[发明专利]一种基于三维打印的三轴承推力矢量喷管结构形式

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于三维打印的三轴承推力矢量喷管结构形式，属于航空领域中的航空发动机推力矢量技术领域。

背景技术

三轴承推力矢量喷管是一种应用于垂直/短距起降飞机的大转角推力矢量喷管，该喷管由通过轴承连接的三段管组成，第一段管与涡扇发动机通过轴承连接，通过三个轴承实现相邻管子转动，从而实现偏转超过90°的偏转。三段管几何结构复杂，采用传动方式加工零件多、组装难度大、结构重量大。针对以上情况，提出一种基于三维打印的三轴承推力矢量喷管结构形式，该结构形式简单、易于组装且重量轻适用于中小功率发动机所用喷管。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于三维打印的三轴承推力矢量喷管结构形式。本发明的特征在于：包含发动机连接段1，第一段喷管2，第二段喷管3，第三段喷管4，滚珠5；

所述发动机连接段1包含第一管子1-1，第一轴承外圈1-2；所述第一轴承外圈1-2包含第一壳体1-2-1，第一半圆形孔1-2-2，第一滚道1-2-3；第一半圆形孔1-2-2位于第一壳体1-2-1端面，第一半圆形孔1-2-2直径与滚珠5直径相同，第一半圆形孔1-2-2通过第一壳体1-2-1端面延伸至第一滚道1-2-3；发动机连接段1通过三维打印加工方式一体加工；

所述第一段喷管2包含第二管子2-1，第一轴承内圈2-2，第二轴承内圈2-3；所述第一轴承内圈2-2包含第二壳体2-2-1，第二半圆形孔2-2-2，第二滚道2-2-3；第二半圆形孔2-2-2位于第二壳体2-2-1端面,第二半圆形孔2-2-2直径与滚珠5直径相同，第二半圆形孔2-2-2通过第二壳体2-2-1端面延伸至第二滚道2-2-3；第二轴承内圈2-3与第一轴承内圈2-2具有同样的结构组成；第一段喷管2通过三维打印加工方式一体加工；

所述第二段喷管3包含第三管子3-1，第二轴承外圈3-2，第三轴承外圈3-3；第二轴承外圈3-2、第三轴承外圈3-3与第一轴承外圈1-2具有同样的结构组成；第二段喷管3通过三维打印加工方式一体加工；

所述第三段喷管4包含第四管子4-1，第三轴承内圈4-2；第三轴承内圈4-2与第一轴承内圈2-2具有同样的结构组成；第三段喷管4通过三维打印加工方式一体加工；

第一轴承外圈1-2与第一轴承内圈2-2通过滚珠5连接，滚珠5通过由第一半圆形孔1-2-1和第二半圆形孔2-2-2组成的圆孔进入由第一滚道1-2-3和第二滚道2-2-3组成的圆环，滚珠5填满该圆环后第一轴承外圈1-2与第一轴承内圈2-2构成一个完整的滚珠轴承，使得发动机连接段1和第一段喷管2可以相对转动；

发动机连接段1和第一段喷管2最大相对转动角度小于180°，因此通过调整第一半圆形孔1-2-1和第二半圆形孔2-2-2在轴承圆周的相对位置，即可确保在喷管使用过程中第一半圆形孔1-2-1和第二半圆形孔2-2-2不会相遇，即不会形成使滚珠5脱落的圆孔；

第二轴承内圈2-3与第二轴承外圈3-1同样通过滚珠5连接，滚珠5填满由内外圈滚道构成的圆环后第二轴承内圈2-3与第二轴承外圈3-1构成一个完整的滚珠轴承，使得第一段喷管2和第二段喷管3可以相对转动；第三轴承外圈3-2与第三轴承内圈4-2同样通过滚珠5连接，滚珠5填满由内外圈滚道构成的圆环后第三轴承外圈3-2与第三轴承内圈4-2构成一个完整的滚珠轴承，第二段喷管3和第三段喷管4可以相对转动；

第一段喷管2和第二段喷管3最大相对转动角度为180°，第二段喷管3和第三段喷管4最大相对转动角度也为180°，因此可以通过调整半圆形孔位置确保转动过程中滚珠5不会脱落。

本发明提供了一种仅需加工4个管段的三轴承推力矢量喷管结构形式，内、外圈与管子一体化三维打印，将内外圈半圆孔对齐，塞入滚珠，即可完成相邻管段的组装，不需要任何螺钉、螺栓，具有结构简单、组装方便、重量轻等优点。

附图说明

图1是基于三维打印的三轴承推力矢量喷管结构形式示意图；

1发动机连接段，2第一段喷管，3第二段喷管，4第三段喷管，5滚珠。

图2是三轴承推力矢量喷管结构轴视图。

图3是发动机连接段结构示意图；

1-1第一管子，1-2第一轴承外圈，1-2-1第一壳体，1-2-2第一半圆形孔，1-2-3第一滚道。

图4是第一段喷管结构示意图；

2-1第二管子，2-2第二轴承内圈，2-3第三轴承内圈，2-2-1第二壳体，2-2-2第二半圆形孔，2-2-3第二滚道。图5是第二段喷管结构示意图；