带有减少分离负载的牙嵌式齿廓的高速离合器设计制造技术

带有减少分离负载的牙嵌式齿廓的高速离合器设计。离合器构件的轴包括具有多个齿的接合部分，所述多个齿围绕中心线间隔设置。所述齿具有带有负倾角的齿廓。所述负倾角在１°到２°之间。所述齿在所述负倾角的面和离合器端表面的面之间有倒角，倒角在６５°到７５°之间。发电机的转子组件，发电机和方法也被公开和要求保护。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及离合器设计的齿廓，其中分离力因齿上的所选角度而减小。
技术介绍
离合器在许多应用中被使用以选择性地从驱动轴传递转矩到被驱动的轴。离合器 具有彼此接合的齿，并且这些齿在转动过程中传递转矩。通常，两个离合器构件中的一个被 轴向移动成远离另一个以分离离合器。该移动可在转矩仍在齿间传递的同时发生，并且因 此有时在分离两者中存在难题。在已知领域中，离合器齿的配合面具有负倾角，该负倾角相当大，例如5°。该角度 使得离合器齿在应用转矩时将离合器构件的两半钩锁在一起。在传递转矩的同时发生离合器分离。因此，需要相当大的额外转矩来向一个轴上 施加角扭转以克服牙嵌式齿离合器上的负倾角。该额外转矩(峰值)被直接施加到驱动发 电机的齿轮箱，这使得齿轮箱的齿轮系部件必须被设计为是坚固的，以处理该额外的转矩 负载。当齿板最终被分离并通过齿廓的负倾角部分时，齿廓的倒角端又会增加难题，因为倒 角的角度相对较小，例如为45°。在旋转过程中势能可能存储在两个轴构件的一个中，并可释放为发动力，该发动 力轴向平移可移动牙嵌式离合器构件到分离位置。该力可向输入轴及其支撑轴承施加轴向 负载。目前，上述发电机在飞机应用中经常被使用。在飞机应用中，这些发电机被暴露于 非常高的旋转速度，这些旋转速度在16000转/分的量级上。在如此高速度下，上述方面会 产生许多难题。
技术实现思路
在公开的实施例中，离合器构件的轴包括接合部分，该接合部分具有多个围绕中 心线间隔开的齿。齿具有的齿廓使得齿的侧面具有负倾角。负倾角在1°到2°之间。齿 具有在负倾角的面和离合器端表面的面之间的倒角。倒角在65°到75°之间。发电机的转子组件，包括被驱动的离合器构件，其可被移动以选择性地从输入轴 接合或分离被驱动的离合器构件。在被驱动的离合器构件和输入轴上有多个齿以将来自输 入轴的转动施加到被驱动的离合器构件。被驱动的离合器构件联接成驱动发电机的主转子 组件。被驱动的离合器构件和输入轴上的齿被构成为具有带负倾角的齿廓。负倾角在1° 到2°之间。齿具有在负倾角的面和离合器端表面的面之间的倒角。倒角在65°到75°之 间。一种发电机，包括定子绕组、转子组件、被驱动的离合器构件、和输入轴。输入轴 与被驱动的离合器构件联接，被驱动的离合器构件可被移动以使被驱动的离合器构件从输 入轴选择性地接合和分离。在被驱动的离合器构件和输入轴上有多个齿。输入轴施加转动 到被驱动的离合器构件。被驱动的离合器构件联接成驱动发电机的主转子组件。被驱动的离合器构件和输入轴上的齿被构成为具有带负倾角的齿廓。负倾角在1°到2°之间。齿 具有在负倾角的面和离合器端表面的面之间的倒角。倒角在65°到75°之间。形成离合器构件的方法，包括以下步骤形成具有多个齿的接合部分，多个齿围绕 中心线间隔设置。齿形成为具有这样的轮廓，使得齿的侧面具有在1°到2°之间的负倾 角。方法还包括以下步骤在负倾角的面和离合器端表面的面之间形成倒角。倒角形成为 在65°到75°之间。本专利技术的这些和其它特征将从下面的说明书和附图中得到最好的理解，下面是附 图说明。附图说明图1示出了带有牙嵌式离合器的发电机。图2是牙嵌式离合器构件的立体图。图3示出了专利技术的牙嵌式离合器的齿角。具体实施例方式图1示出了具有主转子组件22的可变频发电机20，主转子组件22邻近主定子绕 组24旋转。如已知的，在转子组件22旋转时，在定子绕组24内产生电压。这种类型的发 电机特别适用于飞机应用。近来，在飞机应用中，发电机能在比过去的情况甚至更高的运行 速度下运行已经变得必要。作为示例，在24000转/分量级上的速度是常见的。如已知的，励磁转子26和永磁体转子28邻近转子构件32和30旋转。第一离合器构件40是驱动输入轴并带有离合器齿52，这些离合器齿选择性地接 合第二离合器构件48上的离合器齿，第二离合器构件是可运动的被驱动的离合器构件。拨 叉300，以虚线示出，选择性地移动被驱动的离合器构件48以分离或接合该离合器。拨叉 具有成角度的面，该面选择性地接合可运动构件48上的斜面以如图所示地使可运动构件 被向左偏压，并分离该离合器。在拨叉和被驱动的离合器构件48之间的界面的优选实施 例在与本文同日申请的并由本申请的受让人所有的名称为“用于高速发电机的分离器轴 (Decoupler Shaft for High SpeedGenerator) ” 的共同未决专利申请中公开。图2示出了输入轴40的细节。如图3所示，齿52的齿廓包括牙嵌式齿的每侧的侧面100。在图3的图示中，右 侧是驱动面而左侧是空转面。轴中心线140在该图中被图示为参考点。面100优选以约 1.5°的负倾角α形成，或相对于线140沿着用142示出的线形成。在同一实施例中相对 的空转面100以相同的角度形成。示出了齿距基准(pitch datum) 138，其为齿52的周向端134和136。而且，倒角 144形成在负倾角的面100和离合器端表面的面145之间。如图3中所示，倒角具有角度 θ，该角度可在70°左右。两个倒角是相同角度。在实施例中，负倾角可在1°到2°之间。倒角可在65°到75°之间。减小的倾 角减少被驱动的离合器构件上为克服离合器齿的负倾角所需的角扭转(angular twist) 量。结果，减小了存储在被驱动的离合器构件内的势能，因此减小了发动力(launching force)。而且，增大的齿上倒角进一步减小施加到输入轴及其支撑轴承的轴向负载。再者，减少了施加到驱动发电机的齿轮箱的扭矩峰值，因此齿轮箱的齿轮系部件可被设计为更小 且更轻。如图3中示出的齿廓示出在输入构件40上，然而，被驱动的离合器构件48可具有 相应的齿廓。虽然公开了本专利技术的实施方式，但本领域技术人员能够认识到，某些变形也落在 本专利技术的范围内。因此，应当研究所附权利要求以确定本专利技术的真实范围和内容。权利要求一种离合器构件，包括接合部分，该接合部分具有多个围绕中心线间隔开的齿，所述齿具有的齿廓使得所述齿的侧面具有负倾角，所述负倾角在1°到2°之间；以及所述齿具有在所述负倾角的面和离合器端表面的面之间的倒角，所述倒角在65°到75°之间。2.如权利要求1所述的离合器构件，其中所述离合器构件是输入构件。3.如权利要求1所述的离合器构件，其中所述负倾角是相对于所述轴中心线测量的。4.用于发电机的转子组件，包括被驱动的离合器构件，其可被移动以选择性地从输入轴接合或分离所述被驱动的离合 器构件，并且在所述被驱动的离合器构件和所述输入轴上有多个齿以将来自所述输入轴的 转动施加到所述被驱动的离合器构件；所述被驱动的离合器构件联接成驱动发电机的主转子组件；所述被驱动的离合器构件和所述输入轴上的所述齿被构成为具有带负倾角的齿廓，并 且所述负倾角在1°到2°之间；所述齿具有在所述负倾角的面和离合器端表面的面之间的倒角，所述倒角在65°到 75°之间。5.如权利要求4所述的转子组件，其中所述离合器构件是输入构件。6.如权利要求4所述的转子组件，其中所述负倾角是相对于所述轴中心线测量的。7.一种发电机，包括定子绕组、转子组件、被驱动的离合器构件、和输入轴；输入轴，所述输入轴与被驱动的离合器构件联接，所述被驱动的离合器构件可被移动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离合器构件，包括：　　接合部分，该接合部分具有多个围绕中心线间隔开的齿，所述齿具有的齿廓使得所述齿的侧面具有负倾角，所述负倾角在１°到２°之间；以及　　所述齿具有在所述负倾角的面和离合器端表面的面之间的倒角，所述倒角在６５°到７５°之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：AP格罗斯科普夫，GC莱默斯，JK科德沃特，
申请(专利权)人：哈米尔顿森德斯特兰德公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]