CN109533321A - 一种十字铰式自动倾斜器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种十字铰式自动倾斜器，属于直升机旋翼系统设计技术领域。该倾斜器的动环组件(10)与不动环组件(11)轴承连接，在动环组件(10)内设置有呈十字交叉布置的动环中轴(2)与总距轴(5)；动环中轴(2)两端转动连接在所述动环组件(10)的内壁上，总距轴(5)中部与所述动环中轴(2)转动连接；动环中轴(2)被总距轴(5)分割的两部分分别铰接一个变距拉杆组件(7)；变距拉杆组件(7)设置在旋翼轴(9)内，旋翼轴的端部设置有导引槽，总距轴在导引槽内运动以实现总距调整。该自动倾斜器通过两对深沟球轴承代替球铰，通过围绕轴承形成的两个旋转副使动环不动环任意方向倾斜，满足自动倾斜器功能需求。

Description

一种十字铰式自动倾斜器

技术领域

本发明属于直升机旋翼系统设计技术领域，特别涉及一种十字铰式自动倾斜器。

背景技术

自动倾斜器作为直升机旋翼系统极其重要的部分，主要是将来自舵机的总距和周期变距操纵输入传递给旋翼桨叶，实现桨叶攻角的变化，从而控制旋翼升力的大小和方向，实现直升机的姿态控制。

自动倾斜器的典型结构主要为环式球铰结构，主要由动环组件102、不动环组件104、大轴承103、大球铰组件106、扭力臂组件107、防扭臂组件105、变距拉杆组件101等组成，如图2。自动倾斜器大球饺组件106可以沿固定在主减上端的导筒上下滑动，即实现旋翼的总距操纵；通过绕大球饺组件106的倾转实现旋翼的周期变距操纵。显然，大球铰组件106运动形式和受载工况比较复杂，既有沿旋翼轴轴向的滑动，同时又有大球饺组件自身球座沿球体外圆的倾转运动，同时承受径向的压力。且大球饺组件可靠性主要由其内部自润滑衬垫所决定，比较局限于自润滑衬垫的加工工艺和制造工艺水平。综合考虑直升机构型设计，若选用轴内操纵自动倾斜器时，往往动环不动环组件需要布置在主减下方，这样若选用球铰式自动倾斜器就必然会导致旋翼轴尺寸增加，导致主减和自动倾斜器重量增加，对于中小型轴内操纵直升机代价比较大。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种十字铰式自动倾斜器，包括包括动环组件、不动环组件、驱动所述不动环组件偏转的驱动机构以及变距拉杆组件，直升机旋翼轴穿过所述动环组件，所述动环组件与不动环组件轴承连接，所述十字铰式自动倾斜器还包括设置在所述动环组件内的、且呈十字交叉布置的动环中轴与总距轴；

其中，所述动环中轴两端转动连接在所述动环组件的内壁上，所述总距轴中部与所述动环中轴转动连接；

所述动环中轴被所述总距轴分割的两部分分别铰接一个所述变距拉杆组件；

所述变距拉杆组件设置在所述旋翼轴内，所述旋翼轴的端部设置有导引槽，所述总距轴位于所述导引槽内，并在所述导引槽内运动。

根据本申请的至少一个实施方式，所述总距轴穿过设置在所述动环中轴中间的通孔，并与所述动环中轴通过第一轴承连接。

根据本申请的至少一个实施方式，所述第一轴承为深沟球轴承。

根据本申请的至少一个实施方式，所述动环中轴在所述通孔的两侧各设置有一个凹槽，所述凹槽内设置有转轴，所述转轴转动连接所述变距拉杆组件端部的关节轴承。

根据本申请的至少一个实施方式，所述动环中轴两端通过第二轴承转动连接在所述动环组件的内壁上。

根据本申请的至少一个实施方式，所述第二轴承为深沟球轴承。

根据本申请的至少一个实施方式，所述驱动机构包括沿所述不动环组件周向布置的至少三个操纵杆。

根据本申请的至少一个实施方式，所述总距轴套接有滑块，通过滑块滑动设置在所述导引槽内。

根据本申请的至少一个实施方式，所述滑块转动套接在所述总距轴的端部轴上。

根据本申请的至少一个实施方式，所述滑块通过轴承套接在所述总距轴的端部轴上。

本申请通过上述十字铰式自动倾斜器可以有效提高自动倾斜器可靠性，克服了传统环式球铰构型自动倾斜器轴内操纵方案复杂的缺点，该型自动倾斜器在轴内操纵方案上有很高的适用性。

附图说明

图1是本申请十字铰式自动倾斜器的一优选实施例的结构示意图。

图2是现有自动倾斜器结构示意图。

图3是本申请十字铰式自动倾斜器的一优选实施例的与旋翼轴连接示意图。

其中，1为动环不动环组件，2为动环中轴，3为第一轴承，4为第二轴承，5为总距轴，6为滑块，7为变距拉杆组件，8为防扭拉杆，9为旋翼轴，10为动环组件，11为不动环组件，91为导引槽；

101为变距拉杆组件，102为动环组件，103为大轴承，104为不动环组件，105为防扭臂组件，106为大球饺组件，107为扭力臂组件。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

本申请提供了一种十字铰式自动倾斜器，如图1及图3所示，包括动环组件10、不动环组件11、驱动所述不动环组件11偏转的驱动机构以及变距拉杆组件7，直升机旋翼轴9穿过所述动环组件10，其特征在于，所述动环组件10与不动环组件11轴承连接，所述十字铰式自动倾斜器还包括设置在所述动环组件10内的、且呈十字交叉布置的动环中轴2与总距轴5；

其中，所述动环中轴2两端转动连接在所述动环组件10的内壁上，所述总距轴5中部与所述动环中轴2转动连接；

所述动环中轴2被所述总距轴5分割的两部分分别铰接一个所述变距拉杆组件7；

所述变距拉杆组件7设置在所述旋翼轴9内，所述旋翼轴9的端部设置有导引槽91，所述总距轴5位于所述导引槽内，并在所述导引槽内运动。

结合现有技术，现将本发明改进点进行说明。

参考图1及图2，本申请与现有技术的都具有动环不动环组件1，动环组件不断的进行旋转以提供旋翼轴转动的转动力，而不动环组件则通过扭力臂组件107等提供倾转力，以实现桨叶攻角的变化，配合不断旋转的旋转轴，该过程称为周期变距操纵；同时在背景技术中通过大球饺组件106可以沿固定在主减上端的导筒上下滑动，即实现旋翼的总距操纵。

而本申请技术方案中，动环组件10与不动环组件11轴承连接，例如滚珠轴承，不再需要大球饺组件，由设置在旋翼轴9内部的变距拉杆组件7来进行变距操纵，具体应用中，参考图1，不动环组件11受操纵杆周期调节，实现倾斜，带动与其轴承连接的动环组件倾斜，由于动环中轴2两端转动连接在所述动环组件10的内壁上，因此，其随着动环组件10的倾转而倾转，又由于两个变距拉杆7是铰接在动环中轴2上沿轴向的不同位置，因此，动环中轴2的倾转会使得两个变距拉杆7端部的高度出现偏差，两根变距拉杆会一高一低，类平行四边形，进而实现两片桨叶桨距的周期性变化。

在本实施例中，参考图3，旋翼轴9底端开设有沿轴向的引导槽91，以引导总距轴5的运动，总距轴5可以是一个螺栓或销轴，其转动连接在动环中轴2上，形成本申请自动倾斜器的十字铰式构型，可以理解的是，由于转动连接的关系，动环中轴2的倾转不会影响总距轴5的偏转，同时也不会影响其高度变化，而在需要进行总距调节时，只需要驱动不动环组件11沿旋翼轴9的上下运动即可，这完全可以通过现有技术中的操纵杆来实现。

在一些可选的实施方式中，所述总距轴5穿过设置在所述动环中轴2中间的通孔，并与所述动环中轴2通过第一轴承3连接。

在一些可选的实施方式中，所述第一轴承3为深沟球轴承。

在一些可选的实施方式中，所述动环中轴2在所述通孔的两侧各设置有一个凹槽，所述凹槽内设置有转轴，所述转轴转动连接所述变距拉杆组件7端部的关节轴承。

在一些可选的实施方式中，所述动环中轴2两端通过第二轴承4转动连接在所述动环组件10的内壁上。

在一些可选的实施方式中，所述第二轴承4为深沟球轴承。

上述实施方式中，第一轴承3及第二轴承4特别适合使用深沟球轴承，其具有摩擦阻力小，转速高，能用于承受径向负荷或径向和轴向同时作用的联合负荷的结构件上。

在一些可选的实施方式中，所述驱动机构包括沿所述不动环组件11周向布置的至少三个操纵杆。

在一些可选的实施方式中，所述总距轴5套接有滑块6，通过滑块6滑动设置在所述导引槽91内。通过滑块6有效减轻了总距轴5的损耗，同时，对滑块6进行适配所述引导槽91的加工，能够减少滑动摩擦力，便于进行自动倾斜器的上下调整。

在一些可选的实施方式中，所述滑块6转动套接在所述总距轴5的端部轴上。

在一些可选的实施方式中，所述滑块6通过轴承套接在所述总距轴5的端部轴上。

本申请十字铰式自动倾斜器通过两对深沟球轴承承载，可靠性较球铰高，同时通过动环布置在内、十字铰与旋翼轴滑块连接，使得结构紧凑，空间占用少，重量轻等。

本发明的关键点是：

1)设计了两对深沟球轴承的组成的十字铰；

2)设计了十字铰与旋翼轴的滑块连接。

本申请适用于轴内操纵的新型十字铰式自动倾斜器结构设计巧妙、功能体现明显等特点，在实用过程中可以有效提高自动倾斜器可靠性，克服了传统环式球铰构型自动倾斜器轴内操纵方案复杂的缺点，该型自动倾斜器在轴内操纵方案上有很高的适用性。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种十字铰式自动倾斜器，包括动环组件(10)、不动环组件(11)、驱动所述不动环组件(11)偏转的驱动机构以及变距拉杆组件(7)，直升机旋翼轴(9)穿过所述动环组件(10)，其特征在于，所述动环组件(10)与不动环组件(11)轴承连接，所述十字铰式自动倾斜器还包括设置在所述动环组件(10)内的、且呈十字交叉布置的动环中轴(2)与总距轴(5)；

其中，所述动环中轴(2)两端转动连接在所述动环组件(10)的内壁上，所述总距轴(5)中部与所述动环中轴(2)转动连接；

所述动环中轴(2)被所述总距轴(5)分割的两部分分别铰接一个所述变距拉杆组件(7)；

所述变距拉杆组件(7)设置在所述旋翼轴(9)内，所述旋翼轴(9)的端部设置有导引槽(91)，所述总距轴(5)位于所述导引槽内，并在所述导引槽内运动。

2.如权利要求1所述的十字铰式自动倾斜器，其特征在于，所述总距轴(5)穿过设置在所述动环中轴(2)中间的通孔，并与所述动环中轴(2)通过第一轴承(3)连接。

3.如权利要求2所述的十字铰式自动倾斜器，其特征在于，所述第一轴承(3)为深沟球轴承。

4.如权利要求2所述的十字铰式自动倾斜器，其特征在于，所述动环中轴(2)在所述通孔的两侧各设置有一个凹槽，所述凹槽内设置有转轴，所述转轴转动连接所述变距拉杆组件(7)端部的关节轴承。

5.如权利要求1所述的十字铰式自动倾斜器，其特征在于，所述动环中轴(2)两端通过第二轴承(4)转动连接在所述动环组件(10)的内壁上。

6.如权利要求5所述的十字铰式自动倾斜器，其特征在于，所述第二轴承(4)为深沟球轴承。

7.如权利要求1所述的十字铰式自动倾斜器，其特征在于，所述驱动机构包括沿所述不动环组件(11)周向布置的至少三个操纵杆。

8.如权利要求1所述的十字铰式自动倾斜器，其特征在于，所述总距轴(5)套接有滑块(6)，通过滑块(6)滑动设置在所述导引槽(91)内。

9.如权利要求8所述的十字铰式自动倾斜器，其特征在于，所述滑块(6)转动套接在所述总距轴(5)的端部轴上。

10.如权利要求9所述的十字铰式自动倾斜器，其特征在于，所述滑块(6)通过轴承套接在所述总距轴(5)的端部轴上。