一種焊接空心變直徑中央傳動桿的制作方法

背景技術：

航空發動機中央傳動裝置主要將發動機的轉動變為發動機軸線垂直的轉動，以便將發動機轉子的功率輸出到發動機外部，它是通過中央從動錐齒輪和外部主動錐齒輪來實現的，而連接中央從動錐齒輪和外部主動錐齒輪的小軸稱為中央傳動桿。中央傳動桿的設計主要用于從發動機主軸提取功率并傳動發動機或飛機附件，在考慮輸入扭矩載荷作用以及中央傳動桿轉速影響下，應保證中央傳動桿在避開臨界轉速的情況下工作。由于中央從動錐齒輪和外部主動錐齒輪的軸線很難對準，同時考慮到功率傳輸過程中的不穩定性，所以將中央傳動桿設計為細長而具有較大彈性的彈性小軸，在大扭矩時，中央傳動桿產生一定的扭轉變形，起到緩沖作用而不會損壞傳動裝置。根據結構形式，傳統的中央傳動桿通常分為空心和實心，等截面和不等截面，中間有輔助支點的和無輔助支點等類型；對于工作轉速高、長徑比大而臨界轉速低無法避開工作轉速，且受結構空間限制不能大幅增加外徑或縮短長度的中央傳動桿結構，需采用新的結構形式來實現其臨界轉速的顯著提高，確保發動機安全可靠工作。

技術實現要素：

所要解決的技術問題：航空發動機中央傳動桿的設計應保證在避開臨界轉速的情況下工作，本發明是用于工作轉速高、長徑比大而臨界轉速低無法避開工作轉速，且受結構空間限制不能大幅增加外徑或縮短長度的中央傳動桿結構。

技術方案：一種焊接空心變直徑中央傳動桿，包括中央傳動桿上端1、中央傳動桿下端2和中央傳動桿中間段3，所述中央傳動桿上端1由上端花鍵9、上端縮頸10和上端平直段11組成，上端花鍵9與中央從動錐齒輪連接；中央傳動桿下端2由下端花鍵12、下端縮頸13和下端平直段14組成，下端花鍵12與外部主動錐齒輪連接；中央傳動桿中間段3由上端過渡段15和下端過渡段16，所述上端過渡段15連接上端平直段11，所述下端過渡段16連接下端平直段14。

所述的一種焊接空心變直徑中央傳動桿，上端縮頸10與上端花鍵9的連接倒圓為R1，上端縮頸10與上端平直段11的連接倒圓為R2，上端平直段11的外徑為Φ2；下端縮頸13與下端花鍵12的連接倒圓為R3，下端縮頸13與下端平直段14的連接倒圓為R4，下端平直段14的外徑為Φ6；上端過渡段15的外徑為Φ2，下端過渡段16的為外徑Φ6。

所述的一種焊接空心變直徑中央傳動桿，還包括上端去材料位置7和下端去材料位置8，所述上端去材料位置7位于上端花鍵9的外側，下端去材料位置8位于下端花鍵12外側，通過打磨上端去材料位置7和下端去材料位置8，調整中央傳動桿的不平衡量。

有益效果：提供一種焊接空心變直徑中央傳動桿，可有效提高中央傳動桿的臨界轉速使其與發動機工作轉速保持安全裕度，保證中央傳動桿振動較小，可靠穩定工作，且不增加零件數量和結構復雜性，加工方便。

說明書附圖

圖1一種焊接空心變直徑中央傳動桿；

圖2中央傳動桿上端結構；

圖3中央傳動桿下端結構；

圖4中央傳動桿中間段結構。

具體實施方式

本發明是一種焊接空心變直徑中央傳動桿，如圖1所示，可用于工作轉速高、長徑比大于20的中央傳動桿，由中央傳動桿上端1、中央傳動桿下端2和中央傳動桿中間段3組成，對于直徑小而長度大的中央傳動桿不易實現空心變直徑結構的一體加工成型且內孔難以保證同心，殘余不平衡量較難控制，應先分別加工出這三部分，再通過上端焊接位置4和下端焊接位置5將三部分焊接而成一整體，焊接空心變直徑中央傳動桿總長度L1由發動機的結構尺寸和傳動系統決定。焊后應注意打磨焊縫與基體齊平，并在焊后和加工后清洗中央傳動桿內腔6，且不允許中央傳動桿內腔6進入雜物以免影響中央傳動桿的工作安全。另外，對于高速旋轉的航空發動機中央傳動桿，設置了上端去材料位置7和下端去材料位置8，為進行中央傳動桿動平衡時減小不平衡量所用，以保證在工作中振動較小，其軸向長度分別為L2和L3，一般可取3mm。

中央傳動桿上端1的結構示意圖如圖2，由上端花鍵9、上端縮頸10和上端平直段11組成；上端花鍵9的有效長度L4等結構參數由花鍵強度和發動機中央傳動裝置的需求決定，上端縮頸10與上端花鍵9的連接倒圓為R1，與上端平直段11的連接倒圓為R2，縮頸截面外徑Φ1由中央傳動桿的強度決定；上端平直段11的外徑Φ2由中介機匣支板在內涵道的孔徑決定，內徑Φ3由中央傳動桿的強度和臨界轉速需求決定，長度L5以加工后方便焊接操作為準；中央傳動桿上端1的總長度為L6，中心孔徑Φ4由加工工具可實現的最小尺寸決定。

中央傳動桿下端2的結構與中央傳動桿上端1類似，示意圖如圖3，由下端花鍵12、下端縮頸13和下端平直段14組成；下端花鍵12的有效長度L7等結構參數由花鍵強度和發動機附件傳動裝置的需求決定，下端縮頸13與下端花鍵12的連接倒圓為R3，與下端平直段14的連接倒圓為R4，縮頸截面外徑Φ5由中央傳動桿的強度決定；下端平直段14的外徑Φ6由中介機匣支板在外涵道的孔徑決定，內徑Φ7由中央傳動桿的強度和臨界轉速需求決定，長度L8以加工后方便焊接操作為準；中央傳動桿下端2的總長度為L9，中心孔徑Φ8由加工工具可實現的最小尺寸決定。

中央傳動桿中間段3為連接中央傳動桿上端1和中央傳動桿下端2的部分，示意圖如圖4，由上端過渡段15和下端過渡段16組成，兩部分在外徑上由兩段圓弧R5和R6轉接；上端過渡段15的長度為L10，外徑為Φ2，內徑為Φ3；下端過渡段16的長度為L11，外徑為Φ6，內徑為Φ7；中央傳動桿中間段3的總長度為L12，根據中央傳動桿的總長度L1、中央傳動桿上端1的總長度L6和中央傳動桿下端2的總長度L9調整L12＝L1-L6-L9。