一种单发无人倾转旋翼机机翼内传动结构的制作方法-j9九游会真人

文档序号:35593907发布日期:2023-09-27 17:41阅读:14来源:国知局


1.本实用新型属于传动技术领域,更具体地,涉及一种单发无人倾转旋翼机机翼内传动结构。


背景技术:

2.在世界范围内,目前已投入使用的两款无人倾转旋翼机均采用了单发内置发动机的总体布局,包括美国鹰眼无人倾转旋翼机和韩国kari的tr系列无人倾转旋翼机。上述两款无人倾转旋翼机将机身内置单台发动机的动力通过传动系统传递给机翼内部传动轴系,进一步传递给左右翼梢减速器,最终驱动旋翼。由于单台发动机发使用成本低,单发构型在无人倾转旋翼机上的使用极为广泛。而通过机翼内部传动轴系将机身内发动机的功率传递给翼梢减速器也成为了单发无人倾转旋翼机必须采用的传动系统方案。
3.目前,美国鹰眼与韩国tr系列无人倾转旋翼机传动轴系使用了一体式传动轴17,但存在不可避免的劣势,首先,机翼结构发生弯曲变形时,整体式传动轴扫掠过的区域会更大,需要更大厚度的翼型来容纳传动轴的摆动,进而导致翼型平飞阻力增加;其次,一体式传动轴与中央减速器之间仅有一组膜片联轴器组件,许用弯曲角度小,这对机翼的弯曲刚度提出更高的需求,使得机翼结构的重量增加;最后,一体式传动轴的长细比大,对动力学设计和加工工艺、制造成本都提出了更高的需求,不利于低成本批量生产。


技术实现要素:

4.本实用新型的目的是针对现有的技术不足提供一种单发无人倾转旋翼机机翼内传动结构,以解决上述背景技术中提出的厚翼型虽能提升机翼弯曲刚度,但会导致倾转旋翼机在固定翼模式下的平飞阻力增大,不利于增加飞行速度的问题;以及解决使用一体式传动轴,轴段长度几乎与单侧机翼相同,单个膜片联轴器的补偿角度约1
°‑
1.5
°
,只能有限地补偿机翼弯曲变形,如果需要增加机翼设计刚度,需要进一步增加机翼结构重量的问题;以及解决传动轴高速运转,一体式传动轴的长细比大,动力学问题突出,对设计与加工均带来困难,增加了制造成本的问题。
5.为了实现上述目的,本实用新型提供一种单发无人倾转旋翼机机翼内传动结构,该传动结构包括:
6.第一传动件,所述第一传动件用于转动连接在倾转旋翼机的机翼结构中部位置,所述第一传动件能够与倾转旋翼机的发动机的输出端连接;
7.两第二传动件,两所述第二传动件的一端分别与所述第一传动件的两端柔性连接,两所述第二传动件分别用于转动连接在所述机翼结构的两侧位置,两所述第二传动件的另一端分别与倾转旋翼机的两翼梢减速器的输入端柔性连接;
8.所述第二传动件包括多个翼段传动轴,多个翼段传动轴依次排列,相邻两所述翼段传动轴柔性连接。
9.优选地,所述第一传动件包括:
10.机身内传动轴和同步带轮轴,所述机身内传动轴的一端与所述同步带轮轴的一端之间柔性连接;
11.同步带轮,所述同步带轮套接在所述同步带轮轴上。
12.优选地,所述翼段传动轴的两端、所述机身内传动轴的两端和所述同步带轮轴的两端均固接有传动轴法兰,相对的两所述传动轴法兰的法兰孔安装角度相互垂直,相对的两所述传动轴法兰之间连接有膜片联轴器,单独的所述传动轴法兰与输出法兰之间也连接有膜片联轴器。
13.优选地,所述输出法兰的内部设有滑动内花键,所述滑动内花键用于与相对的所述翼梢减速器的输入端外花键滑动连接。
14.优选地,所述膜片联轴器包括多个不锈钢片,多个所述不锈钢片依次叠加铆接构成,所述膜片联轴器呈方形状。
15.优选地,所述翼段传动轴的数量为两个,两所述翼段传动轴分别包括内段传动轴和外段传动轴,所述内段传动轴设置在所述第一传动件与所述外段传动轴之间,所述外段传动轴上和所述机身内传动轴上均设有与所述机翼结构连接的柔性轴承组件。
16.优选地,所述柔性轴承组件包括橡胶轴承座和第一深沟球轴承,所述第一深沟球轴承过盈配合在所述橡胶轴承座的内孔内,所述橡胶轴承座的外侧胶层连接在所述机翼结构上。
17.优选地,所述同步带轮轴上且位于所述同步带轮的两侧均设有用于与所述机翼结构连接的刚性轴承组件。
18.优选地,所述刚性轴承组件包括金属轴承座和第二深沟球轴承,所述第二深沟球轴承过盈配合在所述金属轴承座的内孔内,所述金属轴承座的外侧金属层连接在所述机翼结构上。
19.本实用新型提供一种单发无人倾转旋翼机机翼内传动结构,其有益效果在于:该传动结构将传统的比较长的整体式传动轴改为比较短的分体式多个翼段传动轴,并且相邻两翼段传动轴柔性连接,降低了第二传动件对机翼弯曲刚度的需求,使机翼设计时可选用更薄的翼型,以解决传统单发无人倾转旋翼机的较厚翼型导致的平飞阻力大的问题,从而提升整机平飞速度,进一步地,可起到降低机翼结构重量、节约加工制造成本的效果,同时,分体式的多个翼段传动轴的长细比相比整体式传动轴大幅下降,减少了传动轴的动力学问题,降低了传动轴的设计难度和加工成本,为无人倾转旋翼机的低成本化应用提供了可能。
20.本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
21.通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述,本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本实用新型示例性实施方式中,相同的参考标号通常代表相同部件。
22.图1示出了根据本实用新型的一个实施例的一种单发无人倾转旋翼机机翼内传动结构的立体结构示意图;
23.图2示出了根据本实用新型的一个实施例的一种单发无人倾转旋翼机机翼内传动结构与旋翼机的机翼结构装配的结构示意图;
24.图3示出了根据本实用新型的一个实施例的一种单发无人倾转旋翼机机翼内传动结构的部分剖视结构示意图;
25.图4示出了根据本实用新型的一个实施例的一种单发无人倾转旋翼机机翼内传动结构的膜片联轴器结构示意图;
26.图5示出了根据本实用新型的一个实施例的一种单发无人倾转旋翼机机翼内传动结构的内侧剖视结构示意图;
27.图6示出了根据本实用新型的一个实施例的一种单发无人倾转旋翼机机翼内传动结构的内侧结构示意图。
28.附图标记说明:
29.1、输出法兰;2、膜片联轴器;3、传动轴法兰;4、外段传动轴;5、橡胶轴承座;6、第一深沟球轴承;7、内段传动轴;8、机身内传动轴;9、金属轴承座;10、第二深沟球轴承;11、同步带轮;12、同步带轮轴;13、机翼结构;14、第一翼肋夹板;15、第二翼肋夹板;16;第三翼肋夹板。
具体实施方式
30.下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整,并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
31.如图1-3所示,本实用新型提供一种单发无人倾转旋翼机机翼内传动结构,该传动结构包括:
32.第一传动件,第一传动件用于转动连接在倾转旋翼机的机翼结构中部位置,第一传动件能够与倾转旋翼机的发动机的输出端连接;
33.两第二传动件,两第二传动件的一端分别与第一传动件的两端柔性连接,两第二传动件分别用于转动连接在机翼结构的两侧位置,两第二传动件的另一端分别与倾转旋翼机的两翼梢减速器的输入端柔性连接;
34.第二传动件包括多个翼段传动轴,多个翼段传动轴依次排列,相邻两翼段传动轴柔性连接。
35.具体的,为解决厚翼型虽能提升机翼弯曲刚度,但会导致倾转旋翼机在固定翼模式下的平飞阻力增大,不利于增加飞行速度的问题;以及为解决使用一体式传动轴,轴段长度几乎与单侧机翼相同,单个膜片联轴器的补偿角度约1
°‑
1.5
°
,只能有限地补偿机翼弯曲变形,如果需要增加机翼设计刚度,需要进一步增加机翼结构重量的问题;以及为解决传动轴高速运转,一体式传动轴的长细比大,动力学问题突出,对设计与加工均带来困难,增加了制造成本的问题,本实用新型提供一种单发无人倾转旋翼机机翼内传动结构,该传动结构将传统的比较长的整体式传动轴改为比较短的分体式多个翼段传动轴,并且相邻两翼段传动轴柔性连接,降低了第二传动件对机翼弯曲刚度的需求,使机翼设计时可选用更薄的翼型,以解决传统单发无人倾转旋翼机的较厚翼型导致的平飞阻力大的问题,从而提升整机平飞速度,进一步地,可起到降低机翼结构13重量、节约加工制造成本的效果,同时,分体式的多个翼段传动轴的长细比相比整体式传动轴大幅下降,减少了传动轴的动力学问题,
降低了传动轴的设计难度和加工成本,为无人倾转旋翼机的低成本化应用提供了可能。
36.如图1和图3所示,优选地,第一传动件包括:
37.机身内传动轴和同步带轮轴,机身内传动轴的一端与同步带轮轴的一端之间柔性连接;
38.同步带轮,同步带轮套接在同步带轮轴上。
39.优选地,发动机的输出端也套接有同步带轮,两同步带轮通过同步带连接。
40.具体的,在同步带的传动作用下,接收来自发动机的驱动功率,发动机能够带动同步带轮轴12转动。
41.如图4和图6所示,优选地,翼段传动轴的两端、机身内传动轴的两端和同步带轮轴的两端均固接有传动轴法兰,相对的两传动轴法兰的法兰孔安装角度相互垂直,相对的两传动轴法兰之间连接有膜片联轴器,单独的传动轴法兰与输出法兰之间也连接有膜片联轴器;
42.膜片联轴器包括多个不锈钢片,多个不锈钢片依次叠加铆接构成,膜片联轴器呈方形状。
43.具体的,膜片联轴器2由多个不锈钢片铆接构成,具有一定的弹性变形能力,当相对的两传动轴法兰的一侧的传动轴法兰3相对于另一侧传动轴法兰3弯曲时,由于两个传动轴法兰3的法兰孔安装角度相互垂直,一侧的传动轴法兰3的弯矩会传递给膜片联轴器2,膜片联轴器2自身发生弹性变形,使得另一侧的传动轴法兰3接收到的弯矩很小甚至为零,实现了在传动轴法兰3之间产生相对弯曲时,膜片联轴器2仍能等速平稳传递扭矩而不传递弯矩。
44.优选地,膜片联轴器的铆接处设有螺栓孔,如图4所示,可以为4个、6个或8个,螺栓孔与对应的法兰孔通过螺栓连接。
45.优选地,输出法兰的内部设有滑动内花键,滑动内花键用于与相对的翼梢减速器的输入端外花键滑动连接。
46.具体的,由于机翼结构13发生弯曲变形时,传动结构13只能在膜片联轴器2附近使多个翼段传动轴之间相互弯曲,但无法在所有位置与机翼结构13同步弯曲,故在机翼结构13弯曲变形时,传动结构与机翼结构13在翼展方向上将产生位移,为防止此位移对传动结构产生翼展方向应力,在两第二传动件相互远离的一端均设置输出法兰1,输出法兰1内部设有滑动内花键,可将传动结构在翼展方向的位移转化为滑动内花键内部的相对滑动,避免传动结构产生翼展方向的应力,实现在机翼结构13弯曲变形过程中传动结构仍能平稳传递动力。
47.优选地,翼段传动轴的数量为两个,两翼段传动轴分别包括内段传动轴和外段传动轴,内段传动轴设置在第一传动件与外段传动轴之间,外段传动轴上和机身内传动轴上均设有与机翼结构连接的柔性轴承组件。
48.如图5所示,优选地,柔性轴承组件包括橡胶轴承座和第一深沟球轴承,第一深沟球轴承过盈配合在橡胶轴承座的内孔内,橡胶轴承座的外侧胶层连接在机翼结构上。
49.优选地,机翼结构13包括两翼梁,两翼梁相对设置,外端传动轴4上的橡胶轴承座的外侧胶层通过第一翼肋夹板14连接在两翼梁之间;机身内传动轴上的橡胶轴承座的外侧胶层通过第二翼肋夹板15连接在两翼梁之间。
50.具体的,内段传动轴8上的柔性轴承组件的橡胶轴承座为柔性橡胶材料,通过摆动变形可以补偿翼梁的弯曲变形,保证在翼梁弯曲的工况下,第一深沟球轴承6的内外圈之间不会承受弯矩。
51.由于膜片联轴器2可实现弹性变形,在机翼结构13发生弯曲变形时,必须保证膜片联轴器2与机翼结构13的相对位置不变,否则会导致膜片联轴器2两侧的传动轴发生恶劣的弯曲振动,如图5所示,以左翼传动轴系为例,采用柔性轴承组件对膜片联轴器2附近的外段传动轴4进行支撑,当机翼结构13发生弯曲变形时,第一深沟球轴承6与外段传动轴4同步相对机翼结构13发生相对弯曲变形,第一深沟球轴承6相对于第一翼肋夹板14之间的弯曲变形通过橡胶轴承座5补偿,橡胶轴承座5在弹性形变的同时还可提供一定的支撑刚度,保证膜片联轴器2与机翼结构13的相对位置几乎保持不变,使内段传动轴7与外段传动轴4之间的动力稳定等速传递。
52.优选地,同步带轮轴上且位于同步带轮的两侧均设有用于与机翼结构连接的刚性轴承组件。
53.优选地,刚性轴承组件包括金属轴承座和第二深沟球轴承,第二深沟球轴承过盈配合在金属轴承座的内孔内,金属轴承座的外侧金属层连接在机翼结构上。
54.如图6所示,优选地,金属轴承座的外侧金属层通过第三翼肋夹板16连接在两翼梁之间。
55.具体的,同步带轮11将发动机动力传递给同步带轮轴12,同步带轮轴12两侧的第二深沟球轴承10固定在金属轴承座9内孔内,金属轴承座9通过第三翼肋夹板16固定在机翼结构13上,实现与机翼结构13的刚性连接,保证动力传递的稳定,由于同步带轮轴12的长度相比整个传动结构13很短,故同步带轮11左右两侧的第二深沟球轴承10之间的弯曲变形可忽略不计。
56.综上,本实用新型提供的单发无人倾转旋翼机机翼内传动结构实施时,该传动结构将传统的比较长的整体式传动轴改为比较短的分体式多个翼段传动轴,并且相邻两翼段传动轴之间设置了膜片联轴器2,膜片联轴器2由多个不锈钢片铆接构成,具有一定的弹性变形能力,当相对的两传动轴法兰的一侧的传动轴法兰3相对于另一侧传动轴法兰3弯曲时,由于两个传动轴法兰3的法兰孔安装角度相互垂直,一侧的传动轴法兰3的弯矩会传递给膜片联轴器2,膜片联轴器2自身发生弹性变形,使得另一侧的传动轴法兰3接收到的弯矩很小甚至为零,实现了在传动轴法兰3之间产生相对弯曲时,膜片联轴器2仍能等速平稳传递扭矩而不传递弯矩,降低了第二传动件对机翼弯曲刚度的需求,使机翼设计时可选用更薄的翼型,以解决传统单发无人倾转旋翼机的较厚翼型导致的平飞阻力大的问题,从而提升整机平飞速度,进一步地,可起到降低机翼结构重量、节约加工制造成本的效果,同时,分体式的多个翼段传动轴的长细比相比整体式传动轴大幅下降,减少了传动轴的动力学问题,降低了传动轴的设计难度和加工成本,为无人倾转旋翼机的低成本化应用提供了可能。
57.以上已经描述了本实用新型的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
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