專利名稱：一種適用于無人自轉(zhuǎn)旋翼機的旋翼預轉(zhuǎn)機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自轉(zhuǎn)旋翼機傳動系統(tǒng)，尤其涉及無人自轉(zhuǎn)旋翼機的預轉(zhuǎn)傳動機構(gòu)，屬于飛行器設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自轉(zhuǎn)旋翼機因其優(yōu)良的自轉(zhuǎn)性能及較高的經(jīng)濟性、安全性重新引起人們的重視。旋翼預轉(zhuǎn)機構(gòu)是旋翼機實現(xiàn)跳飛(一種起飛方式)所必需的傳動機構(gòu)，其作用是將發(fā)動機輸出功率傳遞給旋翼系統(tǒng)，使旋翼預轉(zhuǎn)到一定轉(zhuǎn)速，然后提升旋翼總距并操縱周期變距使旋翼機實現(xiàn)跳飛。目前，常用的自轉(zhuǎn)旋翼機的預轉(zhuǎn)機構(gòu)有以下幾種形式，一是朱清華，“自轉(zhuǎn)旋翼飛行器總體設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究.[D]”南京航空航天大學，2007.提出的皮帶+齒輪+離合器的結(jié)構(gòu)形式，其原理為發(fā)動機輸出軸上安裝皮帶輪，在旋翼軸上安裝錐齒輪，在傳動軸的一端安裝錐齒輪，另一端安裝皮帶輪，傳動軸中間設(shè)置離合器。這樣即可將發(fā)動機功率經(jīng)皮帶輪、傳動軸和錐齒輪傳遞給旋翼系統(tǒng)。該形式需要較長的傳動軸、多組調(diào)心軸承、兩個錐齒輪，結(jié)構(gòu)重量大，且傳動軸與旋翼軸通過錐齒輪連接，振動水平大。二是Rotorcraft FlyingHandbook，2000列出的摩擦輪+軟軸+齒輪盤的結(jié)構(gòu)形式，其原理為發(fā)動機輸出軸安裝摩擦輪，在旋翼軸安裝直齒輪，軟軸一端為摩擦輪，另一端為直齒輪。這樣可將發(fā)動機功率經(jīng)摩擦輪、軟軸和直齒輪傳遞給旋翼系統(tǒng)。該形式軟軸傳遞扭矩有限，只見于輕小型旋翼機上。三是CarterCopter旋翼機上采用的皮帶傳動形式，該形式雖結(jié)構(gòu)簡單，但當旋翼軸后傾角較大時，皮帶嚴重偏離皮帶輪，會造成功率損失。除上述機械預轉(zhuǎn)機構(gòu)外，預轉(zhuǎn)旋翼的方式還有電動預轉(zhuǎn)，原理為電動機輸出軸上安裝小直齒輪，旋翼軸上安裝大直齒輪，電動機啟動可帶動主旋翼旋轉(zhuǎn)。液壓泵預轉(zhuǎn)，該形式原理與電動預轉(zhuǎn)相似，所不同的是動力形式由電動機改為液壓泵。槳尖噴射預轉(zhuǎn)，其原理為在槳葉尖部向后噴射氣流，通過氣流的反作用力驅(qū)動旋翼預轉(zhuǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可實現(xiàn)旋翼預轉(zhuǎn)的重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、成本低廉的傳動機構(gòu)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種適用于無人自轉(zhuǎn)旋翼機的旋翼預轉(zhuǎn)機構(gòu)，包括大皮帶輪、連接軸、小皮帶輪、抱緊裝置、壓板和兩個皮帶張緊轉(zhuǎn)向輪；大皮帶輪安裝在旋翼軸上，兩個皮帶轉(zhuǎn)向張緊輪安裝在連接軸上，連接軸兩端分別固定在左右支撐座上，左右支撐座與左右安裝底座之間通過螺栓連接，安裝底座通過支撐件固定在無人自轉(zhuǎn)旋翼機上；小皮帶輪安裝在發(fā)動機的輸出軸上，抱緊裝置用壓板固定在小帶輪上；大皮帶輪、小皮帶輪以及兩個皮帶轉(zhuǎn)向/張緊輪之間通過一根皮帶聯(lián)系；當抱緊裝置抱緊發(fā)動機輸出軸時，即可將發(fā)動機功率通過皮帶傳輸給旋翼軸帶動旋翼旋轉(zhuǎn)，旋翼預轉(zhuǎn)到規(guī)定轉(zhuǎn)速后，抱緊裝置松開，旋翼自轉(zhuǎn)，皮帶隨旋翼處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。[0006]所述的抱緊裝置為內(nèi)部漸開線花鍵槽的兩個半圓形裝置，與發(fā)動機輸出軸漸開線花鍵吻合。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為(I)本發(fā)明利用皮帶柔軟可大變形的特性，通過安裝于旋翼軸的大皮帶輪和安裝于發(fā)動機輸出軸的小皮帶輪以及兩個轉(zhuǎn)向/張緊輪實現(xiàn)發(fā)動機功率向旋翼軸傳輸。使結(jié)構(gòu)形式簡化，結(jié)構(gòu)重量降低。同時，采用皮帶傳動，可有效降低功率傳輸過程中旋翼系統(tǒng)的振動水平。旋翼預轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速與開車時發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)速比即為小帶輪直徑與大帶輪直徑之比。(2)本發(fā)明通過安裝于小皮帶輪上的抱緊裝置來實現(xiàn)發(fā)動機功率的傳遞。抱緊裝置松開后，皮帶隨旋翼自轉(zhuǎn)而處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，不消耗發(fā)動機功率。(3)本發(fā)明通過連接軸支撐座、安裝底座、螺栓來實現(xiàn)皮帶張緊，旋轉(zhuǎn)左右四根螺栓，連接軸支撐座會前后運動，從而實現(xiàn)皮帶張緊功能；并且通過增加或減少連接軸上軸承擋圈的個數(shù)來實現(xiàn)皮帶張緊/轉(zhuǎn)向輪的左右移動，從而實現(xiàn)皮帶與與皮帶輪接觸面積的調(diào)整；結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高。(4)本發(fā)明可以通過增加或減少發(fā)動機輸出軸上擋圈的個數(shù)來調(diào)整小帶輪的位置，實現(xiàn)皮帶張緊后皮帶與小帶輪吻合良好；也可以通過增加或減少安裝在旋翼軸上的擋圈，通過調(diào)整大帶輪的位置使得皮帶與大帶輪吻合良好。

圖1a為本實用新型二維示意圖；圖1b為本實用新型三維示意圖；圖2為本實用新型各組件裝配平面示意圖；圖3為本實用新型旋翼軸、大帶輪安裝示意圖；圖4a為本實用新型皮帶張緊/轉(zhuǎn)向裝置示意圖；圖4b為圖4a的A向90度旋轉(zhuǎn)示意圖；圖5a為本實用新型小帶輪和抱緊裝置示意圖；圖5b為圖5a的A向視圖。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種無人自轉(zhuǎn)旋翼飛行器用旋翼預轉(zhuǎn)機構(gòu)，包括三個重要組件，分別是大帶輪組件、張緊/轉(zhuǎn)向輪組件及小帶輪/抱緊裝置組件。下面分別介紹。上述三個重要組件的位置關(guān)系如圖la、lb所示。大帶輪與張緊/轉(zhuǎn)向輪組件在一個平面上，以保證皮帶與大帶輪槽型吻合良好，小帶輪與張緊/轉(zhuǎn)向輪組件在同一鉛垂面內(nèi)，保證皮帶與小帶輪槽型吻合良好。圖2為各零部件裝配平面圖。如圖2所示，各零部件裝配完成后滿足皮帶與大帶輪槽型、小帶輪槽型吻合良好。圖中標號的零件名稱及功能分別由圖3、圖4和圖5說明。圖3為大帶輪安裝組件。如圖3所示擋圈1，旋翼軸2，大帶輪3(功率輸出皮帶輪)，軸端擋圈4，皮帶5。旋翼軸2與大帶輪3通過鍵連接來傳遞扭矩，并通過軸端擋圈4限位；實際應(yīng)用過程中可通過調(diào)整擋圈I的個數(shù)來調(diào)整大帶輪3在旋翼軸上的位置，滿足皮帶張緊后皮帶與大帶輪槽型的吻合度。[0024]圖4a、4b為張緊/轉(zhuǎn)向輪組件。如圖所示，張緊/轉(zhuǎn)向輪組件包括軸承蓋6，張緊/轉(zhuǎn)向輪7，深溝球軸承8，擋圈9，連接軸10，螺栓11，連接軸支撐座12，固定螺釘13，鎖緊螺母14，底座15。皮帶5通過張緊/轉(zhuǎn)向輪7換向后，可帶動大帶輪3轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)旋翼預轉(zhuǎn)。兩個張緊/轉(zhuǎn)向輪7分別通過深溝球軸承8與連接軸10連接。通過深溝球軸承8左右擋圈9的個數(shù)來調(diào)整張緊/轉(zhuǎn)向輪7的左右位置(左右需要同時調(diào)整)，可調(diào)整皮帶與帶輪接觸面積。通過旋轉(zhuǎn)螺栓11使連接軸支撐座12前后運動，調(diào)整與底座15的距離，對皮帶進行張緊。圖5a、5b為小帶輪和抱緊裝置組件。如圖所示，包括深溝球軸承16，輸出軸17，小皮帶輪18 (功率輸入皮帶輪)，軸承蓋19，擋圈20，抱緊裝置21，壓板22。小皮帶輪18連接在發(fā)動機的輸出軸上，通過軸上擋圈20的個數(shù)來調(diào)整小皮帶輪18在輸出軸上的位置，滿足皮帶張緊后皮帶與小帶輪槽型的吻合度。抱緊裝置21用壓板22固定在小帶輪18上，通過抱緊裝置21抱緊輸出軸或松開，抱緊裝置21為內(nèi)部漸開線花鍵槽的兩個半圓形裝置，與輸出軸漸開線花鍵吻合。當抱緊裝置21抱緊輸出軸時，即將功率通過皮帶傳輸給主旋翼，實現(xiàn)旋翼預轉(zhuǎn)，抱緊裝置松開后，小帶輪18處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，輸出軸不傳遞扭矩給旋翼軸。本實用新型未詳細說明部分屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。
權(quán)利要求1.一種適用于無人自轉(zhuǎn)旋翼機的旋翼預轉(zhuǎn)機構(gòu)，其特征在于包括大皮帶輪(3)、連接軸(10)、小皮帶輪(18)、抱緊裝置(21)、壓板(22)和兩個皮帶張緊轉(zhuǎn)向輪(7)； 大皮帶輪(3)安裝在旋翼軸上，兩個皮帶轉(zhuǎn)向/張緊輪(7)安裝在連接軸(10)上，連接軸(10)兩端分別固定在左右支撐座(12)上，左右支撐座(12)與左右安裝底座(15)之間通過螺栓連接，安裝底座(15)通過支撐件固定在無人自旋翼機上；小皮帶輪(18)安裝在發(fā)動機的輸出軸上，抱緊裝置(21)用壓板(22)固定在小帶輪(18)上；大皮帶輪(3)、小皮帶輪(18)以及兩個皮帶轉(zhuǎn)向張緊輪(7)之間通過一根皮帶聯(lián)系；當抱緊裝置(21)抱緊發(fā)動機輸出軸時，即可將發(fā)動機功率通過皮帶傳輸給旋翼軸帶動旋翼旋轉(zhuǎn)，旋翼預轉(zhuǎn)到規(guī)定轉(zhuǎn)速后，抱緊裝置(21)松開，旋翼自轉(zhuǎn)，皮帶隨旋翼處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于無人自轉(zhuǎn)旋翼機的旋翼預轉(zhuǎn)機構(gòu)，其特征在于所述的抱緊裝置(21)為內(nèi)部漸開線花鍵槽的兩個半圓形裝置，與發(fā)動機輸出軸漸開線花鍵吻合。
專利摘要一種適用于無人自轉(zhuǎn)旋翼機的旋翼預轉(zhuǎn)機構(gòu)，大皮帶輪(3)安裝在旋翼軸上，兩個皮帶轉(zhuǎn)向/張緊輪(7)安裝在連接軸(10)上，連接軸(10)兩端分別固定在左右支撐座(12)上，左右支撐座(12)與左右安裝底座(15)之間通過螺栓連接，安裝底座(15)通過支撐件固定在無人自旋翼機上；小皮帶輪(18)安裝在發(fā)動機的輸出軸上，抱緊裝置(21)用壓板(22)固定在小帶輪(18)上；大皮帶輪(3)、小皮帶輪(18)以及兩個皮帶轉(zhuǎn)向張緊輪(7)之間通過一根皮帶聯(lián)系；當抱緊裝置(21)抱緊發(fā)動機輸出軸時，即可將發(fā)動機功率通過皮帶傳輸給旋翼軸帶動旋翼旋轉(zhuǎn)，旋翼預轉(zhuǎn)到規(guī)定轉(zhuǎn)速后，抱緊裝置(21)松開，旋翼自轉(zhuǎn)，皮帶隨旋翼處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。
文檔編號B64C27/02GK202848028SQ201220504900
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者馬存旺, 李志國 申請人:中國航天空氣動力技術(shù)研究院