CN202848028U - 一种适用于无人自转旋翼机的旋翼预转机构 - Google Patents

Abstract

一种适用于无人自转旋翼机的旋翼预转机构，大皮带轮(3)安装在旋翼轴上，两个皮带转向/张紧轮(7)安装在连接轴(10)上，连接轴(10)两端分别固定在左右支撑座(12)上，左右支撑座(12)与左右安装底座(15)之间通过螺栓连接，安装底座(15)通过支撑件固定在无人自旋翼机上；小皮带轮(18)安装在发动机的输出轴上，抱紧装置(21)用压板(22)固定在小带轮(18)上；大皮带轮(3)、小皮带轮(18)以及两个皮带转向张紧轮(7)之间通过一根皮带联系；当抱紧装置(21)抱紧发动机输出轴时，即可将发动机功率通过皮带传输给旋翼轴带动旋翼旋转，旋翼预转到规定转速后，抱紧装置(21)松开，旋翼自转，皮带随旋翼处于空转状态。

Description

一种适用于无人自转旋翼机的旋翼预转机构

技术领域

本发明涉及自转旋翼机传动系统，尤其涉及无人自转旋翼机的预转传动机构，属于飞行器设计技术领域。

背景技术

自转旋翼机因其优良的自转性能及较高的经济性、安全性重新引起人们的重视。旋翼预转机构是旋翼机实现跳飞(一种起飞方式)所必需的传动机构，其作用是将发动机输出功率传递给旋翼系统，使旋翼预转到一定转速，然后提升旋翼总距并操纵周期变距使旋翼机实现跳飞。

目前，常用的自转旋翼机的预转机构有以下几种形式，一是朱清华，“自转旋翼飞行器总体设计关键技术研究.[D]”南京航空航天大学，2007.提出的皮带+齿轮+离合器的结构形式，其原理为发动机输出轴上安装皮带轮，在旋翼轴上安装锥齿轮，在传动轴的一端安装锥齿轮，另一端安装皮带轮，传动轴中间设置离合器。这样即可将发动机功率经皮带轮、传动轴和锥齿轮传递给旋翼系统。该形式需要较长的传动轴、多组调心轴承、两个锥齿轮，结构重量大，且传动轴与旋翼轴通过锥齿轮连接，振动水平大。二是Rotorcraft Flying Handbook，2000列出的摩擦轮+软轴+齿轮盘的结构形式，其原理为发动机输出轴安装摩擦轮，在旋翼轴安装直齿轮，软轴一端为摩擦轮，另一端为直齿轮。这样可将发动机功率经摩擦轮、软轴和直齿轮传递给旋翼系统。该形式软轴传递扭矩有限，只见于轻小型旋翼机上。三是CarterCopter旋翼机上采用的皮带传动形式，该形式虽结构简单，但当旋翼轴后倾角较大时，皮带严重偏离皮带轮，会造成功率损失。除上述机械预转机构外，预转旋翼的方式还有电动预转，原理为电动机输出轴上安装小直齿轮，旋翼轴上安装大直齿轮，电动机启动可带动主旋翼旋转。液压泵预转，该形式原理与电动预转相似，所不同的是动力形式由电动机改为液压泵。桨尖喷射预转，其原理为在桨叶尖部向后喷射气流，通过气流的反作用力驱动旋翼预转。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种可实现旋翼预转的重量轻、结构简单、安全可靠、成本低廉的传动机构。

本发明的技术解决方案是：一种适用于无人自转旋翼机的旋翼预转机构，包括大皮带轮、连接轴、小皮带轮、抱紧装置、压板和两个皮带张紧转向轮；大皮带轮安装在旋翼轴上，两个皮带转向张紧轮安装在连接轴上，连接轴两端分别固定在左右支撑座上，左右支撑座与左右安装底座之间通过螺栓连接，安装底座通过支撑件固定在无人自转旋翼机上；小皮带轮安装在发动机的输出轴上，抱紧装置用压板固定在小带轮上；大皮带轮、小皮带轮以及两个皮带转向/张紧轮之间通过一根皮带联系；当抱紧装置抱紧发动机输出轴时，即可将发动机功率通过皮带传输给旋翼轴带动旋翼旋转，旋翼预转到规定转速后，抱紧装置松开，旋翼自转，皮带随旋翼处于空转状态。

所述的抱紧装置为内部渐开线花键槽的两个半圆形装置，与发动机输出轴渐开线花键吻合。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)本发明利用皮带柔软可大变形的特性，通过安装于旋翼轴的大皮带轮和安装于发动机输出轴的小皮带轮以及两个转向/张紧轮实现发动机功率向旋翼轴传输。使结构形式简化，结构重量降低。同时，采用皮带传动，可有效降低功率传输过程中旋翼系统的振动水平。旋翼预转转速与开车时发动机输出转速比即为小带轮直径与大带轮直径之比。

(2)本发明通过安装于小皮带轮上的抱紧装置来实现发动机功率的传递。抱紧装置松开后，皮带随旋翼自转而处于空转状态，不消耗发动机功率。

(3)本发明通过连接轴支撑座、安装底座、螺栓来实现皮带张紧，旋转左右四根螺栓，连接轴支撑座会前后运动，从而实现皮带张紧功能；并且通过增加或减少连接轴上轴承挡圈的个数来实现皮带张紧/转向轮的左右移动，从而实现皮带与与皮带轮接触面积的调整；结构简单、可靠性高。

(4)本发明可以通过增加或减少发动机输出轴上挡圈的个数来调整小带轮的位置，实现皮带张紧后皮带与小带轮吻合良好；也可以通过增加或减少安装在旋翼轴上的挡圈，通过调整大带轮的位置使得皮带与大带轮吻合良好。

附图说明

图1a为本实用新型二维示意图；

图1b为本实用新型三维示意图；

图2为本实用新型各组件装配平面示意图；

图3为本实用新型旋翼轴、大带轮安装示意图；

图4a为本实用新型皮带张紧/转向装置示意图；

图4b为图4a的A向90度旋转示意图；

图5a为本实用新型小带轮和抱紧装置示意图；

图5b为图5a的A向视图。

具体实施方式

本发明提供了一种无人自转旋翼飞行器用旋翼预转机构，包括三个重要组件，分别是大带轮组件、张紧/转向轮组件及小带轮/抱紧装置组件。下面分别介绍。

上述三个重要组件的位置关系如图1a、1b所示。大带轮与张紧/转向轮组件在一个平面上，以保证皮带与大带轮槽型吻合良好，小带轮与张紧/转向轮组件在同一铅垂面内，保证皮带与小带轮槽型吻合良好。

图2为各零部件装配平面图。如图2所示，各零部件装配完成后满足皮带与大带轮槽型、小带轮槽型吻合良好。图中标号的零件名称及功能分别由图3、图4和图5说明。

图3为大带轮安装组件。如图3所示挡圈1，旋翼轴2，大带轮3(功率输出皮带轮)，轴端挡圈4，皮带5。旋翼轴2与大带轮3通过键连接来传递扭矩，并通过轴端挡圈4限位；实际应用过程中可通过调整挡圈1的个数来调整大带轮3在旋翼轴上的位置，满足皮带张紧后皮带与大带轮槽型的吻合度。

图4a、4b为张紧/转向轮组件。如图所示，张紧/转向轮组件包括轴承盖6，张紧/转向轮7，深沟球轴承8，挡圈9，连接轴10，螺栓11，连接轴支撑座12，固定螺钉13，锁紧螺母14，底座15。皮带5通过张紧/转向轮7换向后，可带动大带轮3转动，从而实现旋翼预转。

两个张紧/转向轮7分别通过深沟球轴承8与连接轴10连接。通过深沟球轴承8左右挡圈9的个数来调整张紧/转向轮7的左右位置(左右需要同时调整)，可调整皮带与带轮接触面积。通过旋转螺栓11使连接轴支撑座12前后运动，调整与底座15的距离，对皮带进行张紧。

图5a、5b为小带轮和抱紧装置组件。如图所示，包括深沟球轴承16，输出轴17，小皮带轮18(功率输入皮带轮)，轴承盖19，挡圈20，抱紧装置21，压板22。小皮带轮18连接在发动机的输出轴上，通过轴上挡圈20的个数来调整小皮带轮18在输出轴上的位置，满足皮带张紧后皮带与小带轮槽型的吻合度。抱紧装置21用压板22固定在小带轮18上，通过抱紧装置21抱紧输出轴或松开，抱紧装置21为内部渐开线花键槽的两个半圆形装置，与输出轴渐开线花键吻合。当抱紧装置21抱紧输出轴时，即将功率通过皮带传输给主旋翼，实现旋翼预转，抱紧装置松开后，小带轮18处于空转状态，输出轴不传递扭矩给旋翼轴。

本实用新型未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (2)

1.一种适用于无人自转旋翼机的旋翼预转机构，其特征在于：包括大皮带轮(3)、连接轴(10)、小皮带轮(18)、抱紧装置(21)、压板(22)和两个皮带张紧转向轮(7)；

大皮带轮(3)安装在旋翼轴上，两个皮带转向/张紧轮(7)安装在连接轴(10)上，连接轴(10)两端分别固定在左右支撑座(12)上，左右支撑座(12)与左右安装底座(15)之间通过螺栓连接，安装底座(15)通过支撑件固定在无人自旋翼机上；小皮带轮(18)安装在发动机的输出轴上，抱紧装置(21)用压板(22)固定在小带轮(18)上；大皮带轮(3)、小皮带轮(18)以及两个皮带转向张紧轮(7)之间通过一根皮带联系；当抱紧装置(21)抱紧发动机输出轴时，即可将发动机功率通过皮带传输给旋翼轴带动旋翼旋转，旋翼预转到规定转速后，抱紧装置(21)松开，旋翼自转，皮带随旋翼处于空转状态。

2.根据权利要求1所述的一种适用于无人自转旋翼机的旋翼预转机构，其特征在于：所述的抱紧装置(21)为内部渐开线花键槽的两个半圆形装置，与发动机输出轴渐开线花键吻合。

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