直升机系统6王华明.pptx

南京航空航天大学直升机技术研究所 第第 五五 章章 传传 动动 系系 统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一、直升机传动系统的组成1主减速器；主减速器；2主减输入轴；主减输入轴；3发动机；发动机；4尾传动轴；尾传动轴；5尾减速器；尾减速器；6尾斜轴；尾斜轴；7中间减速器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一、直升机传动系统的组成米米17直升机传动系统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一、直升机传动系统的组成黑鹰直升机传动系统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一、直升机传动系统的组成直直9直升机传动系统直升机传动系统南京航空航天大学直升机技术研究所二、主减速器二、主减速器EC120EC120直升机直升机主减速器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主减的输入转速为世界之最（界之最（27000 r/min），），对输入级的动部件设计十对输入级的动部件设计十分苛刻，涉及到动力学的分苛刻，涉及到动力学的扭转振动和旋翼转速变化扭转振动和旋翼转速变化等问题，齿轮线速度超过等问题，齿轮线速度超过100 m/s；(2)齿轮腹板和轴大量采用薄壁件以减轻重量；齿轮腹板和轴大量采用薄壁件以减轻重量；(3)所所有有传传动动轴轴、部部件件和和接接头头都都能能承承受受12.7 mm子子弹弹的射击，提高了生存力；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；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主减在无滑油情况下至少能安全工作30分钟；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受扭矩。此结构不但有利于主减速器达到45004500小时的疲劳寿命，还允许在维护拆卸主减速器小时的疲劳寿命，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，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。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、尾减速器三、尾减速器 尾减速器主要用于改变尾传动轴的转速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，以保证直升机的用于传动尾桨叶进行变距，以保证直升机的航向操纵。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输出螺旋锥齿轮直直9直升机尾减速器直升机尾减速器 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。它主要由变距操角，以改变尾桨推力的大小。它主要由变距操纵杆纵杆5 5、转动、转动滑动操纵轴滑动操纵轴1414、变大距弹簧、变大距弹簧1010及其弹簧座、双排滚珠轴承及其弹簧座、双排滚珠轴承9 9和密封衬套和密封衬套26 26 组组成。成。南京航空航天大学直升机技术研究所 中中间间减减速速器器一一般般采采用用一一对对螺螺旋旋锥锥齿齿轮轮传传动动，以以改改变变传传动动方方向向。至至于于传传动动比比是是否否改改变变，是是根根据据传传动动系系统统总总体体设设计计要要求求而而定定的的。米米1717直直升升机机的的中中间间减减速速器器一一般般只只是是起起换换向向作作用用，所所以以亦亦可可称称其其为为换换向向器器。黑黑鹰鹰直直升升机机的的中中间间减减速速器器，既既起起着着换换向向作作用用，又又起起着着减减速速作作用用。另另外外，在在有有些些小小型型直直升升机机上上用用了了对对甚甚至至一一个个万万向向接接头头来来代代替替中中间间减减速速器器。如如云云雀雀3 3直直升升机机尾尾桨桨传传动动机机构构中中的的尾尾斜斜轴轴，就就是是以以一一对对万万向向接接头头代代替替中中间间减速器。减速器。四、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。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，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。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自由行程离合器主要有滚棒式和撑块式两种结构型式。种结构型式。南京航空航天大学直升机技术研究所六、联轴节六、联轴节 联轴节按其功用可分为角度补偿式和长度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（一）膜盒式联轴节 膜膜盒盒式式联联轴轴节节由由一一个个或或几几个个刚刚度度较较低低的的金金属属膜膜盒盒组组合合而而成成。借借助助于于膜膜盒盒的的弹弹性性变变形形，使使联联轴轴节节两两端端的的传传动动轴轴之之间间允允许许有有一一定定的的角角位位移移。一一般般一一个个膜膜盒盒可可以以允允许许有有11左左右右的的角角位位移移。在在这这种种联联轴轴节节中中一一般般还还带带有有球球面面轴轴承承，轴轴承承除除了了起起定定心心作作用用外外，还还用用于于限限制制膜膜盒盒产产生生的的轴轴向向位位移。移。南京航空航天大学直升机技术研究所（二）叠片式联轴节（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，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：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；直一重量轻，不需要润滑；直一9 9、黑鹰和小羚羊等直升、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。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（三）球面套齿式联轴节 球球面面套套齿齿式式联联轴轴节节主主要要由由带带内内套套齿齿的的套套筒筒1 1、球面外套齿、球面外套齿2 2和传动轴接头和传动轴接头3 3组成。组成。南京航空航天大学直升机技术研究所 这这种种联联轴轴节节利利用用结结构构元元件件之之间间的的相相对对运运动动来来实实现现角角度度补补偿偿。它它一一般般允允许许33左左右右的的角角位位移移。它它的的套套筒筒1 1带带有有内内套套齿齿，传传动动轴轴接接头头3 3上上固固定定有有球球面面外外套套齿齿2 2（或或直直接接在在传传动动轴轴接接头头上上制制有有外外球球面面套套齿齿）。套套筒筒内内注注有有润润滑滑油油，并并由由固固定定在在套套筒筒两两端端的的带带密密封封胶胶圈圈的的盖盖子子密密封封。由由于于套套筒筒1 1既既可可以以相相对对传传动动轴轴接接头头上上的的球球面面套套齿齿2 2偏偏转转一一定定的的角角度度，又又可可以以相相对对于于传传动动轴轴接接头头轴轴向向滑滑移移一一小小段段距距离离，起起到到角角度度偿偿和和长长度度补补偿偿的的作作用用。UH-1UH-1、米米1717等等直直升升机机尾尾传动轴中装有这种的联轴节。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（四）万向接头式联轴节1传动轴传动轴 2注油嘴注油嘴 3叉形接头叉形接头 4结合盘结合盘5十字接头十字接头 6滚针轴承滚针轴承 南京航空航天大学直升机技术研究所 万万向向接接头头式式联联轴轴节节可可以以允允许许1515以以至至更更大大的的角角度度转转折折。由由于于其其结结构构复复杂杂，精精度度要要求求高高，且且必必须须有有润润滑滑及及密密封封装装置置，所所以以，在在直直升升机机上上已已很很少少采采用用。如如早早期期生生产产的的直直5 5直直升升机机尾尾传传动动轴轴中中，就就采采用用了了这这种种结结构构型型式式的的联联轴轴节节。Y-2Y-2直直升升机机尾尾传传动动轴轴中中以以一一对对这这种种结结构构型型式式的的万万向向接接头头代代替替中中间间减减速速器。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（五）滑动套齿式联轴节 滑滑动动套套齿齿式式联联轴轴节节由由两两根根传传动动轴轴连连接接处处可可以以相相对对滑滑动动的的花花键键套套齿齿构构成成。由由于于两两根根传传动动轴轴之之间间可可以以通通过过啮啮合合的的套套齿齿相相对对滑滑移移，起起到长度补偿作用。到长度补偿作用。南京航空航天大学直升机技术研究所七、旋翼刹车装置七、旋翼刹车装置 旋翼刹车装置用于缩短旋翼的停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。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旋翼刹车装置由刹车传动机构和刹车机构两部分组成。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1.1.刹车传动机构刹车传动机构 刹刹车车传传动动机机构构的的传传动动方方式式有有两两种种：一一种种是是机机械械钢钢索索传传动动式式；另另一一种种是是液液压压传传动动式式。机机械械钢钢索索传传动动式式在在直直升升机机上上的的应应用用最最为为普普遍遍（如如直直9 9、云云雀雀3 3、小小羚羚羊羊、米米1717等等直直升升机机），而而液液压压传传动动式式只只在在少少数数直直升升机机上上使使用用（如如黑黑鹰鹰直直升升机）。机）。南京航空航天大学直升机技术研究所 机机械械钢钢索索式式传传动动机机构构一一般般由由旋旋翼翼刹刹车车手手柄柄、钢索及其护套、滑轮和弹簧式加载杆等组成。钢索及其护套、滑轮和弹簧式加载杆等组成。刹刹车车手手柄柄一一般般安安装装在在座座舱舱的的左左右右驾驾驶驶员员之之间间的的地地板板上上或或座座舱舱顶顶部部。为为了了防防止止在在旋旋翼翼刹刹车车的的情情况况下下起起动动发发动动机机，旋旋翼翼刹刹车车手手柄柄均均与与发发动动机机的的起起动动电电路路（或或燃燃油油流流量量操操纵纵手手柄柄）联联动动，当当刹刹车车手手柄柄处处于于“刹刹车车”位位置置时时，发发动动机机起起动动电电路路接接不不通通（或或燃燃油油流流量量手手柄柄推推不不动动），至至使使发动机不能起动。发动机不能起动。南京航空航天大学直升机技术研究所2.2.刹车机构刹车机构 刹刹车车机机构构应应用用较较普普遍遍的的有有两两种种结结构构型型式式：一一种种是是卡卡钳钳式式（如如直直9 9、小小羚羚羊羊、云云雀雀3 3、黑黑鹰鹰等等直直升升机机）；另另一一种种是是闸闸式式（如如米米1717直直升机）。升机）。旋翼刹车机构一般安装在主减速器的机匣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，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，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。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直9直升机旋翼刹车装置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米17直升机旋翼刹车装置原理图直升机旋翼刹车装置原理图