轴心、输出短轴的轴心沿轴向设置轴孔，所述细安全轴置于所述输出短轴、输出长轴的轴孔内，所述细安全轴的前端设置限位销孔，所述输出长轴内轴孔的前端沿轴向设置滑槽，以使细安全轴插入所述轴孔内时，细安全轴前端限位销孔插入的第一限位销置于所述输出长轴前端的轴向滑槽内，细安全轴和所述输出长轴之间经第一限位销进行周向限位连接；该输出长轴的轴孔的中部还设有止推台阶孔，所述细安全轴的前端套接有处于压缩状态的弹簧，该弹簧置于所述止推台阶孔和所述第一限位销之间，所述细安全轴的前端内侧设置细安全轴剪切段；该细安全轴的尾端、所述输出短轴的尾端分别沿径向贯穿设置销孔，所述细安全轴的尾端置于所述输出短轴尾端的轴孔内时，沿销孔插入第二限位销对所述细安全轴和输出短轴进行连接。2.根据权利要求1所述的起动机嵌合式输出轴组件，其特征在于，所述输出长轴的中段设置输出长轴剪切段。

百度查询： 中国航发常州兰翔机械有限责任公司 一种起动机嵌合式输出轴组件

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