CN108860652A - 一种提高前轮转弯系统传动精度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高前轮转弯系统传动精度的方法用于提高前轮操纵机电作动器与前起落架之间的传动精度，测量前轮操纵机电作动器的末端齿轮副与前起落架啮合处的实际侧隙，并在起落架安装耳片上压入与起落架安装耳片的安装孔孔径一致的衬套；根据前轮操纵机电作动器的末端齿轮副与前起落架啮合处的实际侧隙和末端齿轮副与前起落架啮合处需要达到的标准侧隙的差值对衬套进行标记，并根据标记修配调整衬套的内孔的形状，将修配调整后的衬套压入的所述衬套的起落架安装耳片中。本发明将衬套引入起落架安装耳片中，通过调整衬套形成偏心衬套来调整提高作动器安装精度，提高前轮转弯系统传动精度，具有实用性强，操作方便，效率高的特点。

Description

一种提高前轮转弯系统传动精度的方法

技术领域

本发明涉及飞机着陆系统中前轮转弯系统精度调整，关乎前轮转弯系统性能和飞机滑跑中的整机安全。

背景技术

随着多电或全电飞机的逐步出现， 对电动前轮转弯系统精度和各方面性能要求越来越高。电动前轮转弯系统需要正反转，要求角度误差不超过0.5度。对于高精度前轮转弯系统，需要通过控制前轮操纵机电作动器带来的机械部分死区误差和控制盒控制精度来全面提升前轮转弯系统精度。

目前尚未有成熟技术可充分考虑实际情况的齿轮误差，为保证前轮操纵系统精度，有两种方式可较大程度提高转弯系统精度：（1）设计阶段尽量可能提高前轮操纵作动器安装配合公差、齿轮加工精度等，以实现较高的精度要求，这种方式对加工装配要求高，且较为盲目。（2）控制盒调参时提高控制盒中设置的动作精度（在动作精度这一角度范围内，作动器不动作；超过这一角度范围，作动器将按指令转弯），这种方式可一定程度提高前轮转弯系统精度，但会造成系统抖动问题，严重影响转弯平稳性和响应特性。

为确保前轮操纵系统装机后能以足够的精度和可靠地性能工作，需采用一种可靠方法对前轮操纵作动器安装进行调整，以改进装配误差设计不合理或是精度达不到。通过对作动器安装的调整，以达到合适的齿轮侧隙，最终满足前轮转弯系统高精度和平稳性的要求。

发明内容

本发明针对现有技术，提供了一种提高前轮转弯系统传动精度的工程方法，可弥补设计阶段装配误差设计过大带来的齿轮侧隙过大及误差较大的问题，具有实用性强，操作方便，效率高的特点。

本发明通过下述技术方案实现：一种提高前轮转弯系统传动精度的方法，用于提高前轮操纵机电作动器与前起落架之间的传动精度，其方法包括：测量前轮操纵机电作动器的末端齿轮副与前起落架啮合处的实际侧隙，并在起落架安装耳片上压入与起落架安装耳片的安装孔孔径一致的衬套；根据前轮操纵机电作动器的末端齿轮副与前起落架啮合处的实际侧隙和末端齿轮副与前起落架啮合处需要达到的标准侧隙的差值对衬套进行标记，并根据标记修配调整衬套的内孔的形状，将修配调整后的衬套压入的所述衬套的起落架安装耳片中。所述标准侧隙为设计参数。

所述方法的具体步骤如下：

S1）在起落架安装耳片的安装孔中压入衬套；

S2）测量得到末端齿轮副与前起落架啮合处的实际侧隙；

S3）根据步骤S2）中测量得到的末端齿轮副与前起落架啮合处的实际侧隙，计算实际侧隙和需要达到的末端齿轮副与前起落架啮合处的标准侧隙的差值，并根据差值计算衬套和安装孔需要调整的方向和调整量，并在衬套上标记用于标记调整方向和调整量的调整刻线、在起落架安装耳片上标记用于标记衬套调整方向的调整刻线；

S4）根据步骤S3）的标记，对衬套进行修配调整；

S5）将调整好的衬套重新安装在起落架安装耳片的安装孔内，使衬套上的调整刻线与起落架安装耳片上的调账刻线对齐。

在测量之前，为了方便后续测量，需将前轮操纵机电作动器齿轮罩拆掉，并将其安装在起落架上，保证最后一级齿轮传动有效啮合。将调整好的衬套重新安装在起落架安装耳片的安装孔内后，恢复前轮操纵电机作动器齿轮罩安装，恢复前轮操纵电机作动器安装，即可完成。

所述前轮操纵电机作动器通过作动器安装轴和起落架安装耳片与前起落架连接。所述前轮操纵电机作动器采用行星齿轮传动，并在前轮操纵电机作动器中安装反馈传感器将反馈信号反馈至前轮转弯系统中，以实现对整个系统的闭环控制。

所述末端齿轮副和前起落架均设置有齿轮，所述末端齿轮副的齿轮与前起落架的齿轮啮合传动的转角为0~α°，所述转角为1/2*α°处对应的两个齿轮上的轮齿均为中间轮齿，所述实际侧隙为两个中间轮齿之间的侧隙；所述0<α<5。

考虑到前轮转弯在飞控指令下转弯通常为小角度转弯（一般5°以内），因此在测量末端齿轮副与前起落架啮合处的轮齿的侧隙时，测量末端齿轮副与前起落架啮合处的两个中间轮齿的侧隙可以保证测量值可靠和计算衬套调整量。

所述步骤S1）具体是指对起落架安装耳片的安装孔进行扩孔后压入衬套，所述安装孔扩孔后的孔径与衬套外径间隙配合。

所述步骤S4）中修配调整前的所述衬套的内径小于前轮操纵机电作动器的安装轴的外径，修配调整后的所述衬套的内径与前轮操纵机电作动器的安装轴的外径间隙配合。

在测量所述末端齿轮副与前起落架啮合处的实际侧隙时，保持两个中间轮齿的一侧贴合，测量中间轮齿的另一侧的最大间隙值。

考虑衬套不可通过锤击等暴力方式压入起落架耳片，这会造成起落架孔发生塑性变形，影响精度；还需要考虑衬套内孔要留有一定修整量，用以调整精度。

所述衬套的公差设计，衬套外径采用与安装孔的孔径小间隙配合，所述衬套的内径带有一定的修配余量，用于为实际侧隙测量后的衬套内径的修配调整，使调整后的衬套与前轮操纵机电作动器的安装轴的外径小间歇配合。所述衬套经过修配调整后成为高精度的偏心衬套，达到调整侧隙、提高传动精度的目的。

所述衬套的内孔修配调整加工采用精镗床；所述末端齿轮副的侧隙采用塞尺测量。

优选地，所述一种提高前轮转弯系统传动精度的工程方法包括以下步骤：

S1）对起落架安装耳片的安装孔进行扩孔，在扩孔后的起落架安装耳片中压入衬套，所述衬套的外径与扩孔后的起落架安装耳片孔径一致，所述衬套的内径小于前轮操纵机电作动器的安装轴的外径；

S2）将前轮操纵机电作动器齿轮罩拆掉，并将其安装在起落架上，保证最后一级齿轮传动有效啮合；用塞尺末端齿轮副的侧隙，得到末端齿轮副与前起落架啮合处的实际侧隙；

S3）根据步骤S2）中测量得到的末端齿轮副与前起落架啮合处的实际侧隙，计算实际侧隙和需要达到的末端齿轮副与前起落架啮合处的标准侧隙的差值，并根据差值计算衬套和安装孔需要调整的方向和调整量，并在衬套上标记用于标记调整方向和调整量的调整刻线、在起落架安装耳片上标记用于标记衬套调整方向的调整刻线；

S4）将起落架安装耳片中的衬套取出，将衬套在精镗床上进行可靠固定，根据步骤S3的标记修配调整衬套；

S5）将调整好的衬套从精镗床上取下，重新安装到起落架安装耳片上，注意衬套上调整刻线需与起落架安装耳片上刻线对齐，保证衬套在起落架安装耳片上安装的周向位置不变；恢复前轮操纵机电作动器齿轮罩安装，恢复前轮操纵机电作动器安装。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明所提供的一种提高前轮转弯系统传动精度的方法将衬套引入起落架安装耳片中，通过调整衬套形成偏心衬套来调整提高作动器安装精度，提高前轮转弯系统传动精度，具有实用性强，操作方便，效率高的特点。

（2）本发明所提供的一种提高前轮转弯系统传动精度的方法衬套的公差设计，提出小间隙配合外孔和带有修配余量的配合内孔。

（3）本发明所提供的一种提高前轮转弯系统传动精度的方法可用于弥补设计阶段中各项配合公差设计不合理带来的误差较大问题，对精度提高有显著作用。

附图说明

图1为前轮操纵系统原理图；

图2为齿轮副侧隙示意图；

图3为前轮操纵机电作动器安装示意图；

图4起落架安装耳片的安装孔扩孔及衬套安装示意图；

其中：1—前轮操纵机电作动器，11—末端齿轮副，12—作动器安装轴，2—前起落架，21—起落架安装耳片，3—衬套，4—电机，5—直齿轮，6—行星齿轮，7—反馈传感器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，所述前轮操纵机电作动器1通过电机4驱动，电机4与前轮操纵电机4作动器之间采用直齿轮5进行减速，所述前轮操纵机电作动器1采用多级行星齿轮6进行传动。所述前轮操纵机电作动器1与前起落架2之间通过起落架安装耳片21和作动器安装轴12连接，并通过相互啮合的末端减速机构进行减速。

对前轮转弯系统执行机构误差进行分析，一方面，通过电机4连接的直齿轮5向前轮操作机电作动器传动输入，其误差会经过前轮操作机电作动器中的多级设置的行星齿轮6缩小，最终传递到前起落架2的误差较小；而最后一级的行星齿轮6也叫末端齿轮副11将误差直接传递到前起落架2。另一方面，前轮转弯系统通过反馈传感器7反馈的信号实现对整个系统的闭环控制，因而反馈传感器7后面的传动机构会对转弯系统有较大影响，通常传感器安装在作动器中末端传动机构之前。

由此可见，整个传动机构误差主要取决于最后一级减速机构误差。最后一级减速机构误差由多种因素造成，如前轮操纵机电作动器1安装误差、齿轮加工制造误差及齿轮装配误差等因素造成齿轮侧隙过大或过小，不仅导致精度问题，还会导致齿轮冲击、磨损、装配、平稳性等问题。齿轮副侧隙过大将影响前轮操纵系统精度；齿轮冲击增大，噪声增大，同时影响使用寿命和传动平稳性。 齿轮副侧隙过小可能造成齿轮卡死，导致前轮操纵系统失效；加速齿轮齿面磨损；装配困难。

如图2~图4所示，一种提高前轮转弯系统传动精度的方法，包括以下步骤：

S1）对起落架安装耳片21的安装孔进行扩孔，在扩孔后的起落架安装耳片21的安装孔中压入衬套3，所述衬套3的外径与起落架安装耳片21孔径一致，所述衬套3的内径小于前轮操纵机电作动器1的安装轴的外径；

S2）将前轮操纵机电作动器1齿轮罩拆掉，并将其安装在起落架上，保证最后一级齿轮传动有效啮合；用塞尺末端齿轮副11的侧隙，得到末端齿轮副11与前起落架2啮合处的实际侧隙；

S3）根据步骤S2）中测量得到的末端齿轮副11与前起落架2啮合处的实际侧隙，计算实际侧隙与需要达到的末端齿轮副11与前起落架2的标准侧隙的差值，并根据差值计算衬套3和安装孔需要调整的方向和调整量，并在衬套3上标记用于标记调整方向和调整量的调整刻线、在起落架安装耳片21上标记用于标记衬套3调整方向的调整刻线；

S4）将起落架安装耳片21中的衬套3取出，将衬套3在精镗床上进行可靠固定，根据步骤S3的标记修配调整衬套3；

S5）将调整好的衬套3从精镗床上取下，重新安装到起落架安装耳片21上，注意衬套3上调整刻线需与起落架安装耳片21上刻线对齐，保证衬套3在起落架安装耳片21上安装的周向位置不变；恢复前轮操纵机电作动器1齿轮罩安装，恢复前轮操纵机电作动器1安装。

所述末端齿轮副11和前起落架2均设置有齿轮，所述末端齿轮副11的齿轮与前起落架2的齿轮啮合传动的转角为0~α°，所述转角为1/2*α°处对应的两个齿轮上的轮齿均为中间轮齿，所述实际侧隙为两个中间轮齿之间的侧隙；所述0<α<5。

考虑到前轮转弯在飞控指令下转弯通常为小角度转弯（一般5°以内），因此在测量末端齿轮副与前起落架啮合处的轮齿的侧隙时，测量末端齿轮副与前起落架啮合处的两个中间轮齿的侧隙可以保证测量值可靠和计算衬套调整量。

在测量所述末端齿轮副11与前起落架2啮合处的实际侧隙时，保持两个中间轮齿的一侧贴合，测量中间轮齿的另一侧的最大间隙值。

考虑衬套3不可通过锤击等暴力方式压入起落架耳片，这会造成起落架孔发生塑性变形，影响精度；还需要考虑衬套3内孔要留有一定修整量，用以调整精度。

所述衬套3的公差设计，衬套3外径采用与安装孔的孔径小间隙配合，所述衬套3的内径带有一定的修配余量，用于为实际侧隙测量后的衬套3内径的修配调整，使调整后的衬套3与前轮操纵机电作动器1的安装轴的外径小间歇配合。所述衬套3经过修配调整后成为高精度的偏心衬套3，达到调整末端齿轮副11与前起落架啮合处的侧隙、提高传动精度的目的。

应用例

如图4所示，在某型无人机前轮转弯系统中，要求系统角度误差不超过0.5°。前起落架安装耳片2最初状态为自由公差，作动器安装耳片孔的公差为h7，经计算由此引起的末端减速机构中心距误差为0.6mm左右，由此引起的传动机构角度误差为0.16°，加上反馈传感器7误差0.1度和控制精度0.3度，总误差将大于0.5°，不满足精度要求。通过在起落架安装耳片21中压入衬套3，通过精确计算确定调整量并修配衬套3，调整了末端齿轮副11的中心距，从而调整了末端齿轮副与前起落架2啮合处的侧隙，最终提高前轮转弯系统传动精度，满足整个系统0.5°以内角度误差要求。以本专利的方法为指导，在某型无人机前轮转弯系统中已经成功运用，验证了通过合理地调整衬套3可控制输出级齿轮误差，弥补前期设计中累积公差偏大造成误差较大的问题，最终提高前轮转弯系统精度和运行平稳性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种提高前轮转弯系统传动精度的方法，用于提高前轮操纵机电作动器（1）与前起落架（2）之间的传动精度，其特征在于：测量前轮操纵机电作动器（1）的末端齿轮副（11）与前起落架（2）啮合处的实际侧隙，并在起落架安装耳片（21）上压入与起落架安装耳片（21）的安装孔孔径一致的衬套（3）；根据前轮操纵机电作动器（1）的末端齿轮副（11）与前起落架（2）啮合处的实际侧隙和末端齿轮副（11）与前起落架（2）啮合处需要达到的标准侧隙的差值对衬套（3）进行标记，并根据标记修配调整衬套（3）的内孔的形状，将修配调整后的衬套（3）压入的所述衬套（3）的起落架安装耳片（21）中。

2.根据权利要求1所述的一种提高前轮转弯系统传动精度的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1）在起落架安装耳片（21）的安装孔中压入衬套（3）；

S2）测量末端齿轮副（11）与前起落架（2）啮合处实际的侧隙，得到末端齿轮副（11）的实际侧隙；

S3）根据步骤S2）中测量得到的末端齿轮副（11）与前起落架（2）啮合处的实际侧隙，计算实际侧隙和需要达到的末端齿轮副（11）与前起落架（2）啮合处的标准侧隙的差值，根据差值计算衬套（3）和安装孔需要调整的方向和调整量，并在衬套（3）上标记用于标记调整方向和调整量的调整刻线、在起落架安装耳片（21）上标记用于标记衬套（3）调整方向的调整刻线；

S4）根据步骤S3）的标记，对衬套（3）进行修配调整；

S5）将调整好的衬套（3）重新安装在起落架安装耳片（21）的安装孔内，使衬套（3）上的调整刻线与起落架安装耳片（21）上的调账刻线对齐。

3.根据权利要求2所述的一种提高前轮转弯系统传动精度的方法，其特征在于：所述步骤S1）具体是指对起落架安装耳片（21）的安装孔进行扩孔后压入衬套（3），所述安装孔扩孔后的孔径与衬套（3）外径间隙配合。

4.根据权利要求2所述的一种提高前轮转弯系统传动精度的方法，其特征在于：所述步骤S4）中修配调整前的所述衬套（3）的内径小于前轮操纵机电作动器（1）的安装轴的外径，修配调整后的所述衬套（3）的内径与前轮操纵机电作动器（1）的安装轴的外径间隙配合。

5.根据权利要求1~4任一项所述的一种提高前轮转弯系统传动精度的方法，其特征在于：所述末端齿轮副（11）和前起落架（2）均设置有齿轮，所述末端齿轮副（11）的齿轮与前起落架（2）的齿轮啮合传动的转角为0~α°，所述转角为1/2*α°处对应的两个齿轮上的轮齿均为中间轮齿，所述实际侧隙为两个中间轮齿之间的侧隙；所述0<α<5。

6.根据权利要求5所述的一种提高前轮转弯系统传动精度的方法，其特征在于：在测量所述末端齿轮副（11）与前起落架（2）啮合处的实际侧隙时，保持两个中间轮齿的一侧贴合，测量中间轮齿的另一侧的最大间隙值。

7.根据权利要求1~4任一项所述的一种提高前轮转弯系统传动精度的方法，其特征在于：所述衬套（3）的内孔修配调整采用精镗床。

8.根据权利要求1~4任一项所述的一种提高前轮转弯系统传动精度的方法，其特征在于：所述末端齿轮副（11）与前起落架（2）啮合处的实际侧隙采用塞尺测量。