CN112345197B - 一种结冰风洞直升机试验装置的传动、倾转及减振*** - Google Patents

一种结冰风洞直升机试验装置的传动、倾转及减振*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种结冰风洞直升机试验装置的传动、倾转及减振***，包括固定架；倾转支撑架，其设置于固定架上；传动***，其中的传动轴穿过倾转支撑架；倾转轴，其一端与传动***连接，另一端与倾转支撑架连接；倾角驱动器，其一端与固定架连接，另一端与传动***连接；减振器，其一端与固定架连接，另一端与传动***连接，所述减振器设置于传动***相对倾角驱动器的另一侧。采用本发明的一种结冰风洞直升机试验装置的传动、倾转及减振***，能够保证整个试验装置的稳定性。

Description

一种结冰风洞直升机试验装置的传动、倾转及减振***
技术领域
本发明涉及一种结冰风洞直升机试验装置的传动、倾转及减振***，属于直升机风洞试验技术领域。
背景技术
在直升机风洞试验中，研究人员往往需要根据风洞试验侧重点以及待测量的不同，设计多种不同形式的直升机旋翼模型风洞试验装置，以准确测量所需要的旋翼气动数据。典型的直升机风洞试验装置有共轴式旋翼模型试验装置、直升机旋翼气动噪声测量试验装置等，以上直升机旋翼模型试验装置均根据旋翼模型的尺寸、风洞内的实际环境以及测量需要进行不同设计。
为在结冰风洞进行直升机旋翼模型结冰过程的模拟，针对风洞试验中直升机旋翼结冰过程对旋翼气动特性特别是振动特性的影响，以及由旋翼结冰引起的旋翼剧烈振动，进而由旋翼剧烈振动引起的对直升机旋翼试验装置振动水平的激发。
目前国内的直升机风洞试验装置的设计，电机、减速器都是作为固定装置安装连接在试验台架上，不随传动***随动，这导致减速器输出轴及传动轴之间的连接传动形式具有设计复杂、加工难度大、保养困难、成本高等特点，且常规直升机试验装置均采用单支点支撑的方式实现试验模型姿态角的变化，具有明显的装置倾斜特性，很难保证装置的重心平衡。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种结冰风洞直升机试验装置的传动、倾转及减振***，本发明能够保证整个试验装置的稳定性。
本发明采用的技术方案如下：
一种结冰风洞直升机试验装置的传动、倾转及减振***，包括固定架；
倾转支撑架，其设置于固定架上；
传动***，其中的传动轴穿过倾转支撑架；
倾转轴，其一端与传动***连接，另一端与倾转支撑架连接；
倾角驱动器，其一端与固定架连接，另一端与传动***连接；
减振器，其一端与固定架连接，另一端与传动***连接，所述减振器设置于传动***相对倾角驱动器的另一侧。
在本发明中，固定架作为支撑架起支撑作用，倾转支撑架与传动***通过倾转轴连接，并设置对向安装的倾角驱动器和减振器；在风洞试验时，当试验模型震动引起试验装置震动时，倾转驱动器推动传动***前/后倾转的同时，并以倾转轴与倾转支撑架的连接点为支点倾斜，可同步缩短/拉伸减振器的有效长度，实现试验装置减振的连续性，保证整个试验。
作为优选，所述传动***通过倾转轴只与倾转支撑架连接，传动***不与固定支架连接。
在上述方案中，传动***采用“悬空式”设计，即传动***通过倾转轴(5)只与倾转支撑架连接，传动***不与固定支架连接，使整个试验装置结构简单、高效，为实现试验模型姿态角的无极变化提供了有利条件。
作为优选，所述传动***包括依次连接的电机、减速器、减速器输出轴和传动轴；所述减速器输出轴和传动轴外设置支架。
在上述方案中，通过设置支架保持传动***稳定。
作为优选，所述减速器输出轴为加长型减速器输出轴。
在上述方案中，通过设置加长型减速器输出轴，能够保证倾转支点(即倾转轴与倾转支撑架的连接点)上下两端重心的平衡和稳定性。
作为优选，所述电机通过电机连接架固定在减速器外框架上，电机输出轴通过联轴器与减速器输入轴连接。
作为优选，所述减速器输出轴通过联轴器与传动轴连接。
在上述方案中，通过联轴器连接使得传动***动力传输更稳定。
作为优选，所述支架包括第一支架、第二支架和第三支架；所述第一支架设置于减速器输出轴外侧，第二支架设置于传动轴外侧倾转支撑架内，第三支架设置于传动轴外侧倾转支撑架外。
在上述方案中，传动轴外设置第二支架和第三支架，一轴两支架的设计及连接方式，保证了试验装置传动***安装的便捷性。
作为优选，所述倾转轴一端与第二支架连接，另一端与倾转支撑架连接。
作为优选，所述倾转轴与倾转支撑架的连接点位于倾转支撑架顶部。
在上述方案中，连接点位于倾转支撑架顶部使得发生震动时，震动更容易传导使减速器产生作用。
作为优选，所述倾转轴通过渐开线花键与第二支架连接。
在上述方案中，渐开线花键承载能力强，安装精度高。
作为优选，所述倾转轴通过轴承与倾转支撑架连接。
作为优选，所述倾转轴与深沟球轴承内圈连接，轴承外圈与倾转支撑架连接，通过端面密封盖固定，以防止轴承滑动。
在上述方案中，通过设置轴承，从而方便倾转轴转动。
作为优选，所述倾转轴为两个，设置于传动***两侧。
作为优选，所述倾角驱动器、减振器与第一支架连接。
在上述方案中，倾角驱动器、减振器与第一支架连接，连接点较低试验装置在发生振动时，倾角驱动器和减振器在极低振动情况下就能起作用。
作为优选，所述倾角驱动器和减振器所处平面，与倾转轴所处平面垂直。
在上述方案中，倾角驱动器安装在风洞来流方向，减振器安装于风洞背风面，从而以倾转轴为中心，传动***、倾角驱动器、减振器形成的三点支撑形式，保证了整个试验装置的稳定性。在发生振动时，传动***以倾转支点为中心倾斜。
作为优选，所述减振器为速度型减振器。
在上述方案中，速度型减振器当检测到振动位移速度达到阈值后，触发内部液压阀门关闭，液压油在封闭腔体内形成压力，抵消振动传导的推力和拉力；在倾角驱动器由于失误引起失速等危险状况时，减振器可监测运动状态，从而触发保护机制，保证试验装置的安全。
作为优选，所述倾角驱动器包括电机、减速器和螺杆，所述电机驱动减速器输出转速及扭矩，带动螺杆伸长或缩短。
在上述方案中，通过倾角驱动器中螺杆的伸长或缩短改变倾角驱动器输出端的长度变化驱动传动***倾斜。
本发明的一种结冰风洞直升机试验装置的传动、倾转及减振***，相比常规试验装置的单点支撑，本发明传动***为四点支撑方式，能够防止其倾斜并能保证装置的重心平衡；通过加长减速器输出轴的长度，保证倾转支点上下两端重心的平衡和稳定性；
相比常规试验装置电机、减速器都是作为固定装置安装连接在试验台上，不随传动***随动，这导致减速器输出轴及传动轴之间的连接传动形式设计复杂、加工难度大、保养困难、成本高，本发明传动***采用“悬空式”设计，传动***通过倾转轴只与倾转支撑架连接，电机、减速器不与固定支架连接，使整个试验装置结构简单、高效，为实现试验模型姿态角的无极变化提供了有利条件；
在试验模型振动时，传动***以倾转支点为中心发生倾转，同时相对设置的倾角驱动器和减振器发挥作用加大极大抑制试验台的振动水平，保证试验数据测量的准确性。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、传动方式简单、***平衡性高；
2、倾转形式新颖及抑振效果明显；
3、保证试验数据测量的准确性。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是传动、倾转及减振***的正视剖面结构示意图；
图2是传动、倾转及减振***的正视侧视剖面结构示意图；
图3是图2中圈A的放大图；
图4是传动***结构示意图；
图5是图4中圈B的方大图；
图6是传动、倾转及减振***的三维视图。
图中标记：1-固定架、2-倾转支撑架、3-倾角驱动器、4-减振器、5-倾转轴、6-联轴器、51-轴承、71-电机、72-减速器、73-减速器输出轴、74-传动轴、75-电机连接架、81-第一支架、82-第二支架、83-第三支架、711-电机输出轴、721-减速器输入轴。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1-5所示，本实施例的一种结冰风洞直升机试验装置的传动、倾转及减振***，包括固定架1；
倾转支撑架2，其设置于固定架1上；
传动***，其中的传动轴74穿过倾转支撑架2；
倾转轴5，其一端与传动***连接，另一端与倾转支撑架2连接；
倾角驱动器3，其一端与固定架1连接，另一端与传动***连接；
减振器4，其一端与固定架1连接，另一端与传动***连接，所述减振器4设置于传动***相对倾角驱动器3的另一侧。
在本实施例中，固定架1呈立方体框架且具有中空空间，传动***部分设置固定架1内的中空空间内，传动***中的传动轴74穿过倾转支撑架2；发生振动时，以倾转轴5为中心倾转。
作为优选，传动***通过倾转轴5只与倾转支撑架2连接，传动***不与固定支架连接，传动***采用“悬空式”设计，即传动***通过倾转轴5只与倾转支撑架2连接，传动***不与固定支架连接，使整个试验装置结构简单、高效，为实现试验模型姿态角的无极变化提供了有利条件。
作为优选，如图4所示，传动***包括依次连接的电机71、减速器72、减速器输出轴73和传动轴74；减速器输出轴73和传动轴74外设置支架，通过设置支架保持传动***稳定。其中电机71和减速器72设置在固定架1的中空空间内。
作为优选，减速器输出轴73为加长型减速器输出轴73，通过设置加长型减速器输出轴73，能够保证倾转支点上下两端重心的平衡和稳定性。
作为优选，如图4-5所示，电机71通过电机连接架75固定在减速器72外框架上，电机输出轴711通过联轴器6与减速器输入轴721连接。
作为优选，如图4-5所示，减速器输出轴73通过联轴器6与传动轴74连接，通过联轴器6连接使得传动***动力传输更稳定。
作为优选，如图4所示，支架包括第一支架81、第二支架82和第三支架83；所述第一支架81设置于减速器输出轴73外侧，第二支架82设置于传动轴74外侧倾转支撑架2内，第三支架83设置于传动轴74外侧倾转支撑架2外，传动轴74外设置第二支架82和第三支架83，一轴两支架的设计及连接方式，保证了试验装置传动***安装的便捷性。
作为优选，倾转轴5一端与第二支架82连接，另一端与倾转支撑架2连接。
作为优选，倾转轴5与倾转支撑架2的连接点位于倾转支撑架2顶部，连接点位于倾转支撑架2顶部使得发生震动时，震动更容易传导使减速器72产生作用。
作为优选，倾转轴5通过渐开线花键与第二支架82连接，渐开线花键承载能力强，安装精度高。
作为优选，倾转轴5通过轴承51与倾转支撑架2连接，从而方便倾转轴5转动。
作为优选，倾转轴5与深沟球轴承51内圈连接，轴承51外圈与倾转支撑架2连接，通过端面密封盖固定，以防止轴承51滑动。
作为优选，倾转轴5为两个，设置于传动***两侧。
作为优选，倾角驱动器3、减振器4与第一支架81连接，，连接点较低试验装置在发生振动时，倾角驱动器3和减振器4在极低振动情况下就能起作用。
作为优选，倾角驱动器3和减振器4所处平面，与倾转轴5所处平面垂直，倾角驱动器3安装在风洞来流方向，减振器4安装于风洞背风面，从而以倾转轴5为中心，传动***、倾角驱动器3、减振器4形成的三点支撑形式，保证了整个试验装置的稳定性。
作为优选，减振器4为速度型减振器，速度型减振器当检测到振动位移速度达到阈值后，触发内部液压阀门关闭，液压油在封闭腔体内形成压力，抵消振动传导的推力和拉力；在倾角驱动器3由于失误引起失速等危险状况时，减振器4可监测运动状态，从而触发保护机制，保证试验装置的安全。
综上所述，采用本发明的一种结冰风洞直升机试验装置的传动、倾转及减振***，传动方式简单、***平衡性高；倾转形式新颖及抑振效果明显；保证试验数据测量的准确性。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (8)

1.一种结冰风洞直升机试验装置的传动、倾转及减振***，其特征在于：包括固定架（1）；
倾转支撑架（2），其设置于固定架（1）上；
传动***，其包括依次连接的电机（71）、减速器（72）、减速器输出轴（73）和传动轴（74），所述减速器输出轴（73）和传动轴（74）外设置支架，所述传动轴（74）穿过倾转支撑架（2），减速器输出轴（73）为加长型减速器输出轴；
倾转轴（5），其一端与传动***连接，另一端与倾转支撑架（2）连接；传动***通过倾转轴（5）只与倾转支撑架（2）连接，传动***不与固定架（1）连接；
倾角驱动器（3），其一端与固定架（1）连接，另一端与传动***连接；
减振器（4），其一端与固定架（1）连接，另一端与传动***连接，所述减振器（4）设置于传动***相对倾角驱动器（3）的另一侧；
所述倾角驱动器（3）安装在风洞来流方向，减振器（4）安装于风洞背风面，以倾转轴为中心，传动***、倾角驱动器（3）、减振器（4）形成的三点支撑形式。
2.如权利要求1所述的结冰风洞直升机试验装置的传动、倾转及减振***，其特征在于：所述支架包括第一支架（81）、第二支架（82）和第三支架（83）；所述第一支架（81）设置于减速器输出轴（73）外侧，第二支架（82）设置于传动轴（74）外侧倾转支撑架（2）内，第三支架（83）设置于传动轴（74）外侧倾转支撑架（2）外。
3.如权利要求2所述的结冰风洞直升机试验装置的传动、倾转及减振***，其特征在于：所述倾转轴（5）一端与第二支架（82）连接，另一端与倾转支撑架（2）连接。
4.如权利要求1所述的结冰风洞直升机试验装置的传动、倾转及减振***，其特征在于：所述倾转轴（5）通过轴承（51）与倾转支撑架（2）连接。
5.如权利要求1所述的结冰风洞直升机试验装置的传动、倾转及减振***，其特征在于：所述倾转轴（5）为两个，设置于传动***两侧。
6.如权利要求1所述的结冰风洞直升机试验装置的传动、倾转及减振***，其特征在于：所述倾角驱动器（3）和减振器（4）所处平面，与倾转轴（5）所处平面垂直。
7.如权利要求1所述的结冰风洞直升机试验装置的传动、倾转及减振***，其特征在于：所述减振器（4）为速度型减振器（4）。
8.如权利要求1所述的结冰风洞直升机试验装置的传动、倾转及减振***，其特征在于：所述倾角驱动器（3）包括电机（71）、减速器（72）和螺杆，所述电机（71）驱动减速器（72）输出转速及扭矩，带动螺杆伸长或缩短。
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