縱列式雙旋翼設(shè)計布局的直升機(jī)具有較小的牽引阻力、較大的重心范圍和商載分配合理等優(yōu)點(diǎn)。但由于其后部旋翼受到前部旋翼渦流氣流的影響,損失了部分升效,所以通過升高后部旋翼位置的改進(jìn)辦法來減少其升效的損失。另外,復(fù)雜的傳動結(jié)構(gòu)和重量大、操縱困難也是需要進(jìn)一步解決的問題。
第 4.2節(jié)主減速器
4.2.1主減速器的功能
一主減速器齒輪箱的安裝位置和構(gòu)造
主減速器齒輪箱通常位于駕駛艙 /客艙結(jié)構(gòu)的上部,與發(fā)動機(jī)一起安裝于傳動系統(tǒng)整流罩內(nèi)。主減速器與發(fā)動機(jī)的連接方式有直接連接和間接連接兩種。例如,美洲豹直升機(jī)即采用直接連接方式,貝爾 214直升機(jī)則使用一根功率軸,間接連接并傳遞發(fā)動機(jī)的輸出功率。
主減速器主要由機(jī)匣和齒輪傳動機(jī)構(gòu)組成。機(jī)匣通常由鎂合金鑄造,并經(jīng)機(jī)械加工而成。齒輪傳動機(jī)構(gòu)是由多個合金鋼材料的齒輪和傳動軸組成,它們按一定順序,由滾珠軸承、滾棒軸承、錐形軸承和扁平軸承等組合形成一個傳動齒輪系。機(jī)匣下部通常制成一個槽底,作為潤滑系統(tǒng)的滑油集油池。槽底可以安裝于直升機(jī)機(jī)身固定座上,直接或通過支撐管件、桁梁、固定框架等將主減速器固定安裝在機(jī)身之上。二主減速器的功能
主減速器可以為傳動系統(tǒng)提供下列功能:
1、安裝、驅(qū)動主槳轂和槳葉
主槳轂通過機(jī)械花鍵與主旋翼驅(qū)動軸連接,發(fā)動機(jī)驅(qū)動主減速器齒輪系,帶動驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動,從而實(shí)現(xiàn)了降低輸入轉(zhuǎn)速、改變傳動方向、增大輸出扭矩的目的。為了保證主槳轂花鍵和主旋翼驅(qū)動軸花鍵之間的正確安裝,雙方各設(shè)計了一個圓錐形端面,以便確定安裝中心。
2、減小發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和改變傳動角度
主減速器借助于齒輪傳動來降低輸入軸轉(zhuǎn)速。例如 S61和美洲豹直升機(jī),發(fā)動機(jī)的輸入主減速器的轉(zhuǎn)數(shù)大約每分鐘為 18000~24000轉(zhuǎn),為了實(shí)現(xiàn)接近 100:1減速比,就采用普通定軸輪系減速和周轉(zhuǎn)輪系減速相結(jié)合的辦法,分幾級將速度減至能滿足主旋翼轉(zhuǎn)速的限制要求。
為了改變傳動角度,主減速器采用了傘形齒輪,將水平輸入方向改變成接近垂直的輸出方向。
3、提供發(fā)動機(jī)的安裝支點(diǎn)
根據(jù)發(fā)動機(jī)與主減速器安裝位置的不同,分為前置式和后置式兩種。例如美洲豹直升機(jī)和 S61采用的是前置發(fā)動機(jī),海豚直升機(jī)采用的是后置式的發(fā)動機(jī)。許多主減速器和發(fā)動機(jī)采用萬向環(huán)連接,以克服高速轉(zhuǎn)動下發(fā)動機(jī)輸出軸與主減速器輸入軸同心度的偏差。
4、安裝旋翼剎車附件
在剎車的過程中,為了使極大的剎車負(fù)荷不影響尾傳動軸的同心度,一般將剎車作動盤設(shè)計安裝在主減速器傘形齒輪的輸出端,把剎車靜止片安裝在主減速器機(jī)匣殼體上,而不是直接安裝在尾傳動軸上。
5、驅(qū)動尾傳動軸和尾旋翼
尾旋翼通過尾傳動軸及中間減速器和尾減速器與主減速器相連接,將主減速器的輸出經(jīng)過減速和改變傳動方向,傳動至尾槳轂,以實(shí)現(xiàn)其反扭矩功能。
部分單主旋翼直升機(jī)沒有設(shè)計尾旋翼,其反扭矩功能是通過氣動力實(shí)現(xiàn)的,例如 MD600N和 MD902直升機(jī)。
6、驅(qū)動主減速器附件齒輪箱
通常情況下,主減速器的后部安裝有附件齒輪箱,其驅(qū)動的附件包括:
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發(fā)電機(jī)、液壓泵、滑油泵、扭矩表系統(tǒng)滑油泵、旋翼轉(zhuǎn)速傳感器;
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主減速器滑油冷卻風(fēng)扇驅(qū)動軸、尾傳動軸。
在一些渦輪軸發(fā)動機(jī)的附件機(jī)匣上,除了發(fā)動機(jī)自身工作所需要的附件以外,例如燃油泵、發(fā)動機(jī)滑油泵、轉(zhuǎn)速傳感器等,不能再提供其他附件的安裝位置。直升機(jī)工作所需的其他附件則都必須依靠主減速器驅(qū)動。同時,在主減速器上安裝和驅(qū)動附件,即使發(fā)動機(jī)發(fā)生故障,只要旋翼在轉(zhuǎn)動狀態(tài)下,附件仍然可被驅(qū)動。
在一些直升機(jī)上,附件的驅(qū)動是通過傳動軸直接連接到其中的一臺發(fā)動機(jī)上來實(shí)現(xiàn)的。該傳動軸及其傳動齒輪在發(fā)動機(jī)和旋翼之間還包括一個自由輪裝置,這樣,在主旋翼不轉(zhuǎn)動的情況下,僅起動一臺發(fā)動機(jī)即可獲得附件的工作狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)主減速器的預(yù)潤滑和液壓系統(tǒng)產(chǎn)生壓力,在不使用地面設(shè)備的條件下,即可對飛行操縱系統(tǒng)和交流供電系統(tǒng)進(jìn)行檢查。
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