CN109835489B - 一种用于航空的冷备份加油开关电动传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于航空的冷备份加油开关电动传动机构，采用双机备份的方案，正常工况下，只有一个电机工作，进而驱动负载，一旦电机发生故障，另一个电机便立即启动进行工作；进而保证系统工作的稳定性和可靠性。

Description

一种用于航空的冷备份加油开关电动传动机构

技术领域

本发明涉及齿轮传动技术领域，具体是一种用于航空的冷备份加油开关电动传动机构。

背景技术

加油开关是为加油平台的燃油系统配套研制，其包括由燃油通道和通气通道两条通道。加油开关安装在主燃油管道上，通气通道将燃油通道出口的燃油管路连通大气，当控制系统发出开启信号时，加油开关关闭通气通道后再开启燃油通道，并输出开启信号给控制系统；当控制系统发出关闭信号时，加油开关关闭燃油通道后再开启通气通道，并输出关闭信号给控制系统。

在航空、化工、制药和交通等许多场合，要求系统有很高的稳定性和可靠性，并保证系统在出现故障时还能够继续工作，控制系统继续运行。为此，设计中常常使用冗余系统，即当一套设备出现故障时，系统立即自动切换到备用设备。为了确保加油开关能够按照任务要求准确地打开和关闭，对加油开关电功机构的功能提出了双余度的设计要求。

对于航空这种特殊的应用场合，要求加油开关在满足冗余备份、大传动比的同时，又要满足重量轻和体积小的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于航空的冷备份加油开关电动传动机构，其特征在于:

包括安装在壳体内的第一电机、第二电机、中心杆、差速器、锥齿轮III、锥齿轮IV、输出轮系、中心轴、输出轴和微动开关。

所述第一电机和第二电机的输出轴相互平行地布置在锥齿轮IV的两侧。

所述第一电机的转轴上具有齿轮I，齿轮I通过齿轮II带动蜗杆I旋转。

所述第二电机的转轴上具有齿轮III，齿轮III通过齿轮IV带动蜗杆II旋转。

所述蜗杆I被轴承I和轴承II支撑在锥齿轮IV的一侧，所述蜗杆II被轴承III和轴承IV支撑在锥齿轮IV的另一侧。所述中心杆被轴承V和轴承VI支撑在锥齿轮IV的上方。

所述中心杆一端固定安装蜗轮I、另一端通过圆柱销固定安装差速器的锥齿轮I。所述蜗轮I与蜗杆I配合。所述蜗轮II与蜗杆II配合。

所述差速器包括行星锥齿轮I、行星锥齿轮II、锥齿轮I、锥齿轮II。所述锥齿轮I和锥齿轮II相对，且处于轴线I上。所述行星锥齿轮I和行星锥齿轮II相对，且处于轴线II上。轴线I和轴线II交叉且相互垂直。

所述行星锥齿轮I与锥齿轮I和锥齿轮II啮合。行星锥齿轮II与锥齿轮I和锥齿轮II啮合。所述锥齿轮I和锥齿轮II均可单独作为输入源驱动锥齿轮III旋转。

所述锥齿轮III位于锥齿轮IV上方，二者相互啮合，二者的转轴相互垂直。

所述锥齿轮IV安装在输出轴上。所述输出轴上端通过圆柱销连接中心轴。所述中心轴的侧面具有凸轮II和凸轮II。

当锥齿轮IV旋转时，输出轴驱动中心轴转动。所述输出轮系的输出轴上安装有凸轮III。

所述壳体内安装了至少四个微动开关，一共上下两组。这四个微动开关分别由凸轮II、凸轮II和凸轮III触动。

进一步，所述齿轮II和齿轮IV安装处均设置了过载保护系统。过载保护系统使得齿轮II和齿轮IV在过载时打滑。

进一步，所述内套筒的底面具有限位凸块I。所述限位凸块I位于锥齿轮IV上方。所述锥齿轮IV上表面具有限位凸块II。所述输出轴上安装了限位拨片。所述限位拨片的中心孔嵌套在输出轴上的橡胶垫圈外。

进一步，输出轮系包括若干相互啮合的齿轮。

进一步，所述行星锥齿轮I、行星锥齿轮II、锥齿轮I和锥齿轮II之间设置防退块。

所述防退块包括矩形块、上通轴、下通轴。

上通轴和下通轴分别位于所述矩形块上下两端。所述上通轴安装行星锥齿轮I。所述下通轴上安装行星锥齿轮II。所述锥齿轮III的一侧的安装支架具有两个，分别连接上通轴和下通轴的端头。即所述锥齿轮III包括轮齿部分和安装支架，所述安装支架是锥齿轮III侧边的两个凸台。该凸台钻有圆孔。所述锥齿轮III通过销钉穿过凸台上的圆孔并插入上通轴和下通轴端头孔中，实现差速器到锥齿轮III的传动。

所述矩形块中央具有通孔I。所述通孔I的轴线与上通轴的轴线垂直相交。所述上通轴和下通轴同轴。

所述锥齿轮I和锥齿轮II分别安装在通孔I的两端。所述锥齿轮I、锥齿轮II和通孔I同轴。所述中心杆穿过齿轮I、锥齿轮II和通孔I。

进一步，所述中心轴的侧面具有供中心杆穿过的通孔II。所述中心杆穿过通孔II后，中心轴至少能够转动90°。

本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明具有以下优点：

1)本发明中的加油开关采用双机备份的方案，正常工况下，只有一个电机工作，进而驱动负载，一旦电机发生故障，另一个电机便立即启动进行工作；进而保证系统工作的稳定性和可靠性；

2)本发明的加油开关传动效率高，在输出转速一定的条件下，可以极大地减小输入功率，进而可以选择小功率电机，由此可以进一步地缩减加油开关的体积和重量，更好地满足航空对体积、重量和效率的高要求；

3)进一步，本发明的加油开关设计有机械限位装置，可以控制输出轴转动角度的范围，并且输出轴上连接的凸轮杆可以指示当前输出轴的转动角度；

4)进一步，本发明的加油开关设计有过载保护装置，在系统发生过载的情况下，可以立即停止传动，对加油开关实现了过载保护作用。

5)本发明的加油开关设计巧妙，结构紧凑。

附图说明

图1为本发明的传动原理示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为本发明的外观结构示意图；

图4为本发明的壳体顶盖结构示意图；

图5为本发明的壳体顶盖的另一个视图；

图6为本发明的轴承端盖结构示意图；

图7为本发明的壳体结构示意图；

图8为本发明的过载保护装置示意图；

图9为本发明的差速器锥齿轮组结构示意图；

图10为本发明的差速器防退块结构示意图；

图11为本发明的小锥齿轮结构示意图；

图12为本发明的大锥齿轮结构示意图；

图13为本发明的输出级结构示意图；

图14为本发明的凸轮结构示意图；

图15为本发明的壳体内套筒结构示意图；

图16本发明的为中心轴结构示意图；

图17为本发明的限位拨片结构示意图；

图18为本发明的限位原理示意图。

图中：壳体(1)、开关插座(101)、压板(102)、刻度(103)、壳体顶盖(104)、轴承端盖(107)、内套筒(109)、限位凸块I(1091)

第一电机(2)、齿轮I(201)、齿轮II(202)、蜗杆Ⅰ(203)、轴承I(2031)、轴承II(2032)、

第二电机(3)、齿轮III(301)、齿轮IV(302)、蜗杆Ⅱ(303)、轴承III(3031)、轴承IV(3032)、

中心杆(4)、轴承V(401)、轴承VI(402)、蜗轮I(403)、蜗轮II(404)、

差速器(5)、行星锥齿轮I(501)、行星锥齿轮II(502)、锥齿轮I(503)、锥齿轮II(504)、防退块(505)、矩形块(5051)、通孔Ⅰ(50)、上通轴(5052)、下通轴(5053)

锥齿轮III(506)、安装支架(5061)

过载保护系统(6)、安装螺栓(601)、螺旋弹簧(602)、摩擦片I(603)、摩擦片II(604)

锥齿轮IV(7)、限位凸块II(701)、

输出轮系(8)、齿轮V(801)、齿轮VI(802)、齿轮VII(803)、齿轮VIII(804)、

中心轴(9)、通孔Ⅱ(90)、上半轴(901)、指示标记(9011)、下半轴(902)、凸轮II(9021)、凸轮II(9022)、

限位拨片(10)、中心孔(1001)、翼片(1002)

凸轮III(11)

微动开关(12)

输出轴(13)、橡胶垫圈(131)。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

一种用于航空的冷备份加油开关电动传动机构，其特征在于:

包括安装在壳体1内的第一电机2、第二电机3、中心杆4、差速器5、锥齿轮III506、锥齿轮IV7、输出轮系8、中心轴9、输出轴13和微动开关12。

所述第一电机2和第二电机3的输出轴相互平行地布置在锥齿轮IV7的两侧。

所述第一电机2的转轴上具有齿轮I201。所述齿轮I201通过齿轮II202带动蜗杆Ⅰ203旋转。

所述第二电机3的转轴上具有齿轮III301。所述齿轮III301通过齿轮IV302带动蜗杆Ⅱ303旋转。

所述蜗杆Ⅰ203被轴承I2031和轴承II2032支撑在锥齿轮IV7的一侧，所述蜗杆Ⅱ303被轴承III3031和轴承IV3032支撑在锥齿轮IV7的另一侧。所述中心杆4被轴承V401和轴承VI402支撑在锥齿轮IV7的上方。

所述中心杆4一端固定安装蜗轮I403、另一端通过圆柱销将差速器5的锥齿轮I503安装固定在其上。所述蜗轮I403与蜗杆Ⅰ203配合。所述蜗轮II404与蜗杆Ⅱ303配合。

所述差速器5包括行星锥齿轮I501、行星锥齿轮II502、锥齿轮I503、锥齿轮II504。所述锥齿轮I503和锥齿轮II504相对，且处于轴线I上。所述行星锥齿轮I501和行星锥齿轮II502相对，且处于轴线II上。轴线I和轴线II交叉且相互垂直。

所述行星锥齿轮I501、行星锥齿轮II502、锥齿轮I503和锥齿轮II504之间设置防退块505。

所述防退块505包括矩形块5051、上通轴5052、下通轴5053。

上通轴5052和下通轴5053分别位于所述矩形块5051上下两端。所述上通轴5052安装行星锥齿轮I501。所述下通轴5053上安装行星锥齿轮II502。所述锥齿轮III506的一侧的安装支架5061具有两个，分别连接上通轴5052和下通轴5053的端头。即所述锥齿轮III506包括轮齿部分和安装支架5061，所述安装支架5061是锥齿轮III506侧边的两个凸台。该凸台钻有圆孔。所述锥齿轮III506通过销钉穿过凸台上的圆孔并插入上通轴5052和下通轴5053端头孔中，实现差速器5到锥齿轮III506的传动。

所述矩形块5051中央具有通孔Ⅰ50。所述通孔Ⅰ50的轴线与上通轴5052的轴线垂直相交。所述上通轴5052和下通轴5053同轴。

所述锥齿轮I503和锥齿轮II504分别安装在通孔Ⅰ50的两端。所述锥齿轮I503、锥齿轮II504和通孔Ⅰ50同轴。所述中心杆4穿过锥齿轮I503、锥齿轮II504和通孔Ⅰ50。

行星锥齿轮I501与锥齿轮I503和锥齿轮II504啮合。行星锥齿轮II502与锥齿轮I503和锥齿轮II504啮合。所述锥齿轮III506由差速器5的行星锥齿轮I501和行星锥齿轮II502共同驱动。所述锥齿轮I503和锥齿轮II504均可单独作为输入源驱动锥齿轮III506旋转。

所述锥齿轮III506位于锥齿轮IV7上方，二者相互啮合，二者的转轴相互垂直。

所述锥齿轮IV7安装在输出轴13上。所述输出轴13上端通过圆柱销连接中心轴9。所述中心轴9的侧面具有凸轮II9021和凸轮II9022。所所述中心轴9的侧面具有供中心杆4穿过的通孔Ⅱ90(通道)；所述中心杆4穿过通孔Ⅱ90后，中心轴9在水平面至少能够转动90°。

当锥齿轮IV7旋转时，输出轴13驱动中心轴9转动。所述输出轮系8的输出轴13上安装有凸轮III12。

所述壳体1内安装了至少四个微动开关，一共上下两组。这四个微动开关12分别由凸轮II9021、凸轮II9022和凸轮III11触动。这些微动开关可以固定于壳体内壁。

锥齿轮IV7上方的两个微动开关12分别由凸轮II9021和凸轮II9022触动。即中心轴9顺时针或逆时针转过90°时，所述凸轮II9021和凸轮II9022凸轮可以触动各自对应的微动开关，微动开关发出信号后，控制系统根据该信号控制加油活动。

锥齿轮IV7下方的两个微动开关12由凸轮III11触动。每当输出轴13顺时针或逆时针转过90°时，所述凸轮III11可以触动微动开关，微动开关发出信号后，控制系统根据该信号控制电机的转向。实施例2：

本实施例的主要结构同实施例1，进一步，所述齿轮II202和齿轮IV302安装处均设置了过载保护系统6。过载保护系统6使得齿轮II202和齿轮IV302在过载时打滑。实施例中，过载保护系统6包括安装螺栓601、螺旋弹簧602、摩擦片I603和摩擦片II604。当发生过载时，所述弹簧的压力提供的摩擦力矩将不足以驱动蜗杆转动，此时，所述输入齿轮(齿轮II202或齿轮IV302)开始打滑。

实施例3：

本实施例的主要结构同实施例1，进一步，所述内套筒109的底面具有限位凸块I1091。所述限位凸块I1091位于锥齿轮IV7的上方。所述锥齿轮IV7上表面具有限位凸块II701。所述限位凸块II701与锥齿轮IV7为一体结构。所述输出轴13上安装了限位拨片10。所述限位拨片10的中心孔1001嵌套在锥齿轮IV7上的橡胶垫圈131外。所述限位拨片10位于锥齿轮IV7的上方。所述中心孔1001两侧是翼片1002。所述限位凸块I1091和限位凸块II701不接触。所述限位凸块I1091随壳体套筒而固定不动。当所述限位拨片10转动到凸块I1091的位置时，所述限位拨片被阻挡而停止转动，此时，锥齿轮7仍然保持转动，直至限位凸块II701转动限位拨片的位置，所述凸块II701被阻挡而停止转动，此时，所述锥齿轮7停止转动，所述输出轴随锥齿轮7的停止而停止。

实施例4：

本实施例的主要结构同实施例1，进一步，输出轮系8包括若干相互啮合的齿轮，即根据设定的传动比，设计了齿轮V801、齿轮VI802、齿轮VII803和齿轮VIII804。齿轮V801和锥齿轮IV7为一体结构，作为输出轮系8的主动齿轮。末级的齿轮VI802作为输出齿轮，VI802和输出轴13为一体结构，带动凸轮III11转动。

Claims (6)

1.一种用于航空的冷备份加油开关电动传动机构，其特征在于:

包括安装在壳体(1)内的第一电机(2)、第二电机(3)、中心杆(4)、差速器(5)、锥齿轮III(506)、锥齿轮IV(7)、输出轮系(8)、中心轴(9)、微动开关(12)和输出轴(13)；

所述第一电机(2)和第二电机(3)的输出轴相互平行地布置在锥齿轮IV(7)的两侧；

所述第一电机(2)的转轴上具有齿轮I(201)，齿轮I(201)通过齿轮II(202)带动蜗杆Ⅰ(203)旋转；

所述第二电机(3)的转轴上具有齿轮III(301)，齿轮III(301)通过齿轮IV(302)带动蜗杆Ⅱ(303)旋转；

所述蜗杆Ⅰ(203)被轴承I(2031)和轴承II(2032)支撑在锥齿轮IV(7)的一侧，所述蜗杆Ⅱ(303)被轴承III(3031)和轴承IV(3032)支撑在锥齿轮IV(7)的另一侧；所述中心杆(4)被轴承V(401)和轴承VI(402)支撑在锥齿轮IV(7)的上方；

所述中心杆(4)一端固定安装蜗轮I(403)、另一端通过圆柱销固定安装差速器(5)的锥齿轮I(503)，差速器(5)的锥齿轮II(504)与蜗轮II(404)固接且两者轴线重合；所述蜗轮I(403)与蜗杆Ⅰ(203)配合；所述蜗轮II(404)与蜗杆Ⅱ(303)配合；

所述差速器(5)包括行星锥齿轮I(501)、行星锥齿轮II(502)、锥齿轮I(503)、锥齿轮II(504)；所述锥齿轮I(503)和锥齿轮II(504)相对，且处于轴线I上；所述行星锥齿轮I(501)和行星锥齿轮II(502)相对，且处于轴线II上；轴线I和轴线II交叉且相互垂直；

所述行星锥齿轮I(501)与锥齿轮I(503)和锥齿轮II(504)啮合；行星锥齿轮II(502)与锥齿轮I(503)和锥齿轮II(504)啮合；所述锥齿轮I(503)和锥齿轮II(504)均可单独作为输入源驱动锥齿轮III(506)旋转；

所述锥齿轮III(506)位于锥齿轮IV(7)上方，二者相互啮合，二者的转轴相互垂直；

所述锥齿轮IV(7)安装在输出轴(13)上；所述输出轴(13)上端通过圆柱销连接中心轴(9)；所述中心轴(9)的侧面具有凸轮II(9021)和凸轮II(9022)；

当锥齿轮IV(7)旋转时，输出轴(13)驱动中心轴(9)转动；所述输出轮系(8)的输出轴(13)上安装有凸轮III(12)；

所述壳体(1)内安装了至少四个微动开关，一共上下两组；这四个微动开关(12)分别由凸轮II(9021)、凸轮II(9022)和凸轮III(11)触动。

2.根据权利要求1所述的一种用于航空的冷备份加油开关电动传动机构，其特征在于：所述齿轮II(202)和齿轮IV(302)安装处均设置了过载保护系统(6)，过载保护系统(6)使得齿轮II(202)和齿轮IV(302)在过载时打滑。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于航空的冷备份加油开关电动传动机构，其特征在于：内套筒(109)底面具有限位凸块I(1091)；所述限位凸块I(1091)位于锥齿轮IV(7)上方；所述锥齿轮IV(7)上表面具有限位凸块II(701)；所述输出轴(13)上安装了限位拨片(10)；所述限位拨片(10)的中心孔(1001)嵌套在输出轴(13)上的橡胶垫圈(131)外。

4.根据权利要求1所述的一种用于航空的冷备份加油开关电动传动机构，其特征在于：输出轮系(8)包括若干相互啮合的齿轮。

5.根据权利要求1所述的一种用于航空的冷备份加油开关电动传动机构，所述行星锥齿轮I(501)、行星锥齿轮II(502)、锥齿轮I(503)和锥齿轮II(504)之间设置防退块(505)；

所述防退块(505)包括矩形块(5051)、上通轴(5052)、下通轴(5053)；

上通轴(5052)和下通轴(5053)分别位于所述矩形块(5051)上下两端；所述上通轴(5052)安装行星锥齿轮I(501)；所述下通轴(5053)上安装行星锥齿轮II(502)；所述锥齿轮III(506)一侧的安装支架(5061)具有两个，分别连接上通轴(5052)和下通轴(5053)的端头；即所述锥齿轮III(506)包括轮齿部分和安装支架(5061)，所述安装支架(5061)是锥齿轮III(506)侧边的两个凸台；该凸台钻有圆孔；采用销钉穿过凸台上的圆孔并插入上通轴(5052)和下通轴(5053)端头孔中，实现差速器(5)到锥齿轮III(506)的传动；

所述矩形块(5051)中央具有通孔Ⅰ(50)；所述通孔Ⅰ(50) 的轴线与上通轴(5052)的轴线垂直相交；所述上通轴(5052)和下通轴(5053)同轴；

所述锥齿轮I(503)和锥齿轮II(504)分别安装在通孔Ⅰ(50)的两端；所述锥齿轮I(503)、锥齿轮II(504)和通孔Ⅰ(50)同轴；所述中心杆(4)穿过锥齿轮I(503)、锥齿轮II(504)和通孔Ⅰ(50)。

6.根据权利要求1所述的一种用于航空的冷备份加油开关电动传动机构，其特征在于：所述中心轴(9)的侧面具有供中心杆(4)穿过的通孔Ⅱ(90)；所述中心杆(4)穿过通孔Ⅱ(90)后，中心轴(9)至少能够转动90°。

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