用于冲压空气涡轮的支柱驱动轴.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102748370A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102748370A(43)申请公布日2012.10.24(21)申请号201210115708.2(22)申请日2012.04.19(30)优先权数据13/0897542011.04.19US(71)申请人哈米尔顿森德斯特兰德公司地址美国康涅狄格州(72)发明人S.M.博尔托利D.L.凯普(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人原绍辉杨炯(51)Int.Cl.F16C3/02(2006.01)F01D15/12(2006.01)权利要求书权利要求书3页3页说明书说明书44页页附图附图22页(54)发明名称用于冲压空气涡轮的支柱驱动轴(57)摘要本发明涉及用于冲压空气涡轮的支柱驱动轴。具体地，一种用于飞机冲压空气涡轮的驱动轴包括基本圆柱形的细长部分、从所述细长部分延伸的第一端部、从所述细长部分延伸且与所述第一端部相对的第二端部。所述第一和第二端部各自包括基本截头圆锥形区段，所述基本截头圆锥形区段具有弯曲的母线，使得所述第一和第二端部的每一个的远侧部分的外直径小于所述细长部分的外直径。所述细长部分提供相对高的侧向刚度且所述第一和第二端部提供相对低的扭转刚度，使得所述驱动轴的侧向自然频率高于所述驱动轴的操作范围且所述驱动轴的扭转自然频率低于所述驱动轴的操作范围。CN1027483ACN102748370A权利要求书1/3页1.一种用于飞机冲压空气涡轮的驱动轴，所述驱动轴包括：细长部分，其中，所述细长部分是基本圆柱形的；从所述细长部分延伸的第一端部；和从所述细长部分延伸且与所述第一端部相对的第二端部，其中，所述第一和第二端部各自包括基本截头圆锥形区段，所述基本截头圆锥形区段具有弯曲的母线，使得所述第一和第二端部的每一个的远侧部分的外直径小于所述细长部分的外直径，其中，所述细长部分提供相对高的侧向刚度且所述第一和第二端部提供相对低的扭转刚度，使得所述驱动轴的侧向自然频率高于所述驱动轴的操作范围且所述驱动轴的扭转自然频率低于所述驱动轴的操作范围。2.如权利要求1所述的驱动轴，其中，所述驱动轴的操作范围约为8000-12000RPM（133-200Hz）。3.如权利要求1所述的驱动轴，其中，所述细长部分利用电子束焊接的对接接头固定到所述第一和第二端部的每一个。4.如权利要求1所述的驱动轴，进一步包括：形成在所述第一和第二端部的每一个的远侧部分处的花键。5.如权利要求1所述的驱动轴，其中，所述第一和第二端部中的至少一个进一步包括：多个周向间隔的腔，其构造成接收一个或多个平衡配重。6.如权利要求5所述的驱动轴，进一步包括：卡环，其构造成与周向延伸的沟槽接合，所述周向延伸的沟槽被限定成邻近于所述多个周向间隔的腔，在所述第一和第二端部中的所述至少一个中。7.如权利要求6所述的驱动轴，其中，所述周向延伸的沟槽位于所述多个周向间隔的腔的径向外侧。8.如权利要求1所述的驱动轴，其中，所述细长部分的长度是所述第一和第二端部的每一个的5.67-5.75倍。9.如权利要求1所述的驱动轴，其中，所述第一和第二端部具有相同的构造，使得所述驱动轴是对称形状的。10.如权利要求1所述的驱动轴，其中，所述第一和第二端部中的至少一个进一步包括：基本平的环形表面，其限定在所述基本截头圆锥形区段的附近和径向外侧。11.如权利要求10所述的驱动轴，其中，所述第一和第二端部中的所述至少一个进一步包括：多个周向间隔的腔，其沿着所述基本平的环形表面定位并且构造成接收一个或多个平衡配重。12.如权利要求1所述的驱动轴，其中，所述第一和第二端部中的至少一个进一步包括：圆柱形部分，其位于所述基本截头圆锥形区段的径向外侧，其中，所述圆柱形部分的至少一部分轴向地悬于所述基本截头圆锥形部分之上。13.如权利要求1所述的驱动轴，其中，所述基本截头圆锥形区段的弯曲母线具有由多个半径限定的复合曲率。2CN102748370A权利要求书2/3页14.如权利要求1所述的驱动轴，其中，所述细长部分的外直径的范围是所述第一和第二端部的每一个的远侧部分处的外直径的3.77到3.88倍。15.一种用于飞机的冲压空气涡轮，所述冲压空气涡轮包括：动力转换装置；涡轮组件；驱动轴，所述驱动轴机械地连接到在所述动力转换装置和所述涡轮之间延伸的传动系，所述驱动轴包括：中部，其中，所述中部是基本圆柱形的；从所述细长部分延伸的第一端部；和从所述细长部分延伸且与所述第一端部相对的第二端部，其中，所述第一和第二端部具有相同的形状，其中，所述第一和第二端部各自包括基本截头圆锥形区段，所述基本截头圆锥形区段具有弯曲的圆锥形表面并构造成使得所述第一和第二端部的远侧部分的每一个的外直径小于所述中部的外直径，并且