CN107323662B - 直升机主旋翼柔性并联驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种直升机主旋翼柔性并联驱动装置，它包括机座、动台、3个PSS驱动分支、球套、轴套、心轴、4个旋翼、弹簧、行星轮增速器、6个钢绳、法兰盘和主、辅驱动器，PSS驱动分支一端与机座移动副联接，另一端与动台球副联接，球套与机座球副联接，轴套上端与旋翼转动联接，中部与球套转动联接，下部与动台转动联接，下端与行星轮增速器输出轴连接，心轴上端齿轴与旋翼齿轮啮合，下端与4个销键固连，销键穿过轴套键孔与轴承环固连，轴承环与齿轮套转动联接，齿轮套与动台螺纹联接。本发明直升机主旋翼转摆灵活、结构紧凑、密封性好、驱动器柔性传动。

Description

直升机主旋翼柔性并联驱动装置

技术领域

本发明涉及直升机技术领域，特别是一种直升机主旋翼的并联驱动装置。

背景技术

直升机旋翼运动驱动装置是直升机运动的关键部件。通常旋翼由桨毂和数片桨叶构成。桨毂安装在旋翼轴上，形如细长机翼的桨叶则连在桨毂上。为了满足直升机旋翼运动过程各种力的要求，支撑旋翼主轴的球轴承承受各种载荷，容易导致球轴承过早损坏失效。这些问题引起直升机设计者们的高度关注。近年来，公开号为[CN101961559B]的专利公开一种航模直升机旋翼支撑装置，利用V型支架吸收直升机产生的震动被，以期减少直升机机体的震颤，增加机动性的同时减少对驱动轴传动系统的破坏。公开号为[CN101204992B]的专利公开一种直升机共轴双旋翼转速差动装置，以期实现共轴双旋翼直升机偏航控制。公开号为[CN101376433B]的专利公开一种直升机旋翼操纵方法及系统，利用位于各桨毂支臂的作动器驱动位于桨叶后缘的襟翼，以期实现对旋翼系统的操纵。公开号为[CN103600840B]的专利公开一种共轴直升机旋翼机构，利用上下两组混连机构实现直升机旋翼机构整体对称性，以期提高高速旋转时稳定性高。公开号为[CN103407571B]的专利公开一种可主动摆振的直升机旋翼系统，利用该机构使前行桨叶角速度大幅降低、后行桨叶角速度大幅增加，以期降低桨叶在前行后行状态交变中受到的疲劳载荷，主动适应直升机各种不同的飞行状态，提高飞行极速。公开号为[CN102030105B]的专利公开一种直接倾斜操纵旋翼直升机，以期直接倾斜操纵直升机旋翼，简化直升机结构。上述专利的结构各具特色，但现有旋翼回转驱动装置存在以下不足：

1、现有直升机旋翼运动驱动装置十分复杂，部分驱动器机构、供电线、供油管位于机舱外。

2、支撑旋翼轴的球轴承只适合低速，球副承载拉力能力差。

3、主发动机与直升机主旋翼轴直接刚性联接，并随旋翼轴摆动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构紧凑、能够减缓旋翼举升力对各驱动分支作用力和冲击力、提高使用寿命和安全可靠性的直升机主旋翼柔性并联驱动装置。

本发明包括机座、动台、3个PSS型驱动分支、球套、轴套、心轴、4个相同的旋翼、弹簧、行星轮增速器、6个钢绳、法兰盘、主驱动器和辅驱动器，其中3个PSS型驱动分支在机座和动台之间圆周均布；所述机座呈圆柱空腔，机座上端的中心设有凹球面通孔，其下端的中心设有轴向通孔，机座圆柱空腔圆周均布设有3个轴向通孔和与轴向通孔平行的3个滑道；所述球套设有通孔和球心与孔心重合的凸球面；所述PSS型驱动分支包括电机、丝杠、SS型连杆和滑块；其中电机与机座下端固连，电机驱动轴穿过机座下端圆周均布的轴向通孔与丝杠同轴键连接，丝杠与滑块螺纹联接，滑块与机座滑道移动副联接，SS型连杆两端分别与滑块和动台球副联接；所述动台设有同轴凸圆柱外螺纹、中心通孔和圆周均布的3个通孔；所述轴套上端设有同轴圆柱凸台，在该圆柱凸台上设有圆周均布的相切同一圆周的4个孔，轴套中部设有圆周均布的轴向长通孔，轴套下端设有同轴齿轮，轴套的轴心设有同心通孔；所述心轴上端设有齿条轴，其下端设有圆周均布的4个径向孔；

所述行星轮增速器包括轴套的齿轮、3个行星齿轮，齿盘，圆环，12个圆柱销和12个导轮；其中齿盘轴向设有同心轴、内齿轮和圆周均布的12个孔；所述圆环设有12个圆周均布通孔，圆柱销两端与齿盘和圆环的圆周孔固连，导轮与圆柱销转动联接；行星齿轮的轴分别与动台的圆周孔转动联接，3个行星齿轮同时与轴套的齿轮和齿盘的内齿轮啮合；齿盘的中心轴与轴套的同心通孔转动联接，6个钢绳在12个导轮之间均布，钢绳两端与法兰盘圆周径向连接，法兰盘与机座下端中心的轴向通孔转动联接；所述主驱动器与机座下端固连，主驱动器驱动轴与法兰盘中心通孔同轴键连接；

所述辅驱动器包括辅电机、小齿轮、齿轮套、滚珠组、4个键轴、轴承环；所述齿轮套的内圆柱面上、下端分别设有半圆截形的圆周滚道和螺纹，外圆柱设有齿轮；所述轴承环设有圆周均布的4个径向通孔，外圆柱面上设有半圆截形的圆周滚道；辅电机与动台垂直固连，辅电机驱动轴与小齿轮同轴固连，小齿轮与齿轮套啮合传动，齿轮套的圆周滚道与轴承环的圆周滚道用滚珠组转动联接，齿轮套下端与动台凸圆柱螺纹联接；4个键轴分别穿过轴套的轴向长通孔，其两端与心轴径向孔和轴承环径向孔固连；弹簧两端抵在机座上端内面和动台上。

所述旋翼一端为纵向长翼，中部为纵向短轴，其另一端设有与短轴同轴的齿轮；旋翼的短轴与圆柱凸台上圆周均布的相切同一圆周的孔转动联接，4个旋翼的齿轮同时与心轴的齿条轴垂直啮合。

3个PSS驱动分支和主驱动器通过法兰盘、钢绳和行星轮增速器柔性驱动主旋翼旋摆，辅驱动器驱动旋翼自转。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

结构紧凑、密封性好、驱动器柔性传动，所有驱动器机构、供电线、供油管位于机舱内，提高主旋翼摆转灵活性，能够减缓旋翼举升力对各驱动分支作用力和冲击力，提高使用寿命和安全可靠性，避免主发动机随直升机主旋翼轴摆动。

附图说明

图1是本发明的主剖视图。

图2是本发明旋翼与轴套和心轴联接示意图。

图3是本发明法兰盘与齿盘柔性联接示意图。

图中：1-机座、2-动台、3-球套、4-轴套、5-心轴、6-旋翼、7-弹簧、8-钢绳、9-法兰盘、10-主驱动器、11-行星齿轮、12-齿盘、13-圆环、14-圆柱销、15-导轮、16-电机、17-丝杠、18-SS型连杆、19-滑块、20-辅电机、21-小齿轮、22-齿轮套、23-滚珠组、24-键轴、25-轴承环。

具体实施方式

在图1所示的直升机主旋翼柔性并联驱动装置示意图中，3个PSS型驱动分支在机座1和动台2之间圆周均布；所述机座呈圆柱空腔，机座上端的中心设有凹球面通孔，其下端的中心设有轴向通孔，机座圆柱空腔圆周均布设有3个轴向通孔和与轴向通孔平行的3个滑道；球套3设有通孔和球心与孔心重合的凸球面；PSS型驱动分支中的电机16与机座下端固连，电机驱动轴穿过机座下端圆周均布的轴向通孔与丝杠17同轴键连接，丝杠与滑块19螺纹联接，滑块与机座滑道移动副联接，SS型连杆18两端分别与滑块和动台球副联接；所述动台设有同轴凸圆柱外螺纹、中心通孔和圆周均布的3个通孔；轴套4上端设有同轴圆柱凸台，在该圆柱凸台上设有圆周均布的相切同一圆周的4个孔，轴套中部设有圆周均布的轴向长通孔，轴套下端设有同轴齿轮，轴套的轴心设有同心通孔；心轴5上端设有齿条轴，其下端设有圆周均布的4个径向孔；

行星轮增速器中的齿盘12轴向设有同心轴、内齿轮和圆周均布的12个孔；圆环13设有12个圆周均布通孔，圆柱销14两端分别与齿盘和圆环的圆周孔固连，导轮15与圆柱销转动联接；行星齿轮11的轴分别与动台的圆周孔转动联接，3个行星齿轮同时与轴套的齿轮和齿盘的内齿轮啮合；齿盘的中心轴与轴套的同心通孔转动联接，6个钢绳8在12个导轮之间均布，钢绳两端与法兰盘9圆周径向连接，法兰盘与机座下端中心的轴向通孔转动联接，如图3所示；主驱动器10与机座下端固连，主驱动器驱动轴与法兰盘中心通孔同轴键连接；

辅驱动器的齿轮套22的内圆柱面上、下端分别设有半圆截形的圆周滚道和螺纹，外圆柱设有齿轮；轴承环设有圆周均布的4个径向通孔，外圆柱面上设有半圆截形的圆周滚道；辅电机20与动台垂直固连，辅电机驱动轴与小齿轮21同轴固连，小齿轮与齿轮套啮合传动，齿轮套的圆周滚道与轴承环的圆周滚道用滚珠组23转动联接，齿轮套下端与动台凸圆柱螺纹联接；4个键轴24分别穿过轴套的轴向长通孔，其两端与心轴径向孔和轴承环25径向孔固连；弹簧7两端抵在机座上端内面和动台上。

如图2所示，旋翼6一端为纵向长翼，中部为纵向短轴，其另一端设有与短轴同轴的齿轮；旋翼的短轴与圆柱凸台上圆周均布的相切同一圆周的孔转动联接，4个旋翼的齿轮同时与心轴的齿条轴垂直啮合。

Claims (1)

1.一种直升机主旋翼柔性并联驱动装置，其包括机座、动台、3个PSS型驱动分支、球套、轴套、心轴、4个相同的旋翼、弹簧、行星轮增速器、6根钢绳、法兰盘、主驱动器和辅驱动器，其特征在于：所述3个PSS型驱动分支在机座和动台之间圆周均布；所述机座呈圆柱空腔，机座上端的中心设有凹球面通孔，其下端的中心设有轴向通孔，机座圆柱空腔圆周均布设有3个轴向通孔和与轴向通孔平行的3个滑道；所述球套设有通孔和球心与孔心重合的凸球面；所述PSS型驱动分支包括电机、丝杠、SS型连杆和滑块；其中电机与机座下端固连，电机驱动轴穿过机座下端圆周均布的轴向通孔与丝杠同轴键连接，丝杠与滑块螺纹联接，滑块与机座滑道移动副联接，SS型连杆两端分别与滑块和动台球副联接；所述动台设有同轴凸圆柱外螺纹、中心通孔和圆周均布的3个通孔；所述轴套上端设有同轴圆柱凸台，在该圆柱凸台上设有圆周均布的相切同一圆周的4个孔，轴套中部设有圆周均布的轴向长通孔，轴套下端设有同轴齿轮，轴套的轴心设有同心通孔；所述心轴上端设有齿条轴，其下端设有圆周均布的4个径向孔；

所述行星轮增速器包括轴套的齿轮、3个行星齿轮、齿盘、圆环、12个圆柱销和12个导轮；其中齿盘轴向设有同心轴、内齿轮和圆周均布的12个孔；所述圆环设有12个圆周均布通孔，圆柱销两端与齿盘的孔和圆环的通孔固连，导轮与圆柱销转动联接；行星齿轮的轴分别与动台的圆周孔转动联接，3个行星齿轮同时与轴套的齿轮和齿盘的内齿轮啮合；齿盘的中心轴与轴套的同心通孔转动联接，6根钢绳在12个导轮之间均布，钢绳两端与法兰盘圆周径向连接，法兰盘与机座下端中心的轴向通孔转动联接；所述主驱动器与机座下端固连，主驱动器驱动轴与法兰盘中心通孔同轴键连接；

所述辅驱动器包括辅电机、小齿轮、齿轮套、滚珠组、4个键轴、轴承环；所述齿轮套的内圆柱面上、下端分别设有半圆截形的圆周滚道和螺纹，外圆柱面设有齿轮；所述轴承环设有圆周均布的4个径向通孔，外圆柱面上设有半圆截形的圆周滚道；辅电机与动台垂直固连，辅电机驱动轴与小齿轮同轴固连，小齿轮与齿轮套啮合传动，齿轮套的圆周滚道与轴承环的圆周滚道用滚珠组转动联接，齿轮套下端与动台凸圆柱螺纹联接；4个键轴分别穿过轴套的轴向长通孔，其两端与心轴径向孔和轴承环径向孔固连；弹簧两端抵在机座上端内面和动台上；

所述旋翼一端为纵向长翼，中部为纵向短轴，其另一端设有与短轴同轴的齿轮；旋翼的短轴与圆柱凸台上圆周均布的相切同一圆周的孔转动联接，4个旋翼的齿轮同时与心轴的齿条轴垂直啮合。

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