CN201317345Y - 飞机风挡雨刷减速装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种飞机风挡雨刷减速装置。该装置由蜗轮、蜗杆、直齿圆柱齿轮、曲柄摇杆装置、软轴组件，电机和刷子组件构成。其特征是：蜗杆螺旋线数为1，将雨刷每秒回扫两次的速度降低到每秒回扫一次，并且没有增加飞机重量，满足顾客使用要求。改善了飞行时飞机风挡雨刷回扫过快给飞行员视线产生的不利影响，有力保障了飞机起飞、降落以及飞行途中的安全。该装置具有构思新颖、设计合理、工艺规范、性能良好、可靠性高等特点。该装置可以广泛地应用于具有各种用途的运十二飞机风挡雨刷减速机构上。

Description

飞机风挡雨刷减速装置

技术领域

本实用新型涉及风挡雨刷减速装置，特别是涉及一种飞机风挡雨刷减速装置。

背景技术

据调查，原有运十二飞机驾驶舱风挡雨刷的回扫速度太快，要求将速度调低一半，以改善飞行员的视野。

原运十二飞机安装的风挡雨刷使用的是DG-41A型电动机构，它由刷片组件、刷子组件、减速器组件、软轴组件和ZD-103A电动机组成(见图1)。雨刷用ZD-103A型直流电机经减速器驱动。刷臂有两种回扫速度，快速为每分钟153次往复，慢速为每分钟125次往复。将电机调到慢速状态，雨刷也达到了每秒回扫2次的速度。这对飞行员的视线产生了很大的影响，不利于起飞和降落，因此有必要将电动机构的转速降低。

要在原有装置上再减速，就要设法增大传动比。增大传动比一般来说有两条途径：一是增加一级减速齿轮；二是改变原齿轮的直径，以达到增大传动比的目的。这两种方案都有一个缺点，即增加减速器的体积和重量，而且整个减速装置都要重新设计制造，其改装成本也会相应增加。由于雨刷减速机构在飞机中的安装位置已经定好，予留空间有限，减速机构的体积加大会对安装带来困难；减速机构重量的增加也会给飞机带来不利影响，对于飞机的自重，历来是航空制造业严格控制的。上世纪50年代，前苏联提出以消耗一克黄金的代价来减轻飞机一克重量。90年代，我国航空工业总公司在新机研制中也宣布“减轻一克重量发奖金1000元”的奖励政策，这两种情况都要尽可能回避。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服已有风挡雨刷减速机构的技术缺陷，经过潜心研究和反复试验，在已有技术的基础上，在结构设计、工艺加工和选材上做了一定改进和创新，提出一种性能良好、可靠性高的飞机风挡雨刷减速装置。

为实现上述的目的，本实用新型的技术方案是这样的：DG-41A型电动机构，它除了在小范围内可用ZD-103A型直流电机调速外，主要是通过减速器减速。减速器内装有两级传动齿轮，一级为蜗轮与蜗杆传动，二级为外啮合直齿圆柱齿轮传动。这两级减速齿轮传动一套曲柄摇杆装置。曲柄摇杆装置由偏心轴、偏心轮、轴、两个球轴承及联杆组成。电动机输出的转矩通过软轴组件传递给减速器中的齿轮机构及曲柄摇杆装置，最后由曲柄摇杆装置中心的偏心轴输出。其特征是，将现有的蜗杆的螺旋线数由2改为1，致使雨刷的回归速度由每秒两次降为一次。

在分析减速装置时，发现蜗杆的结构是双头螺线，只要将蜗杆的双头螺线改为单头螺线，就可以使整个装置的传动比增加一倍。基本原理如下：

原蜗杆螺旋线数Z₁＝2，蜗轮齿数Z₂＝45，传动比i₁＝Z₂∶Z₁＝45∶2＝22.5。

改进后的蜗杆螺旋线数Z₁＝1，蜗轮齿数Z₂＝45，传动比i₁＝Z₂∶Z₁＝45∶1＝45。

蜗杆的这样改进，除了将蜗轮的齿形参数作相应改变外，其余原构造都不作任何变动。改进后的形状和重量与原机保持一样，而且使原来较为复杂的问题变得非常简单了。

现将改进前后电动机构的最终转速作一比较：

电动机额定转速：9000～11000转/分

改进前

蜗轮蜗杆传动比：i₁＝22.5

圆柱齿轮传动比：i₂＝3.2

总传动比：i_总＝72

输出转速：n＝125～153转/分

改进后

蜗轮蜗杆传动比：i₁＝45

圆柱齿轮传动比：i₂＝3.2

总传动比：i_总＝144

输出转速：n＝62.5～76转/分

由此可以看出，改进后的电动机构，基本可以达到每秒回扫一次的要求。

蜗轮蜗杆改进后，减速器内各级机构的转速都发生了变化，由转动物体的动能公式可知：

$T=\frac{1}{2}\·J_0\·{\mathrm{\ω}}^2$

式中：T——动能

J₀——物体对瞬时中心轴的转动惯量

ω——瞬时角速度

此式表明，当转动刚体对转动轴的转动惯量一定时，角速度降低，转动刚体所需的动能按角速度平方的一半减少。

改进后的蜗轮蜗杆其外形按原件设计，径向剖面形状、尺寸大小及材质均未作改变，那么它的转动惯量不发生变化。当蜗轮副的传动比增大一倍时，蜗轮的角速度降低一半，其动能按动能定理关系式而大幅减小，因此也就减小了电动机的转矩。由于电动机的输出功能降低，作用在蜗轮齿面的切向力也随之减小，新齿形模数与原齿形一样，仍为m＝0.8，齿轮的接触应力和弯曲应力也就相应减小。

根据以上分析，改进后的减速机构不会对整个电动机构产生任何不良影响，反而会提高电动机构的性能和寿命。

本实用新型所称的飞机风挡雨刷减速装置经试用后，一切性能良好，雨刷的扫雨雪功能和飞行员的视野都能得到充分满足；本装置具有构思新颖，设计合理，工艺规范，可以形成工业化批量生产等特点。本装置可以广泛地用于各种用途的运十二飞机风挡雨刷减速机构上。

附图说明

图1：电动机构外形图

图2：风挡雨刷减速装置结构示意图

具体实施方式

本实用新型结合附图1和2，对其技术方案详细叙述如下：本实用新型由ZD-103A直流电机1、软轴组件2、减速器3和刷子组件4构成，所述的减速器3内设置有两级传动齿轮机构和曲柄摇杆装置，两级传动齿轮即一级为蜗轮5与蜗杆6传动，二级为两个外啮合直齿园柱齿轮7和8，曲柄摇杆装置由偏心轴9、偏心轮10、轴11、两个球轴承12和联杆13组成。所述的蜗杆螺旋线数为1，即将现有蜗杆的双头螺线改为单头螺线，致使飞机风档雨刷的回归速度由每秒两次降为每秒一次，从而实现减速的目的，本实用新型的工作过程是：由电机输出的转矩通过软轴组件传递给减速器中的二级齿轮传动机构及曲柄摇杆装置，再由曲柄摇杆装置中心的偏心轴输出，最后带动刷子组件。

Claims (1)

1.一种飞机风挡雨刷减速装置，它包括电机(1)，软轴组件(2)，减速器(3)和刷子组件(4)，所述的减速器(3)内装有两级传动齿轮，一级为蜗轮(5)与蜗杆(6)传动，二级为两个外啮合直齿园柱齿轮(7，8)传动，这两级减速齿轮传动一套曲柄摇杆装置；所述曲柄摇杆装置由偏心轴(9)、偏心轮(10)、轴(11)、两个球轴承(12)及联杆(13)组成，其特征是，蜗杆的螺旋线数为1。

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