电驱动双蜗杆式飞机前轮转弯系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电驱动双蜗杆式前轮转弯系统，其特征在于，包括：一固定在支柱外筒上的外壳，在外壳内设置有第一电机、第一减速器、第一离合器以及第一蜗杆，所述的第一蜗杆一端与第一离合器的输出端平键联接，第一离合器的输入端通过所述的第一减速器与第一电机输出端连接；一与上扭力梁铰接的支柱外筒套筒，在所述的支柱外筒套筒上设置有一蜗轮，所述的蜗杆与该蜗轮形成传动副；一第一蒸发器，该第一蒸发器通过第一热管端盖和第二热管端盖固定于外壳内部。与现有技术相比，本发明专利技术多电飞机技术实现了系统集成化和部件复用，使得电驱动式前轮转弯系统的零部件更少，相关费用降低，并降低了维护和地面保障费用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种飞机前起落架机轮转弯操纵系统，具体是一种通过电动机驱动的转弯系统。
技术介绍
对于前三点式起落架布局的飞机，操纵转向主要有三种方式非对称推力、差动刹车和操纵前轮转向。其中操纵前轮转向可使飞机转弯更灵活，还避免了差动刹车使轮胎磨损和局部高温，甚至在主起落架轮胎漏气时仍然能操纵飞机。目前国外的大型民机和大多数军用飞机都采用这种方式。飞机操纵前轮转弯系统是现代飞机地面操纵的核心，具有十分显著的特点和优 势。国外对飞机的操纵前轮转弯系统研究较早，早在上世纪50年代，欧洲便开始在一些机型上采用机械液压前轮转弯系统；到70年代，欧洲的军用飞机已经全部采用了电传液压前轮转弯系统。美国也较早掌握了操纵前轮转弯技术，并在众多型号上得到了广泛的应用。在国内，新一代的各类机型也开始普遍采用了前轮转弯系统。随着现代飞机设计技术的不断进步，前轮转弯系统已经可以达到在飞机地面速度全范围内使用的要求，并为飞机的地面机动安全性和灵活性提供了保障。到20世纪80年代初，随着技术的进步，各界对飞机各子系统的性能不断提出更高的要求，AEA / MEA (全电/多电技术)开始引起航空界的重视，美国的许多公司也开始大规模开展以电能替换现有的液压、气动系统的可行性研究。多电飞机米用电力系统部分取代飞机上原有的液压、气压和机械系统，尽可能多地将电力作为第二动力，具有结构简单、重量轻、可靠性高、性能价格比高等特点。由于目前飞机采用的混合式系统本身所存在的固有缺陷难以克服，由此类相关系统引发的飞机检修占飞机检修的50%以上，而全电系统自身具有高可靠性，高可维护性，低保障和使用费用等诸多优点，因此飞机前轮转弯系统必将向全电化这一方向发展。
技术实现思路
本专利技术的目的基于飞机前轮转弯操纵要求和起落架的实际工作情况，本专利技术提出了一种电驱动双蜗杆式前轮转弯系统的实现方案，与传统的电传液压前轮转弯系统相t匕，具有高可靠性，高可维护性，低保障费和使用费用等诸多优点。本专利技术的技术方案是 一种电驱动双蜗杆式前轮转弯系统，其特征在于，包括 一固定在支柱外筒上的外壳，在外壳内设置有第一电机、第一减速器、第一离合器以及第一蜗杆，所述的第一蜗杆一端与第一离合器的输出端平键联接，第一离合器的输入端通过所述的第一减速器与第一电机输出端连接； 一与上扭力梁铰接的支柱外筒套筒，在所述的支柱外筒套筒上设置有一蜗轮，所述的蜗杆与该蜗轮形成传动副； 一第一蒸发器，该第一蒸发器通过第一热管端盖和第二热管端盖固定于外壳内部。在所述的外壳内还设置有第二电机、第二减速器、第二离合器以及第二蜗杆，所述的第二蜗杆一端与第二离合器的输出端平键联接，第二离合器的输入端通过所述的第二减速器与第二电机输出端连接，所述的第二蜗杆与所述的蜗轮形成传动副。在所述的外壳上还设置有第二蒸发器。所述的 外壳包括第一外壳、第二外壳和第三外壳，所述的第二外壳和第三外壳通过螺栓固定在所述的第一外壳上，所述的第一蜗杆和第二蜗杆设置在第一外壳内，所述的第一电机和第一减速器设置在所述的第二外壳内，所述的第二电机和第二减速器设置在所述的第三外壳内。在所述的第一蜗杆的两端分别设置有第一圆柱滚子轴承和第一圆锥滚子轴承，其中第一圆柱滚子轴承通过第一蜗杆上的轴肩和第一孔用挡圈进行轴向固定，第一圆锥滚子轴承通过第一螺母和第一蜗杆上的轴肩进行轴向固定。在飞机的前起落架上，设计双蜗杆式前轮转弯系统，通过电机提供驱动力；前轮转弯系统第一外壳安装在起落架支柱外筒套筒上，系统第一外壳与支柱外筒套筒固定；飞机转弯过程中，系统外壳内的电机依次通过减速器、离合器、蜗轮蜗杆机构将驱动力矩传递给起落架支柱外筒，从而带动整个套筒转动，套筒与上、下扭力臂相连，套筒转动带动扭力臂转动，进而带动支柱活塞杆和轮轴绕支柱外筒轴线转动，从而实现操纵前轮转弯的目的；为提高系统的可靠性，采用双余度控制方式，任一单余度失效时该通道的离合器都将自动断开，整个系统由另一余度保证其正常工作；当飞机在地面机动过程中不需要转弯控制时，系统两个通道的离合器都断开，使其处于自由转动状态。系统除了将蜗轮转角反馈到主控制器外，还将两蜗杆的输出力矩也反馈到主控制器，将系统转角输入与涡轮转角反馈之间的差值与两蜗杆输出力矩之间的差值经过一定的处理后一并作为主控制器的输出对电机进行控制，以防止双蜗杆式前轮转弯系统在实际的地面机动过程中出现两蜗杆承载不同的现象发生。由于电驱动前轮转弯系统没有了传统液压式前轮转弯系统所有的液压油作为冷源，本系统将环路热管散热方式应用于飞机前轮转弯系统，并将飞机燃油箱体选为它的冷源。本专利技术的有益效果 (I)电驱动前轮转弯系统为子通道和设备提供可靠的动力，电力作动方式可靠、具有容错能力；它更容易实现按需供电，从而使其与液压系统相比用电量少、发热少、部件磨损小，因此它的可靠性有所提高。(2)多电飞机技术实现了系统集成化和部件复用，使得电驱动式前轮转弯系统的零部件更少，相关费用降低，并降低了维护和地面保障费用。(3)由于电气系统更容易实现诊断、监控和进行趋势分析，电驱动转弯控制系统中的微处理机具有很强的机内自检测能力，从而提高了设备检测功能，降低了对其维护的要求。附图说明附图I装有电驱动双蜗杆式前轮转弯系统的起落架结构示意图。附图2电驱动双蜗杆式前轮转弯系统的俯视图。附图3是图2的A-A剖面图。附图4电驱动双蜗杆式前轮转弯系统的侧视图。附图5是图4的B-B剖面图。附图6电驱动双蜗杆式前轮转弯系统控制原理框图。附图7环路热管散热方案示意图。图中标号名称图中I、第一外壳，2、支柱外筒套筒，3、起落架支柱外筒，4、上扭力臂，5、支柱活塞杆，6、下扭力臂，7、轮轴，8、第二外壳，9、第一电机，10、第一减速器，11、第一离合器，12、第一热管端盖，13、第一孔用挡圈，14、第一圆柱滚子轴承，15、第一蒸发器，16、第一蜗杆，17、蜗轮，18、第一圆锥滚子轴承，19、第二热管端盖，20、第一螺母，21、第一端盖，22、第三热管端盖，23、第二蒸发器，24、第四热管端盖，25、第三外壳，26、第二电机，27、第二减速器，28、第二离合器，29、第二孔用挡圈，30、第二圆柱滚子轴承，31、第二蜗杆，32、第二圆锥滚子轴承，33、第二螺母，34、第二端盖。具体实施例方式电驱动双蜗杆式前轮转弯系统的安装结构如附图I至5所示。这里将说明该前轮 转弯操纵系统的安装方式、控制方式、散热方式和实施方式。(I)安装方式 在飞机的前起落架上，电驱动双蜗杆式前轮转弯系统的第一外壳I通过螺钉固定在支柱外筒套筒2上。在电驱动双蜗杆式前轮转弯系统的左端,第一电机9和第一减速器10位于第二外壳8内部,第一离合器11通过螺钉固定在第二外壳8上,它与第一减速器10之间通过普通平键联接，并通过第二外壳8将第一电机9和第一减速器10轴向固定。第一外壳I与第二外壳8之间通过螺栓固接，第一外壳I内的第一蜗杆16 —端通过普通平键与第一离合器11联接，另一端通过第一圆锥滚子轴承18和第一端盖21进行轴向固定。第一圆柱滚子轴承14和第一圆锥滚子轴承18分别安装在第一蜗杆16的两端，其中第一圆柱滚子轴承14通过第一蜗杆16上的轴肩和第一孔用挡圈13进行轴向固定，第一圆锥滚子轴承18通过第一螺母20和第一蜗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电驱动双蜗杆式前轮转弯系统，其特征在于，包括：一固定在支柱外筒（3）上的外壳，在外壳内设置有第一电机（9）、第一减速器（10）、第一离合器（11）以及第一蜗杆（16），所述的第一蜗杆（16）一端与第一离合器（11）的输出端平键联接，第一离合器（11）的输入端通过所述的第一减速器（10）与第一电机（9）输出端连接；一与上扭力梁（4）铰接的支柱外筒套筒（2），在所述的支柱外筒套筒（2）上设置有一蜗轮（17），所述的蜗杆（16）与该蜗轮（17）形成传动副；一第一蒸发器（15），该第一蒸发器（15）通过第一热管端盖（12）和第二热管端盖（19）固定于外壳内部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：聂宏，聂青，张明，王梓霖，李闯，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：