一种倾转旋翼飞机的短舱倾转机构的制作方法
【专利摘要】本发明属于飞机设计【技术领域】，具体涉及一种倾转旋翼飞机的短舱倾转机构。其特征在于，机构布置关于飞机对称平面左右对称，机构构件主要包括短舱、机翼、螺旋丝杠、齿轮、主液压马达、输出齿轮、基架、驱动轴、万向接头、锥齿轮、中间驱动轴。本发明的原理为通过螺旋丝杠的螺旋运动改变螺旋丝杠与短舱连接点到螺旋丝杠与机翼连接点间的距离，从而拉动短舱绕其转轴做偏转运动，同时两侧短舱的倾转运动通过中间驱动轴（37）相连。本发明提供了螺旋丝杠（7、8）与短舱（1、2）和机翼（3、4）的机构连接，以及螺旋丝杠7、8）与中间驱动轴（37）间的运动传递，具有多余度运行模式。
【专利说明】一种倾转旋翼飞机的短舱倾转机构
【技术领域】
[0001]本发明属于飞机设计【技术领域】，具体涉及一种倾转旋翼飞机的短舱倾转机构。
【背景技术】
[0002]倾转旋翼飞机结合了旋翼直升机和固定翼飞机的优势，通过短舱的倾转运动，实现旋翼直升机和固定翼飞机之间的转换，既有直升机的垂直起降、垂直飞行能力，又兼具固定翼飞机的飞行速度快、飞行高度大、航程远、续航能力强等优势。在倾转旋翼飞机设计技术中，短舱倾转机构是其中的核心部分，现有技术较少涉及此方面。经检索到的相关专利有两个，分别是US5054716和US6247667B1。对于专利US5054716，其着重介绍了倾转旋翼飞机的螺旋桨旋转驱动系统，对于短舱的倾转方案仅做了简单的提及——通过螺旋丝杠驱动，螺旋丝杠的一端与机翼连接，一端与短舱连接，而螺旋丝杠如何与其它驱动构件及传动构件相连则没有介绍。对于专利US6247667B1，其主要从系统控制角度介绍了倾转旋翼飞机的短舱倾转系统，仍未对机构连接做详细阐明，如螺旋丝杠如何与机翼相连。因此，发明一种可靠的短舱倾转机构是掌握倾转旋翼飞机核心设计技术的必然要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是:本发明提供了一种倾转旋翼飞机的短舱倾转机构，具有多余度驱动模式，左、右短舱的倾转运动通过中间驱动轴相连，且该驱动轴与短舱旋转轴同轴。
[0004]本发明的技术方案是:一种倾转旋翼飞机的短舱倾转机构，其特征在于，机构布置关于飞机对称平面左右对称，左侧机构包括短舱1、机翼3、转轴5、螺旋丝杠7、丝杠端9、螺母端11、齿轮13、主液压马达15、齿轮17、基架23、齿轮25、驱动轴27、万向接头29、驱动轴31、锥齿轮33、锥齿轮35、中间驱动轴37 ;右侧机构包括短舱2、机翼4、转轴6、螺旋丝杠8、丝杠端10、螺母端12、齿轮14、主液压马达16、齿轮18、基架24、齿轮26、驱动轴28、万向接头30、驱动轴32、锥齿轮34、锥齿轮36、中间驱动轴37。
[0005]左侧机构连接形式为:短舱I与机翼3通过转动副连接，该转动副的转轴5固定在机翼3上，螺旋丝杠7的丝杠端9与短舱I铰接，螺母端11与齿轮13固连，齿轮13与齿轮17啮合，齿轮17与主液压马达15的输出轴固连，主液压马达15固连在基架23上，基架23与机翼3间通过转动副连接，其旋转轴线与转轴5平行，齿轮13同时与齿轮25啮合，齿轮25通过圆柱副与驱动轴27相连，驱动轴27 —端通过圆柱副与基架23相连，另一端通过万向节头29与驱动轴31相连，驱动轴31与锥齿轮33固连，锥齿轮33与锥齿轮35啮合，锥齿轮35固连于中间驱动轴37，中间驱动轴37与转轴5同轴并与机翼3间通过转动副连接。
[0006]右侧机构连接形式为:短舱2与机翼4通过转动副连接，该转动副的转轴6固定在机翼4上，螺旋丝杠8的丝杠端10与短舱2铰接，螺母端12与齿轮14固连，齿轮14与齿轮18啮合，齿轮18与主液压马达16的输出轴固连，主液压马达16固连在基架24上，基架24与机翼4间通过转动副连接，其旋转轴线与转轴6平行，齿轮14同时与齿轮26啮合，齿轮26通过圆柱副与驱动轴28相连，驱动轴28 —端通过圆柱副与基架24相连，另一端通过万向节头30与驱动轴32相连，驱动轴32与锥齿轮34固连，锥齿轮34与锥齿轮36啮合，锥齿轮36固连于中间驱动轴37，中间驱动轴37与转轴6同轴并与机翼4间通过转动副连接。
[0007]在左侧机构布置有备用液压马达19，其输出轴与齿轮21固连，齿轮21与齿轮13
口四合。
[0008]在右侧机构布置有备用液压马达20，其输出轴与齿轮22固连，齿轮22与齿轮14
口四合。
[0009]本发明的有益效果是:本发明通过螺旋丝杠驱动短舱实现其倾转运动，且两侧的短舱倾转运动通过中间驱动轴相连，本发明将中间驱动轴与短舱旋转轴同轴，使得结构更为紧凑，减少了对机翼翼盒空间的占用，有利于机翼及油箱的设计；本发明提供了螺旋丝杠与短舱和机翼的机构连接，以及螺旋丝杠与中间驱动轴间的运动传递，填补了国内现有技术空白；本发明具有多余度驱动模式，提高了机构可靠度。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是倾转旋翼飞机直升机模式示意图
[0011]图2是倾转旋翼飞机固定翼飞机模式示意图
[0012]图3是本发明机构原理示意图
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明作进一步详细说明:
[0014]一种倾转旋翼飞机的短舱倾转机构，其特征在于，机构布置关于飞机对称平面左右对称，左侧机构包括短舱1、机翼3、转轴5、螺旋丝杠7、丝杠端9、螺母端11、齿轮13、主液压马达15、齿轮17、基架23、齿轮25、驱动轴27、万向接头29、驱动轴31、锥齿轮33、锥齿轮35、中间驱动轴37 ;右侧机构包括短舱2、机翼4、转轴6、螺旋丝杠8、丝杠端10、螺母端12、齿轮14、主液压马达16、齿轮18、基架24、齿轮26、驱动轴28、万向接头30、驱动轴32、锥齿轮34、锥齿轮36、中间驱动轴37。
[0015]左侧机构连接形式为:短舱I与机翼3通过转动副连接，该转动副的转轴5固定在机翼3上，螺旋丝杠7的丝杠端9与短舱I铰接，螺母端11与齿轮13固连，齿轮13与齿轮17啮合，齿轮17与主液压马达15的输出轴固连，主液压马达15固连在基架23上，基架23与机翼3间通过转动副连接，其旋转轴线与转轴5平行，齿轮13同时与齿轮25啮合，齿轮25通过圆柱副与驱动轴27相连，驱动轴27 —端通过圆柱副与基架23相连，另一端通过万向节头29与驱动轴31相连，驱动轴31与锥齿轮33固连，锥齿轮33与锥齿轮35啮合，锥齿轮35固连于中间驱动轴37，中间驱动轴37与转轴5同轴并与机翼3间通过转动副连接。
[0016]右侧机构连接形式为:短舱2与机翼4通过转动副连接，该转动副的转轴6固定在机翼4上，螺旋丝杠8的丝杠端10与短舱2铰接，螺母端12与齿轮14固连，齿轮14与齿轮18啮合，齿轮18与主液压马达16的输出轴固连，主液压马达16固连在基架24上，基架24与机翼4间通过转动副连接，其旋转轴线与转轴6平行，齿轮14同时与齿轮26啮合，齿轮26通过圆柱副与驱动轴28相连，驱动轴28 —端通过圆柱副与基架24相连，另一端通过万向节头30与驱动轴32相连，驱动轴32与锥齿轮34固连，锥齿轮34与锥齿轮36啮合，锥齿轮36固连于中间驱动轴37，中间驱动轴37与转轴6同轴并与机翼4间通过转动副连接。
[0017]在左侧机构布置有备用液压马达19，其输出轴与齿轮21固连，齿轮21与齿轮13
口四合。
[0018]在右侧机构布置有备用液压马达20，其输出轴与齿轮22固连，齿轮22与齿轮14
口四合。
[0019]本机构的工作原理如下:主液压马达15或备用液压马达19通过齿轮17和齿轮13的啮合或齿轮21和齿轮13的啮合将其旋转运动传递到螺旋丝杠7的螺母端11，带动螺母和丝杠间的螺旋运动，改变螺旋丝杠7与短舱I连接点到螺旋丝杠7与机翼3连接点的距离，从而拉动短舱I绕其转轴5做旋转运动，同时，主液压马达15或备用液压马达19的输出旋转运动也通过齿轮17或齿轮21与齿轮13的啮合传递到齿轮13，再通过齿轮13与齿轮25的啮合传递到齿轮25，再传递到驱动轴27，驱动轴27通过万向接头29将其旋转运动传递到驱动轴31，驱动轴31再通过锥齿轮33和锥齿轮35的啮合将其旋转运动传递到中间驱动轴37 ;同样，主液压马达16或备用液压马达20通过齿轮18和齿轮14的啮合或齿轮22和齿轮14的啮合将其旋转运动传递到螺旋丝杠8的螺母端12，带动螺母和丝杠间的螺旋运动，改变螺旋丝杠8与短舱2连接点到螺旋丝杠8与机翼4连接点的距离，从而拉动短舱2绕其转轴6做旋转运动，同时，主液压马达16或备用液压马达20的输出旋转运动也通过齿轮18或齿轮22与齿轮14的啮合传递到齿轮14，再通过齿轮14与齿轮26的啮合传递到齿轮26，再传递到驱动轴28，驱动轴28通过万向接头30将其旋转运动传递到驱动轴32，驱动轴32再通过锥齿轮34和锥齿轮36的啮合将其旋转运动传递到中间驱动轴37。中间驱动轴37将两侧短舱的倾转运动联系在一起，另外中间驱动轴37也可以断开与两侧短舱倾转运动的联系而允许两侧短舱做独立倾转运动。
[0020]本机构具有以下多种驱动模式:
[0021]a)主液压马达15和主液压马达16驱动两侧的倾转机构运动，同时中间驱动轴37将左、右两侧的运动连接起来；
[0022]b)主液压马达15和备用液压马达20驱动两侧的倾转机构运动，同时中间驱动轴37将左、右两侧的运动连接起来；
[0023]c)备用液压马达19和主液压马达16驱动两侧的倾转机构运动，同时中间驱动轴37将左、右两侧的运动连接起来；
[0024]d)备用液压马达19和备用液压马达20驱动两侧的倾转机构运动，同时中间驱动轴37将左、右两侧的运动连接起来；
[0025]e)主液压马达15驱动左侧倾转机构运动，主液压马达16驱动右侧倾转机构运动，中间驱动轴37断开与左、右倾转机构的连接；
[0026]f)主液压马达15驱动左侧倾转机构运动，备用液压马达20驱动右侧倾转机构运动，中间驱动轴37断开与左、右倾转机构的连接；
[0027]g)备用液压马达19驱动左侧倾转机构运动，主液压马达16驱动右侧倾转机构运动，中间驱动轴37断开与左、右倾转机构的连接；
[0028]h)备用液压马达19驱动左侧倾转机构运动，备用液压马达20驱动右侧倾转机构运动，中间驱动轴37断开与左、右倾转机构的连接。
【权利要求】
1.一种倾转旋翼飞机的短舱倾转机构，其特征在于，机构布置关于飞机对称平面左右对称，左侧机构包括短舱(I)、机翼(3)、转轴(5)、螺旋丝杠(7)、丝杠端(9)、螺母端(11)、齿轮(13)、主液压马达(15)、齿轮(17)、基架(23)、齿轮(25)、驱动轴(27)、万向接头(29)、驱动轴(31)、锥齿轮(33 )、锥齿轮(35 )、中间驱动轴(37 );右侧机构包括短舱(2 )、机翼(4 )、转轴(6)、螺旋丝杠(8)、丝杠端(10)、螺母端(12)、齿轮(14)、主液压马达(16)、齿轮(18)、基架(24)、齿轮(26)、驱动轴(28)、万向接头(30)、驱动轴(32)、锥齿轮(34)、锥齿轮(36)、中间驱动轴(37)。 左侧机构连接形式为:短舱(I)与机翼(3)通过转动副连接，该转动副的转轴(5)固定在机翼(3)上，螺旋丝杠(7)的丝杠端(9)与短舱(I)铰接，螺母端(11)与齿轮(13)固连，齿轮(13)与齿轮(17)啮合，齿轮(17)与主液压马达(15)的输出轴固连，主液压马达(15)固连在基架(23 )上，基架(23 )与机翼(3 )间通过转动副连接，其旋转轴线与转轴(5 )平行，齿轮(13 )同时与齿轮(25 )啮合，齿轮(25 )通过圆柱副与驱动轴(27 )相连，驱动轴(27 ) —端通过圆柱副与基架(23)相连，另一端通过万向节头(29)与驱动轴(31)相连，驱动轴(31)与锥齿轮(33)固连，锥齿轮(33)与锥齿轮(35)啮合，锥齿轮(35)固连于中间驱动轴(37)，中间驱动轴(37)与转轴(5)同轴并与机翼(3)间通过转动副连接。 右侧机构连接形式为:短舱(2)与机翼(4)通过转动副连接，该转动副的转轴(6)固定在机翼(4)上，螺旋丝杠(8)的丝杠端(10)与短舱(2)铰接，螺母端(12)与齿轮(14)固连，齿轮(14)与齿轮(18)啮合，齿轮(18)与主液压马达(16)的输出轴固连，主液压马达(16)固连在基架(24 )上，基架(24 )与机翼(4 )间通过转动副连接，其旋转轴线与转轴(6 )平行，齿轮(14 )同时与齿轮(26 )啮合，齿轮(26 )通过圆柱副与驱动轴(28 )相连，驱动轴(28 ) —端通过圆柱副与基架(24)相连，另一端通过万向节头(30)与驱动轴(32)相连，驱动轴(32)与锥齿轮(34 )固连，锥齿轮(34 )与锥齿轮(36 )啮合，锥齿轮(36 )固连于中间驱动轴(37 )，中间驱动轴(37)与转轴(6)同轴并与机翼(4)间通过转动副连接。
2.根据权利要求1所述的一种倾转旋翼飞机短舱倾转机构，其特征在于，在左侧机构布置有备用液压马达(19)，其输出轴与齿轮(21)固连，齿轮(21)与齿轮(13)啮合。
3.根据权利要求1所述的一种倾转旋翼飞机短舱倾转机构，其特征在于，在右侧机构布置有备用液压马达(20)，其输出轴与齿轮(22)固连，齿轮(22)与齿轮(14)啮合。
【文档编号】B64C27/28GK103466087SQ201310373415
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】黄海东, 刘轶斐, 王惟栋, 朱胜利 申请人:中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所