CN113533085B - 直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置，包括传力组件、拉升组件、剪力载荷加载组件以及轴向载荷加载组件，传力组件向外延伸的输出端用于与目标旋翼轴的输入端传动连接，拉升组件处于传力组件的第一径向位置上用于向传力组件施加拉力以抵消传力组件的自重，剪力载荷加载组件和轴向载荷加载组件均处于传力组件的第二径向位置上，剪力载荷加载组件用于向传力组件施加沿径向方向的剪切力，轴向载荷加载组件用于向传力组件施加沿轴向方向的轴向力。本发明的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置，实现了真实的模拟主减速器实际工作中的载荷状态，在对主减速器进行模拟运转试验时，获取主减速器的真实性能。

Description

直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置
技术领域
本发明涉及直升机主减速器运转实验设备技术领域，特别地，涉及一种直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置。
背景技术
主减速器是直升机传动系统中最重要的部件，将发动机的功率传递给主旋翼、尾传以及各附件，其性能直接影响到直升机的质量。
主减速器的旋翼载荷来源于旋翼轴，轴向力、剪力以及弯矩通过旋翼轴传递给减速机匣，最后作用到机身，扭矩通过旋翼轴、齿轮传动链传递给发动机。在以往的地面试验中，轴向力、剪力和弯矩主要在减速机匣和旋翼轴静力疲劳试验中进行考核，运转试验中仅考核扭矩载荷，而实际飞行过程中，主减速器都是在运转的同时承受各种旋翼载荷，采用静力疲劳试验进行考核，虽然可以考核旋翼轴、机匣在承受旋翼载荷时的疲劳强度，但是旋翼载荷施加后对主减速器动力学特性的影响不得而知，无法真实的模拟主减速器实际工作中的载荷状态。
有关在地面试验中主减速器旋翼载荷的模拟问题，目前主要通过铁鸟试验来实现，但是铁鸟试验不仅试验成本高，而且很难通过短时间的试验来研究出旋翼载荷对运转中的主减速器性能的影响。
发明内容
本发明提供的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置，以解决现有的对主减速器进行模拟运转试验时，无法真实的模拟主减速器实际工作中的载荷状态，无法获取主减速器的真实性能的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置，用于对预装在主减速器上的目标旋翼轴加载模拟旋翼载荷，以对主减速器进行模拟运转试验，包括传力组件、拉升组件、剪力载荷加载组件以及轴向载荷加载组件，传力组件向外延伸的输出端用于与目标旋翼轴的输入端传动连接，拉升组件处于传力组件的第一径向位置上用于向传力组件施加拉力以抵消传力组件的自重，剪力载荷加载组件和轴向载荷加载组件均处于传力组件的第二径向位置上，剪力载荷加载组件和轴向载荷加载组件均与拉升组件相互垂直布设以避免产生作用力干涉，剪力载荷加载组件用于向传力组件施加沿径向方向的剪切力，轴向载荷加载组件用于向传力组件施加沿轴向方向的轴向力，通过传力组件将剪力载荷加载组件和轴向载荷加载组件施加的力作用到目标旋翼轴上，通过传力组件沿周向转动向目标旋翼轴传递扭矩，进而使目标旋翼轴受到包含扭矩、轴向力、径向力以及弯矩的模拟旋翼载荷。
进一步地，传力组件包括传力机匣和套设于传力机匣上的模拟轴单元，模拟轴单元的输出端沿其轴向向外延伸并伸出至传力机匣外用于与目标旋翼轴的输入端传动连接，模拟轴单元沿其周向可转动地设置以向目标旋翼轴传递扭矩，拉升组件用于向传力机匣施加拉力以抵消传力机匣和模拟轴组件的自重，通过传力机匣将剪力载荷加载组件和轴向载荷加载组件施加的力作用到模拟轴单元上，同时在模拟轴单元的引导下将扭矩和作用力传递给目标旋翼轴，进而使目标旋翼轴受到包含扭矩、轴向力、径向力以及弯矩的模拟旋翼载荷。
进一步地，模拟轴单元包括端齿花键轴、花键轴套、轴向力传递部、径向力传递部以及轴向限位部，通过轴向力传递部和径向力传递部协同配合，以将端齿花键轴和花键轴套支承在传力机匣上，端齿花键轴的输入端套设于花键轴套内，端齿花键轴的输出端穿过端齿花键轴并伸出至传力机匣外用于与目标旋翼轴的输入端连接，轴向力传递部用于将轴向载荷加载组件向传力机匣施加的轴向力传递给端齿花键轴，径向力传递部用于将剪力载荷加载组件向传力机匣施加的径向力传递给端齿花键轴，轴向限位部用于对端齿花键轴和花键轴套进行轴向限位，以使拉升组件向传力机匣施加的拉力同时作用在传力机匣、花键轴套和端齿花键轴上进而抵消传力机匣和模拟轴组件的自重。
进一步地，径向力传递部包括处于传力机匣的第一端的用于将花键轴套支承在传力机匣上的第一滚子轴承以及处于传力机匣的第二端的用于将端齿花键轴支承在传力机匣上的第二滚子轴承。
进一步地，轴向力传递部包括套设于端齿花键轴上的推力轴承，推力轴承的第一端通过定距套与第一滚子轴承抵接，推力轴承的第二端通过间隔套与花键轴套的端面抵接，轴向限位部包括压盖在端齿花键轴的顶部的端面上的压环以及将压环和端齿花键轴沿轴向固定的紧固件，压环沿径向向外延伸形成有与花键轴套的台阶孔的小径孔的端面抵接的抵接凸缘。
进一步地，模拟轴单元还包括设于传力机匣的第一端的用于将第一滚子轴承密封在传力机匣内的下端盖以及设于传力机匣的第二端的用于将第二滚子轴承密封在传力机匣内的上端盖。
进一步地，剪力载荷加载组件包括处于模拟轴组件的第二径向位置上的用于向传力机匣施加剪切力的剪力油缸组件，剪力油缸组件沿模拟轴组件的径向布设，剪力油缸组件的输出端与传力组件铰接。
进一步地，轴向载荷加载组件包括处于模拟轴组件的第二径向位置上的用于向传力机匣施加轴向力的垂直油缸单元，垂直油缸单元沿模拟轴组件的轴向布设，垂直油缸单元的输出端与传力组件铰接，两个垂直油缸单元相对地设于传力机匣的两侧。
进一步地，拉升组件包括处于模拟轴组件的第一径向位置上用于向传力机匣施加拉力的垂直拉杆单元，垂直拉杆单元沿模拟轴组件的轴向布设，垂直拉杆单元的输出端与传力组件铰接，两个垂直拉杆单元相对地设于传力机匣的两侧。
进一步地，模拟装置还包括处于传力组件的第一径向位置上用于向传力机匣施力以对传力机匣进行周向限位的止扭组件，通过止扭组件对传力机匣进行周向限位以避免传力机匣在剪力载荷加载装置施加的剪切力偏心时导致传力机匣旋转。
本发明具有以下有益效果：
本发明的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置，包括传力组件、拉升组件、剪力载荷加载组件以及轴向载荷加载组件。由于直升机在飞行过程中目标旋翼轴在升力作用下不会受到轴向压迫力，通过拉升组件向传力组件施加拉力以抵消传力组件的自重，避免传力组件压迫目标旋翼轴以便于真实地模拟目标旋翼轴的受力状态；传力组件向下延伸的输出端用于与目标旋翼轴的输入端传动连接，由于直升机在飞行过程中目标旋翼轴会受到绕目标旋翼轴的周向的扭矩，通过传力组件沿周向转动向目标旋翼轴传递扭矩以便于真实地模拟目标旋翼轴的受力状态、由于直升机在飞行过程中目标旋翼轴会受到沿飞行方向的剪力、沿旋翼轴的轴向力以及弯矩，通过传力组件将剪力载荷加载组件和轴向载荷加载组件施加的力作用到目标旋翼轴上以便于真实地模拟目标旋翼轴的受力状态；通过拉升组件所处的第一径向位置与剪力载荷加载组件和轴向载荷加载组件均处于的第二径向位置相互垂直设置，避免拉升组件工作时产生分力造成干扰。本发明的模拟装置，通过拉升组件、剪力载荷加载组件以及轴向载荷加载组件进行施力，在传力组件的作用下使目标旋翼轴受到包含扭矩、轴向力、径向力以及弯矩的模拟旋翼载荷，进而真实的模拟主减速器实际工作中的载荷状态，在对主减速器进行模拟运转试验时，获取主减速器的真实性能。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置的立体结构示意图；
图2是本发明优选实施例的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置的结构示意图之一；
图3是本发明优选实施例的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置的结构示意图之二；
图4是在飞行时本发明优选实施例的目标旋翼轴的受力分析示意图；
图5是本发明优选实施例的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置的力学分析示意图；
图6本发明优选实施例的目标旋翼轴的结构示意图。
图例说明：
100、直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置；10、传力组件；11、传力机匣；12、模拟轴单元；121、端齿花键轴；122、花键轴套；123、轴向力传递部；1231、推力轴承；1232、定距套；1233、间隔套；1234、止动垫圈；1235、带槽螺母；124、径向力传递部；1241、第一滚子轴承；1242、第二滚子轴承；125、轴向限位部；1251、压环；1252、紧固件；1261、下端盖；1262、上端盖；1263、唇形密封圈；20、拉升组件；21、垂直拉杆单元；30、剪力载荷加载组件；31、剪力油缸单元；40、轴向载荷加载组件；41、垂直油缸单元；50、止扭组件；200、目标旋翼轴。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
图1是本发明优选实施例的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置的立体结构示意图；
图2是本发明优选实施例的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置的结构示意图之一；图3是本发明优选实施例的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置的结构示意图之二；图4是在飞行时本发明优选实施例的目标旋翼轴的受力分析示意图；图5是本发明优选实施例的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置的力学分析示意图；图6本发明优选实施例的目标旋翼轴的结构示意图。
如图1、图2所示，本实施例的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置，用于对预装在主减速器上的目标旋翼轴加载模拟旋翼载荷，以对主减速器进行模拟运转试验，包括传力组件、拉升组件、剪力载荷加载组件以及轴向载荷加载组件，传力组件向外延伸的输出端用于与目标旋翼轴的输入端传动连接，拉升组件处于传力组件的第一径向位置上用于向传力组件施加拉力以抵消传力组件的自重，剪力载荷加载组件和轴向载荷加载组件均处于传力组件的第二径向位置上，剪力载荷加载组件和轴向载荷加载组件均与拉升组件相互垂直布设以避免产生作用力干涉，剪力载荷加载组件用于向传力组件施加沿径向方向的剪切力，轴向载荷加载组件用于向传力组件施加沿轴向方向的轴向力，通过传力组件将剪力载荷加载组件和轴向载荷加载组件施加的力作用到目标旋翼轴上，通过传力组件沿周向转动向目标旋翼轴传递扭矩，进而使目标旋翼轴受到包含扭矩、轴向力、径向力以及弯矩的模拟旋翼载荷。
本发明的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置，包括传力组件、拉升组件、剪力载荷加载组件以及轴向载荷加载组件。由于直升机在飞行过程中目标旋翼轴在升力作用下不会受到轴向压迫力，通过拉升组件向传力组件施加拉力以抵消传力组件的自重，避免传力组件压迫目标旋翼轴以便于真实地模拟目标旋翼轴的受力状态；传力组件向外延伸的输出端用于与目标旋翼轴的输入端传动连接，由于直升机在飞行过程中目标旋翼轴会受到绕目标旋翼轴的周向的扭矩，通过传力组件沿周向转动向目标旋翼轴传递扭矩以便于真实地模拟目标旋翼轴的受力状态、由于直升机在飞行过程中目标旋翼轴会受到沿飞行方向的剪力、沿旋翼轴的轴向力以及弯矩，通过传力组件将剪力载荷加载组件和轴向载荷加载组件施加的力作用到目标旋翼轴上以便于真实地模拟目标旋翼轴的受力状态；通过剪力载荷加载组件和轴向载荷加载组件均与拉升组件相互垂直布设以避免产生作用力干涉，避免拉升组件工作时产生分力造成干扰。本发明的模拟装置，通过拉升组件、剪力载荷加载组件以及轴向载荷加载组件进行施力，在传力组件的作用下使目标旋翼轴受到包含扭矩、轴向力、径向力以及弯矩的模拟旋翼载荷，进而真实的模拟主减速器实际工作中的载荷状态，在对主减速器进行模拟运转试验时，获取主减速器的真实性能。
可以理解地，第一径向位置所处的径向截面与第二径向位置所处的径向截面相互垂直。
可以理解地，请参考图4和图5，在直升机飞行时，将旋翼载荷进行合成为沿飞行方向的剪力Fr，沿旋翼轴的轴向力Fz，绕Y轴的弯矩MR以及绕Z轴的扭矩Mz，其中Mz由传力组件的模拟轴单元施加，Fr由剪力载荷加载组件施加，Fz由轴向载荷加载组件施加。MR通过剪力载荷加载组件以及轴向载荷加载组件施加。具体地，轴向载荷加载组件包括处于模拟轴组件的第二径向位置上用于向传力机匣施加轴向力的垂直油缸单元，垂直油缸单元沿模拟轴组件的轴向布设，垂直油缸单元的输出端与传力组件铰接，两个垂直油缸单元相对地设于传力机匣的两侧，如图5所示，MR通过调节两个垂直油缸单元的大小来施加，假设垂直油缸单元的中心线到桨轴中心线的距离为R，剪力载荷加载组件的中心线到桨榖中心的距离为L，则可由下列方程计算出各个组件所需的载荷：Fz＝F1+F2；MR＝(F1+F2)·R+F3·L；F3＝Fr，其中，F1、F2处于第二径向位置所处的径向截面上。
进一步地，传力组件包括传力机匣和套设于传力机匣上的模拟轴单元，模拟轴单元的输出端沿其轴向向外延伸并伸出至传力机匣外用于与目标旋翼轴的输入端传动连接，模拟轴单元沿其周向可转动地设置以向目标旋翼轴传递扭矩，拉升组件用于向传力机匣施加拉力以抵消传力机匣和模拟轴组件的自重，通过传力机匣将剪力载荷加载组件和轴向载荷加载组件施加的力作用到模拟轴单元上，同时在模拟轴单元的引导下将扭矩和作用力传递给目标旋翼轴，进而使目标旋翼轴受到包含扭矩、轴向力、径向力以及弯矩的模拟旋翼载荷。通过设置传力组件包括传力机匣和模拟轴单元，传力机匣用于接收外部的作用力并将作用力转移至模拟轴单元上，通过模拟轴单元与目标旋翼轴传动连接，进而使目标旋翼轴受到包含扭矩、轴向力、径向力以及弯矩的模拟旋翼载荷，进而真实的模拟主减速器实际工作中的载荷状态。通过传力机匣和模拟轴单元相对独立地设置，模拟轴单元沿其周向可转动地设置以向目标旋翼轴传递扭矩进而便于将扭矩独立加载在目标旋翼轴上。可以理解地，拉升组件向传力机匣施加的拉力与传力组件的自重构成相对的作用力，进而抵消传力组件的自重，剪力载荷加载组件和轴向载荷加载组件分别与传力机匣连接。
进一步地，模拟轴单元包括端齿花键轴、花键轴套、轴向力传递部、径向力传递部以及轴向限位部，通过轴向力传递部和径向力传递部协同配合将端齿花键轴和花键轴套支承在传力机匣上，以将端齿花键轴的输入端套设于花键轴套内，端齿花键轴的输出端穿过端齿花键轴并伸出至传力机匣外用于与目标旋翼轴的输入端连接，轴向力传递部用于将轴向载荷加载组件向传力机匣施加的轴向力传递给端齿花键轴，径向力传递部用于将剪力载荷加载组件向传力机匣施加的径向力传递给端齿花键轴，轴向限位部用于对端齿花键轴和花键轴套进行轴向限位，以使拉升组件向传力机匣施加的拉力同时作用在传力机匣、花键轴套和端齿花键轴上进而抵消传力机匣和模拟轴组件的自重。可选地，在本发明中，端齿花键轴的输入端与花键轴套通过花键配合传递扭矩，端齿花键轴的输出端通过端齿与目标旋翼轴齿轮啮合传递扭矩，端齿花键轴的输出端通过法兰与目标旋翼轴通过螺栓配合连接进而传递轴向力、剪力以及弯矩。
进一步地，径向力传递部包括处于传力机匣的第一端(下端)的用于将花键轴套支承在传力机匣上的第一滚子轴承以及处于传力机匣的第二端(上端)的用于将端齿花键轴支承在传力机匣上的第二滚子轴承。可以理解地，本发明中，端齿花键轴的输入端为端齿花键轴的上端，端齿花键轴的输出端为端齿花键轴的下端，花键轴套的下端套设于端齿花键轴的输入端上，花键轴套的上端凸出于端齿花键轴的顶面设置，花键轴套的上端设有台阶内孔。具体地，端齿花键轴的下端通过第一滚子轴承支承在传力机匣上。
进一步地，轴向力传递部包括套设于端齿花键轴上的推力轴承，推力轴承的第一端通过定距套与第一滚子轴承抵接，推力轴承的第二端通过间隔套与花键轴套的端面抵接，轴向限位部包括压盖在端齿花键轴的顶部的端面上的压环以及将压环和端齿花键轴沿轴向固定的紧固件，压环沿径向向外延伸形成有与花键轴套的台阶孔的小径孔的端面抵接的抵接凸缘。具体地，在拉升组件对传力机匣施加沿轴向向上的拉力时，传力机匣通过推力轴承将拉力传递给花键轴套，花键轴套的台阶内孔与压环抵接，通过花键轴套沿轴向向上移动顶推压环进而使压环和端齿花键轴同步受力。
进一步地，模拟轴单元还包括设于传力机匣的第一端用于将第一滚子轴承密封在传力机匣内的下端盖以及设于传力机匣的第二端用于将第二滚子轴承密封在传力机匣内的上端盖。可以理解地，下端盖还用于对第一滚子轴承进行轴向限位避免第一滚子轴承沿轴向向下脱落，上端盖还用于对第二滚子轴承进行轴向限位避免第二滚子轴承沿轴向向上脱落。
具体地，请参考图3，端齿花键轴的输入端(上端)套设于花键轴套内，端齿花键轴的输出端(下端)穿过端齿花键轴并伸出至传力机匣外，端齿花键轴的下端通过第一滚子轴承支承在传力机匣上，花键轴套通过第二滚子轴承支承在传力机匣上，定距套、推力轴承以及间隔套均套设于端齿花键轴上，定距套、推力轴承以及间隔套沿轴向依次排布并设于推力轴承和端齿花键轴的端面之间，第一滚子轴承设于下端盖和定距套之间；止动垫圈和带槽螺母均套设于花键轴套上，第二滚子轴承设于上端盖和止动垫圈之间；花键轴套与上端盖通过唇形密封圈连接，紧固件采用紧固螺栓。本发明中，端齿花键轴和花键轴套通过花键连接传递扭矩Mz，机匣、推力轴承、间隔套、花键轴套、压环、紧固螺栓以及端齿花键轴用于传递轴向力，第一滚子轴承和第二滚子轴承用于传递径向力，端齿花键轴通过端齿和螺栓与旋翼轴传动相连，将扭矩、轴向力、剪力以及弯矩传递给旋翼轴模拟主减速器在飞行状态下的气动载荷。
进一步地，剪力载荷加载组件包括处于模拟轴组件的第二径向位置上的用于向传力机匣施加剪切力的剪力油缸组件，剪力油缸组件沿模拟轴组件的径向布设，剪力油缸组件的输出端与传力组件铰接。可选地，剪力油缸组件绕铰接点在传力组件的轴向方向可摆动地设置。
进一步地，轴向载荷加载组件包括处于模拟轴组件的第二径向位置上用于向传力机匣施加轴向力的垂直油缸单元，垂直油缸单元沿模拟轴组件的轴向布设，垂直油缸单元的输出端与传力组件铰接，两个垂直油缸单元相对地设于传力机匣的两侧。可选地，垂直油缸单元的输出端绕铰接点在传力组件的轴向方向可摆动地设置。更优地，剪力油缸组件与传动机匣的铰接点的位置与其中一个垂直油缸单元与传力机匣的铰接点的位置沿传力机匣的轴向对应布设，且垂直油缸单元与传力机匣的铰接点的位置处于剪力油缸组件与传动机匣的铰接点的位置的下方。
进一步地，拉升组件包括处于模拟轴组件的第一径向位置上用于向传力机匣施加拉力的垂直拉杆单元，垂直拉杆单元沿模拟轴组件的轴向布设，垂直拉杆单元的输出端与传力组件铰接，两个垂直拉杆单元相对地设于传力机匣的两侧。可选地，垂直拉杆单元绕铰接点在传力组件的轴向方向可摆动地设置。
进一步地，模拟装置还包括处于传力组件的第一径向位置上用于向传力机匣施力以对传力机匣进行周向限位的止扭组件，通过止扭组件对传力机匣进行周向限位以避免传力机匣在剪力载荷加载装置施加的剪切力偏心时导致传力机匣旋转。可选地，止扭组件包括止扭拉杆，止扭拉杆的输出端与传力机匣铰接。
请参考图6，目标旋翼轴的输入端用于与端齿花键轴的输出端通过齿轮啮合并通过连接螺栓固定连接。
本发明的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置，通过端齿花键轴与目标旋翼轴的顶面齿轮啮合以传递扭矩，通过连接螺栓将端齿花键轴与目标旋翼轴连接以传递轴向力、剪力和弯矩，模拟装置与预装在主减速器上的目标旋翼轴配合简单，便于装配和解除装配，具体地，在拆装主减速器时，拆掉端齿花键轴的连接螺栓后，通过垂直油缸组件工作使得端齿分离，便于主减速器的下台。其中，止扭拉杆还用于主减速器上下台时，防止其自由转动。主减速器进行模拟运转试验过程中，充分模拟主减速器的工作状态考核其性能。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置，用于对预装在主减速器上的目标旋翼轴(200)加载模拟旋翼载荷，以对主减速器进行模拟运转试验，其特征在于，
包括传力组件(10)、拉升组件(20)、剪力载荷加载组件(30)以及轴向载荷加载组件(40)，所述传力组件(10)向外延伸的输出端用于与目标旋翼轴(200)的输入端传动连接，
所述拉升组件(20)处于所述传力组件(10)的第一径向位置上用于向所述传力组件(10)施加拉力以抵消所述传力组件(10)的自重，
所述剪力载荷加载组件(30)和所述轴向载荷加载组件(40)均处于所述传力组件(10)的第二径向位置上，所述剪力载荷加载组件(30)和所述轴向载荷加载组件(40)均与所述拉升组件(20)相互垂直布设以避免产生作用力干涉，所述剪力载荷加载组件(30)用于向所述传力组件(10)施加沿径向方向的剪切力，所述轴向载荷加载组件(40)用于向所述传力组件(10)施加沿轴向方向的轴向力，通过所述传力组件(10)将所述剪力载荷加载组件(30)和所述轴向载荷加载组件(40)施加的力作用到目标旋翼轴(200)上，通过所述传力组件(10)沿周向转动向目标旋翼轴(200)传递扭矩，进而使目标旋翼轴(200)受到包含扭矩、轴向力、径向力以及弯矩的模拟旋翼载荷；
所述传力组件(10)包括传力机匣(11)和套设于所述传力机匣(11)上的模拟轴单元(12)，所述模拟轴单元(12)的输出端沿其轴向向外延伸并伸出至所述传力机匣(11)外用于与目标旋翼轴(200)的输入端传动连接，所述模拟轴单元(12)沿其周向可转动地设置以向目标旋翼轴(200)传递扭矩，所述拉升组件(20)用于向所述传力机匣(11)施加拉力以抵消所述传力机匣(11)和模拟轴组件的自重，通过所述传力机匣(11)将所述剪力载荷加载组件(30)和所述轴向载荷加载组件(40)施加的力作用到所述模拟轴单元(12)上，同时在所述模拟轴单元(12)的引导下将扭矩和作用力传递给目标旋翼轴(200)，进而使目标旋翼轴(200)受到包含扭矩、轴向力、径向力以及弯矩的模拟旋翼载荷；
所述拉升组件(20)包括处于所述模拟轴组件的第一径向位置上用于向所述传力机匣(11)施加拉力的垂直拉杆单元(21)，所述垂直拉杆单元(21)沿所述模拟轴组件的轴向布设，所述垂直拉杆单元(21)的输出端与所述传力组件(10)铰接，两个所述垂直拉杆单元(21)相对地设于所述传力机匣(11)的两侧；
所述模拟装置还包括处于所述传力组件(10)的第一径向位置上用于向所述传力机匣(11)施力以对所述传力机匣(11)进行周向限位的止扭组件(50)，通过所述止扭组件(50)对所述传力机匣(11)进行周向限位以避免所述传力机匣(11)在所述剪力载荷加载装置施加的剪切力偏心时导致所述传力机匣(11)旋转。
2.根据权利要求1所述的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置，其特征在于，
所述模拟轴单元(12)包括端齿花键轴(121)、花键轴套(122)、轴向力传递部(123)、径向力传递部(124)以及轴向限位部(125)，通过所述轴向力传递部(123)和所述径向力传递部(124)协同配合，以将所述端齿花键轴(121)和所述花键轴套(122)支承在所述传力机匣(11)上，
所述端齿花键轴(121)的输入端套设于所述花键轴套(122)内，所述端齿花键轴(121)的输出端穿过所述端齿花键轴(121)并伸出至所述传力机匣(11)外用于与目标旋翼轴(200)的输入端连接，
所述轴向力传递部(123)用于将所述轴向载荷加载组件(40)向所述传力机匣(11)施加的轴向力传递给所述端齿花键轴(121)，所述径向力传递部(124)用于将所述剪力载荷加载组件(30)向所述传力机匣(11)施加的径向力传递给所述端齿花键轴(121)，所述轴向限位部(125)用于对所述端齿花键轴(121)和所述花键轴套(122)进行轴向限位，以使所述拉升组件(20)向所述传力机匣(11)施加的拉力同时作用在所述传力机匣(11)、所述花键轴套(122)和所述端齿花键轴(121)上进而抵消所述传力机匣(11)和所述模拟轴组件的自重。
3.根据权利要求2所述的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置，其特征在于，
所述径向力传递部(124)包括处于所述传力机匣(11)的第一端的用于将所述花键轴套(122)支承在所述传力机匣(11)上的第一滚子轴承(1241)以及处于所述传力机匣(11)的第二端的用于将所述端齿花键轴(121)支承在所述传力机匣(11)上的第二滚子轴承(1242)。
4.根据权利要求3所述的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置，其特征在于，
所述轴向力传递部(123)包括套设于所述端齿花键轴(121)上的推力轴承(1231)，所述推力轴承(1231)的第一端通过定距套(1232)与所述第一滚子轴承(1241)抵接，所述推力轴承(1231)的第二端通过间隔套(1233)与所述花键轴套(122)的端面抵接，
所述轴向限位部(125)包括压盖在所述端齿花键轴(121)的顶部的端面上的压环(1251)以及将所述压环(1251)和所述端齿花键轴(121)沿轴向固定的紧固件(1252)，所述压环(1251)沿径向向外延伸形成有与所述花键轴套(122)的台阶孔的小径孔的端面抵接的抵接凸缘。
5.根据权利要求3所述的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置，其特征在于，
所述模拟轴单元(12)还包括设于所述传力机匣(11)的第一端的用于将所述第一滚子轴承(1241)密封在所述传力机匣(11)内的下端盖(1261)以及设于所述传力机匣(11)的第二端的用于将所述第二滚子轴承(1242)密封在所述传力机匣(11)内的上端盖(1262)。
6.根据权利要求1至5任一项所述的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置，其特征在于，
所述剪力载荷加载组件(30)包括处于所述模拟轴组件的第二径向位置上的用于向所述传力机匣(11)施加剪切力的剪力油缸组件，所述剪力油缸组件沿所述模拟轴组件的径向布设，所述剪力油缸组件的输出端与所述传力组件(10)铰接。
7.根据权利要求1至5任一项所述的直升机主减速器旋翼轴载荷加载模拟装置，其特征在于，
所述轴向载荷加载组件(40)包括处于所述模拟轴组件的第二径向位置上的用于向所述传力机匣(11)施加轴向力的垂直油缸单元(41)，所述垂直油缸单元(41)沿所述模拟轴组件的轴向布设，所述垂直油缸单元(41)的输出端与所述传力组件(10)铰接，
两个所述垂直油缸单元(41)相对地设于所述传力机匣(11)的两侧。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114252262B (zh) * 2021-12-09 2023-12-08 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种考虑平衡静态自重的直升机主减速器桨榖载荷模拟加载装置
CN117268739B (zh) * 2023-11-22 2024-04-02 西安翼为航空科技有限公司 一种直升机尾减速器机匣疲劳试验装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1818598A (zh) * 2006-03-17 2006-08-16 燕山大学 直升机旋翼自动倾斜器关节轴承外摆式疲劳试验机
CN103900811A (zh) * 2012-12-25 2014-07-02 中国直升机设计研究所 一种尾旋翼轴疲劳试验旋转载荷施加装置
CN205593747U (zh) * 2016-05-11 2016-09-21 湖南科技大学 一种基于液压加载的直升机主减速器旋翼加载装置
DE102018213609A1 (de) * 2018-08-13 2020-02-13 Conti Temic Microelectronic Gmbh Rotor für eine elektrische Maschine
CN112607002A (zh) * 2020-12-18 2021-04-06 南京航空航天大学 一种基于环形电机驱动的双旋翼涵道飞行器及其控制方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003091099A2 (en) * 2002-04-25 2003-11-06 Airscooter Corporation Rotorcraft
CN100485345C (zh) * 2006-03-17 2009-05-06 燕山大学 直升机旋翼轴向铰轴承疲劳试验机
CN100593702C (zh) * 2008-09-01 2010-03-10 洛阳工铭机电设备有限公司 直升机自动倾斜器大型薄壁轴承智能检测分析方法及装置
CN201812405U (zh) * 2010-04-06 2011-04-27 北京铁科合力科技有限责任公司 扭压试验机
CN104085531B (zh) * 2014-06-23 2016-04-20 中国航空动力机械研究所 直升机主减速器的传力结构及直升机
CN107764545A (zh) * 2017-09-25 2018-03-06 上海交通大学 电回馈的直升机主减速器综合试验台
CN110987424A (zh) * 2019-12-30 2020-04-10 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种中空型浮动旋转支撑装置
CN112683528A (zh) * 2020-12-15 2021-04-20 中国人民解放军总参谋部第六十研究所 多通道协调加载的电反馈式无人直升机传动试验系统及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1818598A (zh) * 2006-03-17 2006-08-16 燕山大学 直升机旋翼自动倾斜器关节轴承外摆式疲劳试验机
CN103900811A (zh) * 2012-12-25 2014-07-02 中国直升机设计研究所 一种尾旋翼轴疲劳试验旋转载荷施加装置
CN205593747U (zh) * 2016-05-11 2016-09-21 湖南科技大学 一种基于液压加载的直升机主减速器旋翼加载装置
DE102018213609A1 (de) * 2018-08-13 2020-02-13 Conti Temic Microelectronic Gmbh Rotor für eine elektrische Maschine
CN112607002A (zh) * 2020-12-18 2021-04-06 南京航空航天大学 一种基于环形电机驱动的双旋翼涵道飞行器及其控制方法

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