CN204606213U - 一种伞齿轮传动滚筒翼式升力装置 - Google Patents
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Abstract
一种伞齿轮传动滚筒翼式升力装置，属航空领域。包括机架、第一输入轴、直齿轮组、管轴、第一滚筒轴、第二滚筒轴、第二输入轴、主动伞齿轮、第一被动伞齿轮、第二被动伞齿轮、第一滚筒和第二滚筒。第一输入轴与原动直齿轮相连，管轴与从动直齿轮相连。第一滚筒轴和第二滚筒轴同轴固连在管轴的上端。第二输入轴的中段安装在管轴内，其上端固连着主动伞齿轮。第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮通过轴承分别安装在第一滚筒轴和第二滚筒轴上，第一滚筒和第二滚筒分别与第一从动伞齿轮和第二从动伞齿轮同轴固连。在动力的驱动下，第一滚筒和第二滚筒会自转和公转并产生升力，通过调节第一输入轴和第二输入轴的转速和转向来调控产生升力的大小和方向。
Description
技术领域
一种伞齿轮传动滚筒翼式升力装置，属航空技术领域，尤其涉及一种滚筒翼式升力装置。
背景技术
传统的飞行器是靠机翼或旋翼来产生升力，飞机的机翼和直升机的旋翼的结构相似，它们的截面均为翼型，靠空气流过翼的上下表面产生压差而产生升力，翼型确定时，它们产生升力的大小与攻角、翼面大小和来流速度有关，调整升力的大小是通过改变攻角、速度或翼面大小来实现的，调整起来不很方便。机翼和旋翼的相对厚度均较薄，结构强度较差。固定翼飞机低速飞行性能不高，需要的机翼面积较大。
发明内容
本发明的目的是克服传统机翼和旋翼的上述不足，发明一种升力大小和方向方便调整的具有较高强度的适合制作垂直升降飞行器的伞齿轮传动滚筒翼式升力装置。
一种伞齿轮传动滚筒翼式升力装置，包括机架、第一输入轴、直齿轮组、管轴、第一滚筒轴、第二滚筒轴、第二输入轴、主动伞齿轮、第一被动伞齿轮、第二被动伞齿轮、第一滚筒和第二滚筒。第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮的结构和参数相同。第一滚筒和第二滚筒的结构和参数相同。第一输入轴通过轴承垂直安装在机架上。直齿轮组包括原动直齿轮和从动直齿轮。第一输入轴的上端与原动直齿轮相连，管轴与从动直齿轮相连。第一输入轴的下端为第一动力的输入端。管轴通过轴承垂直安装在机架上。第一滚筒轴和第二滚筒轴同轴地对称地且水平固连在管轴的上端。第二输入轴的中段通过轴承安装在管轴内，第二输入轴的上端固连着主动伞齿轮，第二输入轴的下端为第二动力输入端。第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮通过轴承分别安装在第一滚筒轴和第二滚筒轴上，第一被动伞齿轮能绕第一滚筒轴灵活转动，第二被动伞齿轮能绕第二滚筒轴灵活转动，第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮均与主动伞齿轮啮合。第一被动伞齿轮、第二被动伞齿轮和主动伞齿轮组成伞齿轮组。第一滚筒与第一从动伞齿轮同轴固连，第二滚筒与第二从动伞齿轮同轴固连。
该装置的第一滚筒和第二滚筒的外形采用圆柱或圆台或圆锥的外形，采用圆台或圆锥的外形时，锥度方向朝外，即越远离主动伞齿轮时第一滚筒和第二滚筒的截面直径越小。
本发明一种伞齿轮传动滚筒翼式升力装置的工作原理是：第一动力从第一输入轴输入，从下往上仰视该装置，第一输入轴在第一动力的驱动下顺时针转动，通过直齿轮组的传递，管轴逆时针转动，带动第一滚筒轴、第二滚筒轴、第一被动伞齿轮、第二被动伞齿轮、第一滚筒和第二滚筒一起在水平面内作逆时针旋转。若第二输入轴固定不动，则主动伞齿轮固定不动，第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮会分别带动第一滚筒和第二滚筒自转，自转的方向为往第一滚筒和第二滚筒绕第二输出轴的轴线公转水平面的向心方向观察为顺时针方向。根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得，该情况下，第一滚筒和第二滚筒产生向上的升力，升力的大小与第一输入轴的转速大小成增函数关系。若第二输入轴与管轴同向同速转动即同步转动，则第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮与主动伞齿轮保持相对固定，则第一滚筒和第二滚筒不会自转，该情况下，第一滚筒和第二滚筒不产生升力。若第二输入轴做顺时针方向转动，则主动伞齿轮会带动第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮自转，在第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮的分别带动下第一滚筒和第二滚筒会自转，自转的方向为往第一滚筒和第二滚筒绕第二输出轴的轴线公转水平面的向心方向观察为顺时针方向。根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得，该情况下，第一滚筒和第二滚筒会产生较大的向上的升力，升力的大小与第二输入轴的转速大小成增函数关系，也与第一输入轴的转速大小成增函数关系。若第二输入轴与管轴同向转动，且第二输入轴的转速比管轴的转速快，则第一被动伞齿轮和第二被动伞齿轮会在主动伞齿轮的带动下自转，从而带动第一滚筒和第二滚筒自转，自转的方向为往第一滚筒和第二滚筒绕第二输出轴的轴线公转水平面的向心方向观察为逆时针方向。根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得，该情况下，第一滚筒和第二滚筒会产生向下的力，即产生负升力，第一输入轴的转速不变时，该负升力的大小与第二输入轴的转速大小成增函数关系。
该装置能产生升力，可以通过调节第一输入轴和第二输入轴的转速大小和方向来调控该装置产生升力的大小和方向，使用方便灵活，应用于垂直升降飞行器上作升力装置。
附图说明
图1是本发明一种伞齿轮传动滚筒翼式升力装置的示意图。
图中，1-机架，2-第一输入轴，3-直齿轮组，31-原动直齿轮，32-从动直齿轮，4-管轴，5-第一滚筒轴，6-第二滚筒轴，7-第二输入轴，8-主动伞齿轮，9-第一被动伞齿轮，10-第二被动伞齿轮，11-第一滚筒，12-第二滚筒，31-原动直齿轮，32-从动直齿轮。
具体实施方式
现结合附图对本发明加以具体说明：一种伞齿轮传动滚筒翼式升力装置，包括机架1、第一输入轴2、直齿轮组3、管轴4、第一滚筒轴5、第二滚筒轴6、第二输入轴7、主动伞齿轮8、第一被动伞齿轮9、第二被动伞齿轮10、第一滚筒11和第二滚筒12。第一被动伞齿轮9和第二被动伞齿轮10的结构和参数相同。第一滚筒11和第二滚筒12的结构和参数相同，它们的外形采用圆柱的外形。第一输入轴2通过轴承垂直安装在机架1上。直齿轮组3包括原动直齿轮31和从动直齿轮32。第一输入轴2的上端与原动直齿轮31相连，管轴4与从动直齿轮32相连。第一输入轴2的下端为第一动力的输入端。管轴4通过轴承垂直安装在机架1上。第一滚筒轴5和第二滚筒轴6同轴地对称地且水平固连在管轴4的上端。第二输入轴7的中段通过轴承安装在管轴4内，第二输入轴7的上端固连着主动伞齿轮8，第二输入轴7的下端为第二动力输入端。第一被动伞齿轮9和第二被动伞齿轮10通过轴承分别安装在第一滚筒轴5和第二滚筒轴6上，第一被动伞齿轮9能绕第一滚筒轴5灵活转动，第二被动伞齿轮10能绕第二滚筒轴6灵活转动，第一被动伞齿轮9和第二被动伞齿轮10均与主动伞齿轮8啮合。第一被动伞齿轮9、第二被动伞齿轮10和主动伞齿轮8组成伞齿轮组。第一滚筒11与第一从动伞齿轮9同轴固连，第二滚筒12与第二从动伞齿轮10同轴固连。
本发明一种伞齿轮传动滚筒翼式升力装置是这样工作的：第一动力从第一输入轴2输入，从下往上仰视该装置，第一输入轴2在第一动力的驱动下顺时针转动，通过直齿轮组3的传递，管轴4逆时针转动，带动第一滚筒轴5、第二滚筒轴6、第一被动伞齿轮9、第二被动伞齿轮10、第一滚筒11和第二滚筒12一起在水平面内作逆时针旋转。若第二输入轴7固定不动，则主动伞齿轮8固定不动，第一被动伞齿轮9和第二被动伞齿轮10会分别带动第一滚筒11和第二滚筒12分别绕第一滚筒轴5和第二滚筒轴6自转，自转的方向为往第一滚筒11和第二滚筒12绕第二输出轴7的轴线公转水平面的向心方向观察为顺时针方向。根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得，该情况下，第一滚筒11和第二滚筒12产生向上的升力，升力的大小与第一输入轴2的转速大小成增函数关系。若第二输入轴7与管轴4同向同速转动即同步转动，则第一被动伞齿轮9和第二被动伞齿轮10与主动伞齿轮8保持相对固定，则第一滚筒11和第二滚筒12不会自转，该情况下，第一滚筒11和第二滚筒12不产生升力。若第二输入轴7做顺时针方向转动，则主动伞齿轮8会带动第一被动伞齿轮9和第二被动伞齿轮10自转，在第一被动伞齿轮9和第二被动伞齿轮10的分别带动下第一滚筒11和第二滚筒12会自转，自转的方向为往第一滚筒11和第二滚筒12绕第二输出轴7的轴线公转水平面的向心方向观察为顺时针方向。根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得，该情况下，第一滚筒11和第二滚筒12会产生较大的向上的升力，升力的大小与第二输入轴7的转速大小成增函数关系，也与第一输入轴2的转速大小成增函数关系。若第二输入轴7与管轴4同向转动，且第二输入轴7的转速比管轴4的转速快，则第一被动伞齿轮9和第二被动伞齿轮10会在主动伞齿轮8的带动下自转，从而带动第一滚筒11和第二滚筒12自转，自转的方向为往第一滚筒11和第二滚筒12绕第二输出轴7的轴线公转水平面的向心方向观察为逆时针方向。根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得，该情况下，第一滚筒11和第二滚筒12会产生向下的力，即产生负升力，第一输入轴2的转速不变时，该负升力的大小与第二输入轴7的转速大小成增函数关系。
通过调节第一输入轴2和第二输入轴7的转速大小和方向来调控该装置产生升力的大小和方向，使用方便灵活。利用四个相同的该装置与适应的控制系统和动力系统组合制作垂直升降飞行器时，四个该装置环形阵列对称布局。
Claims (4)
1.一种伞齿轮传动滚筒翼式升力装置，其特征在于：包括机架（1）、第一输入轴（2）、直齿轮组（3）、管轴（4）、第一滚筒轴（5）、第二滚筒轴（6）、第二输入轴（7）、主动伞齿轮（8）、第一被动伞齿轮（9）、第二被动伞齿轮（10）、第一滚筒（11）和第二滚筒（12）；第一被动伞齿轮（9）和第二被动伞齿轮（10）的结构和参数相同；第一滚筒（11）和第二滚筒（12）的结构和参数相同；第一输入轴（2）通过轴承垂直安装在机架（1）上；直齿轮组（3）包括原动直齿轮（31）和从动直齿轮（32）；第一输入轴（2）的上端与原动直齿轮（31）相连，管轴（4）与从动直齿轮（32）相连；管轴（4）通过轴承垂直安装在机架（1）上；第一滚筒轴（5）和第二滚筒轴（6）同轴地对称地且水平固连在管轴（4）的上端；第二输入轴（7）的中段通过轴承安装在管轴（4）内，第二输入轴（7）的上端固连着主动伞齿轮（8）；第一被动伞齿轮（9）和第二被动伞齿轮（10）通过轴承分别安装在第一滚筒轴（5）和第二滚筒轴（6）上，第一被动伞齿轮（9）能绕第一滚筒轴（5）灵活转动，第二被动伞齿轮（10）能绕第二滚筒轴（6）灵活转动，第一被动伞齿轮（9）和第二被动伞齿轮（10）均与主动伞齿轮（8）啮合；第一滚筒（11）与第一从动伞齿轮（9）同轴固连，第二滚筒（12）与第二从动伞齿轮（10）同轴固连。
2.根据权利要求1所述的一种伞齿轮传动滚筒翼式升力装置，其特征在于：第一滚筒（11）和第二滚筒（12）的外形采用圆柱或圆台或圆锥的外形。
3.根据权利要求2所述的一种伞齿轮传动滚筒翼式升力装置，其特征在于：第一滚筒（11）和第二滚筒（12）采用圆台或圆锥的外形时，锥度方向朝外，即越远离主动伞齿轮时第一滚筒（11）和第二滚筒（12）的截面直径越小。
4.根据权利要求1所述的一种伞齿轮传动滚筒翼式升力装置，其特征在于：利用四个相同的该装置与适应的控制系统和动力系统组合制作垂直升降飞行器时，四个该装置环形阵列对称布局。
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| CN104773294A (zh) * | 2015-05-08 | 2015-07-15 | 佛山市神风航空科技有限公司 | 一种伞齿轮传动滚筒翼式升力装置 |
| CN108274581A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-07-13 | 江苏薄荷新材料科技有限公司 | 一种用于陶瓷膏料光固化3d打印机成型进料一体机构 |
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2015
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