[发明专利]带阻尼减震的传扭结构和航空发动机

说明书

本发明公开了一种带阻尼减震的传扭结构，发动机涡轮转子高速旋转产生的转矩依次通过涡轮轴、传扭轴和附件传动轴传递给附件传动结构，在高速旋转传递转矩的过程中，涡轮轴的第一变形间隙使传扭轴的变形段有充足的变形空间在转矩的作用下发生弹性形变以使得涡轮轴和附件传动轴同心转动，进而提高传递效率；同时由于变形段变形时会挤压弹性件，因此，弹性件受挤压变形后会对变形段施加相应的弹性力，以限制变形段变形的幅度，进而降低高速旋转时转动的幅度，从而有效降低传扭结构的振动水平，提高传扭结构的使用寿命和可靠性。本方案结构简单、成本低且实用性强，适于广泛推广和应用。本发明还公开一种包括上述带阻尼减震的传扭结构的航空发动机。

技术领域

本发明涉及传扭结构技术领域，特别地，涉及一种带阻尼减震的传扭结构。此外，本发明还涉及一种包括上述带阻尼减震的传扭结构的航空发动机。

背景技术

传扭结构广泛应用于需要传递动力的机械结构之中，现有的应用于航空发动机及辅助动力装置的传扭结构通常为花键传扭结构，这是由于航空发动机具备重量轻、转速高、功率大的工作特点，其传扭结构需要尺寸紧凑、传扭大、转子动力学特性良好、高转速下变形小，并且能够在设计转速范围内稳定工作等特点，因此与花键传扭结构具备的接触面积大、承载能力大、对中性好等特点相适配。

而小型的航空发动机及辅助动力装置具备扭矩大、尺寸紧凑且传扭轴细长的特点，其使用花键传扭时存在以下缺点：1.传扭轴细长，使用花键传扭时需要保证足够的接触面积，为保证选取的花键能够正常传扭，则涡轮轴需要较大的外径尺寸，导致辅助动力装置转子系统及流道件尺寸增大，整机重量升高，给整机减重带来较大的难度；2.涡轮轴、附件传动轴需要加工小尺寸内外花键，结构复杂，成本高；3.花键不具备定心功能，需要加工定心面，才能保证涡轮轴、附件传动轴的同心，结构复杂，成本高。

发明内容

本发明提供了一种带阻尼减震的传扭结构和航空发动机，以解决现有的应用于小型的航空发动机及辅助动力装置中的传扭结构重量大、结构复杂且成本高的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种带阻尼减震的传扭结构，用于将涡轮转子工作时产生的扭矩传递给附件传动结构，包括用于连接涡轮转子的涡轮轴、用于连接附件传动结构的附件传动轴以及设于涡轮轴和附件传动轴之间的用于传递扭矩的传扭轴，传扭轴包括与涡轮轴连接的第一连接段、与附件传动轴连接的第二连接段以及设于第一连接段和第二连接段之间的用于通过弹性变形以使涡轮轴和附件传动轴同心的变形段；涡轮轴的动力输出端沿轴向向内依次开设有用于容纳变形段的第一变形腔以及用于插接装配第一连接段的第一连接腔，第一变形腔内壁面与变形段外壁面之间设有用于满足变形段弹性变形的第一变形间隙； 带阻尼减震的传扭结构还包括位于涡轮轴的动力输出端的端部且与变形段相接触的用于降低变形段变形幅度的弹性件。

进一步地，第二连接段和变形段之间设有用于涡轮转子超转后断裂以保护附件传动结构的保护段，保护段的外径分别小于第二连接段的外径和小于变形段的外径。

进一步地，第一变形腔内壁面设有用于容纳弹性件的容纳槽，所述容纳槽靠近涡轮轴的动力输出端布设，弹性件为套设于变形段上的胶圈，容纳槽为第一变形腔内壁面径向凹陷形成的环形槽，胶圈的环圈外径尺寸为1.0-4.0mm。

进一步地，传扭轴的长径比为15-40。

进一步地，附件传动轴的动力输出端沿轴向向内依次开设有用于容纳变形段的第二变形腔以及用于插接装配第二连接段的第二连接腔，第二变形腔的内壁面和变形段的外壁面之间设有用于满足变形段弹性变形的第二变形间隙。

进一步地，第一变形间隙的径向宽度尺寸为0.5-4.0mm，第二变形间隙的径向宽度尺寸为0.5-4.0mm。