直升机系统-6(王华明-2011-03)

南京航空航天大学直升机技术研究所第五章传动系统南京航空航天大学直升机技术研究所一、直升机传动系统的组成1－主减速器；2－主减输入轴；3－发动机；4－尾传动轴；5－尾减速器；6－尾斜轴；7－中间减速器南京航空航天大学直升机技术研究所一、直升机传动系统的组成米—17直升机传动系统南京航空航天大学直升机技术研究所一、直升机传动系统的组成黑鹰直升机传动系统南京航空航天大学直升机技术研究所一、直升机传动系统的组成直—9直升机传动系统南京航空航天大学直升机技术研究所二、主减速器EC120直升机主减速器南京航空航天大学直升机技术研究所海豚直升机主减速器南京航空航天大学直升机技术研究所海豚直升机主减速器南京航空航天大学直升机技术研究所A129直升机主减南京航空航天大学直升机技术研究所(1)主减的输入转速为世界之最（27000r/min），对输入级的动部件设计十分苛刻，涉及到动力学的扭转振动和旋翼转速变化等问题，齿轮线速度超过100m/s；(2)齿轮腹板和轴大量采用薄壁件以减轻重量；(3)所有传动轴、部件和接头都能承受12.7mm子弹的射击，提高了生存力；(4)主减速器设置有完全独立的两套滑油冷却系统；(5)主减在无滑油情况下至少能安全工作30分钟；南京航空航天大学直升机技术研究所阿帕奇直升机主减南京航空航天大学直升机技术研究所旋翼轴外面有轴套，轴套上端通过轴承与桨毂相连，底部固定在机身结构上，轴套承受旋翼的拉力、侧向力和桨毂力矩，旋翼轴只承受扭矩。此结构不但有利于主减速器达到4500小时的疲劳寿命，还允许在维护拆卸主减速器时，既不干扰旋翼也不需拆卸旋翼操纵机构，给使用维护带来了方便。该主减速器能在完全没有润滑油后（即干运转）还可以再飞行一小时，目前世界上还没有其它直升机的主减器能达到此要求南京航空航天大学直升机技术研究所南京航空航天大学直升机技术研究所三、尾减速器尾减速器主要用于改变尾传动轴的转速和传动方向，以带动尾桨旋转。此外，它还用于传动尾桨叶进行变距，以保证直升机的航向操纵。南京航空航天大学直升机技术研究所1．挠性联轴节2．输入机匣3．滑油泼溅装置4．输入螺旋锥齿轮5．变距操纵杆6．伺服机构连接件7．主机匣8．尾桨轴9．双排滚珠轴承10．变大距弹簧11．输出机匣12．滑油喷射器13．气动力密封衬套14．转动—滑动轴15．三角形连接件16．螺栓17．锥形滚棒轴承18．密封法兰盘19．输入法兰盘20．尾传动轴联轴节21．带过滤器的加油通气嘴22．磁性螺塞23．滑油温度开关24．油面观察窗25．输出螺旋锥齿轮直—9直升机尾减速器南京航空航天大学直升机技术研究所尾桨变距操纵机构用于操纵尾桨改变桨叶角，以改变尾桨推力的大小。它主要由变距操纵杆5、转动—滑动操纵轴14、变大距弹簧10及其弹簧座、双排滚珠轴承9和密封衬套26组成。南京航空航天大学直升机技术研究所中间减速器一般采用一对螺旋锥齿轮传动，以改变传动方向。至于传动比是否改变，是根据传动系统总体设计要求而定的。米—17直升机的中间减速器一般只是起换向作用，所以亦可称其为换向器。黑鹰直升机的中间减速器，既起着换向作用，又起着减速作用。另外，在有些小型直升机上用了对甚至一个万向接头来代替中间减速器。如云雀—3直升机尾桨传动机构中的尾斜轴，就是以一对万向接头代替中间减速器。四、中间减速器南京航空航天大学直升机技术研究所五、自由行程离合器自由行程离合器实际上是一个单向离合器。通过自由行程离合器，发动机可以带动旋翼和尾桨转动，而旋翼不能反过来带动发动机转动。这样，当发动机停车或直升机处于自转飞行状态时，自由行程离合器保证使旋翼与发动机脱开，旋翼可以自由地进行自转。在直升机安装多台发动机时，任何一台发动机停车，都不能影响其它发动机及旋翼系统的工作。为此，在主减速器的功率输入轴处，都装有一套自由行程离合器。南京航空航天大学直升机技术研究所自由行程离合器主要有滚棒式和撑块式两种结构型式。南京航空航天大学直升机技术研究所六、联轴节联轴节按其功用可分为角度补偿式和长度补偿式两类，其中角度补偿式联轴节又可分为膜盒式、叠片式、球面套齿式和万向接头（十字接头）式四种型式南京航空航天大学直升机技术研究所（一）膜盒式联轴节膜盒式联轴节由一个或几个刚度较低的金属膜盒组合而成。借助于膜盒的弹性变形，使联轴节两端的传动轴之间允许有一定的角位移。一般一个膜盒可以允许有1°左右的角位移。在这种联轴节中一般还带有球面轴承，轴承除了起定心作用外，还用于限制膜盒产生的轴向位移。南京航空航天大学直升机技术研究所（二）叠片式联轴节叠片式联轴节又称挠性联轴节，它由数片不锈钢片叠合而成。传动轴的输入轴和输出轴的结合盘分别用三个等距分布的螺栓与不锈钢叠片弹性组件连接，并且使输入轴与输出轴结合盘的连接点错开，螺栓连接处用特殊形状的垫圈和衬套，使弹性组件在螺栓处的挠曲不产生应力集中。这种联轴节也是借助于元件的弹性变形来实现角度补偿的，它特别适用于角位移补偿较小的传动系统。它的特点是：重量轻，不需要润滑；直一9、黑鹰和小羚羊等直升机的尾传动轴中，均采用这种叠片式联轴节，作为角位移补偿装置。南京航空航天大学直升机技术研究所叠片式联轴节南京航空航天大学直升机技术研究所（三）球面套齿式联轴节球面套齿式联轴节主要由带内套齿的套筒1、球面外套齿2和传动轴接头3组成。南京航空航天大学直升机技术研究所这种联轴节利用结构元件之间的相对运动来实现角度补偿。它一般允许3°左右的角位移。它的套筒1带有内套齿，传动轴接头3上固定有球面外套齿2（或直接在传动轴接头上制有外球面套齿）。套筒内注有润滑油，并由固定在套筒两端的带密封胶圈的盖子密封。由于套筒1既可以相对传动轴接头上的球面套齿2偏转一定的角度，又可以相对于传动轴接头轴向滑移一小段距离，起到角度偿和长度补偿的作用。UH-1、米—17等直升机尾传动轴中装有这种的联轴节。南京航空航天大学直升机技术研究所（四）万向接头式联轴节1．传动轴2．注油嘴3．叉形接头4．结合盘5．十字接头6．滚针轴承南京航空航天大学直升机技术研究所万向接头式联轴节可以允许15°以至更大的角度转折。由于其结构复杂，精度要求高，且必须有润滑及密封装置，所以，在直升机上已很少采用。如早期生产的直—5直升机尾传动轴中，就采用了这种结构型式的联轴节。Y-2直升机尾传动轴中以一对这种结构型式的万向接头代替中间减速器。南京航空航天大学直升机技术研究所（五）滑动套齿式联轴节滑动套齿式联轴节由两根传动轴连接处可以相对滑动的花键套齿构成。由于两根传动轴之间可以通过啮合的套齿相对滑移，起到长度补偿作用。南京航空航天大学直升机技术研究所七、旋翼刹车装置旋翼刹车装置用于缩短旋翼的停转时间。此外，在直升机停放、进行拆装和定期工作时利用旋翼刹车装置使传动系统制动，以防旋翼转动。旋翼刹车装置由刹车传动机构和刹车机构两部分组成。南京航空航天大学直升机技术研究所1.刹车传动机构刹车传动机构的传动方式有两种：一种是机械钢索传动式；另一种是液压传动式。机械钢索传动式在直升机上的应用最为普遍（如直—9、云雀—3、小羚羊、米—17等直升机），而液压传动式只在少数直升机上使用（如黑鹰直升机）。南京航空航天大学直升机技术研究所机械钢索式传动机构一般由旋翼刹车手柄、钢索及其护套、滑轮和弹簧式加载杆等组成。刹车手柄一般安装在座舱的左右驾驶员之间的地板上或座舱顶部。为了防止在旋翼刹车的情况下起动发动机，旋翼刹车手柄均与发动机的起动电路（或燃油流量操纵手柄）联动，当刹车手柄处于“刹车”位置时，发动机起动电路接不通（或燃油流量手柄推不动），至使发动机不能起动。南京航空航天大学直升机技术研究所2.刹车机构刹车机构应用较普遍的有两种结构型式：一种是卡钳式（如直—9、小羚羊、云雀—3、黑鹰等直升机）；另一种是闸式（如米—17直升机）。旋翼刹车机构一般安装在主减速器的机匣与功率输出轴之间。它主要由刹车盘和刹车块组成。刹车盘由传动系统带动旋转，刹车块由传动机构操纵其动作。当进行旋翼刹车操纵时，刹车块贴向转动的刹车盘，二者之间产生摩擦，从而使传动系统制动。南京航空航天大学直升机技术研究所直—9直升机旋翼刹车装置南京航空航天大学直升机技术研究所米—17直升机旋翼刹车装置原理图