CN112478135B - 一种螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构 - Google Patents

Abstract

一种螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，在压块10的压紧下桨叶3通过锥形套块11沿轴向与桨根轴2进行固定拉紧自锁并一起传递扭矩，桨根轴2通过可转动端面支承件一4和可转动端面支承件二5分别对桨叶3的轴向受力和径向受力进行支承和传递，并与桨毂1连接且相对桨毂1进行旋转运动，在垫块7和锁紧件8的轴向拉紧下将桨根轴2、可转动端面支承件和桨毂1的轴向位置固定，并内置密封圈6和密封胶12对桨毂1内腔进行密封处理，在配平块9的离心配平下能减低因重心偏离桨叶3自转轴线产生的离心力矩等对桨叶3的作用，最终满足桨叶3能内插入桨毂1进行安装固定。

Description

一种螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构

技术领域

本发明属于航空设备技术领域，尤其涉及一种螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构。

背景技术

螺旋桨是中低速飞机的一个重要组成部分，并随着技术的发展，变距螺旋桨已逐渐替代传统的定距螺旋桨在航空市场上大量应用。目前，市场上大部分螺旋桨的桨柄与桨叶全部采用碳纤维复合材料结构，虽然强度很大，但螺旋桨在飞行变距过程中桨柄与桨毂相对转动依靠反复挤压摩擦实现，很容易对复合材料造成磨损，进而造成旋转配合处的精度下降引起振动，由于螺旋桨旋转过程中的气动力和离心力很大，振动和应力集中很容易导致螺旋桨系统的使用寿命降低并造成安全事故。此外，市场上的桨毂目前主要有两种形式，一种是整体式的，一种是两半合盖式的，后一种因在实际复杂工况下桨毂内部很容易进砂石、水汽等往往寿命很短，经常在变距时卡滞无法实现角度调整，而前一种桨叶与桨毂的安装，主要通过在桨叶根部设置法兰与桨毂从外部压紧的方式进行固定，对压紧的工艺要求比较高，且桨根轴处尺寸比较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，能够避免复合材料桨叶与桨毂直接相对摩擦运动，且采用桨叶插入桨毂楔块拉紧固定的方式，提高了螺旋桨的桨柄强度，进而保证了使用的安全可靠性。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，包括桨毂、桨根轴、桨叶、可转动端面支承件、垫块、锁紧件、配平块、压块、锥形套块、密封胶；

在压块的压紧下桨叶通过锥形套块沿轴向与桨根轴的内腔固定拉紧自锁；桨毂套装在桨根轴上；可转动端面支承件位于桨毂和桨根轴之间，使桨根轴和桨叶相对于桨毂可转动，且通过可转动端面支承件、锁紧件、垫块使桨毂和桨根轴之间的位置相对固定，其中垫块位于锁紧件和桨毂之间，通过调节垫块的厚度，使锁紧件产生预紧力；利用密封圈和密封胶对桨毂的内腔进行密封；

配平块位于桨根轴上用于为桨叶进行离心配平。

上述螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，优选的，可转动端面支承件包括可转动端面支承件一、可转动端面支承件二，其中可转动端面支承件二更靠近配平块；桨毂和桨根轴在可转动端面支承件一的安装位置处均有内凹槽，可转动端面支承件一安装在桨毂和桨根轴之间后，被毂和桨根轴的内凹槽卡住。

上述螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，优选的，桨根轴的最大直径不大于桨毂与桨根轴套合的桨毂内腔的最小直径，使桨叶随桨根轴能够一起沿轴线方向套合在桨毂的内腔中。

上述螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，优选的，桨叶的叶根部包括限位端头和颈部，限位端头直径不大于桨根轴的锥面小径，使桨叶能够沿其旋转轴线方向套合在桨根轴的内腔中。

上述螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，优选的，锥形套块的内腔中部与桨叶的叶根部的颈部贴合，锥形套块的外锥面与桨根轴的内锥面贴合并能自锁固定。

上述螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，优选的，所述密封圈为内置密封圈，位于桨毂或桨根轴设置的密封槽内。

上述螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，优选的，配平块的重量和重心位置根据桨叶的重心位置和重量相对桨叶自转轴线匹配确定。

上述螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，优选的，垫块采用高刚性自润滑材质制成。

上述螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，优选的，在桨根轴和桨叶之间，且在锥形套块的两端采用密封胶进行密封。

上述螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，优选的，当锥形套块与桨叶的叶根部的材料相同时，锥形套块与桨叶的叶根部为一整体。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

1、通过设计锥形套块，借助桨叶离心力将桨叶与桨根轴进行拉紧自锁，避免了桨叶与桨毂直接相对转动变距，提高了桨叶根部的强度和使用寿命。

2、通过设计两个可转动端面支承件分别对桨叶的轴向和径向进行支承和传递，能实现桨根轴和桨叶插入桨毂并进行套合安装，保证了桨毂的密封性和旋转精度。

3、通过设计配平块，在螺旋桨旋转的离心配平下能减低因重心偏离桨叶自转轴线产生的离心力矩等对桨叶的作用，减小了旋转过程中的振动等影响。

4、本发明中，桨叶叶根部材料和锥形套块材料相同时，锥形套块可与桨叶叶根部结合为一体，桨叶能随桨根轴一起插入桨毂，并嵌入可转动端面支撑件进行定位并承受桨叶所受离心力，从而实现桨叶插入桨毂并用锥形套块和可转动端面支承件拉紧固定的连接方式，能有效提高桨叶与桨毂连接的安全可靠性。

附图说明

图1为本发明提出的一种螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构示意图(局部剖视图)。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。

一种螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，包括桨毂1、桨根轴2、桨叶3、可转动端面支承件、垫块7、锁紧件8、配平块9、压块10、锥形套块11、密封胶12；

在压块10的压紧下桨叶3通过锥形套块11沿轴向与桨根轴2的内腔固定拉紧自锁；桨毂1套装在桨根轴2上；可转动端面支承件位于桨毂1和桨根轴2之间，使桨根轴2和桨叶3相对于桨毂1可转动，且通过可转动端面支承件、锁紧件8、垫块7使桨毂1和桨根轴2之间的位置相对固定，其中垫块7位于锁紧件8和桨毂1之间，通过调节垫块7的厚度，使锁紧件8产生预紧力；利用密封圈和密封胶12对桨毂1的内腔进行密封；

配平块9位于桨根轴2上用于为桨叶3进行离心配平。

作为本发明的一种优选方案，可转动端面支承件包括可转动端面支承件一4、可转动端面支承件二5，其中可转动端面支承件二5更靠近配平块9；桨毂1和桨根轴2在可转动端面支承件一4的安装位置处均有内凹槽，可转动端面支承件一4安装在桨毂1和桨根轴2之间后，被毂1和桨根轴2的内凹槽卡住。

作为本发明的一种优选方案，桨根轴2的最大直径不大于桨毂1与桨根轴2套合的桨毂1内腔的最小直径，使桨叶3随桨根轴2能够一起沿轴线方向套合在桨毂1的内腔中。

作为本发明的一种优选方案，桨叶3的叶根部包括限位端头和颈部，限位端头直径不大于桨根轴2的锥面小径，使桨叶3能够沿其旋转轴线方向套合在桨根轴2的内腔中。

作为本发明的一种优选方案，锥形套块11的内腔中部与桨叶3的叶根部的颈部贴合，锥形套块11的外锥面与桨根轴2的内锥面贴合并能自锁固定。

作为本发明的一种优选方案，所述密封圈为内置密封圈6，位于桨毂1或桨根轴2设置的密封槽内。

作为本发明的一种优选方案，配平块9的重量和重心位置根据桨叶3的重心位置和重量相对桨叶3自转轴线匹配确定。

作为本发明的一种优选方案，垫块7采用高刚性自润滑材质制成。

作为本发明的一种优选方案，在桨根轴2和桨叶3之间，且在锥形套块11的两端采用密封胶12进行密封。

作为本发明的一种优选方案，当锥形套块11与桨叶3的叶根部的材料相同时，锥形套块11与桨叶3的叶根部为一整体。

更具体的：

一种螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，如图1所示，包括桨毂1、桨根轴2、桨叶3、可转动端面支承件一4、可转动端面支承件二5、内置密封圈6、垫块7、锁紧件8、配平块9、压块10、锥形套块11。在压块10的压紧下桨叶3通过锥形套块11沿轴向与桨根轴2进行固定拉紧自锁并一起传递扭矩，桨根轴2通过可转动端面支承件一4和可转动端面支承件二5分别对桨叶3的轴向受力和径向受力进行支承和传递，并与桨毂1连接且相对桨毂1进行旋转运动，在垫块7和锁紧件8的轴向拉紧下将桨根轴2、可转动端面支承件和桨毂1的轴向位置固定，并内置密封圈6和密封胶12对桨毂1内腔进行密封处理，在配平块9的离心配平下能减低因桨叶3重心偏离桨叶3自转轴线产生的离心力矩等对桨叶3的作用，进而减小螺旋桨旋转过程中的振动等影响。

桨叶3叶根部包括限位端头和颈部，限位端头直径不大于桨根轴2的锥面小径，满足桨叶3能够沿其旋转轴线方向套合在桨根轴2内腔中，并通过锥形套块11将桨叶3和桨根轴2贴合自锁，并在垫块10的压紧下和螺旋桨旋转下桨叶离心力的拉紧作用下能够保证两者无相对运动，且一起传递扭矩和承力。其中，锥形套块11内圈与桨叶3叶根颈部贴合，外锥面与桨根轴2的内锥面贴合并能自锁固定，锥形套块11可以是整体的，也可以是分瓣的。

桨根轴2最大直径不大于桨毂1与桨根轴2套合的内腔的最小直径，满足桨叶3随桨根轴2一起沿轴线方向套合在桨毂1内腔中。密封圈6置于桨毂1或桨根轴2设置的密封槽内，其数量不限。通过可转动端面支承件一4和可转动端面支承件二5分别对桨叶3的轴向和径向进行支承和传递，能实现桨根轴和桨叶插入桨毂并进行套合安装，并将密封圈6置于桨毂1或桨根轴2设置的密封槽内，保证了桨毂的密封性和旋转精度。

配平块9，其重量和重心位置随桨叶3的重心位置和重量相对桨叶3自转轴线而匹配，并与桨根轴2固定。垫块7厚度根据桨根轴2在桨叶3自转轴线方向的定位松紧而进行调节，优选高刚性自润滑材质(POM材料或者PEEK材料)。桨叶3叶根部材料和锥形套块11材料相同时，锥形套块11可与桨叶3叶根部结合为一体，桨叶3能随桨根轴2一起插入桨毂1，并嵌入可转动端面支撑件4进行定位并承受桨叶3所受离心力，从而实现桨叶3插入桨毂1并用锥形套块11和可转动端面支承件一4拉紧固定的连接方式，能有效提高桨叶3与桨毂1连接的安全可靠性。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，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、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，其特征在于，包括桨毂(1)、桨根轴(2)、桨叶(3)、可转动端面支承件、垫块(7)、锁紧件(8)、配平块(9)、压块(10)、锥形套块(11)、密封胶(12)；

在压块(10)的压紧下桨叶(3)通过锥形套块(11)沿轴向与桨根轴(2)的内腔固定拉紧自锁；桨毂(1)套装在桨根轴(2)上；可转动端面支承件位于桨毂(1)和桨根轴(2)之间，使桨根轴(2)和桨叶(3)相对于桨毂(1)可转动，且通过可转动端面支承件、锁紧件(8)、垫块(7)使桨毂(1)和桨根轴(2)之间的位置相对固定，其中垫块(7)位于锁紧件(8)和桨毂(1)之间，通过调节垫块(7)的厚度，使锁紧件(8)产生预紧力；利用密封圈和密封胶(12)对桨毂(1)的内腔进行密封；

配平块(9)位于桨根轴(2)上用于为桨叶(3)进行离心配平；

可转动端面支承件包括可转动端面支承件一(4)、可转动端面支承件二(5)，其中可转动端面支承件二(5)更靠近配平块(9)；桨毂(1)和桨根轴(2)在可转动端面支承件一(4)的安装位置处均有内凹槽，可转动端面支承件一(4)安装在桨毂(1)和桨根轴(2)之间后，被桨毂(1)和桨根轴(2)的内凹槽卡住。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，其特征在于，桨根轴(2)的最大直径不大于桨毂(1)与桨根轴(2)套合的桨毂(1)内腔的最小直径，使桨叶(3)随桨根轴(2)能够一起沿轴线方向套合在桨毂(1)的内腔中。

3.根据权利要求1所述的一种螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，其特征在于，桨叶(3)的叶根部包括限位端头和颈部，限位端头直径不大于桨根轴(2)的锥面小径，使桨叶(3)能够沿其旋转轴线方向套合在桨根轴(2)的内腔中。

4.根据权利要求3所述的一种螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，其特征在于，锥形套块(11)的内腔中部与桨叶(3)的叶根部的颈部贴合，锥形套块(11)的外锥面与桨根轴(2)的内锥面贴合并能自锁固定。

5.根据权利要求1所述的一种螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，其特征在于，所述密封圈为内置密封圈(6)，位于桨毂(1)或桨根轴(2)设置的密封槽内。

6.根据权利要求1所述的一种螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，其特征在于，配平块(9)的重量和重心位置根据桨叶(3)的重心位置和重量相对桨叶(3)自转轴线匹配确定。

7.根据权利要求1所述的一种螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，其特征在于，垫块(7)采用高刚性自润滑材质制成。

8.根据权利要求1所述的一种螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，其特征在于，在桨根轴(2)和桨叶(3)之间，且在锥形套块(11)的两端采用密封胶(12)进行密封。

9.根据权利要求3所述的一种螺旋桨桨叶与变距装置的连接结构，其特征在于，当锥形套块(11)与桨叶(3)的叶根部的材料相同时，锥形套块(11)与桨叶(3)的叶根部为一整体。

Images