结构紧凑的致动器 |
|||||||
申请号 | CN200580018855.6 | 申请日 | 2005-06-07 | 公开(公告)号 | CN100441920C | 公开(公告)日 | 2008-12-10 |
申请人 | 莫戈公司; | 发明人 | L·V·拉森; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及一种改进型结构紧凑的 致动器 (20),用来选择性地使物体(27)相对于支承件(21)运动。该改进型致动器包括安装在支承件上的 齿轮 减速装置(24)。该齿轮减速装置具有适于绕着纵向轴线(x-x)转动的内 啮合 齿轮(25)和安装在内啮合齿轮上的 小齿轮 (26)。输出件的所有 轴承 都物理地位于齿轮减速装置内。输出件与物体相连,使得输出件的转动将使物体相对于 支撑 件运动。 | ||||||
权利要求 | 1.一种用于选择性地使安装在机翼面上的齿条相对于支承件运动 的结构紧凑的致动器,其包括: |
||||||
说明书全文 | 技术领域本发明总体上涉及致动器和齿轮减速装置,尤其涉及一种改进型 结构紧凑的致动器,其中齿轮或小齿轮与齿轮减速装置同轴,并且, 该致动器特别适于使副翼或缝翼相对于飞机上的机翼运动。 背景技术在现代飞机中,通常具有缝翼或副翼,它们可选择地相对于机翼 运动以改变机翼面的形状和结构。 在一些应用中,可操作地设置马达以便通过球形螺钉机构使副翼 或缝翼运动。在美国专利No.4,995,575中代表性地示出并说明了这种 球形螺钉机构(ball screw mechanism)的一个例子。但是,近来,研 究已朝向使用齿条-小齿轮装置来使副翼或缝翼运动。在这种结构中, 齿轮驱动机构具有外侧小齿轮(即,与致动器的输出轴相连且必须由 其自身轴承支承的非同心小齿轮),该小齿轮与安装在副翼或缝翼上的 弧形齿条啮合。因此,根据需要可使用从动齿轮减速装置来选择性地 转动小齿轮以使副翼或缝翼延伸或收缩。在美国专利No.1,917,428, 4,471,928,4,838,503,5,544,847以及6,149,105中代表性地示出并说 明了这些类型的机构的例子。 因为涉及到这些现有技术机构的结构和操作,因此,可参考使用 上述参考文献中的每一份文献的全部内容。 虽然这些装置在某些方面大体上是令人满意的,但是,它们必然 需要支承小齿轮的独立跨装式轴承。这样增加了飞机应用中被认为是 额外的不必要的重量。 因此,通常希望提供一种改进式结构紧凑的致动器,该致动器能 够提供重量减小的组合式齿轮或小齿轮以及齿轮减速装置。这种机构 在飞机的应用中是特别有效的。 发明内容参见仅用于说明但非限定的所披露实施例中的对应部件、部分和 表面的附带性说明,本发明主要提供了一种用于可选择地使物体27 相对于支承件21运动的改进型结构紧凑的致动器20。该改进型致动 器主要包括:安装在支承件上的齿轮减速装置24,该齿轮减速装置具 有适于绕齿轮减速装置的纵向轴线转动的内啮合齿轮25;输出件26, 其安装在内啮合齿轮上,使得输出件的所有轴承均物理地位于在齿轮 减速装置内。输出件与物体操作连接,从而输出件的转动使物体相对 于支承件运动。 输出件可拆卸地安装在内啮合齿轮上,或可与其形成一体。输出 件可以是齿轮(例如,小齿轮)、链轮、驱动皮带轮或类似部件。齿轮 减速装置具有纵向中心线x-x和横向中心线。在优选实施例中,输出 件的横向中心线y-y与齿轮减速装置的横向中心线基本上对准和重 合。物体可以是安装在机翼面(如副翼或缝翼)上的直线形或弧形齿 条23。在这种形式中,输出件可以是与这种齿条匹配啮合的小齿轮。 齿轮减速装置可具有中心齿轮29和至少一个与中心齿轮啮合的 行星齿轮30。内啮合齿轮可以与每一个行星齿轮啮合。齿轮减速装置 可以是单一或复合式齿轮减速装置。中心齿轮可以由一些外部设备(例 如远离设备的马达)驱动。在这种形式中,可以经与马达输出件相连 的轴将动力传递至所述设备上。或者,马达可以物理地设置在齿轮减 速装置内,从而使马达布置成操作转动内啮合齿轮。在这种形式中, 通常,在马达的输出轴上装有齿轮以与内啮合齿轮啮合,从而提供了 一种齿轮减速装置。 本发明的主要优点在于减小了重量和尺寸以及提高了可靠性,并 降低了成本。 因此,本发明的主要目的在于提供一种常规应用和用途的改进型 结构紧凑的致动器。 本发明的另一个目的在于提供一种改进型结构紧凑的致动器,该 致动器特别适用于飞机中,以可选择地使机翼面(如副翼或缝翼)相 对于机翼运动。 本发明的另一个目的在于提供一种改进型结构紧凑的致动器,使 得该致动器具有比现有技术中可得到的更容易的装配性能。 通过上面和下面的说明书、附图以及所附的权利要求将能理解这 些和其它目的和优点。 附图说明图1为局部竖直剖面图,其示出了与安装在机翼面下侧上的弧形 齿条啮合的处于端部视图中的改进型结构紧凑的致动器。 图2为去掉安装的肋的图1所示的结构紧凑的致动器的侧视图。 图3为图2中所示的结构紧凑的致动器的右视图。 图4为改进型结构紧凑的致动器的放大的局部水平剖面图,该图 是大致沿图3中线4-4截得的。 图5为图4中所示的两个行星齿轮的比例缩小视图。 图6为图4中所示的传输扭矩管的比例缩小视图。 图7为图4所示的具有一体小齿轮的内啮合齿轮的比例缩小视图。 图8为图4所示的安装肋和相关结构的的比例缩小视图。 具体实施方式首先,应清楚地理解,在所有附图中,相同的参考标号始终表示 相同的部件、部分或表面,因为这些部件、部分或表面可由整个说明 书(其详细说明是一个整体部分)作进一步说明或解释。如果不另外 说明,这些附图往往与说明书一起阅读(例如,剖面线、部件的布置、 比例、角度等),并且这些附图被认为是本发明整个说明书的一部分。 如在以下的说明中所使用的,术语“水平”,“竖直”,“左”,“右”,“上” 和“下”以及它们派生的形容词和副词(如,“水平地”,“向右地”, “向上地”等),仅指在特定附图朝向读者时所说明结构的方位。类似 的,术语“向内地”和“向外地”大体上相应地表示一个表面相对于 其延伸轴线或其转动轴线的方位。 参见附图,特别是参见图1~3,本发明主要提供了一种改进型结 构紧凑的致动器,该致动器在最佳实施例中总体上由标号20标示,并 且其适于安装在支承件上(在图4和8中以标号21标示了该支承件的 局部部分),以便可选择地使物体22相对于支承件移动。在图1中, 物体22被具体示出为弧形齿条23,例如类型为现有技术中用以使副 翼或缝翼相对于飞机中的机翼运动的齿条。但是,所述物体不需要必 须是弧形齿条。根据需要,所述输出件可以是齿轮(例如,小齿轮)、 驱动皮带轮、链轮等,所述物体可以是直线形齿条、齿轮系、皮带轮 或驱动机构、链条型机构或类似部件。虽然如图所示,优选实施例具 有与齿条啮合的外侧小齿轮,但是,其仅仅是用来说明当前优选实施 例。在其它结构中,可以使用其它运动传递机构。 在图1中,弧形齿条23被示出安装在以标号27局部标示的如副 翼或缝翼那样的机翼面的下侧。因此,当致动器绕其纵向轴线x-x转 动时,弧形齿条和机翼将相对于支承件运动。所以,这种结构适于使 副翼或缝翼相对于机翼运动。 整体参见图1~4,如图所示,改进型致动器主要包括安装在支承 件上的齿轮减速装置,该齿轮减速装置总体以标号24标出。齿轮减速 装置具有适于绕齿轮减速装置的纵向轴线x-x转动的内啮合齿轮25。 所述改进型致动器还包括安装在内啮合齿轮上的输出件26。在所说明 的实施例中,输出件26为被布置成处于与齿条啮合的小齿轮。但是, 如上面所述的,输出件可以仅被可操作地连接以使物体相对于支承件 运动的齿轮、链轮、驱动皮带轮或一些其它机构。因此,输出件不应 局限于附图中所示的特定小齿轮。 本发明的一个独特的特点在于,与其中用于小齿轮的轴承均位于 齿轮减速装置外侧的现有技术结构不同,在本发明中,用于小齿轮的 所有轴承均物理地位于齿轮减速装置的内部。另外需说明的是,由于 小齿轮安装在内啮合齿轮上,因此无需用另外的轴承支承小齿轮。另 外,小齿轮共用已存在于齿轮减速装置中的轴承。 参见图4,如图所示,齿轮减速装置具有总体以标号28标示的通 轴,该通轴适于与其它构件相连并适于绕轴线x-x相对于支承件可选 择地转动。总体以标号29标示的中心齿轮安装在通轴上。各自以标号 30标示的多个行星齿轮与中心齿轮啮合并环绕中心齿轮。这些行星齿 轮也与内啮合齿轮25啮合。例如,通过键-键槽连接(未示出)或类 似方式将小齿轮26可动地安装在内啮合齿轮25上。在优选形式中, 小齿轮26的轴线与内啮合齿轮25的轴线同轴。 参见图6,如图所示,连接套筒31与通轴28的左端形成花键连 接。通轴具有总体以标号32标示的左侧径向加大部分和右侧窄部分 33,该窄部分适于通过肋或支承件21中的孔34。通轴的右侧边缘端 部带有螺纹以接收垫圈34和螺母35。垫圈34的左侧表面抵靠在连接 密封件36上。因此,在组装期间,将齿轮减速装置设置在两个肋或支 承件之间,并且连接轴的直径减小部分33通过对准的肋孔34,34。 一旦处于该位置,连接密封件36便滑动通过通轴的右侧边缘端部,并 且采用螺母和垫圈将组件固定在一起。当通轴33的穿入的直径减小部 分滑动通过孔时,在连接轴上的某些齿与中心齿轮上的向内凹槽啮合 以在其间实现花键连接38。因此,中心齿轮29与通轴一起转动。 如在图5中能最清楚地看到的,每一个行星齿轮均为水平细长的 管状件,该管状件具有左侧外齿41、中间外齿40以及右侧外齿42。 中间外齿40适于与内啮合齿轮25上的向内齿轮齿43啮合。如在前面 所述的,在优选实施例中,例如通过键-键槽连接(未示出)或类似 方式,将小齿轮可拆卸地安装在内啮合齿轮上。因此,外侧小齿轮与 内啮合齿轮一起转动。 如在图8中能最清楚地看到的,支承结构44L和44R分别从左、 右肋朝向彼此延伸。这些支承结构具有向内延伸部分45L和45R,以 支承它们的内端轴承46L和46R。这些轴承将中心齿轮和通轴组件支 承在支承件上。支承件44L和44R具有内齿48L和48R,这些内齿分 别与小齿轮的齿41、42啮合。可操作地设置垫片49L和49R,以保 持理想的间隙。 在图4中大体上示出了组装成的装置。通过另一机构(未示出) 可选择地使通轴28以适当角度方向转动。当通轴转动时,通轴也使中 心齿轮转动。这样便会产生行星齿轮的转动以及外侧内啮合齿轮和小 齿轮的转动。因此,当通轴转动完整的一圈时,内啮合齿轮和小齿轮 转动一圈的几分之一,并且根据转动方向,使齿条23沿着其上安装齿 条23的轨道(未示出)作相应的运动,以选择性地使副翼延伸或收缩。 如以前所述的,与将小齿轮安装在齿轮减速装置一端上的现有技 术结构不同,在本发明的结构中,小齿轮的横向中心线与齿轮减速装 置的横向中心线y-y同轴。因此,所述小齿轮安装在内啮合齿轮上, 从而无需提供另外的轴承以支承小齿轮。另外,小齿轮由齿轮减速装 置的轴承支承并承载。 另一独特的特点在于将所述改进型结构紧凑的致动器安装在支承 结构上的方式。如所说明的,通轴是可拆卸的,以允许该装置物理上 位于两个支承肋21L,21R之间并通过适当的装置例如安装凸缘37(图 1和3)固定在该位置处。随后,可以使通轴的直径减小部分通过中心 齿轮并穿过两个肋上的孔34、34。在完成这项工作之后,可以使连接 密封件滑动通过直径减小部分33的右端,并且可以通过安装在部件 33的右侧边缘端部上的螺母和垫片固定所述组件。为了拆卸该装置, 螺母和垫片被拆掉,并抽出通轴。一旦抽出,可从两个肋之间的空间 物理上拆掉齿轮减速装置和小齿轮。 在可选择的结构中,可以仅通过螺栓将该改进型机构固定在一个 肋上。所使用机构的类型完全取决于不同部分和部件的结构。 因此,总之,本发明主要提供了一种用于可选择地使物体相对于 支承件运动的改进型结构紧凑的致动器。所述改进型致动器主要包括: 安装在支承件上的齿轮减速装置,所述齿轮减速装置具有适于绕纵向 轴线转动的内啮合齿轮;输出件,例如小齿轮26,其安装在内啮合齿 轮上,使得输出件的所有轴承均物理地位于在齿轮减速装置内,输出 件与所述物体可操作地连接,使得输出件的转动使所述物体相对于支 承件运动。如上所述,输出件可以是小齿轮。但是,其可以仅为适于 与一些其它齿轮系、链轮、驱动皮带轮或一些其它机构啮合的齿轮。 因此,虽然已对改进型结构紧凑的致动器的当前优选形式进行了 说明并对其几种变形进行了论述,但是,本领域技术人员应理解,在 不脱离如由权利要求限定和区分的本发明精神的情况下,可作出各种 其它的变化和改进。 |