專利名稱：共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的共軸傳動和控制結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直升飛機旋翼的傳動和控制結(jié)構(gòu)，特別涉及ー種共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的共軸傳動和控制結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
共軸旋翼反向旋轉(zhuǎn)直升機與單旋翼直升機相比較，有旋翼臂展相對較短，功率消 耗較小，不需設(shè)置尾翼而機身相對較小，更具靈活性等多重優(yōu)勢，但由于這類直升機的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制飛行的可靠性下降，目前能夠進入實用狀態(tài)的僅有俄羅斯卡莫夫設(shè)計局設(shè)計制造的共軸旋翼反向旋轉(zhuǎn)直升飛機。以卡莫夫直升飛機為例，其共軸結(jié)構(gòu)為內(nèi)、外轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)，上層旋翼槳轂固定連接在內(nèi)轉(zhuǎn)軸上，用于安裝上層旋翼，下層旋翼槳轂固定連接在外轉(zhuǎn)軸上，用于安裝下層旋翼，內(nèi)、外轉(zhuǎn)軸分別由齒輪箱的齒輪傳動機構(gòu)的帶動下，呈相對的反向旋轉(zhuǎn)，此結(jié)構(gòu)的內(nèi)、外轉(zhuǎn)軸都較長，而且內(nèi)轉(zhuǎn)軸還細(xì)，存在內(nèi)轉(zhuǎn)軸危險截面的彎扭組合應(yīng)カ遠(yuǎn)大于外轉(zhuǎn)軸的嚴(yán)重情況，因此對轉(zhuǎn)軸要求高應(yīng)カ結(jié)構(gòu)，其制作、加工的難度和成本也相應(yīng)増大。由于采用內(nèi)、外轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)，上、下層旋翼的控制機構(gòu)只能設(shè)置在轉(zhuǎn)軸外面，其設(shè)置的變距控制桿，上、下傾斜器控制連桿等都在轉(zhuǎn)軸外國，需從兩相鄰旋翼之間的旋轉(zhuǎn)面穿過，這種控制結(jié)構(gòu)不夠完美，上、下層旋翼不能完全差動控制，一般只能實現(xiàn)部分差動控制。并且，因上層旋翼軸細(xì)長，其外圍旋轉(zhuǎn)部件又多，控制旋翼動作的控制機構(gòu)部件只能從旋翼的旋轉(zhuǎn)面穿過，才能實現(xiàn)安裝及控制旋翼動作，這些部件占據(jù)的空間，限制了旋翼設(shè)置的數(shù)量。目前實際應(yīng)用的柔性共軸旋翼直升飛機的上層旋翼和下層旋翼通常各為兩片，最多也只能設(shè)為三片。由于旋翼數(shù)量受限，妨礙了直升飛機的升カ提高，也制約了共軸旋翼反向旋轉(zhuǎn)直升飛機進一歩大型化的可能。同吋，由于旋翼數(shù)量受限，為保證升力，就只能增長旋翼臂展，由此又導(dǎo)致在進行大機動飛行吋，上層旋翼與下層旋翼容易相碰，發(fā)生飛行事故。而且，因轉(zhuǎn)軸長、旋翼長，控制裝置復(fù)雜引起的結(jié)構(gòu)重量増加也抵消了共軸旋翼反向旋轉(zhuǎn)直升機的優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的共軸傳動和控制結(jié)構(gòu)。它采用空心狀固定軸為主軸，在固定軸的上、下段分別安裝可轉(zhuǎn)動的上、下旋翼槳轂，上、下旋翼槳轂之間通過齒輪傳動軸傳遞動力，并在固定軸中段設(shè)置上、下傾斜器支架，在固定軸下段的內(nèi)空中間隙配合總槳距滑套，主變距控制桿的上部伸出總槳距滑套，與上、下傾斜器支架連接，并將上、下傾斜器空套在固定軸中段位于上、下旋翼槳轂之間，上、下傾斜器的內(nèi)環(huán)分別與上、下傾斜器支架固定連接，上、下傾斜器的外環(huán)分別通過多根上旋翼控制桿與上、下旋翼控制臂鉸接。這種結(jié)構(gòu)既消除了旋轉(zhuǎn)控制部件穿過旋轉(zhuǎn)面的弊病，使共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升飛機可以布置更多的上、下旋翼，提高直升機的升力，又能實現(xiàn)全差動控制，同時還避免了旋轉(zhuǎn)部件采用高應(yīng)カ結(jié)構(gòu)，可降低制作難度和成本。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的包括主軸，上、下旋翼槳轂，上、下傾斜器，所述主軸為用于支撐旋翼槳轂的空心狀固定軸，固定軸的下端與減速器的殼體固定連接，所述固定軸的上、下段分別安裝可轉(zhuǎn)動的上、下旋翼槳轂，上、下旋翼槳轂均為筒狀結(jié)構(gòu)，上、下旋翼槳轂上分別安裝多個旋翼控制臂，固定軸的中段為均布的多個支撐柱，至少ー個支撐柱中安裝有齒輪傳動軸，所述齒輪傳動軸上端的齒輪與上旋翼槳轂設(shè)有的內(nèi)齒嚙合，齒輪傳動軸下端的齒輪與下旋翼槳轂設(shè)有的外齒嚙合，下旋翼槳轂與減速器的動カ輸入齒輪嚙合，構(gòu)成上、下旋翼槳轂反向旋轉(zhuǎn)的共軸結(jié)構(gòu)；所述固定軸中段均布的支撐柱之間的空間設(shè)置上、下傾斜器支架，一總槳距滑套間隙配合在固定軸下段的內(nèi)空中，一主變距控制桿設(shè)于總槳距滑套中通過球頭與總槳距滑套軸定位鉸接，主變距控制桿的上部伸出總槳距滑套，與上傾斜器支架滑動配合，并與下傾斜器支架固定連接，主變距控制桿下端通過兩個變距連桿分別與左、右變距搖臂鉸接；所述上、下傾斜器均空套在固定軸中段位于上、下旋翼槳轂之間，上、下傾斜器均具有相對運動的內(nèi)、外環(huán)，上、下傾斜器的內(nèi)環(huán)分別與上、下傾斜器支架固定連接，上傾斜器的外環(huán)通過上同步臂連接上旋翼槳轂，并通過多根上旋翼控制桿與上旋翼控制臂鉸接，下傾斜器的外環(huán)通過下同步臂連接下旋翼槳轂，并通過多根下旋翼控制桿與下旋翼控制臂鉸接。所述用于支撐旋翼槳轂的空心狀固定軸包括上定軸和下定軸，所述上定軸的上部 呈錐筒狀構(gòu)，底部為連接座，錐筒狀構(gòu)和連接座之間為均布的多個支撐柱，由此構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)的上定軸，所述下定軸為錐筒狀結(jié)構(gòu)，下定軸上端與上定軸底部的連接座通過裝配固定連接成用干支撐旋翼槳轂的空心固定軸。所述多個支撐柱均設(shè)有軸向孔，每個支撐柱的軸向孔中均安裝有齒輪傳動軸，所有齒輪傳動軸上端的齒輪均與上旋翼槳轂的內(nèi)齒嚙合，所有齒輪傳動軸下端的齒輪均與下旋翼槳轂的外齒嚙合，形成行星輪系傳動。所述上、下同步臂均為上、下部鉸接在一起的鉸鏈?zhǔn)酵奖?，上同步臂的上部與上旋翼槳轂鉸接，下部與上傾斜器外環(huán)鉸接；下同步臂的下部與下旋翼槳轂鉸接，上部與下傾斜器外環(huán)鉸接。所述上、下傾斜器支架均設(shè)為具有多個懸掛臂的支架，上、下傾斜器支架的懸掛臂數(shù)量與固定軸中段的支撐柱數(shù)量相同，上、下傾斜器支架的懸掛臂從兩支撐柱之間的空間伸出，分別與上、下傾斜器的內(nèi)環(huán)固定連接。所述上傾斜器支架的中心設(shè)為球窩孔，一球形套設(shè)于球窩孔中，主變距控制桿與球形套滑動配合，形成相對于上傾斜器支架的萬向連接。所述上傾斜器支架設(shè)有周向定位上連桿與主變距控制桿連接，下傾斜器支架設(shè)有周向定位下連桿與固定軸連接。所述總槳距滑套為上小下大的錐筒狀，使主變距控制桿在總槳距滑套腔內(nèi)有搖擺空間，總槳距滑套間隙配合在固定軸呈錐筒狀的下段中，總槳距滑套的底部通過支撐懸臂與設(shè)于減速器殼體上的總槳距控制作動器連接，使總槳距滑套固定軸腔內(nèi)可上下運動。所述主變距控制桿上等分圓周滑動配合有多個差動控制桿，各差動控制桿下端與安裝在主變距控制桿上的差動作動器連接，每個差動控制桿的上端通過ー差動控制杠桿分別與下傾斜器支架鉸接，各差動控制杠桿通過ー浮動連桿分別與上傾斜器支架鉸接。所述主變距控制桿上等分圓周設(shè)置有多個沿軸向延伸的導(dǎo)向滑槽，各導(dǎo)向滑槽均分別從主變距控制桿中部設(shè)有的球頭延伸過，每個導(dǎo)向滑槽中滑動配合ー個差動控制桿。
采用上述方案，使本發(fā)明共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的共軸傳動和控制結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點
I.所述主軸為用于支撐旋翼槳轂的空心狀固定軸，固定軸的下端與減速器殼體固定連接，所述固定軸的上、下段分別安裝可轉(zhuǎn)動的上、下旋翼槳轂，上、下旋翼槳轂均為筒狀結(jié)構(gòu)，上、下旋翼槳轂上分別安裝多個旋翼控制臂，固定軸的中段為均布的多個支撐柱，至少一個支撐柱中安裝有齒輪傳動軸，所述齒輪傳動軸上端的齒輪與上旋翼槳轂設(shè)有的內(nèi)齒嚙合，齒輪傳動軸下端的齒輪與下旋翼槳轂設(shè)有的外齒嚙合，下旋翼槳轂與減速器的動カ輸入齒輪嚙合，構(gòu)成上、下旋翼槳轂反向旋轉(zhuǎn)的共軸結(jié)構(gòu)。這種共軸結(jié)構(gòu)改變了現(xiàn)有技術(shù)采用內(nèi)轉(zhuǎn)軸、外轉(zhuǎn)軸相對旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，避免了內(nèi)轉(zhuǎn)軸又細(xì)又長的高應(yīng)カ結(jié)構(gòu)。主軸采用空心狀固定軸，在固定軸的上、下段分別安裝可轉(zhuǎn)動的上、下旋翼槳轂，既保證了主軸結(jié)構(gòu)的強度，又實現(xiàn)上、下旋翼槳轂的反向旋轉(zhuǎn)，還可降低制作難度和成本；同時也能使固定軸中段的多個支撐柱之間為傾斜器支架的安裝提供了安裝空間，使上、下傾斜器及控制機構(gòu)能夠設(shè)置在上、下旋翼之間。、
2.所述固定軸中段均布的支撐柱之間的空間設(shè)置上、下傾斜器支架，一總槳距滑套間隙配合在固定軸下段的內(nèi)空中，一主變距控制桿設(shè)于總槳距滑套中通過球頭與總槳距滑套軸定位鉸接，主變距控制桿的上部伸出總槳距滑套，與上傾斜器支架滑動配合，并與下傾斜器支架固定連接，主變距控制桿下端通過兩個變距連桿分別與左、右變距操縱桿鉸接。這種利用固定軸中段均布的支撐柱之間的空間設(shè)置上、下傾斜器支架，并將總槳距滑套和主變距控制桿設(shè)置在固定軸下段的內(nèi)空中。由此，解決了上、下傾斜器支架，總槳距滑套以及主變距控制桿的設(shè)置位置，只用一根主變距控制桿就能控制上、下傾斜器的動作變化，實現(xiàn)對旋翼動作變化的一體化控制，而且避免了旋轉(zhuǎn)控制部件的安裝位與旋翼安裝位發(fā)生干涉，消除了現(xiàn)有共軸旋翼反向旋轉(zhuǎn)直升機存在的旋轉(zhuǎn)控制部件需穿過旋翼旋轉(zhuǎn)面而導(dǎo)致只能部分差動控制的弊病，為上、下旋翼控制桿不從旋翼旋轉(zhuǎn)面穿過提供了條件，使直升機的全差動控制能夠?qū)崿F(xiàn)。3.所述上、下傾斜器均空套在固定軸中段位于上、下旋翼槳轂之間，上、下傾斜器均具有相對運動的內(nèi)、外環(huán)，上、下傾斜器的內(nèi)環(huán)分別與上、下傾斜器支架固定連接，上傾斜器的外環(huán)通過上同步臂連接上旋翼槳轂，并通過多根上旋翼控制桿與上旋翼控制臂鉸接，下傾斜器的外環(huán)通過下同步臂連接下旋翼槳轂，并通過多根下旋翼控制桿與下旋翼控制臂鉸接。這種將上、下傾斜器，上、下傾斜器支架，上、下同步臂，以及上、下旋翼控制桿等控制部件均集中在上、下旋翼之間的位置設(shè)置安裝，并由從固定軸下段的內(nèi)空中穿過的主變距控制桿通過上、下傾斜器支架控制上、下傾斜器內(nèi)環(huán)傾斜角度變化，上、下傾斜器的外環(huán)分別通過上、下旋翼控制桿控制上、下旋翼的槳距和迎角變化。由于這些控制部件都集中在上、下旋翼之間，控制部件不需從旋翼的旋轉(zhuǎn)面穿過，控制部件的運動空間更大，彌補了現(xiàn)有共軸旋翼反向旋轉(zhuǎn)直升機只能完成部分差動控制的缺陷，使共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的上、下旋翼可實現(xiàn)全差動控制，飛行狀態(tài)更加完美。同時，也使共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機可以布置更多的上、下旋翼，即上、下旋翼可以分別設(shè)置四個或四個以上，從而提高共軸旋翼反向旋轉(zhuǎn)直升機的升力，實現(xiàn)共軸旋翼反向旋轉(zhuǎn)直升飛機大型化發(fā)展。4.為使上、下旋翼槳轂之間的動カ傳動更加穩(wěn)定，位于固定軸中段的多個支撐柱均設(shè)有軸向孔，每個支撐柱的軸向孔中均安裝有齒輪傳動軸，所有齒輪傳動軸上端的齒輪均與上旋翼槳轂的內(nèi)齒嚙合，所有齒輪傳動軸下端的齒輪均與下旋翼槳轂的外齒嚙合，形成行星輪系傳動。采用行星輪系傳動的動カ傳動效果由于單齒輪傳動軸傳動，其動カ傳遞更加平穩(wěn)。5.通過設(shè)置的差動控制杠桿和差動作動器，使上、下旋翼的差動周期變距控制和相位補償能夠更加精確，讓直升機的上、下旋翼達(dá)到理想的控制狀態(tài)，更有利于實現(xiàn)對直升機飛行狀態(tài)的操作控制，使其飛行狀態(tài)更加完美。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)更加緊湊，既能提高直升機的升力，又能通過操作控制使直升機的飛行狀態(tài)更加完美，還能使共軸旋翼反向旋轉(zhuǎn)直升飛機實現(xiàn)大型化，為共軸旋翼反向旋轉(zhuǎn)直升飛機提供發(fā)展空間。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進ー步說明。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明的主軸和槳轂裝配的剖面結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)傳動結(jié)構(gòu)示意 圖5為本發(fā)明的主槳距控制系統(tǒng)剖面示意 圖6為圖5的A-A向剖面結(jié)構(gòu) 圖7為圖5的B-B向剖面結(jié)構(gòu) 圖8為本發(fā)明控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖9為本發(fā)明差動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖10為本發(fā)明上旋轉(zhuǎn)同步結(jié)構(gòu)的局部示意 圖11為本發(fā)明下旋轉(zhuǎn)同步結(jié)構(gòu)的局部示意圖。附圖中，I為固定軸，Ia為下定軸，Ib為上定軸，Ic為支撐柱，Id為連接座，2為下旋翼槳轂，3為上旋翼槳轂，4為齒輪傳動軸，5為總槳距滑套，5a為支撐懸臂，6為主變距控制桿，6b為差動作動器，6d為球頭，7為下傾斜器支架，8為周向定位下連桿，9為差動控制杠桿，10為差動控制桿，11為浮動連桿，12為上傾斜器支架，12b為球形套，13為周向定位上連桿，14為下傾斜器，15為上傾斜器，16為下同步臂，17為上同步臂，18a為上旋翼控制桿，18b為下旋翼控制桿，19為變距連桿，20為變距搖臂，21為變距操縱桿，22為減速器，22c為鉸接座，22d為總槳距控制作動器，23為旋翼控制臂，23a為球頭銷，24為旋翼，25為軸承，26為彈性保持架，26a為彈性片，26b為半圓弧滑動軸承，27為動カ輸入齒輪。
具體實施例方式參見圖I至圖5和圖8，一種共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的共軸傳動和控制結(jié)構(gòu)，包括主軸、上旋翼槳轂3、下旋翼槳榖2、齒輪傳動軸4、上傾斜器15、下傾斜器14、上傾斜器支架12、下傾斜器支架7、上同步臂17、下同步臂16、上旋翼控制桿18a、下旋翼控制桿18b、旋翼控制臂23、主變距控制桿6、總槳距滑套5等主要部件。所述主軸為用于支撐旋翼槳轂的空心狀固定軸1，固定軸I的下端與減速器22的殼體固定連接，其固定連接可采用多個螺栓緊固，也可采用多點鉚接固定，或者采用焊接固定。減速器22的殼體固定連接在直升機的機身上，其固定方式采用直升機減速器的慣常固定連接方式固定。所述固定軸I的上、下段分別安裝可轉(zhuǎn)動的上旋翼槳轂3、下旋翼槳轂2，上、下旋翼槳轂3、2均為筒狀結(jié)構(gòu)，上、下旋翼槳轂與固定軸I之間分別設(shè)有軸承25，使上、下旋翼槳轂可以靈活地在固定軸I上旋轉(zhuǎn)。所述上、下旋翼槳轂上分別安裝多個旋翼控制臂23，上、下旋翼槳轂上安裝的旋翼控制臂23數(shù)量相同。本實施例的上、下旋翼槳轂上安裝的旋翼控制臂23均為四個，四個旋翼控制臂23分別均勻分布在上、下旋翼槳轂上，各個旋翼控制臂23通過球頭銷23a鉸接在旋翼槳轂上設(shè)置的安裝座上，使旋翼控制臂23可以在控制下變換角度。各旋翼控制臂23上固定連接一個旋翼24，旋翼控制臂23既承受來自旋翼的離心力，也能在旋翼控制桿的操縱力作用下使旋翼產(chǎn)生迎角變化。上、下旋翼槳轂各安裝四個旋翼，改變了現(xiàn)有的共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的上、下旋翼最多只能各設(shè)三個的現(xiàn)狀，使直升機的升カ能夠得到提升，如果需進一步提高升力，還可以設(shè)計為各安裝四個以上的旋翼；當(dāng)然，如果不考慮直升機的升カ問題，也可以設(shè)計為各安裝三個或兩個旋翼，但升カ會低于四個旋翼。為使旋翼控制臂23在承受旋翼離心力、直升機升力和操縱カ時，能相對保持在一定位置，本實施例的所述上、下旋翼槳轂3、2上分別設(shè)有用于保持旋翼控制臂相對位置的弾性保持架26，每個彈性保持架26包括上、下彈性片26a，上、下弾性片與旋翼控制臂接觸的一端分別設(shè)有半圓弧滑動軸承26b，兩個半圓弧滑動軸承26b分別位于旋翼控制臂23的上、下方，兩個半圓弧滑動軸承26b相向與旋 翼控制臂23滑動配合，形成對旋翼控制臂23的柔性支撐，上、下彈性片26a的另一端與旋翼槳轂固定連接，其連接方式可以采用螺栓緊固或鉚接固定。采用彈性保持架26對旋翼控制臂23實施柔性的輔助支撐，能夠使旋翼在承受離心力、升力和操縱カ的運動時有一定擾性，相對保持在一定位置。所述固定軸I的中段為均布的多個支撐柱lc，所述支撐柱Ic與固定軸I為一體結(jié)構(gòu)，各支撐柱之間留有設(shè)置其它部件的空間，其中，至少ー個支撐柱Ic中安裝有齒輪傳動軸4，所述齒輪傳動軸4上端的齒輪與上旋翼槳轂3設(shè)有的內(nèi)齒嚙合，齒輪傳動軸4下端的齒輪與下旋翼槳轂2設(shè)有的外齒嚙合，下旋翼槳轂2與減速器22的動カ輸入齒輪27嚙合，構(gòu)成上、下旋翼槳轂反向旋轉(zhuǎn)的共軸結(jié)構(gòu)。為使上、下旋翼槳轂之間的動カ傳遞更加平穩(wěn)，所述多個支撐柱Ic均設(shè)有軸向孔，每個支撐柱Ic的軸向孔中均安裝有齒輪傳動軸4，所有齒輪傳動軸4上端的齒輪均與上旋翼槳轂3的內(nèi)齒嚙合，所有齒輪傳動軸4下端的齒輪均與下旋翼槳轂2的外齒嚙合，形成行星輪系傳動。所述固定軸I中段均布的支撐柱Ic之間的空間設(shè)置上傾斜器支架12、下傾斜器支架7。ー總槳距滑套5間隙配合在固定軸I下段的內(nèi)空中，一主變距控制桿6設(shè)于總槳距滑套5中通過球頭6d與總槳距滑套5軸定位鉸接。本實施例的所述總槳距滑套5為上小下大的錐筒狀，使主變距控制桿6在總槳距滑套5腔內(nèi)有搖擺空間，總槳距滑套5間隙配合在固定軸I呈錐筒狀的下段中，總槳距滑套5的底部通過支撐懸臂5a與設(shè)于減速器22殼體上的總槳距控制作動器22d連接，使總槳距滑套5在固定軸I腔內(nèi)可上下運動。所述主變距控制桿6的上部伸出總槳距滑套5，與上傾斜器支架12滑動配合，為便于裝配和活動靈活，本實施例的所述上傾斜器支架12的中心設(shè)為球窩孔，一球形套12b設(shè)于球窩孔中形成滑動配合，主變距控制桿6穿過球形套12b與之滑動配合，形成相對于上傾斜器支架12的萬向連接。所述主變距控制桿6的上部并與下傾斜器支架7固定連接，為裝配方便，本實施例主變距控制桿6與下傾斜器支架7采用周向固定并軸向鎖定的固定連接方式，在主變距控制桿6設(shè)置多棱型臺階或花鍵與下傾斜器支架7周向固定配合，再用螺母軸向定位鎖定。所述主變距控制桿6下端通過兩個變距連桿19分別與左、右變距搖臂20鉸接，左、右變距搖臂20分別與左、右變距操縱桿21鉸接。為便于操作控制，所述變距搖臂20采用“V”型搖臂，“V”型搖臂的轉(zhuǎn)角處為支點，該支點通過銷軸鉸接于減速器22殼體上設(shè)置的鉸接座，“V”型搖臂的ー個延伸臂與變距連桿19通過球頭鉸接，變距連桿19與主變距控制桿6下端通過球頭鉸接，“ V”型搖臂的另ー個延伸臂與變距操縱桿21通過銷軸鉸接。在變距操縱桿21的帶動下，通過變距搖臂20、變距連桿19能夠帶動主變距控制桿6以球頭6d為鉸點進行多方向運動，由此控制旋翼的迎角變化，實現(xiàn)對上、下旋翼的同步控制。所述上、下傾斜器15、14均空套在固定軸I中段位于上、下旋翼槳轂3、2之間，上、下傾斜器均具有相對運動的內(nèi)、外環(huán)，傾斜器的內(nèi)環(huán)和外環(huán)通過軸承配合形成外環(huán)可沿內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)，上傾斜器15的內(nèi)環(huán)與上傾斜器支架12通過螺栓或鉚銷固定連接，下傾斜器14的內(nèi)環(huán)與下傾斜器支架7通過螺栓或鉚銷固定連接，上傾斜器15的外環(huán)通過上同步臂17連接上旋翼槳轂3，使上傾斜器15的外環(huán)能夠隨上旋翼槳 轂3同步旋轉(zhuǎn)，并通過多根上旋翼控制桿18a與上旋翼的旋翼控制臂23鉸接；下傾斜器14的外環(huán)通過下同步臂16連接下旋翼槳轂2，使下傾斜器14的外環(huán)能夠隨下旋翼槳轂2同步旋轉(zhuǎn)，并通過多根下旋翼控制桿18b與下旋翼的旋翼控制臂23鉸接。為了使上、下傾斜器的外環(huán)既能在同步臂的帶動下隨旋翼槳轂旋轉(zhuǎn)，又能在旋翼控制桿的帶動下傾斜，所述上同步臂17、下同步臂16均為上、下部鉸接在一起的鉸鏈?zhǔn)酵奖?。所述上同步?7的上部與上旋翼槳轂3上設(shè)置的鉸接支座通過銷軸鉸接，上同步臂17的下部與上傾斜器15的外環(huán)設(shè)置的球窩支座通過球頭鉸接；所述下同步臂16的下部與下旋翼槳轂2上設(shè)置的鉸接支座通過銷軸鉸接，下同步臂16的上部與下傾斜器14的外環(huán)上設(shè)置的球窩支座通過球頭鉸接(見圖10、圖11)。所述上傾斜器支架12、下傾斜器支架7均設(shè)為具有多個懸掛臂的支架，上、下傾斜器支架的懸掛臂數(shù)量與固定軸I中段的支撐柱Ic數(shù)量相同，本實施例的上、下傾斜器支架12、7的懸掛臂數(shù)量和固定軸I中段的支撐柱Ic數(shù)量均為三個，三個支撐柱呈等分圓周分布，既能形成穩(wěn)定的支撐，保證固定軸I的強度，又能為安裝傾斜器支架等部件提供寬敞的空間，傾斜器支架的三個懸掛臂等分圓周呈放射狀延伸，所述上傾斜器支架12的各懸掛臂分別從相鄰兩支撐柱之間的空間伸出，與上傾斜器15的內(nèi)環(huán)固定連接，所述下傾斜器支架7的各懸掛臂從相鄰兩支撐柱之間的空間伸出，與下傾斜器14的內(nèi)環(huán)固定連接。所述上傾斜器支架12設(shè)有周向定位上連桿13與主變距控制桿6連接，下傾斜器支架7設(shè)有周向定位下連桿8與固定軸I連接。所述周向定位上連桿13為三部分通過銷軸鉸接構(gòu)成的鉸鏈?zhǔn)竭B桿，該鉸鏈?zhǔn)竭B桿的一端與上傾斜器支架12通過球頭銷鉸接，另一端與主變距控制桿6周向固定連接，并用螺母鎖定軸向位置。所述周向定位上連桿13上設(shè)置多邊形孔，或矩形孔，或花鍵孔，所述主變距控制桿6上設(shè)有多邊形柱段，或矩形柱段，或花鍵段與周向定位上連桿13對應(yīng)周向固定連接。該周向定位上連桿13既能使上傾斜器支架12不會產(chǎn)生周向轉(zhuǎn)動，又能在主變距控制桿6進行變距控制時作相應(yīng)變形，不會干渉上傾斜器支架12和主變距控制桿6的動作。所述周向定位下連桿8為兩部分通過銷軸鉸接構(gòu)成的鉸鏈?zhǔn)竭B桿，該鉸鏈?zhǔn)竭B桿的一端與下傾斜器支架7通過球頭銷鉸接，另一端與固定軸I上設(shè)置的鉸接座通過銷軸鉸接；該周向定位下連桿8既能使下傾斜器支架7不會產(chǎn)生周向轉(zhuǎn)動，又能在主變距控制桿6進行變距控制時作相應(yīng)變形，不會干渉下傾斜器支架7和主變距控制桿6的動作。參見圖I至圖3，為了使本發(fā)明共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的共軸傳動和控制結(jié)構(gòu)便于裝配和保證強度，本發(fā)明的一種實施例將用于支撐旋翼槳轂的空心狀固定軸I采用所述兩部分連接構(gòu)成，具體為所述支撐旋翼槳轂的空心狀固定軸I包括上定軸Ib和下定軸la，所述上定軸Ib的上部呈錐筒狀構(gòu)，底部為連接座ld，錐筒狀構(gòu)和連接座Id之間為均布的多個支撐柱lc，由此構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)的上定軸lb，其支撐柱Ic的數(shù)量以采用三個為較佳，三個支撐柱呈等分圓周分布，既能形成穩(wěn)定的支撐，保證固定軸I的強度，又能為安裝傾斜器支架等部件提供寬敞的空間；而且上定軸Ib內(nèi)呈空腔狀態(tài)可以減輕重量和布置設(shè)備，在固定軸I內(nèi)腔壁可設(shè)置若干槽道，布置電路或其它管路。所述三個支撐柱Ic均設(shè)有軸向孔，每個支撐柱的軸向孔中均安裝有齒輪傳動軸4，所有齒輪傳動軸4上端的齒輪均與上旋翼槳轂3的內(nèi)齒嚙合,所有齒輪傳動軸4下端的齒輪均與下旋翼槳轂2的外齒嚙合,形成行星輪系傳動。所述下定軸Ia為錐筒狀結(jié)構(gòu),下定軸Ia上端與上定軸Ib底部的連接座Id通過
裝配固定連接成用干支撐旋翼槳轂的空心固定軸。其中，錐筒狀結(jié)構(gòu)的下定軸Ia的直徑大的錐筒底端通過緊固連接或焊接固定在減速器22的殼體上，下定軸Ia的上部和下部分別裝配固定有軸承25，所述下旋翼槳轂2套在下定軸Ia上，通過軸承25支撐形成與下定軸的可轉(zhuǎn)動配合，下旋翼槳轂2的下部設(shè)有外圓周齒與減速器22中的動カ輸入齒輪27嚙合，下旋翼槳轂2的上部設(shè)有外圓周齒與齒輪傳動軸4下端的齒輪嚙合。所述下定軸Ia的上端圓周設(shè)有外螺紋，上定軸Ib底部的連接座Id設(shè)有內(nèi)螺紋孔，上定軸Ib通過連接座Id上的內(nèi)螺紋孔與下定軸Ia上端螺紋連接緊固，所述下定軸Ib上端的軸端面還設(shè)有多個軸向螺紋孔，上定軸Ib的連接座Id上也設(shè)有與下定軸Ib軸端面的多個軸向螺紋孔對應(yīng)的定位孔，用多個螺栓分別穿過連接座Id上的定位孔，與下定軸Ib上端的多個軸向螺紋孔緊固，既形成了上、下定軸連接的周向固定，又加固了上、下定軸之間的連接固定，保證上、下定軸固定連接的牢固性和連接強度。所述上定軸Ib的上部和下部分別裝配固定有軸承25，所述上旋翼槳轂3套在上定軸Ib上，通過軸承25支撐形成與上定軸的可轉(zhuǎn)動配合，上旋翼槳轂3的下部設(shè)有內(nèi)圓周齒與齒輪傳動軸4上端的齒輪嚙合，通過齒輪傳動軸4將下旋翼槳轂傳遞的動カ傳遞給上旋翼槳轂，并使上旋翼槳轂的旋轉(zhuǎn)方向與下旋翼槳轂的旋轉(zhuǎn)方向相反，形成反向旋轉(zhuǎn)的共軸結(jié)構(gòu)。上旋翼槳轂3裝配好后，在上定軸Ib的上端蓋上密封蓋，井且凡是設(shè)有軸承、齒輪的部位都設(shè)有油封，以防止?jié)櫥托孤?。參見圖5至圖9，本發(fā)明不僅僅局限于上述實施例，在所述主變距控制桿6上，還可以等分圓周滑動配合有多個差動控制桿10，所述差動控制桿10的數(shù)量與下傾斜器支架7的懸掛臂的數(shù)量對應(yīng)。本實施例采用三個差動控制桿10對應(yīng)下傾斜器支架7的三個懸掛臂，各差動控制桿10下端與安裝在主變距控制桿6上的差動作動器6b連接。所述差動作動器6b通過螺栓固定在主變距控制桿6下部，差動作動器6b的三個活塞桿分別與差動控制桿10的下端通過螺栓或銷釘連接,通過液壓控制活塞運動來驅(qū)動差動控制桿10的動作。每個差動控制桿10的上端通過ー差動控制杠桿9分別與下傾斜器支架7鉸接。所述差動控制杠桿9的數(shù)量采用三個，以對應(yīng)差動控制桿10的數(shù)量，各差動控制杠桿9的一端與差動控制桿10的上端通過鉸接銷鉸接，另一端與所對應(yīng)的下傾斜器支架7的懸掛臂通過鉸接銷鉸接。各差動控制杠桿9通過ー浮動連桿11分別與上傾斜器支架12鉸接，所述浮動連桿11的下端通過鉸接銷鉸接在差動控制杠桿9的中段，浮動連桿11的上端與所對應(yīng)的上傾斜器支架12的懸掛臂通過鉸接銷鉸接。由此在差動作動器6b工作時，通過差動控制桿10、差動控制杠桿9、浮動連桿11形成對上、下旋翼的全差動控制的輔助控制補償，使上、下旋翼的全差動控制更加完善，直升機的飛行狀態(tài)和動作更加完美。為有利于控制，所述主變距控制桿6上等分圓周設(shè)置有多個沿軸向延伸的導(dǎo)向滑槽，本實施例的導(dǎo)向滑槽設(shè)為三個，各導(dǎo)向滑槽均分別從主變距控制桿6中部設(shè)有的球頭6d延伸過，每個導(dǎo)向滑槽中滑動配合一個差動控制桿10。為便于裝配，各差動控制桿10可均由上、下兩段通過螺釘緊固連接組成，其上段桿的上端設(shè)有鉸接支耳與差動控制杠桿9鉸接，下段桿的下端設(shè)有鉸接支耳與差動作動器6b的活塞桿鉸接。采用本發(fā)明共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的共軸傳動和控制結(jié)構(gòu)的直升機，可以通過増加下旋翼迎角來増加阻力和升力，以減少上旋翼迎角來減小阻力和升力，使上旋翼反向カ矩小于下旋翼反向カ矩。通過布置在減速器兩側(cè)的總漿距控制作動器驅(qū)動總漿距滑套向下移動，使總漿距滑套帶動主變距控制桿向下移動，主變距控制桿通過下傾斜器支架帶動下傾斜器向下移動，下傾斜器帶動下旋翼控制桿向下移動來增加下旋翼迎角。同時三個差動作動器等量驅(qū)動差動控制桿向上移動，差動控制桿帶動差動控制杠桿內(nèi)側(cè)向上移動，差動控制杠桿帶動浮動連桿向上移動，浮動連桿帶動上傾斜器向上移動，通過上旋翼控制桿向上移動來減少上旋翼迎角。并且能夠通過來自駕駛?cè)藛T或者伺服機構(gòu)的操縱カ使變距操縱桿作上下運動，通過變距搖臂和變距連桿帶動主變距控制桿最下端偏離固定軸的軸線。當(dāng)主變距控制桿的軸線與固定軸的軸線產(chǎn)生角度偏離時，上、下傾斜器的外環(huán)旋轉(zhuǎn)平面與上、下旋翼漿轂的旋轉(zhuǎn)平面同時發(fā)生角度偏離，在上、下旋翼控制桿的控制下，旋翼迎角隨旋轉(zhuǎn)以周為單位作周期變化，由此形成主周期變距控制。由于迎角變化，在不同的旋轉(zhuǎn)角度產(chǎn)生不等的升力，通過改變旋翼不同相位上的升力來控制直升機飛行姿態(tài)，前后變化對應(yīng)直升機仰俯，左右變化對應(yīng)直升機橫滾，達(dá)到控制直升機飛行姿態(tài)的目的。同時，通過上、下傾斜器處于不同角度和位置的旋轉(zhuǎn)平面，使上、下旋翼達(dá)到理想的差動周期變距控制。差動周期變距控制由主變距控制桿下端的差動作動器分別不等量驅(qū)動來實現(xiàn)，通過差動作動器的活塞桿的控制力來驅(qū)動差動控制桿帶動差動控制杠桿動作，由差動控制杠桿帶動浮動連桿使上傾斜器支架改變上傾斜器的位置。例如差動作動器的三個活塞桿中ー個提供向上的驅(qū)動力，而另外ニ個保持不動時，則處于相同相位的上傾斜器支架的那ー邊的懸掛臂同時向上運動，上傾斜器相應(yīng)的相位也同時向上移動，對應(yīng)的直徑點則會以兩個未移動相位的浮動連桿上端鉸接點形成的虛擬軸以杠桿的方式向下運動。本發(fā)明結(jié)構(gòu)還能通過旋翼控制臂延伸段引起的對應(yīng)于傾斜器位置產(chǎn)生的控制角度差進行相位補償，其補償方式可以是手動機械液カ控制，電子控制，或者智能的。
權(quán)利要求
1.一種共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的共軸傳動和控制結(jié)構(gòu)，包括主軸，上、下旋翼槳轂，上、下傾斜器，其特征在于所述主軸為用于支撐旋翼槳轂的空心狀固定軸，固定軸的下端與減速器的殼體固定連接，所述固定軸的上、下段分別安裝可轉(zhuǎn)動的上、下旋翼槳轂，上、下旋翼槳轂均為筒狀結(jié)構(gòu)，上、下旋翼槳轂上分別安裝多個旋翼控制臂，固定軸的中段為均布的多個支撐柱，至少一個支撐柱中安裝有齒輪傳動軸，所述齒輪傳動軸上端的齒輪與上旋翼槳轂設(shè)有的內(nèi)齒嚙合，齒輪傳動軸下端的齒輪與下旋翼槳轂設(shè)有的外齒嚙合，下旋翼槳轂與減速器的動力輸入齒輪嚙合，構(gòu)成上、下旋翼槳轂反向旋轉(zhuǎn)的共軸結(jié)構(gòu)；所述固定軸中段均布的支撐柱之間的空間設(shè)置上、下傾斜器支架，一總槳距滑套間隙配合在固定軸下段的內(nèi)空中，一主變距控制桿設(shè)于總槳距滑套中通過球頭與總槳距滑套軸定位鉸接，主變距控制桿的上部伸出總槳距滑套，與上傾斜器支架滑動配合，并與下傾斜器支架固定連接，主變距控制桿下端通過兩個變距連桿分別與左、右變距搖臂鉸接；所述上、下傾斜器均空套在固定軸中段位于上、下旋翼槳轂之間，上、下傾斜器均具有相對運動的內(nèi)、外環(huán)，上、下傾斜器的內(nèi)環(huán)分別與上、下傾斜器支架固定連接，上傾斜器的外環(huán)通過上同步臂連接上旋翼槳轂，并通過多根上旋翼控制桿與上旋翼控制臂鉸接，下傾斜器的外環(huán)通過下同步臂連接下旋翼槳轂，并通過多根下旋翼控制桿與下旋翼控制臂鉸接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的共軸傳動和控制結(jié)構(gòu)，其特征在于所述用于支撐旋翼槳轂的空心狀固定軸包括上定軸和下定軸，所述上定軸的上部呈錐筒狀構(gòu)，底部為連接座，錐筒狀構(gòu)和連接座之間為均布的多個支撐柱，由此構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)的上定軸，所述下定軸為錐筒狀結(jié)構(gòu)，下定軸上端與上定軸底部的連接座通過裝配固定連接成用于支撐旋翼槳轂的空心固定軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的共軸傳動和控制結(jié)構(gòu)，其特征在于所述多個支撐柱均設(shè)有軸向孔，每個支撐柱的軸向孔中均安裝有齒輪傳動軸，所有齒輪傳動軸上端的齒輪均與上旋翼槳轂的內(nèi)齒嚙合，所有齒輪傳動軸下端的齒輪均與下旋翼槳轂的外齒嚙合，形成行星輪系傳動。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的共軸傳動和控制結(jié)構(gòu)，其特征在于所述上、下同步臂均為上、下部鉸接在一起的鉸鏈?zhǔn)酵奖?，上同步臂的上部與上旋翼槳轂鉸接，下部與上傾斜器外環(huán)鉸接；下同步臂的下部與下旋翼槳轂鉸接，上部與下傾斜器外環(huán)鉸接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的共軸傳動和控制結(jié)構(gòu)，其特征在于所述上、下傾斜器支架均設(shè)為具有多個懸掛臂的支架，上、下傾斜器支架的懸掛臂數(shù)量與固定軸中段的支撐柱數(shù)量相同，上、下傾斜器支架的懸掛臂從兩支撐柱之間的空間伸出，分別與上、下傾斜器的內(nèi)環(huán)固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的共軸傳動和控制結(jié)構(gòu)，其特征在于所述上傾斜器支架的中心設(shè)為球窩孔，一球形套設(shè)于球窩孔中，主變距控制桿與球形套滑動配合，形成相對于上傾斜器支架的萬向連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的共軸傳動和控制結(jié)構(gòu)，其特征在于所述上傾斜器支架設(shè)有周向定位上連桿與主變距控制桿連接，下傾斜器支架設(shè)有周向定位下連桿與固定軸連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的共軸傳動和控制結(jié)構(gòu)，其特征在于所述總槳距滑套為上小下大的錐筒狀，使主變距控制桿在總槳距滑套腔內(nèi)有搖擺空間，總槳距滑套間隙配合在固定軸呈錐筒狀的下段中，總槳距滑套的底部通過支撐懸臂與設(shè)于減速器殼體上的總槳距控制作動器連接，使總槳距滑套固定軸腔內(nèi)可上下運動。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或6、7、8任一所述的共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的共軸傳動和控制結(jié)構(gòu)，其特征在于所述主變距控制桿上等分圓周滑動配合有多個差動控制桿，各差動控制桿下端與安裝在主變距控制桿上的差動作動器連接，每個差動控制桿的上端通過一差動控制杠桿分別與下傾斜器支架鉸接，各差動控制杠桿通過一浮動連桿分別與上傾斜器支架鉸接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的共軸傳動和控制結(jié)構(gòu)，其特征在于所述主變距控制桿上等分圓周設(shè)置有多個沿軸向延伸的導(dǎo)向滑槽，各導(dǎo)向滑槽均分別從主變距控制桿中部設(shè)有的球頭延伸過，每個導(dǎo)向滑槽中滑動配合一個差動控制桿。
全文摘要
一種共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升機的共軸傳動和控制結(jié)構(gòu)，主軸為空心狀固定軸，固定軸上安裝上、下旋翼槳轂，上、下旋翼槳轂之間通過齒輪傳動軸相連，固定軸的中段為均布的多個支撐柱，支撐柱之間的空間設(shè)置上、下傾斜器支架，總槳距滑套設(shè)于固定軸下段的內(nèi)空中，主變距控制桿設(shè)于總槳距滑套中且用球頭軸定位鉸接，主變距控制桿的上部連接上、下傾斜器支架，下端通過兩個變距連桿分別與變距搖臂鉸接；上、下傾斜器位于上、下旋翼槳轂之間，通過上、下旋翼控制桿與上、下旋翼控制臂鉸接。它極消除了旋轉(zhuǎn)控制部件穿過旋轉(zhuǎn)面的弊病，使共軸反轉(zhuǎn)旋翼直升飛機能設(shè)更多的上、下旋翼，提高直升機的升力，又能實現(xiàn)全差動控制，還能降低主軸的制作加工成本。
文檔編號B64C27/59GK102658865SQ201210153429
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者李游 申請人:李游