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毕业论文-某型直升机传动系统结构与故障分析

2018-05-16 5页 doc 4MB 47阅读

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满天星0822

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毕业论文-某型直升机传动系统结构与故障分析北京航空航天大学毕业论文题目:某型直升机传动系统结构与故障分析系部:**************专业:*******************姓名:88888班级:****学号:00001指导老师:***2013年4月9日前言直升机发动机驱动旋翼提供升力,把直升机举托在空中,主发动机同时也输出动力至尾部的小螺旋桨,机载陀螺仪能侦测直升机回转角度并反馈至小螺旋桨,通过调整小螺旋桨的螺距可以抵消大螺旋桨产生的不同转速下的反作用力。直升机主要由机体、动力、传动三大系统以及机载飞行设备等组成。旋翼一般由涡轮轴发动机或活塞式发动机通过由传...
毕业论文-某型直升机传动系统结构与故障分析
北京航空航天大学毕业论文题目:某型直升机传动系统结构与故障系部:**************专业:*******************姓名:88888班级:****学号:00001指导老师:***2013年4月9日前言直升机发动机驱动旋翼提供升力,把直升机举托在空中,主发动机同时也输出动力至尾部的小螺旋桨,机载陀螺仪能侦测直升机回转角度并反馈至小螺旋桨,通过调整小螺旋桨的螺距可以抵消大螺旋桨产生的不同转速下的反作用力。直升机主要由机体、动力、传动三大系统以及机载飞行设备等组成。旋翼一般由涡轮轴发动机或活塞式发动机通过由传动轴及减速器等组成的机械传动系统来驱动,也可由桨尖喷气产生的反作用力来驱动。目前实际应用的是机械驱动式的单旋翼直升机及双旋翼直升机,其中又以单旋翼直升机数量最多。直升机的最大速度可达300km/h以上,俯冲极限速度近400km/h,使用升限可达6000米(世界纪录为12450m),一般航程可达600~800km左右。携带机内、外副油箱转场航程可达2000km以上。根据不同的需要直升机有不同的起飞重量。当前世界上投入使用的重型直升机最大的是俄罗斯的米-26(最大起飞重量达56t,有效载荷20t)。直升机的突出特点是可以做低空(离地面数米)、低速(从悬停开始)和机头方向不变的机动飞行,特别是可在小面积场地垂直起降。由于这些特点使其具有广阔的用途及发展前景。在军用方面已广泛应用于对地攻击、机降登陆、武器运送、后勤支援、战场救护、侦察巡逻、指挥控制、通信联络、反潜扫雷、电子对抗等。在民用方面应用于短途运输、医疗救护、救灾救生、紧急营救、吊装设备、地质勘探、护林灭火、空中摄影等。海上油井与基地间的人员及物资运输是民用的一个重要方面。目前直升机相对飞机而言,振动和噪声水平较高、维护检修工作量较大、使用成本较高,速度较低,航程较短。直升机今后的发展方向就是在这些方面加以改进。摘要这篇文章介绍了某型直升机的传动系统的结构、特点、故障分析及相关零部组件的装配。直升机传动系统主要包括:主旋翼轴、主减速器、主减速器/发动机连接轴、主减速器、尾传动轴、尾减速器。主减速器的作用是将发动机的输出功率与直升机相连,主旋翼轴能把主减速器的输出功率传递给旋翼,尾传动轴则是将主减速器的功率传给尾减速器,尾减速器把功率再传递到尾桨上。主减速器的装配包括:刹车旋翼组件、游星减速机构的装配、尾传动机构的装配、转速传动机构的装配、风扇传动组件的装配等等。关键词:主减速器、传动系统、故障、装配目录前言…………………………………………………………I摘要…………………………………………………………II关键词…………………………………………………………Ⅲ第一章某直升机传动系统总体介绍………………………………………1第一节传动系统的功能及结构………………………………………………l第二节传动系统的主要性能指示……………………………………………5第二章直升机传动结构说明与故障分析………………………………8第一节主减速器………………………………………………………………81.主减速去结构说明………………………………………………………92.主减机匣的材料…………………………………………………………l43.主减零件的寿命…………………………………………………………144.漏油分析…………………………………………………………………14第二节主减速器/发动机连接轴组件…………………………………………l61.主减速器/发动机连接轴功能…………………………………………162.主减速器/发动机连接轴结构…………………………………………163.故障分析………………………………………………………………17第三节主旋翼轴………………………………………………………………l81.功能结构及特点………………………………………………………l82.该部件在使用中常见的故障…………………………………………19第四节尾传动轴………………………………………………………………201.尾传动轴的概述…………………………………………………………202.尾传动轴的结构……………………………………………………………203.故障分析……………………………………………………………………21第五节尾减速器…………………………………………………………………231.减速器的概述………………………………………………………………232.减速器的结构………………………………………………………………233.故障分析……………………………………………………………………25第三章传动系统装配…………………………………………………………26第一节总则………………………………………………………………………26第二节主减速器的装配…………………………………………………………271.封严皮碗的准备……………………………………………………………282.刹车旋翼组件………………………………………………………………293.油泵组件的装配……………………………………………………………294.主锥齿圈及支架组件………………………………………………………305.游星减速机构的装配………………………………………………………316.尾传动机构的装配…………………………………………………………317.主减上保护盖的装配………………………………………………………318.转速表传动机构的装配……………………………………………………3l9.风扇传动组件的装配………………………………………………………3210.液压泵支座与保险轴………………………………………………………3311.一级减速机匣组件…………………………………………………………33参考文献…………………………………………………………………………35致谢…………………………………………………………………………36第一章某直升机传动系统总体介绍“海豚”直升机时法国宇航公司研制的双发多用途直升机,80年代引进我国命名为某型直升机。某直升机上的传动系统是我厂研制生产的,具有结构紧凑、重量轻、可靠性高、使用维护方便、工艺精度高等特点,达到八十年代国际水平。某直升机传动系统的薄弱环节进行改进,如将尾输出的结构进行改进,升机的应用越来越广阔。为了扩大该机型的使用范围,是该系列直升机有更高的适应性,在现有基础上对该提高其传递功率l0%以上,改进主减上盖的材料提高游星齿轮轴承的寿命,改进连接轴后半轴套结构、改进固定齿圈结构、改进润滑系统使其具有应急润滑能力等,提高传动系统的可靠性。上述改进,使该直升机传动系统在传递功率、使用寿命和可靠性等方面都上了一个新的台阶。第一节传动系统的功能及结构特点传动系统包括主减速器、尾减速器、主旋翼轴、主减发动机连接轴和尾传动轴,及“三轴两器”,是直升机上十分重要的动部件,其作用是将发动机的输出转速按各部分的需要降低,同时将发动机的输出功率传递给尾桨和旋翼。传动系统在飞机上的安装位置。主减速器通过与锥形机匣连接的主减撑杆以及与主减底盖连接的弹性悬挂装置安装在飞机平台上,主减撑杆承受旋翼产生的升力和力矩,当主减速器绕主减撑杆交点做纵向和横向摆动时,弹性装置可以是其偏转得以缓冲,从而吸收旋翼产生的水平振动。主减速器的作用是将来自2台发动机的功率合并后在传到旋翼轴和尾桨,同时降低转速。主减速器分为三级传动,第一级为螺旋锥齿轮换向减速,第二级为螺旋锥齿轮换向减速,第三级为行星减速。主减速器为旋翼提供减速比约为l7:1,为传动轴提供的减速比约为l.8:1。主减速器组件中装有自由行程离合器,当发动机带动时,自由行程离合器带动旋翼旋转;当由旋翼带动(自转)或发动机发生故障时,自由行程离合器脱开,发动机不被驱动也不消耗功率。主减速器还驱动液压泵、交流发电机、滑油散热器风扇、滑油泵、转速表、旋翼刹车装置等附件。连接轴位于发动机和主减速器之间,将发动机输出的功率传递给主减速器;连接轴外有前后轴套,封闭发动机和主减速器之间的扭矩链,支撑发动机,动态连接发动机与主减速器。主旋翼轴安装在主减速器上方,将主减速器的大部分功率传给主旋翼,为飞机提供动力和升力;主旋翼轴上的自动倾斜仪有旋翼私服操纵机构控制,通过变矩拉杆改变桨叶桨距;主旋翼轴上装有音轮组件,通过传感器监控旋翼转速,并在旋翼最大、最小转速时报警。尾传动轴通过五个自润滑轴承及支座固定在飞机尾梁上,连接主减速器和尾减速器,将主减的一部分功率传递给尾减;尾传动轴分为前段、中段和后段,三段问由膜片连轴节及半联轴节连接,三段总长约为6040mm。尾减速器位于尾涵道内,通过一对轴交角为90。的螺旋锥齿轮换向减速,为尾桨提供动力,使尾桨产生一个推力以平衡旋翼的反扭矩;尾减速器内还装有桨距调整机构,在尾桨私服机构控制下,钛合金操纵杆做轴向运动,带动桨叶操纵盘,改变桨距。 具体特点:(1)高减速比、高效率、高可靠性、良好的维护件。直升机的发动机主要是涡轮轴发动机,其转速很高,但是桨叶的运转速度由于激波和失速的限制不会很高,所以减速比就会很大,减速级就会增加,这也是传动系统结构重量相对较大的原因。为了提传动的效率减速齿轮一般采用斜齿,而为了提高传动的平稳性,更好的是采用人字齿。传动系统为单路承载方式,一旦发生故障将是灾难性的,这就要求传动系统必须具有很高的可靠性。直升机受空间和结构限制,维修较为困难,因此要求传动系统有良好的维修性。(2)载荷复杂、动力学问题突出、寿命要求高。直升机的最突出的问题之一就是振动问题,来自发动机、旋翼以及尾桨的激振力相互叠加耦合,使得直升机的传动系统承受的载荷十分的复杂。不仅如此,在传动系统传动链中,各种不同转速的构件协同运转,发动机、旋翼系统与传动系统之间存在振动耦合。动系统结构复杂,零部件数目较多,易发生故障和失效,且故障不易监测,维护性较差,要实现较长的使用寿命具有较大的难度。(3)润滑系统复杂。近年来,对传动系统的性能指标和效率要求越来越高,导致系统温度提高,使得润滑系统的工作环境更加苛刻。由于重量限制和安全要求,润滑系统所有润滑油路均为内置,使主减速器结构极为紧凑;有的具有备份润滑系统;润滑油量也必须适当;为达到干运转要求,机匣内需设置油兜等结构;因此传动系统的润滑比一般比地面减速器更复杂,监测也困难(4)涉及面广、基础性强。传动系统研制涉及到机械学、材料与强度、摩擦与润滑、动力学、声学、流体力学、传热学等基础学科,目前,传动系统技术发展呈现各学科相互渗透的态势,需要各基础学科研究的支持,因此提高传动系统研发水平,须从基础抓起。5.发展趋势随着新技术、新工艺、新材料的发展直升机传动系统也在不断变得改进,主要表现在以下几个方面:(1)分扭传动技术的应用,进一步发展的分扭传动技术具有高的传动比、可以减少传动级数、效率高、可靠性高、噪声小、利于减重等优点,特别适用于大功率减速器。(2)采用动静轴传动技术,分解旋翼轴的载荷,有利于零部件设计、减轻重量和提高可靠性。(3)采用高速离合器技术,提高可靠性,减轻重量。(4)主减速器多处采用了轴一轴承一齿轮一体化设计,提高了可靠性,同时减轻了主减速器的重量。(5)采用复合材料传动轴、复合材料机匣技术来减轻结构重量。(6)采用耐高温轴承、齿轮材料,提高了传动的寿命。(7)采用深度氮化甚至纳米技术以改变部件的表面特性,使部件的耐磨损性能提高,增加部件的使用寿命。(8)发展了更为有效的润滑方式,如环下润滑、离心甩油、多喷嘴喷射等。提高了滑油过滤精度,确保齿轮、轴承等转动部件摩擦副良好的润滑和冷却条件。(9)采用润滑油芯技术以及留有适当的齿轮和轴承间隙保证直升机在没有润滑油的情况下的干运行能力,提高生存能力。(10)新概念、一体化设计:采用少或无冷却系统的传动系统设计;采用实时监控技术、无翻修寿命甚至无维护概念的传动系统设计;采用与直升机、发动机一体化设计的传动系统设计。第二节传动系统主要性能指示1.主减速器主减速器主要性能指标为总输入功率900KW单侧输入功率650KW主旋翼输出功率800KW尾输出功率285KW首翻期1200h2.连接轴连接轴主要性能指标为传递功率650KW转速6000转/分首翻期视情3.主旋翼轴主旋翼轴主要性能指标为传递功率800KW转速349转/分首翻期视情4.尾传动轴尾传动轴主要性能指标为传递功率300KW转速4009转/分首翻期视情5.尾减速器尾减速器主要性能指标为传递功率300t(W输入转速4009转/分输出转速3665转/分首翻期1200h第二章直升机传动系统结构说明与故障分析第一节 主减速器某减速器是该直升机的传递动力装置,它的主要特点是,结构紧凑、重量轻、传递功率大、可靠性高、使用维修方便。1.主减速器结构说明该直升机装有2台发动机。因此主减速器由两侧对置、平行的输入轴传动。双发的全部功率经减低转速和合并后传送给主旋翼和尾旋翼,以及滑油泵、风扇等其他附件。主减速器经过第一级锥齿轮减速、第二级锥齿轮减速和第三级游星等三级减速,其总减速比约为18。某主减速器为单元体设计,这样设计的好处是功能单一、分解和装配容易、维护方便、可靠性高。减速器主要由以下部件组成:输入传动部件、主减机匣组件、游星减速组件、为输出传动组件、风扇传动组件、滑油泵组件和底盖组件。传动示意图见图2—11.1一级减速传动由于该直升机装有2台发动机。所以在主减上分左右两侧输入。两个输入传动减速组件式相同的。输入传动部件安装于输入机匣中,发动机的功率由输入法兰盘通过花键传给自由式离合器,再传到一级减速传动。主减输入端与连接轴之间装有膜片联轴节,此膜片联轴节具有弹性,用来补偿联轴与主减输入之间的不同轴度。当发动机作主动件带动主旋翼和尾桨时,自由式离合器处于工作状态,而发动机出现故障或停止转动,或主旋翼白转时,离合器不工作(或者说脱开)。器工作或脱开是根据离合器的内轴和外轴的转速差自动控制的。自由轮内轴(自由轮轴)的外表面加工成16个小平面,每个小平面上都装有一个圆柱形滚子,自由轮轴外轴内表面是一个光滑的内孔。内孔与小平面之间形成一个楔形空间。扭矩是靠16个滚子在自由轮轴上的坡面有自由轮外环上的跑道之间楔进而传递的。当内轴被发动机带动顺时针旋转时,此时内轴转速大于外轴转速。这样使圆柱滚子向楔紧方向运动。使内轴滚子和外轴结成一体,以同一速度转动。使离合器处于工作状态。而当外轴的转速大于内轴时,圆柱滚子就向楔形间隙增大方向移动,滚子脱离接触,是内外轴脱开。由此可知,该A由式离合器只能向一个方向传递运动。滚子由径向运动作用的弹簧保持与自由轮外环上的跑道接触,这是属于楔接型自由轮。这种结果避免了发动机停车、直升机自转下降时主旋翼带发动机旋转,以及单发起动和工作时,带动另以发动机。这种结果解决了双发并车的问题,是两个发动机工作协调。自由轮的润滑由l各喷油嘴连续喷油到环的内面。一级减速传动由1对输入螺旋锥齿轮组成。传动比l.2。主动齿轮轴由并列安装的单列向心球轴承与单列的向心滚子轴承和另一个滚子轴承简支按章在输入机匣上。锥齿轮的轴交角为90。,这对齿轮将运动装换为垂直一发动机轴线。输入螺旋锥齿轮靠两个喷油嘴强制润滑。一级从动齿轮与二级减速主动齿轮做成了一体的双联齿轮。在齿轮的一端和双联齿轮中间各装一个圆柱滚子轴承,这两个圆柱滚子轴承无内环,及齿轮轴的外边面就是两个轴承的内滚道。这个双联齿轮内部还装了一个单列向心球轴承,用来承受齿轮工作过程中产生的轴向载荷。由于双联齿轮产生的径向载荷较大,而轴向载荷较小。为防止该球轴承承受径向载荷,该轴承径向浮动安装在双联齿轮内。这样设计使得减速器结构大大简化,即减轻了重量,又减小了尺寸,同时也减少了构件,从而提高了可靠性,减少了故障,提高了机构寿命。输入机匣通过螺栓安装与主减机匣上。输入机匣上有铸造埋入了油路钢管,该油路钢管同输入传动组件的两个环形油路相通,为输入组件内的轴承提供压力滑油并润滑。在每个输入机匣后端安装液压泵传动装置。液压泵传动装置的重要零件为液压泵保险轴,液压泵保险轴上有l环形凹槽,它的作用是当液压泵传动装置发生故障不能转动时,为保护液压泵整个装置和不阻碍输入动力的正常输入,液压泵保险轴会演环形凹槽断裂。这是该液压泵不工作。输入传动部件采用固定密封方式,靠胶圈密封。输入端的传动密封靠l各有动态密封唇的皮碗密封。皮碗中安装有金属骨架和弹簧。安装在固定于输入机匣上的密封圈座内。主减两侧输入都装有万向节系统,主减/发动机的连接轴套就固定在万向节上。万向节通过金属销与万向节环相连,该万向节系统允许发动机与主减速器之间存在一定的不同轴度。1.2二级减速机构二级减速也是一对螺旋锥齿轮,一级减速传动的从动齿轮和二级减速的主动齿轮室一个双联齿轮,二级减速机构将左右两侧发动机输入功率合并一起经游星减速机构传动给主旋翼轴,同时将水平方向运动转换为垂直方向运动。二级从动锥齿轮装有圆锥滚子轴承,通过锥齿圈支架固定在主减机匣上,并通过16个螺栓与太阳齿轮轴固定在一起。将扭矩和转速传给游星减速机构。太阳齿轮轴的下端装有一个圆锥滚子轴承,将连成一体的从动齿轮和太阳齿轮简支安装在主减机匣上,二级从动锥齿轮同时还带动风扇传动锥齿轮。1.2.1风扇传动和旋翼刹车风扇传动为直升机上的冷却风扇提供动力,同时保证当旋翼转速降低到规定值以下时使用使用旋翼刹车,风扇轴小齿轮同个一个单列球轴承和一个圆柱滚子轴承简支安装在主减机匣上。风扇传动的输出端为石墨密封环密封。石墨环密封,既能补偿磨损,追随轴的跳动,封严效果非常好。在风扇输出轴上装有旋翼刹车盘,输出轴的最前端装有风扇毂为直升机提供风扇安装座,满足散热器和主减的散热需要。1.2.2旋翼刹车当旋翼转速降到170转/分以下时,使用旋翼刹车装置,使旋翼在17秒内停止转动,并能使旋翼在停车状态下保持不动。旋翼刹车盘安装在风扇传动轴上,下面装有固定在主减机匣前方的旋翼刹车机构。由刹车操纵杆转动经过凸轮机构使刹车片沿固定轴滑动并与刹车盘贴紧制动,达到时旋翼尽快停止转动的目的。在飞机停放时,刹车片保持与刹车盘抱紧状态,防止旋翼转动。刹车片的磨损量超过极限值时需要更换刹车片。1.3三级减速机构三级减速是游星减速机构,主要由太阳齿轮、游星齿轮、固定齿圈、游星齿轮架和主减上盖构成。5个游星齿轮内装有双排滚子轴承,轴承装于游星齿轮架的5个轴上。由于游星机构的太阳齿轮和固定齿圈都是固定安装的,故球面轴承是均衡游星齿轮与太阳齿轮和固定齿圈啮合的不均匀性。游星齿轮架安装有单列向心球轴承,通过主减上盖固定在主减机匣上,并以内花键输出与主旋翼轴相连接。太阳齿轮轴的下端安装尾输出传动主动锥齿轮,为尾旋翼提供所需功率。1.4尾输出传动从太阳齿轮轴传递的一部分功率通过尾输出主动锥齿轮传给从动小锥齿轮。此传动为增速传动,传动比约为2.5,尾输出主动锥齿轮通过花键与太阳齿轮轴相连,除与尾输出从动齿轮啮合外,还与滑油泵齿轮和转速表齿轮啮合。从动小锥齿轮用两个锥滚子轴承简支安装在安装座并固定在主减机匣上,输出转速为4009转/分;从动小锥齿轮通过花键与尾传动联轴节相连接,尾传动联轴节再通过膜片联轴节与尾传动轴相连,把动力传给尾轴和尾桨。膜片联轴节允许尾轴与从动小锥齿轮轴有一定的不同轴度。从动小锥齿轮上装有甩油盘,防止齿轮搅动润滑油。尾输出传动机构部分浸在滑油中,对密封的要求很高,所以此处的密封采用双石墨密封环密封。这种石墨封严结构,既能补偿磨损,又能追随轴的跳动,这种双石墨密封环密封能够满足尾输出出动结构的密封。1.5油泵传动油泵传动结构是主减速器润滑系统的动力机构,主减速器有l个齿轮式滑油泵,它由尾输出主动锥齿轮带动,安装在主减机匣下部右后侧。滑油泵将主减速器下部底盖中的滑油送到滑油散热器,经冷却后滑油再通过滑油滤进入主减速器润滑油路,送到各个喷油嘴,实现各轴承和传动齿轮的润滑。主减速器采用合成滑油,滑油温度不大于l30度,滑油额定压力0.2Mpa,设有温度报警和压力报警装置。滑油泵传动齿轮通过两个单列向心球轴承,悬臂安装在油泵壳体上。油泵齿轮与安装在油泵壳体上的衬套滑动接触,油泵壳体外侧有1层铜滤网,阻挡较大颗粒杂质进入滑油泵。滑油泵有l个调压阀,当油路压力大于0.2Mpa时,泄压阀就打开,限制滑油系统压力。1.6主减底盖主减底盖时主减的集油池,是与直升机相连的重要部件。它通过l4个螺栓与之间机匣连接,主减底盖上对称分布有两个凸耳,每个凸耳上有3个螺栓空,与直升机安装主减的弹性悬挂装置相连,将反扭矩传的机身。主减底盖上装有一个放油嘴。1.7油滤组件油滤组件的作用是将进入主减速器的滑油进行过滤。油滤中其过滤作用的滤芯,由许多过滤网组成。正常情况下,流入主减的滑油必须通过油滤网,而起到过滤作用。油滤中有单向活门,滑油只能从油滤进入主减而不能相反。油滤中有安全阀,当油滤滤网赌赛时,安全阀打开,滑油不通过油滤滤网而通过单向活门直接进入主减速器。2.主减机匣零件材料主减机匣零件材料见表2—1表2—1主减机匣零件材料3.主减零部件寿命主减零部件寿命见表2-24.故障分析主减速器性能稳定,工作可靠,能够满足直升机的需要。但使用过程中,也出现过一些故障,主要是漏油故障,简介如下:4.1漏油故障漏油故障分为动密封漏油和静密封漏油。主减速器的动密封油两种,密封皮碗和石墨密封。在安装时及工作初期,动密封需要少量的滑油润滑,否则易造成动密封磨损,影响正常工作,所以在工作初期如果出现了少量漏油,属于正常现象。当工作一定时间后,如果出现漏油情况,可按《维护手册》进行处理。主减速器的静密封为密封圈密封。当密封圈安装时位置不正确,产生卡伤等情况时,可出现漏油故障。此时,应更换密封圈。4.2固定齿圈裂纹在正常工作时,固定齿圈能够满足使用要求。但是,当固定齿圈承受大接触应力时,应按使用维护要求对固定齿圈进行返厂检查。如出现固定齿圈处漏油故障,且更换密封圈后仍然漏油,必须对固定齿圈进行检查。4.3膜片联轴节裂纹或鼓起主减速器有两种膜片联轴节,一种安装在主减速器与连接轴之间,一种安装在主减速器与尾传动轴之间。由于存在一定程度的不同心,所以在工作中个别膜片可能鼓起或断裂。膜片联轴节是视情维护,在产生鼓起或小的裂纹的情况下,仍能正常工作,可以在定检中发现并排除。更换标准是:当膜片鼓起l.5mm或膜片有裂纹时,更换膜片联轴节第二节主减速器/发动机连接轴组件1.功能主减速器一发动机连接轴的作用是将发动机扭矩传递给主减速器,也是发动机的前支点。通过该轴将主减速器和发动机连为一体。2.结构该直升机安装2台发动机主减速器分为左、右两个输入端,每架机有2根连接轴。每根连接轴由下列部件组成:1)一台发动机驱动的旋转连接轴。2)一个固定在主减机匣上的,作为发动机机匣的一个支点的前后连接轴套。2.1旋转的连接轴连接轴由连接轴前段、间隔套和连接轴后段组成。前段和后段通过间隔套用3个螺栓连接在一起。在前段前端装有膜片联轴节,膜片联轴节的作用是可以允许联轴节和输入轴之间有一定的不同轴度。连接轴的最前端装有钢套,并深入主减速器输入联轴节内。其目的是当膜片联轴节完全断裂时,保证联轴节的径向定位并避免连接轴可能的干涉。在与发动机连接的后段上也装有膜片联轴节,该膜片联轴节的作用是允许发动机输入轴与连接轴之间有一定的不同轴度。后段的最后端装有钢套,并深入发动机输出联轴器内,作用同上。2.2前后连接轴套在每台发动机和主减速器之间安装有起抗扭矩作用的轴套,其右三种功能:1) 密封发动机和连接轴之间的扭矩链2)支撑发动机,动态连接发动机和主减速器。连接轴套由两大零件组成:1)后半轴套是由铝合金制成的,每端有一个固定安装边。该轴套的后端固定在发动机前机匣上,前端与前半轴套固定连接;2)前半轴套是由铝合金制成的,每端有一个固定安装边。前端安装边固定在主减速器万向节上后安装边则固定在后半轴套上。前半轴套上有一些小孔,用来检查主减速器输入端膜片联轴节连接轴套设计用于在不拆卸主减速器和发动机的情况下很方便地进行一下检查:1)检查主减速器膜片联轴节;2)更换主减膜片和主减输入密封圈;3)更换连接轴或前段联轴节,或后段连接轴或同时前后两端连接轴;4)更换发动机膜片联轴节;5)更换发动机花键联轴节;在拆卸发动机或主减速器时,应首先脱开前后两段连接轴套,然后卸下连接间隔套及前段连接轴。3.故障分析主减速器和发动机连接轴组件结构简单、紧凑、合理、强度储备高,故障很少。比较常见的故障:飞机工作时。由于发动机和连接轴之间存在一定程度的不同心,所以膜片联轴节中的个别膜片可能鼓起或断裂。通过试验已经证实,即使有个膜片产生鼓起或小的裂纹,膜片联轴节仍能正常工作,所以可以根据视情维护要求,在定检中发现该故障。另外也可以通过该处的异常声音判断。更换标准时:当膜片鼓起1.5mm或膜片有裂纹,更换膜片联轴节。第三节主旋翼轴1.功能结构及特点1.1功能在直升机上,主旋翼轴组件安装于主减速器的上方,其作用是将主减速器的输出功率传递给旋翼桨叶,并将旋翼产生的升力传递到机体上,是维持直升机正常飞行不可缺少的部件。1.2结构及特点主旋翼轴组件主要由主旋翼轴、锥形机匣、自动倾斜仪及其导套、轴承、间隔套、大螺母及咯木止动套等组成的。主旋翼轴组件结构如图2—2所示旋翼轴是钢制空心轴,主减速器的扭矩就是由这根轴向上传递到旋翼毂的。旋翼轴的上端有一个法兰盘,法兰盘上均匀布着16个螺栓孔,桨毂上也有同样的l6个螺栓孔,用螺栓将旋翼轴与桨毂连接起来;旋翼轴的中上部有一安装边,用于与扭力臂传动件连接;旋翼轴中部的外面套有自动倾斜仪导套,导套通过下部安装边固定在锥形机匣上,此导套对自动倾斜仪上下滑动起着导向作用。旋翼轴的下部包容在锥形机匣内,升力轴承的内环与旋翼轴的轴径配合、外环与锥形机匣的上子口配合,内环均为紧度配合,为方便装配,轴承采用内环分半的形式。轴承的润滑油是由主减速器的润滑系统提供;旋翼轴上的轴承支承面喷涂一层碳化钨进行保护;升力轴承上方时轴承间隔套,间隔套的外径与封严皮碗唇口配合,防止润滑轴承的滑油向外泄露(此处是故障多发区)升力轴承外环由大垫圈压靠,大垫圈由螺栓固定在锥形机匣上,内环经间隔套由穿过旋翼轴大螺母及螺母止动套的螺栓顶紧。工作时升力作用在旋翼轴与大螺母的螺纹上,螺母止动套的内花键与旋翼轴的外花键配合,同时其安装边与螺母连接,起着防止大螺母松动的作用。锥形机匣下部的四对凸耳通过拉杆与直升机机体连接,并将旋翼产生的升力传递给机体,这四对凸耳承担着直升机的起飞重量,因此,在铸造锥形机匣毛配时,对这四对凸耳的流线要求很严;上部也有一对较小的凸耳,用来固定扭力臂叉形件。主旋翼轴的最下端是外花键,与主减速器游星减速机构的游星架内花键配合,将主减速器的输出扭矩传递给旋翼。2.该部件在使用中常见的各种故障1)封严皮碗漏油故障这是主旋翼轴组件中最常发生的故障,对飞行没什么影响,主要表现在飞行后目视检查时,自动倾斜仪导套的排水孔周围有油迹,所以判断方法就是每天飞行后目视检查。排除此故障时需旋翼轴从锥形机匣中分解出来,以便更换皮碗。2)桨毂连接螺栓磨损连接螺栓的磨损也是常见的故障连接螺栓时将旋翼轴和桨毂连接起来的零件,传递扭矩、承担剪切力,其工作部位发生轻微磨损是允许的,判断方法是定期分解、目视检查。3)通气孔塞子通气孔塞子的作用是防止机匣腔内的气压过高,有时空气排出的同时,有一部分油气随之排出,油气凝结成小油滴附着在机匣上造成“漏油”的假象,对飞行无任何影响。4)主旋翼轴的碳化钨涂层剥落主旋翼在有三处涂有碳化钨涂层,器作用是增强主旋翼轴的耐磨性能。在外场使用中,与间隔套配合处有过碳化钨涂层剥落的故障,但此故障并不是多发生故障。第四节尾传动轴1.尾传动轴概述尾传动轴位于主减速器与尾减速器之间,其作用是把主减速器尾输出的动力传给尾减速器以驱动尾桨。2.尾传动轴的结构尾传动轴的结构见图2—3它主要可分为3部分:尾传动轴前段,尾传动轴中段,尾传动轴后段。其中,尾传动轴前段包括:一根铝管,一个位于前端的花键接头,一个位于后端的联轴器。尾轴中段包括:一根铝合金管,一个位于前端的联轴器,一个位于后端的圆形联轴器,四个支撑尾传动轴中段的轴承,一个膜片联轴节。尾传动轴后段包括:一根铝合金管,一个位于前端的圆形联轴器,一个位于后端的花键接头。2.1尾传动轴的连接尾传动轴前段的外花键与主减速器的输出端的内花键连接,后端的外花键与尾减速器输入端的内花键连接,并且利用先进的工艺技术在尾传动轴的花键表面喷涂某粉。该粉是一种具有一定弹性和耐磨性非金属材料,因此,喷涂该粉可以在传动时减少对花键表面的冲击,提高花键的可靠性和使用寿命。尾传动轴的前段和中段通过位于两个联轴器之间的膜片联轴节连接。膜片联轴节是由一组单片厚度为0.2mm的钢制膜片组成,联轴节上的6个螺栓孔通过螺栓和螺母分别于前段和后段的联轴器连接,膜片联轴节可以消除由于尾传动轴的前段和中段之间的不同轴度对传动的影响。尾传动轴的中段和后段通过两个圆形的联轴器和8各螺栓刚性连接。花键接头和联轴器与各段的铝合金管之间则是通过粘接和铆钉连接两种方式保证连接,其中粘接是保证连接的主要手段,铆钉连接是在粘接发生失效时保证连接的一种保险措施,这有利于保证飞行安全。2.2尾传动轴的支撑尾传动轴前段没有专门的支撑件,靠两端的连接件同时保证自身的支撑。尾传动轴的中段和后段则是通过5个同种型号的密封轴承来支撑,并且通过轴承支架、固定在直升机尾梁上,在轴承和轴承支架之间还安装了橡胶保护套,以消除一部分装配误差和工作时的振动。其中尾传动轴的中段,一个轴承安装于联轴器上,通过轴肩和卡簧锁紧。其余三个轴承装与铝合金管上,并且在轴承与铝合金管之间还安装了橡胶垫,以保护铝合金管表面不被磨损并可消除一部分工作时的振动。在尾传动轴的后段,还有一个轴承通过紧配合装与联轴器上。上述五个轴承一旦装配完毕,便不可拆卸。使用过程中可以按规定对轴承作定期注油,以保证轴承的正常工作。3.故障分析需要说明的一点是:在正常维护和使用条件下,真正威胁飞行安全的故障不可能发生或发生的概率极小。并且,当直升机前飞速度大于60km/h时,有垂直尾翼产生的推力也可以承担部分主旋翼轴产生的扭矩。因此,即使此时尾传动轴因故障失去功能,也可以保证直升机的安全降落。尾传动轴可能出现的故障主要是花键接头的花键表面某涂层剥落,其主要原因是喷涂时质量部合格,涂层存在缺陷,另外冲击过大、载荷过大也能造成使用过程中出现涂层剥落的故障,并将最终造成花键的磨损,致使传动失灵,因此,日常维护时,应经常检查花键表面涂层,当发现涂层剥落的故障时,应及时更换花键接头所在整个的尾传动轴前段或后段第五节尾减速器1.尾减速器概述尾减速器位于直升机的涵道内,其主要功能是利用尾传动轴传递过来的动力,通过一对轴交角为90。的螺旋锥齿轮经减速后驱动尾桨,并通过操纵轴和操纵杆调节尾桨桨矩,来平衡主旋翼轴的扭矩,以保证直升机的正常飞行。2.尾减速器的结构在涵道内,尾减速器的后端通过尾减机匣上的两个固定耳固定在尾梁上,前端通过固定在尾减输入机匣上的连接轴套固定在飞机上。尾减速器的具体结构见图2—4主要由尾减机匣、输入机匣、机匣盖、主动螺旋锥齿轮、从动螺旋锥齿轮、操纵轴、操纵杆及5个不同型号的轴承等组成。需要指出的一点是,这里的从动螺旋锥齿轮是将一个螺旋锥齿轮和一根轴通过特种焊接连接到一起的组合件,并且在从动螺旋锥齿轮轴上还通过精密加工,作为轴承的内环,以降低尾减速器的重量和结构的复杂性。2.1尾减速器传动的连接方式尾减速器通过联轴器上的内花键与尾轴后段的外花键滑配合连接,为了消除尾传动轴和尾减速器输入端不同轴度对传动的影响,在此连接中采用了膜片联轴节。输出端的从动锥齿轮轴也通过花键与尾桨盘连接,并且通过专业的螺栓和螺母将尾桨盘固定在从动齿轮上。在这里花键连接的主要优点是体积小、重量轻、使用寿命长。由于操作轴需要调节桨矩的液压伺服机构一起沿轴向滑动,而操作杆还需随尾桨同步转动,因此操纵轴和操纵杆之间是通过一个双排球轴承连接的。2.2尾减速器的润滑方式的。2.2尾减速器的润滑方式尾减速器采用飞溅式润滑,就是工作时通过锥齿轮搅动油池中的滑油来实现的,随着齿轮的旋转,在离心力的作用下降滑油甩出,流到需要润滑的部件或集油槽,才通过机匣壳体内的油路孔来实现进油和排油,以确保工作时能正常润滑。2.3尾减速器的冷却方式工作时,尾减速器的齿轮、轴承等零件产生的热量由滑油来冷却,而滑油的
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