专利名称：直升机自动倾斜器球铰轴承综合疲劳试验机的制作方法
技术领域：
本发明属于球铰轴承疲劳试验装置领域，涉及一种直升机自动倾斜器球铰轴承综合疲劳试验机。
背景技术：
目前我国直升机旋翼系统中用的球铰轴承主要靠进口，旋翼系统球铰轴承国产化是我国高性能飞行器急待解决的热点问题，而高效率、高性能疲劳试验机是其关键技术之一。燕山大学在2007年成功研制出第一台国产球铰轴承疲劳试验机，该试验机是采用传统的上下机构固接式混联，机构体积较大、耗能、结构、稳定性等都有待于提高。
发明内容
本发明的目的在于提出一种体积小、耗能低、稳定性好、实际应用强的直升机自动倾斜器球铰轴承综合疲劳试验机。本发明的目的是由以下方式实现的:本发明包括支架、底座、内环并联机构、外环并联机构、动力传动机构和控制系统，底座固定在支架上，在底座的同一圆周上等分的设有立柱，在立柱的顶端设有上盖，在底座和上盖间设有主轴，且主轴的轴心位于立柱所在圆周的圆心上，内环并联机构由内环上平台、关节轴承、第一防扭臂、电动助力器构成，内环上平台为中心套在主轴上的圆形平台，电动助力器为三个，按圆周等分布置在内环上平台和底座之间，且电动助力器的两端通过球铰分别与内环上平台和底座连接，在内环上平台和主轴间安装关节轴承，内环上平台与关节轴承的外圈连接，关节轴承的内圈与主轴间设有衬套，第一防扭臂的一端固连在底座上，另一端通过球铰连接内环上平台的边缘；外环并联机构由外环下平台、第一轴承、第一齿轮、外环上平台、第二轴承、可调式压力控制器、第二防扭臂构成，外环上平台为中部开有通孔的圆台形平台，外环下平台为中部开有中心孔的圆形平台，外环上平台内侧通过第二轴承连接在内环上平台下部，且第二轴承的内圈套在内环上平台上，外环下平台与第一齿轮固定连接在一起，第一齿轮的内圈与第一轴承的外圈固定，第一轴承的内圈固定在主轴上，可调式压力控制器为三个，按圆周等分布置在外环上平台和外环下平台之间，其两端通过球铰分别与外环上平台和外环下平台连接，第二防扭臂一端固连在外环下平台的边缘，另一端通过球铰与外环上平台的边缘连接；动力传动机构包括电机和固定在电机轴上的第二齿轮，电机固定在底座上，第二齿轮与第一齿轮哨合。所述控制系统控制电机的转数和电动助力器的长度变化；所述电机的转数在每分钟O 640转之间变化。本发明的优点是:能够真实的模拟直升机主旋翼自动倾斜器在各种条件下工作时的运动状况(速度，加速度)和受力特征(轴向载荷，径向载荷)，具备能耗低、精度高、高速运动平稳性好、操作简单等特点。其中:三个电动助力器长度的变化促使内环上平台发生移动和转动，内环上平台将其通过轴承传递给外环并联机构，从而实现对外环位姿的控制；外环并联结构绕主轴旋转，其主要适用于直升机旋翼系统中球铰轴承以及旋翼支链两端关节轴承的疲劳测试。在功能上，本发明满足了直升旋翼系统运动学要求，可实现对直升机旋翼系统中球铰轴承，关节轴承以及双列角接触轴承等零件的疲劳试验测试。试验机具备绕X轴的转动，绕Y轴的转动以及沿Z轴的移动和绕Z轴转动等四个自由度。能够实现外环转数在每分钟O 690转之间调节变速。整个机构的倾角在O 15度之间任意转动。本发明能够完全满足直升机旋翼系统在实际运动过程中各种位姿对结构的要求，完成对直升机旋翼系统的模拟。
图1是本发明的立体示意图；图2是图1A-A向剖面图。
具体实施例方式图1和图2所示的为直升机自动倾斜器球铰轴承综合疲劳试验机结构图。本发明包括支架1、底座3、内环并联机构、外环并联机构、动力传动机构和控制系统20，底座3固定在支架I上，在底座的同一圆周上等分的设有四个立柱9，在立柱9的顶端设有上盖12，在底座3和上盖12间设有主轴6，且主轴6的轴心位于四个立柱9所在圆周的圆心上；内环并联机构由内环上平台13、关节轴承15、第一防扭臂8、电动助力器17构成，内环上平台13为中心套在主轴上的圆形平台，电动助力器17为三个，按圆周等分布置在内环上平台13和底座3之间，且电动助力器17的两端通过球铰分别与内环上平台13和底座3连接，电动助力器17的长度改变控制内环上平台13围绕主轴6发生移动和偏转；在内环上平台13和主轴6间安装关节轴承15，内环上平台13与关节轴承15的外圈连接，关节轴承15的内圈与主轴间设有衬套14，使内环上平台13能够围绕关节轴承15转动和沿着主轴移动。第一防扭臂8的一端固连在底座3上，另一端通过球铰连接内环上平台13的边缘，限制内环上平台13围绕主轴6发生旋转；外环并联机构由外环下平台18、第一轴承4、第一齿轮5、外环上平台10、第二轴承11、可调式压力控制器16、第二防扭臂7构成，外环上平台10为中部开有通孔的圆台形平台，外环下平台18为中部开有中心孔的圆形平台，外环上平台10内侧通过第二轴承11连接在内环上平台13下部，且第二轴承11的内圈套在关节轴承15的外圈上，外环下平台18通过第一轴承4连接在主轴6上，可调式压力控制器16为气弹簧，共有三个，按圆周等分布置在外环上平台10和外环下平台18之间，其两端通过球铰分别与外环上平台10和外环下平台18连接，可调式压力控制器16在长度在外环上下平台之间位置变化时随其改变时会产生反向作用力和惯性力从而模拟直升机自动倾斜器在直升机完成各种动作时所承受的载荷；第二防扭臂7 —端固连在外环下平台18的边缘，另一端通过球铰与外环上平台10的边缘连接，控制外环上平台伴随外环下平台一起绕主轴发生同步转动；在外环下平台下部环绕其中心孔设有第一齿轮5，第一齿轮5的内圈与第一轴承4的外圈固定；动力传动机构包括电机2和固定在电机轴上的第二齿轮19，电机2固定在底座3上，第二齿轮19与第一齿轮5啮合，第二齿轮19通过第一齿轮5将运动传递给外环并联机构，实现外环并联机构的转动。控制系统20 —方面控制电机2转数在每分钟O 640转之间变化，另一方面控制三个电动助力器17长度变化。电机2通过啮合齿轮将运动传递给外环并联机构，从而控制外环并联机构绕主轴6转动。三个电动助力器长度的变化促使内环上平台发生移动和转动，内环上平台将其通过轴承传递给外环上平台，从而实现对并联机构位姿的控制。
权利要求
1.一种直升机自动倾斜器球铰轴承综合疲劳试验机，包括支架、底座、内环并联机构、外环并联机构、动力传动机构和控制系统，其特征是:底座固定在支架上，在底座的同一圆周上等分的设有立柱，在立柱的顶端设有上盖，在底座和上盖间设有主轴，且主轴的轴心位于立柱所在圆周的圆心上，内环并联机构由内环上平台、关节轴承、第一防扭臂、电动助力器构成，内环上平台为中心套在主轴上的圆形平台，电动助力器为三个，按圆周等分布置在内环上平台和底座之间，且电动助力器的两端通过球铰分别与内环上平台和底座连接，在内环上平台和主轴间安装关节轴承，内环上平台与关节轴承的外圈连接，关节轴承的内圈与主轴间设有衬套，第一防扭臂的一端固连在底座上，另一端通过球铰连接内环上平台的边缘；外环并联机构由外环下平台、第一轴承、第一齿轮、外环上平台、第二轴承、可调式压力控制器、第二防扭臂构成，外环上平台为中部开有通孔的圆台形平台，外环下平台为中部开有中心孔的圆形平台，外环上平台内侧通过第二轴承连接在内环上平台下部，且第二轴承的内圈套在内环上平台上，外环下平台与第一齿轮固定连接在一起，第一齿轮的内圈与第一轴承的外圈固定，第一轴承的内圈固定在主轴上，可调式压力控制器为三个，按圆周等分布置在外环上平台和外环下平台之间，其两端通过球铰分别与外环上平台和外环下平台连接，第二防扭臂一端固连在外环下平台的边缘，另一端通过球铰与外环上平台的边缘连接；动力传动机构包括电机和固定在电机轴上的第二齿轮，电机固定在底座上，第二齿轮与第一齿轮哨合。
2.根据权利要求1所述的直升机自动倾斜器球铰轴承综合疲劳试验机，其特征是:所述电机的转数在每分钟O 640转之间变化。
全文摘要
本发明涉及一种直升机自动倾斜器球铰轴承综合疲劳试验机，包括支架、底座、内环并联机构、外环并联机构、动力传动机构和控制系统，其特征是底座固定在支架上，在底座的同一圆周上等分的设有立柱，立柱顶端设有上盖，底座和上盖间设有主轴，内环并联机构由内环上平台、关节轴承、第一防扭臂、电动助力器构成；外环并联机构由外环下平台、第一轴承、第一齿轮、外环上平台、第二轴承、可调式压力控制器、第二防扭臂构成；动力传动机构包括电机和固定在电机轴上的第二齿轮，电机固定在底座上，第二齿轮与第一齿轮啮合。其优点是可实现对直升机旋翼系统中球铰轴承，关节轴承以及双列角接触轴承等零件的疲劳试验测试。
文档编号G01M13/04GK103162963SQ201310047229
公开日2013年6月19日 申请日期2013年2月6日 优先权日2013年2月6日
发明者郭希娟, 黄天宇, 张大宇 申请人:燕山大学