CN102514716B - 用于倾转旋翼飞行器的单发动机动力驱动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于倾转旋翼飞行器的单发动机动力驱动机构，其特征在于：包括发动机、动力齿轮箱以及与旋翼连接的短舱齿轮箱，在所述的发动机输出轴上设置有启动齿轮托盘，在该启动齿轮托盘上固定有启动齿轮，在所述的启动齿轮上设置有离合器摩擦块；所述的动力齿轮箱包括一个输入轴和两个输出轴，所述的动力齿轮箱的输入轴与发动机的输入轴采用滚动轴承连接，在动力齿轮箱的输入轴固定有一离合器外壳，所述的离合器摩擦块位于离合器外壳内，所述的动力齿轮箱的输出轴分别连接短舱齿轮箱的输入轴。本发明动力齿轮箱简单易用，整机重量轻，成本低，实现了由单台发动机驱动二组旋翼系统，有助于简化发动机控制设计。
Description
技术领域
本发明涉及一种倾转旋翼飞行器单发动机动力驱动机构，属于飞行器设计和动力传输机械设计技术领域。
背景技术
倾转旋翼飞行器是一种独特的飞行器，它可以像螺旋桨飞机一样快速有效地完成巡航飞行，也可以像传统直升机一样进行垂直起降或悬停。该飞行器特有的垂直起降、悬停、低空飞行，以及高速巡航能力，可使其在兵力快速部署、登陆作战以及民用救灾/抢险等领域中发挥特定的作用，具有广阔的应用前景。
单发动机倾转旋翼飞行器美国已在多年前研发过，典型案例有贝尔公司的XV-3，之后研究的倾转旋翼飞行器大多为双发动机，直接安装与短舱之内，主要可以减轻巨大的传动机构重量，缩短传动轴长度。
但是在倾转旋翼飞行器领域，尤其是航模级无人倾转旋翼飞行器领域，传动机构并不需要那么复杂，使用两台发动机不仅增加重量和成本，还增加了发动机控制难度。如果加装同步传动轴，无异于使用单台发动机时两端的动力输出轴，则重量问题更加严重。
发明内容
发明目的：倾转旋翼飞行器的动力驱动方式需要有别于传统直升机的动力驱动方式，本发明提出了一种倾转旋翼飞行器单发动机动力驱动机构，以期达到简化结构、节约成本、方便控制之目的。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种用于倾转旋翼飞行器的单发动机动力驱动机构，其特征在于：包括发动机、动力齿轮箱以及与旋翼连接的短舱齿轮箱，在所述的发动机输出轴上设置有启动齿轮托盘，在该启动齿轮托盘上固定有启动齿轮，在所述的启动齿轮上设置有离合器摩擦块；所述的动力齿轮箱包括一个输入轴和两个输出轴，所述的动力齿轮箱的输入轴与发动机的输入轴采用滚动轴承连接，在动力齿轮箱的输入轴固定有一离合器外壳，所述的离合器摩擦块位于离合器外壳内，所述的动力齿轮箱的输出轴分别连接短舱齿轮箱的输入轴。
动力齿轮箱输入轴通过滚动轴承与动力齿轮箱输入端盖相连，动力齿轮箱输入轴后还装有油封，动力齿轮箱输入端盖固定在动力齿轮箱壳体上；动力齿轮箱内设置有第一斜齿伞齿轮、第二斜齿伞齿轮以及第三斜齿伞齿轮，其中第一斜齿伞齿轮设置在动力齿轮箱的输入轴顶端，第二斜齿伞齿轮和第三斜齿伞齿轮分别设置在动力齿轮箱的两个输出轴顶端，动力齿轮箱输出轴也通过滚动轴承与动力齿轮箱输出端盖相连，动力齿轮箱输出轴后装有油封。
所述的摩擦块在离心力作用下可沿发动机输出轴径向伸长。
本发明一种倾转旋翼飞行器单发动机动力驱动机构，包括发动机、启动齿轮、操纵式离合器、动力传输齿轮箱等机构。发动机输出轴终端装有启动齿轮托盘以及离合器摩擦甩块，启动齿轮托盘用以固定启动齿轮。发动机输出轴与齿轮箱动力输入轴通过滚动轴承连接，齿轮箱动力输入轴上装有离合器外壳，其顶端装斜齿伞齿轮，伸入齿轮箱内部，与另外两个斜齿伞齿大齿轮形成齿轮副，实现减速以及动力传递，两边齿轮箱动力输出轴与联轴器相连，联轴器与短舱动力传递轴相连，短舱动力传递轴为短舱上的旋翼系统提供动力。
本发明的有益效果是，倾转旋翼飞行器单发动机动力驱动机构仅使用了一台发动机，简化了动力驱动传输机械结构，动力传输齿轮箱简单易用，整机重量轻、成本低，有助于简化发动机控制系统设计。
附图说明
图1 为装备有本发明的倾转旋翼飞行器工作示意图；
图2 为本发明外形侧视图；
图3 为本发明所涉及发动机、离合器和齿轮箱的剖视图；
图4 为本发明动力传输齿轮箱正面剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
图1所示为本倾转旋翼飞行器前飞状态示意图。机身1是倾转旋翼飞行器的主体，内部包含了各种机械及电子设备。机翼2、5装于机身1之上，机翼2、5的两端分别装有短舱3、6，短舱负责倾转，旋翼4、7安装于短舱3、6之上，随短舱一起转动，实现飞行模式的转换。
图2所示为机身1内部动力传输部分结构示意图，外部倾转机构本专利不予详细说明。如图2所示，发动机11固定于机架10之上，使用发动机加固件39加固定位。其输出端与启动齿轮12和离合器（离合器外壳13）连接，离合器与动力输出轴连接，并传至动力齿轮箱（壳体17），动力齿轮箱经过齿轮副配合，将动力经动力齿轮箱输出轴30、38输出，动力齿轮箱输出轴30、38分别与联轴器19、15连接，联轴器19、15分别与动力传动轴20、14连接，发动机动力经由联轴器和传动轴传输至短舱齿轮箱内。
具体内部结构如图3与图4所示，发动机11输出端固定有启动齿轮托盘21，用以固定连接启动齿轮12，启动齿轮12可与启动机输出端齿轮配合启动发动机工作。启动齿轮托盘21之后固定有离合器摩擦块22，与离合器外壳13配合工作，起到动力离合的作用。发动机输出轴伸入动力齿轮箱输入轴23之内，通过滚动轴承29连接支撑。离合器外壳13与动力齿轮箱输入轴23固定，通过键定位，使用螺母24固定。这样，发动机11可与动力齿轮箱输入轴23分别运动，可以实现离合作用。当启动或者转速较低时，摩擦块与离合器外壳不接触或者接触摩擦力小，尤其是采用离心式的摩擦块，发动机11动力不能输入动力齿轮箱之内，当转速较高时，摩擦块与离合器外壳同步，则发动机的输出轴的动力同步传递到动力齿轮箱的输入轴。同时，当固定旋翼4、7时，发动机11也能怠速运转，实现了发动机11的安全启动。当操作人员手握启动机启动发动机11时，让旋翼4、7固定不旋转，避免伤及有关技术人员。如果不设计有离合器而把旋翼4、7固定，则发动机无法启动。动力齿轮箱输入轴23通过滚动轴承27与动力齿轮箱输入端盖25相连，其后还装有油封28。动力齿轮箱输入端盖25固定在齿轮箱壳体17上。动力齿轮箱输入轴23顶端装有斜齿伞齿轮26，与斜齿伞齿轮33、35配合工作。由于动力齿轮箱对称分布，现以图4所示动力齿轮箱左半边为例说明。斜齿伞齿轮33固定于动力齿轮箱输出轴30之上，动力齿轮箱输出轴30与动力齿轮箱输出端盖18相连，通过滚动轴承32支撑，其后装有油封31。动力齿轮箱输出轴30与联轴器19相连，如之前所述，将动力经动力传动轴20传递至短舱齿轮箱。动力齿轮箱输出轴30插入动力传输齿轮箱17内的小孔之中，内有滑动轴承套34，起到定位与润滑的作用。
Claims (3)
1.一种用于倾转旋翼飞行器的单发动机动力驱动机构，其特征在于：包括发动机、动力齿轮箱以及与旋翼连接的短舱齿轮箱，在所述的发动机输出轴上设置有启动齿轮托盘，在该启动齿轮托盘上固定有启动齿轮，在所述的启动齿轮上设置有离合器摩擦块；所述的动力齿轮箱包括一个输入轴和两个输出轴，所述的动力齿轮箱的输入轴与发动机的输入轴采用滚动轴承连接，在动力齿轮箱的输入轴固定有一离合器外壳，所述的离合器摩擦块位于离合器外壳内，所述的动力齿轮箱的输出轴分别连接短舱齿轮箱的输入轴。
2.根据权利要求1所述的用于倾转旋翼飞行器单发动机动力驱动机构，其特征在于：动力齿轮箱输入轴通过滚动轴承与动力齿轮箱输入端盖相连，动力齿轮箱输入轴后还装有油封，动力齿轮箱输入端盖固定在动力齿轮箱壳体上；动力齿轮箱内设置有第一斜齿伞齿轮、第二斜齿伞齿轮以及第三斜齿伞齿轮，其中第一斜齿伞齿轮设置在动力齿轮箱的输入轴顶端，第二斜齿伞齿轮和第三斜齿伞齿轮分别设置在动力齿轮箱的两个输出轴顶端，动力齿轮箱输出轴也通过滚动轴承与动力齿轮箱输出端盖相连，动力齿轮箱输出轴后装有油封。
3.根据权利要求1或2所述的用于倾转旋翼飞行器单发动机动力驱动机构，其特征在于：所述的摩擦块在离心力作用下可沿发动机输出轴径向伸长。
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