專利名稱：傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器用等速萬向鉸槳轂的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于扭矩傳遞設備領域，特別涉及一種用于傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器上的等速萬向 鉸槳轂。
背景技術(shù)：
傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器是一種新型的旋翼飛行器，這種結(jié)構(gòu)是將帶有旋翼的可傾轉(zhuǎn)短艙 置于機翼的翼端，成為一種兼具直升機垂直起降和飛機快速前飛優(yōu)點的新型旋翼飛行器。 當此種傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器以直升機模式工作時，可傾轉(zhuǎn)的旋翼短艙繞傾轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)豎起，旋翼 軸垂直于機翼弦線；當傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器在空中需要高速飛行時，傾轉(zhuǎn)旋翼短艙則繞傾轉(zhuǎn)軸 旋轉(zhuǎn)到水平位置，旋翼軸平行于機翼弦線，傾轉(zhuǎn)旋翼以飛機螺旋槳模式工作。當傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器以直升機模式垂直飛行及小速度前飛時，由于飛行速度低，機 翼上的操縱面操縱效率很低，飛行姿態(tài)的改變主要靠旋翼控制；若傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器以直升 機模式前飛，需要機翼兩端的旋翼槳盤前傾，槳盤拉力的水平分量拉動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器前 飛；當直升機模式工作的傾轉(zhuǎn)旋翼槳盤一端向前倒，一端向后倒時，機翼兩端的氣動力分量 產(chǎn)生偏航所需的氣動力矩。因此，為了確保正常飛行，傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器的旋翼需要保留一定 的揮舞運動自由度。由于傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器的旋翼槳盤需要傾倒，為防止槳盤傾斜時旋翼轉(zhuǎn)速的波動， 傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器采用等速萬向鉸槳轂接頭。現(xiàn)在的傾轉(zhuǎn)旋翼等速萬向鉸槳轂內(nèi)部采用金屬 橡膠疊層件作為扭矩承力件(可配合中國發(fā)明申請200580050056. 7，名稱為“改進的用于 傾轉(zhuǎn)旋翼輪轂的恒速接頭”)，利用金屬橡膠疊層件依靠橡膠層沿剪切方向的有限彈性變形 實現(xiàn)槳轂的揮舞運動，這種形式的槳轂通常尺寸、重量偏大，結(jié)構(gòu)也很復雜，不是非常適合 中小型傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器。鑒于前述分析，本發(fā)明人針對現(xiàn)有的等速萬向鉸槳轂結(jié)構(gòu)進行研究改進，本案由 此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，在于提供一種傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器用等速萬向鉸槳轂，其減小了 槳轂的尺寸，結(jié)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)速波動小，傳遞扭矩大，零部件少，便于在小型傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器上 使用。—種傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器用等速萬向鉸槳轂，包括槳轂頭及與之連接的扭矩傳動部 件，所述的扭矩傳動部件采用球籠鉸。上述球籠鉸包括內(nèi)星輪、外星輪、保持架和滾珠，其中，內(nèi)星輪與外星輪之間對應 設有若干供滾珠滑動的偏心溝道，保持架位于內(nèi)星輪與外星輪之間，并對應各偏心溝道形 成滑槽，所述滾珠在該滑槽內(nèi)運動。上述槳轂頭包括槳轂環(huán)、上碟片、下碟片和旋翼動力軸，其中，槳轂環(huán)穿套在球籠 鉸的外星輪上，所述槳轂環(huán)的外周設有至少兩個U形夾；而球籠鉸的內(nèi)星輪借助花鍵穿套在旋翼動力軸上；上碟片穿套在旋翼動力軸上，并位于槳轂頭的外側(cè)；且上碟片與旋翼動 力軸之間夾持球籠鉸的內(nèi)星輪；下碟片穿套在球籠鉸的外星輪上，且下碟片與槳轂環(huán)之間 夾持球籠鉸的外星輪。上述槳轂頭的U形夾上還固定用于連接槳葉的變距鉸，且該變距鉸上還設有變距搖臂。采用上述方案后，本發(fā)明通過采用球籠鉸作為扭矩傳動部件，可將旋翼動力軸的 轉(zhuǎn)速及扭矩依次經(jīng)過內(nèi)星輪、外星輪傳遞至槳轂頭，從而帶動槳葉轉(zhuǎn)動，此種結(jié)構(gòu)傳遞扭矩 大，傳遞轉(zhuǎn)速波動小，且結(jié)構(gòu)緊湊，零部件少，所形成的槳轂尺寸小、重量輕，適合在中小型 傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器上使用。


圖1是包含本發(fā)明的傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器在 升機模式工作時的正視圖2是包含本發(fā)明的傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器在 升機模式前飛時旋翼槳盤前傾示意圖
圖3是包含本發(fā)明的傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器在 升機模式偏航時旋翼槳盤傾斜示意圖
圖4是使用本發(fā)明的傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器上旋翼的示意圖5是使用本發(fā)明的傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器旋翼槳轂放大示意圖6是本發(fā)明中槳轂頭的放大示意圖7是本發(fā)明中槳轂頭在槳盤傾斜時的示意圖8是本發(fā)明中球籠鉸的工作示意圖9是本發(fā)明中球籠鉸工作時的俯視圖10是本發(fā)明中球籠鉸的剖視圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器用等速萬向鉸槳轂，包括槳轂頭1和扭矩傳動部 件，其中的扭矩傳動部件采用球籠鉸，下面分別進行介紹。如圖6所示，槳轂頭1包括槳轂環(huán)11、上碟片12、下碟片13和旋翼動力軸14，其 中，槳轂環(huán)11是槳轂頭1的主要承力件，用于承受離心力及氣動載荷，其穿套在球籠鉸的外 星輪22上(可參見后面說明)，所述槳轂環(huán)11的外周還設有至少兩個U形夾111，用于夾 持槳葉3，特別的，在本實施例中，配合圖5所示，U形夾111是夾持變距鉸151，再通過該變 距鉸151固定槳葉3，且變距鉸151上還設有變距搖臂152，所述變距搖臂152在變距拉桿 的作用下調(diào)節(jié)槳葉3的槳距；下碟片13穿套在球籠鉸的外星輪22上，并位于槳轂環(huán)11的 外側(cè)；上碟片12穿套在旋翼動力軸14上，并位于下碟片13的外側(cè)。再請參考圖8至圖9所示，所述的球籠鉸包括內(nèi)星輪21、外星輪22、保持架23和 滾珠24，其中，內(nèi)星輪21和外星輪22之間對應設有若干供滾珠24滑動的偏心溝道(見圖 10所示)，而保持架23位于內(nèi)星輪21和外星輪22之間，并對應各偏心溝道形成滑槽，滾珠 24在該滑槽內(nèi)運動，從而對滾珠24進行限位；在本實施例中，共設有6條偏心溝道，則對應 具有6枚滾珠24，用于將內(nèi)星輪21的扭矩和轉(zhuǎn)速傳遞至外星輪22。組裝時，球籠鉸的外星輪22位于槳轂頭1的槳轂環(huán)11和下碟片13之間，并由二 者緊密夾持，從而使得外星輪22的轉(zhuǎn)速及扭矩能傳遞至槳轂環(huán)11，帶動槳葉3轉(zhuǎn)動；而球籠鉸的內(nèi)星輪21則通過內(nèi)花鍵與旋翼動力軸14的外花鍵配合，并借助槳轂頭1的上碟片 12將內(nèi)星輪21壓緊，在旋翼動力軸14的外側(cè)還設有螺紋，借助螺母16的鎖固，使上碟片 12將內(nèi)星輪21壓緊而固定在旋翼動力軸14上，這樣，旋翼動力軸14的扭矩及轉(zhuǎn)速即可傳 遞至內(nèi)星輪21。需要說明的是，如圖10所示，內(nèi)星輪21、保持架23和外星輪22的接觸面均為球 面，故可實現(xiàn)三者之間在任意方向的滑動，當旋翼4的槳盤傾斜時(見圖7)，6枚滾珠24在 內(nèi)星輪21和外星輪22的偏心溝道內(nèi)運動，頂推保持架23及外星輪22 ；在保持架23的分 度作用下，可以保證內(nèi)星輪21與保持架23的偏角和保持架23與外星輪22的偏角相同，此 時內(nèi)星輪21、外星輪22及保持架23相當于一副雙重十字萬向鉸，保證了轉(zhuǎn)速等速傳遞。再請配合圖4所示，是包含本發(fā)明的旋翼4的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，所述的旋翼4包 括槳轂和槳葉3，槳葉3分別固定在變距鉸151上，從而構(gòu)成傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器的旋翼4結(jié)構(gòu)。圖1所示是傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器在直升機模式工作時的正視圖，其中傾轉(zhuǎn)短艙5成對 地安裝在機翼6的兩端，而每副旋翼4則安裝在傾轉(zhuǎn)短艙5之上。當傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器以直升機模式前飛時，配合圖2所示，機翼6兩端的旋翼4槳盤 同時前傾，槳盤拉力的水平分量拉動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器前飛；而當傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器以直升機 模式偏航時，旋翼4的槳盤一端向前倒、一端向后倒，見圖3，機翼6兩端的氣動力分量產(chǎn)生 偏航所需的氣動力矩。以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是 按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器用等速萬向鉸槳轂，包括槳轂頭(1)及與之連接的扭矩傳動部件，其特征在于所述的扭矩傳動部件采用球籠鉸。
2.如權(quán)利要求1所述的傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器用等速萬向鉸槳轂，其特征在于所述球籠鉸 包括內(nèi)星輪(21)、外星輪(22)、保持架(23)和滾珠(24)，其中，內(nèi)星輪(21)與外星輪(22) 之間對應設有若干供滾珠(24)滑動的偏心溝道，保持架(23)位于內(nèi)星輪(21)與外星輪 (22)之間，并對應各偏心溝道形成滑槽，所述滾珠(24)在該滑槽內(nèi)運動。
3.如權(quán)利要求2所述的傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器用等速萬向鉸槳轂，其特征在于所述槳轂頭 (1)包括槳轂環(huán)(11)、上碟片(12)、下碟片(13)和旋翼動力軸(14)，其中，槳轂環(huán)(11)穿 套在球籠鉸的外星輪(22)上，所述槳轂環(huán)(11)的外周設有至少兩個U形夾(111)；而球籠 鉸的內(nèi)星輪(21)借助花鍵穿套在旋翼動力軸(14)上；上碟片(12)穿套在旋翼動力軸(14) 上，并位于槳轂頭(1)的外側(cè)；且上碟片(12)與旋翼動力軸(14)之間夾持球籠鉸的內(nèi)星輪 (21)；下碟片(13)穿套在球籠鉸的外星輪(22)上，且下碟片(13)與槳轂環(huán)(11)之間夾持 球籠鉸的外星輪(22)。
4.如權(quán)利要求3所述的傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器用等速萬向鉸槳轂，其特征在于所述槳轂頭 ⑴的U形夾(111)上還固定用于連接槳葉(3)的變距鉸(151)，且該變距鉸(151)上還設 有變距搖臂(152)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器用等速萬向鉸槳轂，包括槳轂頭及與之連接的扭矩傳動部件，所述的扭矩傳動部件采用球籠鉸。此種結(jié)構(gòu)可減小槳轂的尺寸，結(jié)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)速波動小，傳遞扭矩大，零部件少，便于在小型傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器上使用。
文檔編號F16D3/48GK101973399SQ201010503188
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者侯鵬, 楊衛(wèi)東, 董凌華 申請人:南京航空航天大學