CN114572382B - 一种多支臂无铰式桨毂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多支臂无铰式桨毂，包括中心件、变距壳体组件、钢丝拉扭条、拉扭条安装销。中心件内设置有中心轴(花键)与旋翼主轴连接，中心件周向均布有多个变距轴，且每个变距轴上设置有变距壳体组件；变距轴与中间轴一体成型，变距轴内空设计，用于安装钢丝拉扭条。变距壳体组件由变距壳体、轴承端盖、滚针轴承、轴承隔套和密封圈组成，两个滚针轴承通过过盈配合安装于变距壳体内，滚针轴承之间通过轴承隔套定位，滚针轴承外侧通过轴承端盖固定，两端安装密封圈，用于安装完后密封内部润滑油。本发明采用了一体式变距轴及钢丝拉扭条组成的无铰式桨毂，使其具有结构简单，重量轻，使用维护方便等优点。
Description
技术领域
本发明属于直升机桨毂设计技术领域，特别是涉及一种多支臂无铰式桨毂。
背景技术
传统的多片桨旋翼桨毂一般采用铰接式。铰接式桨毂一般设置有摆振铰、挥舞铰和变距铰等三个连接铰，将桨叶和旋翼主轴连接，通过三个铰实现桨叶的挥舞、摆振和变距运动，为实现连接铰处的扭转运动，每个连接铰都必须设置轴承，变距铰处的轴承除承担扭矩外，还需承担很大的桨叶离心力。这种型式原理简单，挥舞、摆振、变距三个方向运动都有独立的运动自由度，对于材料及结构工艺性要求低，但是存在结构复杂、零件数量众多、可靠性差、维护工作量大、操纵功效及角速度阻尼小等固有缺点。
发明内容
本发明目的在于提供一种多支臂无铰式桨毂，一体成型的多支臂变距轴中心件通过钢丝拉扭条与变距壳体连接，结构简单、可靠性高、使用维护便捷。
为了实现本发明目的，本发明提供了一种多支臂无铰式桨毂，包括中心件、变距壳体组件、钢丝拉扭条；中心件为一个多支臂星形件，中心件的中心轴与旋翼主轴(主传动系统输出轴)连接，传递扭矩；中心件周向均布的多个支臂为变距轴，每个变距轴外安装变距壳体组件，变距轴将扭矩传递给变距壳体组件；变距壳体组件外端有U型槽，垂直于U型槽面有两对销孔，用于与桨叶连接，从而将动力传递给桨叶，同时将桨叶的升力传递给中心件；变距轴轴体内空，设置有钢丝拉扭条，钢丝拉扭条用于连接中心件和变距壳体组件，承担桨叶旋转时产生的离心力。
进一步地，变距壳体组件包括变距壳体、轴承端盖、滚针轴承、轴承隔套和密封圈；两个滚针轴承通过过盈配合安装于变距壳体内，滚针轴承之间通过轴承隔套定位；滚针轴承外侧通过轴承端盖固定，变距壳体内孔的内外端分别有安装密封圈，用于安装完后密封内部润滑油；变距操作时，变距壳体被旋翼主轴上自动倾斜器的变距拉杆推动，绕变距轴的轴线转动，滚针轴承起到降低旋转阻力及传递弯矩的作用；钢丝拉扭条承担离心力，滚针轴承仅承受径向载荷；变距壳体内部与变距轴之间的空间内有润滑油，对滚针轴承起到润滑作用。
进一步地，自动倾斜器包括倾斜盘、变距拉杆、扭力臂和防扭臂；倾斜盘套在旋翼主轴上，位于桨毂下方，变距拉杆连接倾斜盘和变距壳体；扭力臂连接中心件和倾斜盘上的动环，用于带动倾斜盘的动环一起旋转；防扭臂连接主传动箱体，用于防止倾斜盘上的不动环转动。
进一步地，变距壳体靠近旋翼主轴轴心方向设计有一对耳片，用于与自动倾斜器的变距拉杆连接；在主旋翼系统进行变距操纵时，自动倾斜器的变距拉杆推动变距壳体上的耳片，使变距壳体组件带动主旋翼桨叶一起绕变距轴的轴线转动，从而改变桨叶的迎角，实现变距操纵。
进一步地，钢丝拉扭条两端通过拉扭条安装销分别与中心件和变距壳体组件连接，拉扭条安装销包括位于中心件上端面的中心件销孔和变距壳体上的变距壳体销孔。
进一步地，中心件为一体加工成型，将多个变距轴和与传动系统连接的中心轴形成一个整体。
进一步地，钢丝拉扭条由工装固定孔距的金属衬套通过绕制不锈钢丝，再经预拉伸、真空热处理、注塑橡胶工艺制作而成。
进一步地，拉扭条安装销为圆柱形销，一端设计有螺纹孔，便于拆卸；拉扭条安装销采用35CrMnSiA高强度合金钢材质制造，可以较小的直径承载较大的离心力载荷。
与现有技术相比，本发明的显著进步在于：1)本发明中心件中间设计有中心轴(花键)与旋翼主轴连接，多个变距轴均布在周向，一体加工成型，减少了零件数量，省去了连接机构，结构强度及可靠性更高；2)由钢丝绕制而成的拉扭条将变距壳体与中心件连接，其具有拉伸强度高、扭转刚度低的特点，在承担离心力的同时，不会对操纵力矩造成大的影响；3)变距壳体与中心件之间的转动通过滚针轴承实现，由于有钢丝拉扭条承担离心力，此处变距轴承仅需承担桨根弯矩和旋翼升力、阻力，均是轴承径向力，而滚针轴承具有径向结构尺寸小，径向承载能力高的特点，且内外圈可分离安装，利于装配及后期维护。基于无铰式旋翼桨毂基础，利用高精度和特殊工艺设计出一体式多支臂变距轴中心件，再配合拉扭条的特性，设计出此构型桨毂，其具有结构简单，连接数量少，可靠性高，使用维护方便等优点。
为更清楚说明本发明的功能特性以及结构参数，下面结合附图及具体实施方式进一步说明。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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为本发明总体结构示意图；
图2为本发明中心件结构示意图；
图3为本发明变距壳体组件结构示意图；
图4为本发明耳片和变距壳体销孔结构示意图；
图中附图标记为：1中心件，1-1中心轴，1-2变距轴，1-3中心件销孔，2变距壳体组件，2-1变距壳体，2-1-1耳片，2-1-2变距壳体销孔，2-2轴承端盖，2-3滚针轴承，2-4轴承隔套，2-5密封圈，3钢丝拉扭条，4拉扭条安装销。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1、图2所示，中心件1为一个多支臂星形件，中心件1中心轴1-1与主传动系统输出轴(旋翼主轴)连接，传递扭矩；中心件周向均布的多个支臂为变距轴1-2，每个变距轴1-2外安装变距壳体组件2，将扭矩传递给变距壳体组件2；变距壳体组件2外端有U型槽，垂直于U型槽面有两对销孔，用于与桨叶连接，从而将动力传递给桨叶，同时将桨叶的升力传递给中心件1；变距轴1-2轴体内空，设置有钢丝拉扭条3，钢丝拉扭条3与中心件1和变距壳体组件2连接，用来承担桨叶旋转时产生的离心力。
如图2、图3、图4所示，钢丝拉扭条3通过拉扭条安装销4与中心件1和变距壳体组件2连接，所述拉扭条安装销4分别位于中心件1上端面的中心件销孔1-3和变距壳体2-1上的变距壳体销孔2-1-2。
具体地，在本实施例中，中心件1为一个多支臂星形件，所述中心件1为一体加工成型，将多个变距轴1-2和与传动系统连接的中心轴1-1形成一个整体。
具体地，在本实施例中，钢丝拉扭条3由工装固定孔距的金属衬套通过绕制不锈钢丝，再经预拉伸、真空热处理、注塑橡胶工艺制作而成。
具体地，在本实施例中，拉扭条安装销4采用35CrMnSiA高强度合金钢材质制造，可以较小的直径承载较大的离心力载荷。
如图3所示，变距壳体组件2包括变距壳体2-1、轴承端盖2-2、滚针轴承2-3、轴承隔套2-4和密封圈2-5；所述两个滚针轴承2-3通过过盈配合安装于变距壳体2-1内，滚针轴承2-3之间通过轴承隔套2-4定位；滚针轴承2-3外侧通过轴承端盖2-2固定，变距壳体2-1内孔的内外侧分别有安装密封圈2-5，用于安装完后密封内部润滑油；变距操作时，变距壳体2-1被自动倾斜器的变距拉杆推动，绕变距轴1-2轴线转动，滚针轴承2-3起到降低旋转阻力及传递弯矩的作用；钢丝拉扭条3承担离心力，滚针轴承2-3仅承受径向载荷；变距壳体2-1内部与变距轴1-2之间的空间内有润滑油，对滚针轴承2-3起到润滑作用。
具体地，在本实施例中，自动倾斜器包括倾斜盘、变距拉杆、扭力臂和防扭臂；倾斜盘套在旋翼主轴上，位于桨毂下方，变距拉杆连接倾斜盘和变距壳体2-1；扭力臂连接中心件1和倾斜盘上的动环，用于带动倾斜盘的动环一起旋转；防扭臂连接主传动箱体，用于防止倾斜盘上的不动环转动。
如图4所示，变距壳体2-1上设计有一对耳片2-1-1，用于与自动倾斜器的变距拉杆连接，在主旋翼系统进行变距操纵时，自动倾斜器的变距拉杆推动变距壳体2-1上的耳片2-1-1，使变距壳体组件2带动主旋翼桨叶一起绕变距轴1-2的轴线转动，从而改变桨叶的迎角，实现变距操纵。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种多支臂无铰式桨毂，其特征在于，包括中心件（1）、变距壳体组件（2）、钢丝拉扭条（3）；所述中心件（1）为一个多支臂星形件，中心件（1）的中心轴（1-1）与旋翼主轴连接，传递扭矩；所述中心件（1）周向均布的多个支臂为变距轴（1-2），每个变距轴（1-2）外安装变距壳体组件（2），变距轴（1-2）将扭矩传递给变距壳体组件（2）；所述变距壳体组件（2）与桨叶连接，从而将动力传递给桨叶，同时将桨叶的升力传递给中心件（1）；所述变距轴（1-2）轴体内空，设置有钢丝拉扭条（3），所述钢丝拉扭条（3）用于连接中心件（1）和变距壳体组件（2），承担桨叶旋转时产生的离心力；所述中心件（1）为一体加工成型，将多个变距轴（1-2）和与传动系统连接的中心轴（1-1）形成一个整体；
所述变距壳体组件（2）包括变距壳体（2-1）、轴承端盖（2-2）、滚针轴承（2-3）、轴承隔套（2-4）和密封圈（2-5）；两个滚针轴承（2-3）通过过盈配合安装于变距壳体（2-1）内，滚针轴承（2-3）之间通过轴承隔套（2-4）定位；滚针轴承（2-3）外侧通过轴承端盖（2-2）固定，变距壳体（2-1）内孔的内外端分别有安装密封圈（2-5），用于安装完后密封内部润滑油；变距操作时，变距壳体（2-1）被旋翼主轴上自动倾斜器的变距拉杆推动，绕变距轴（1-2）的轴线转动，所述滚针轴承（2-3）起到降低旋转阻力及传递弯矩的作用；钢丝拉扭条（3）承担离心力，滚针轴承（2-3）仅承受径向载荷；变距壳体（2-1）内部与变距轴（1-2）之间的空间内有润滑油，对滚针轴承（2-3）起到润滑作用；
所述自动倾斜器包括倾斜盘、变距拉杆、扭力臂和防扭臂；所述倾斜盘套在旋翼主轴上，位于桨毂下方，所述变距拉杆连接倾斜盘和变距壳体（2-1）；扭力臂连接中心件（1）和倾斜盘上的动环，用于带动倾斜盘的动环一起旋转；所述防扭臂连接主传动箱体，用于防止倾斜盘上的不动环转动；
变距壳体（2-1）靠近旋翼主轴轴心方向设计有一对耳片（2-1-1），用于与自动倾斜器的变距拉杆连接；在主旋翼系统进行变距操纵时，自动倾斜器的变距拉杆推动变距壳体（2-1）上的耳片（2-1-1），使变距壳体组件（2）带动主旋翼桨叶一起绕变距轴（1-2）的轴线转动，从而改变桨叶的迎角，实现变距操纵。
2.根据权利要求1所述的一种多支臂无铰式桨毂，其特征在于，所述钢丝拉扭条（3）两端通过拉扭条安装销（4）分别与中心件（1）和变距壳体组件（2）连接，所述拉扭条安装销（4）包括位于中心件（1）上端面的中心件销孔（1-3）和变距壳体（2-1）上的变距壳体销孔（2-1-2）。
3.根据权利要求1或2所述的一种多支臂无铰式桨毂，其特征在于，所述钢丝拉扭条（3）由工装固定孔距的金属衬套通过绕制不锈钢丝，再经预拉伸、真空热处理、注塑橡胶工艺制作而成。
4.根据权利要求2所述的一种多支臂无铰式桨毂，其特征在于，所述拉扭条安装销（4）为圆柱形销，一端设计有螺纹孔，便于拆卸；所述拉扭条安装销（4）采用35CrMnSiA高强度合金钢材质制造，能够较小的直径承载较大的离心力载荷。
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