直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第4章

1、第 04 章 直升機傳動系統(tǒng)直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng) 第四章 直升機傳動系統(tǒng)4.1 直升機傳動系統(tǒng)的布局與類型l 現(xiàn)代直升機的傳動系統(tǒng)是一個由各附件組成的傳遞機械能的整體，一般包括動力裝置、減速器以及傳動軸和聯(lián)軸節(jié)等部件。l 典型直升機傳動系統(tǒng)布局如圖41。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng) 一般包括以下主要部件以及傳動軸和聯(lián)軸節(jié)等部件（見圖42）：直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)l 不同的直升機類型和設(shè)計思想，決定了其傳動系統(tǒng)組成部件的不同。 單旋翼直升機 傳統(tǒng)的單主旋冀/尾槳直升機具有設(shè)計簡單的優(yōu)點，但需要損失功率以驅(qū)動尾槳。經(jīng)測算，在直升機懸停狀態(tài)下，驅(qū)動尾槳大約消耗8%10%的有效功

2、率，平飛狀態(tài)下約消耗 3%4%的有效功率。 另一個缺點是常規(guī)尾槳有可能發(fā)生的尾槳觸地危險或傷害地面人員。 共軸雙旋翼直升機 具有兩個反向旋轉(zhuǎn)的主旋翼，這樣旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反扭矩相互抵消，從而取消了尾槳設(shè)計。 由于共軸直升機具有兩個主旋翼，機械部件的功率需求小于傳統(tǒng)單旋翼直升機，因此，減小了旋翼槳葉尺寸， 但其缺點是槳轂和操縱的設(shè)計復(fù)雜且重量大。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng) 橫列式雙主旋翼設(shè)計布局的直升機 在平飛狀態(tài)下減少了功率需求， 但其存在較大的機身牽引阻力、較大的結(jié)構(gòu)重量、驅(qū)動齒輪和傳動軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜、傳動系統(tǒng)操縱困難等缺點。 內(nèi)部嚙合式的旋翼設(shè)計雖簡化了傳動系統(tǒng)，但卻損失了升力效率（

3、簡稱升效）。 縱列式雙主旋翼設(shè)計布局的直升機 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。 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一步解決的問題。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)4.2 減速器4.2.1主減速器的功能（1）安裝、驅(qū)動主槳轂和槳葉主槳轂通過機械花鍵與主旋翼驅(qū)動軸連接，發(fā)動機驅(qū)動主減速器齒輪系，帶動驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，從而實現(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

4、端面，以便確定安裝中心。（2）減小發(fā)動機轉(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 S6l 和美洲豹直升機，發(fā)動機的輸入主減速器的轉(zhuǎn)數(shù)大約在1800024000rpm，為了實現(xiàn)接近100：1減速比，便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)動機的安裝支點根據(jù)發(fā)動機與主減速器安裝位置的不同，分為前置式和后置式兩種。例如美洲豹直升機和S61 采用的是前置發(fā)動機，海豚直升機采用的是后置式的發(fā)動機。許多主減速器和發(fā)動機采用萬向環(huán)連接，以克

5、服高速轉(zhuǎn)動下發(fā)動機輸出軸與主減速器輸入軸同心度的偏差。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)（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，以實現(xiàn)其反扭矩功能。部分單主旋翼直升機沒有設(shè)計尾旋翼，其反扭矩功能是通過氣動力實現(xiàn)的，例如 MD600N 和MD902 直升機。（6）驅(qū)動主減速器附件齒輪箱 通常情況下，

6、主減速器的后部安裝有附件齒輪箱，其驅(qū)動的附件包括：發(fā)電機、液壓泵、滑油泵、扭矩表系統(tǒng)滑油泵、旋翼轉(zhuǎn)速傳感器；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)動機的附件機匣上，除了發(fā)動機自身工作所需要的附件以外，例如燃油泵、發(fā)動機滑油泵、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)動機上來實現(xiàn)的。該傳動軸及其傳動齒輪在發(fā)動機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，僅啟動

7、一臺發(fā)動機即可獲得附件的工作狀態(tài)，從而實現(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)進行檢查。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)（7）安裝飛行控制部件利用主減速器機匣殼體的牢固特性，生產(chǎn)廠家將飛行控制系統(tǒng)的主伺服機構(gòu)安裝在減速器殼體的固定軛架上，這樣既節(jié)省空間又便于安裝控制。同樣，尾伺服機構(gòu)也直接安裝在尾減速器機匣殼體上。（8）安裝自由輪組件自由輪組件安裝在主減速器的每一個輸人端。這樣，單臺發(fā)動機驅(qū)動主減速器時不會帶動另外一臺發(fā)動機自由渦輪的轉(zhuǎn)動。同樣，在直升機自轉(zhuǎn)著陸時，自由輪組件可以使旋翼轉(zhuǎn)動時與發(fā)動機自由渦輪完全脫開。例如超美洲豹直

8、升機主減速器的兩個輸入端帶有自由輪組件。（9）接收多臺發(fā)動機的輸人，實現(xiàn)統(tǒng)一的輸出安裝有兩臺（或兩臺以上）發(fā)動機的直升機，不同發(fā)動機的輸入配合通過主減速器的初級減速同步完成，或者是直接在輸人主減速器之前就使用一個組合齒輪箱。這樣，來自不同輸入源的功率輸入即可實現(xiàn)混合后的統(tǒng)一輸出了。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)4.2.2 主減速器結(jié)構(gòu) 主減速器通常是由若干個結(jié)構(gòu)機匣組成，用于支撐和安裝減速齒輪及軸系（見圖43）。某些直升機的主減速器則采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，便于拆裝維護。 典型的主減速器部件包括：輸入機匣；底部機匣及軸承支架；后部蓋板；周向齒輪機匣；上部機匣。 輸入機匣和周向環(huán)行機匣由合

9、金鋼和鎂合金制成。 輸入機匣采用花鍵與發(fā)動機功率輸出軸的柔性聯(lián)軸節(jié)連接，以克服高速旋轉(zhuǎn)下的軸向同心度的微小誤差。輸入斜齒輪在錐形滾棒軸承的支撐下，連接自由輪組件，將功率傳至主減速器的其他齒輪。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng) 底部機匣和軸承支架支撐著底部驅(qū)動軸、底部驅(qū)動軸向上與傘形齒輪、第一級周向齒輪的中心齒輪相連接，向后與輸出斜齒輪、液壓泵等附件驅(qū)動齒輪相連接。 主減速器借助于齒輪傳動來降低發(fā)動機輸人軸轉(zhuǎn)速，增大輸出軸扭矩。 由于發(fā)動機與主旋翼的轉(zhuǎn)速差越大，旋翼軸的扭矩也越大，齒輪載荷也就越高，為了減輕載荷，就必須采取多級減速和齒輪系卸荷等保護措施。周向齒輪分兩級減速即可實現(xiàn)這一目的。

10、 由于兩級減速需要在較短的距離內(nèi)實現(xiàn)較大的減速比，除增大齒輪部件的剛度和強度外，還可采取增加齒輪數(shù)量和增大齒輪尺寸的辦法來吸收大扭矩載荷。 上部機匣通過一對錐形滾棒軸承支撐主旋翼軸。主旋翼驅(qū)動軸底部花鍵槽與第二級周向行星齒輪連接。 后部蓋板位于底部機匣后部，支撐著一組直齒輪系，用于驅(qū)動減速器附件。 一般減速器包括下列單元體：左/右輸入減速齒輪系、主減速齒輪系（主傘形齒輪）、后減速齒輪系；周向減速齒輪系（2 級）、附件驅(qū)動系。 由于周向齒輪和附件齒輪系采用了模塊化的設(shè)計，所以在沒有專用工具條件下，不需要返廠即可拆裝更換。 同樣，底部機匣包括的自由輪組件、扭矩傳感器和滑油泵也可以進行整體更換（如圖

11、44 所示）。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)4.2.3 主減速器潤滑系統(tǒng) 由于主減速器的尺寸體積遠遠大于中間減速器和尾減速器，需要進行潤滑的部件也遠遠多于中間減速器和尾減速器，這就要求主減速器具備獨立的潤滑系統(tǒng)。 中間減速器和尾減速器采用的浸在滑油中的方法則不能滿足主減速器潤滑要求。 目前，主減速器多采用潤滑油經(jīng)油泵加壓、在減速器外部通過散熱冷卻后噴入減速器內(nèi)部潤滑、冷卻的循環(huán)系統(tǒng)。 潤滑系統(tǒng)不僅可以起到潤滑機械部件的作用，同時滑油可以帶走熱量，起到了給機械部件降溫的作用。 主減速器潤滑系統(tǒng)通常包括以下主要部件：滑油泵、釋壓活門、滑油濾、溫度調(diào)節(jié)活

12、門、冷卻裝置熱交換器；冷卻風(fēng)扇、滑油壓力和溫度傳感器、滑油管路和噴嘴、磁金屬屑傳感器。 在大型雙發(fā)動機直升機上，由于主減速器內(nèi)部齒輪和軸承承受著很大的載荷，一旦潤滑系統(tǒng)失效，后果將不堪設(shè)想。 盡管目前齒輪和軸承的設(shè)計有一定的干轉(zhuǎn)能力，但摩擦產(chǎn)生的熱量將會在齒輪之間、軸和軸承之間產(chǎn)生高熱，形成“燒蝕”，直接影響傳動部件的可靠性和安全性。 作為主系統(tǒng)的備份，應(yīng)急系統(tǒng)的設(shè)計使用，大大提高了系統(tǒng)的安全可靠性。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng)的工作原理：（1）正常操作程序（見圖412）圖 412主要部件索引：1滑油壓力警告燈（主減速器潤滑失效）；2壓力開關(guān)；3主潤滑系統(tǒng)擴散管；4應(yīng)急系統(tǒng)

13、壓力指示器；5主系統(tǒng)壓力指示器；6冷卻系統(tǒng)故障指示燈；7壓力開關(guān)；8壓力傳感器；9油濾旁通活門（8bar）；10單向活門；11滑油濾（60）；12壓力傳感器；13（滑油/空氣）熱交換器；14冷卻風(fēng)扇（主減速器驅(qū)動）；15釋壓活門（10bar）；16主滑油泵（流量：7 200 L/h）；17油面觀察窗；18應(yīng)急滑油泵（流量：7 200L/h）；19釋壓活門（36bar）；20分配活門（3bar戶5 bar）；21金屬屑指示燈；223位置開關(guān)；23金屬屑探測/記錄器和消除裝置；24磁金屬屑探測器（自密封，可以用作放泄滑油）；25雙金屬片熱接觸開關(guān)；26變阻式溫度傳感器；27滑油溫度指示器；28滑油

14、溫度警告燈。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)p 油濾組件（見圖45） 由于齒輪和軸承的旋轉(zhuǎn)摩擦，產(chǎn)生少量污垢和細小金屬粉末等雜質(zhì)是經(jīng)常發(fā)生的。這些雜質(zhì)不僅影響機械效率，嚴重的還會導(dǎo)致傳動機構(gòu)部件的損壞。 滑油濾用于濾除系統(tǒng)滑油中的雜質(zhì)，它的過濾元件一般采用金屬絲濾網(wǎng)或紙濾。 另外，考慮到油濾堵塞的可能性，油濾內(nèi)部還裝有旁通活門，以便在發(fā)生堵塞時，使?jié)櫥徒?jīng)旁通活門直接流往系統(tǒng)的潤滑油路，保證主減速器始終處于潤滑狀態(tài)。 滑油濾一般安裝在冷卻裝置的前部，其過濾能力表示為 m。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)p （滑）油泵 滑油泵用于加壓滑油，位于主減速器底部集油槽的最低位，以便能最大量

15、地吸人潤滑油。 根據(jù)潤滑系統(tǒng)的特點，滑油泵多采用直齒輪泵和偏心齒輪泵。（1）直齒輪泵 直齒輪泵的工作齒輪固定安裝在泵體的空腔內(nèi)，并浸潤在滑油中，在主減速器附件齒輪箱的驅(qū)動下運轉(zhuǎn)（見圖46）隨著工作齒輪的轉(zhuǎn)動，齒輪泵進油口的滑油被吸人并通過工作齒輪流向需要潤滑的齒輪和軸承。齒輪頂端成斜面設(shè)計，目的是在齒輪的嚙合轉(zhuǎn)動過程中消除因齒輪密切嚙合而產(chǎn)生的滑油壓力。為了防止滑油壓力過高導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)齒輪卡滯或齒輪軸被剪切，直齒輪泵還設(shè)置了一個釋壓活門，釋壓活門的釋放壓力通常高于潤滑系統(tǒng)釋壓活門的調(diào)節(jié)壓力，因此只有在系統(tǒng)釋壓活門壓力調(diào)節(jié)功能失效時，直齒輪泵的釋壓活門才能發(fā)揮作用，以保證泵體的正常工作壓力。直升機

16、結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)（2）偏心齒輪泵 偏心齒輪泵為常壓油泵，因其工作齒輪的工作特點和性質(zhì)而命名（見圖47）。偏心齒輪泵是由一個內(nèi)齒輪和一個外齒輪非同心安裝而成的，其內(nèi)齒輪是一個外緣6 齒的圓形齒輪，為主動齒輪；外齒輪是一個固定在泵體上的內(nèi)緣7 齒的齒輪，為從動齒輪。 如圖47 所示，當(dāng)偏心齒輪泵旋轉(zhuǎn)從A 點到B 點時，主動齒輪與從動齒輪之間的容積增大，即為吸油的過程，持續(xù)旋轉(zhuǎn)從B 點到A 點時，主動齒輪和從動齒輪之間的容積減小，即為放油過程。 由于齒輪外形的設(shè)計特點，內(nèi)、外齒輪之間具有極佳的嚙合狀態(tài)，所以，偏心齒輪泵的工作噪音很低。偏心齒輪泵的釋壓活門與泵體形成一個整體，它可以提供

17、10bar 左右的壓力，7 200Uh 的流量，因而也被稱為常壓油泵。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)p 散熱裝置 滑油冷卻裝置由冷卻風(fēng)扇、熱交換器、支架和一些排風(fēng)管組成（見圖49）。冷卻風(fēng)扇直接將冷空氣吹在熱交換器上，并通過熱交換器后部的排風(fēng)管，將經(jīng)過熱量交換的熱空氣直接排到機身外面。熱交換器由許多包裹散熱片的細小管路組成，以增大迎風(fēng)面積，提高熱量交換效率。 滑油冷卻風(fēng)扇的驅(qū)動方式包括：由中間減速器帶動，并通過皮帶傳動；由一根傳動軸連接主減速器附件齒輪箱傳動；由減速器直接驅(qū)動；電動馬達驅(qū)動。p 系統(tǒng)狀態(tài)指示（1）壓力指示、警告；（2）溫度指示、警告；（3）磁性堵塞（金屬屑探測器）探測警

18、告等。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng) 應(yīng)急潤滑系統(tǒng)由應(yīng)急滑油泵供油，壓力滑油不經(jīng)過熱交換器直接流向潤滑部件。應(yīng)急系統(tǒng)作為主潤滑系統(tǒng)的備份，一旦主系統(tǒng)出現(xiàn)因機械故障、滑油泄漏導(dǎo)致的壓力下降，應(yīng)急系統(tǒng)將發(fā)揮作用直接向潤滑部件供油，以保證主減速器傳動部件的潤滑，但循環(huán)的滑油不再被冷卻。為此，應(yīng)急系統(tǒng)滑油泵的吸油點要低于主滑油泵的吸油點，這樣在因滑油泄漏液面低于主滑油泵吸油點時，主系統(tǒng)通路被切斷，由應(yīng)急油泵參與工作，以發(fā)揮最大的潤滑效率。4.2.4 應(yīng)急噴灑系統(tǒng) 當(dāng)主滑油泵故障導(dǎo)致主系統(tǒng)壓力下降時，分配活門 20 被打開，同時打開了應(yīng)急滑油泵的吸油路?；驮趹?yīng)急油泵的作用下，不經(jīng)過熱交換器13

19、，直接由應(yīng)急管路流往潤滑部件。此時，主減冷卻失效（MGBCOOL）警告燈亮起，警告機組滑油冷卻失效。在這種熱油潤滑的條件下，主減速器在最低功率下僅能操作使用2h，以完成安全返場或緊急著陸。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)4.2.5 其他減速器p 中間減速器中間減速器通常為鎂合金鑄造殼體，內(nèi)部安裝有一組混合齒輪，其用途為改變傳動方向和改變傳動轉(zhuǎn)速并傳遞至尾減速器（見圖413）。中間減速器普遍采用浸潤式潤滑（又稱濕槽式潤滑）方式，即齒輪在滑油中運轉(zhuǎn)的潤滑方法。中間減速器采用風(fēng)冷的方式進行滑油冷卻，為改善冷卻效果，減速器通常會盡可能地增大其迎風(fēng)面積。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)p 尾

20、減速器尾減速器通常也是鎂合金鑄造殼體，內(nèi)部安裝有一組混合齒輪，其用途為改變90的傳動方向和獲得正確的尾槳轉(zhuǎn)速（見圖414）。由于尾旋翼的負載需要通過尾減速器傳遞到機身，所以尾減速器的殼體強度、安裝穩(wěn)固性和剛度都必須滿足要求。 與中間減速器類似，尾減速器同樣采用浸潤式潤滑（又稱濕槽式潤滑）方式。 由于尾旋翼變矩的需要，尾減速器通常采用一個中空的輸出軸，變矩控制桿穿過這根軸將尾伺服機構(gòu)與尾槳轂連接在一起；也有一些類型的尾減速器實在外部安裝變距控制機構(gòu)。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)4.2.6 維護p 主減速器的維護項目通常包括部件清潔、加注滑油、滑油液面觀察、更換滑油、沖洗、部件拆裝、調(diào)節(jié)

21、/測試、污染物監(jiān)控、腐蝕保護、適用性檢查等。 減速器內(nèi)部滑油沖洗 下列情況下，主減速器需要進行徹底沖洗并更換新的滑油：更換不同標(biāo)準(zhǔn)的滑油產(chǎn)品；當(dāng)減速器內(nèi)發(fā)現(xiàn)有大量的金屬粉末；經(jīng)過封存后的減速器，更換油封油為工作滑油。 減速器沖洗步驟：徹底排放減速器內(nèi)滑油；裝好排放堵塞，按照維護手冊的要求，重新添加正確的滑油；進行地面開車，使減速器達到正常的操作溫度并穩(wěn)定 1015 min；熱油狀態(tài)下，再次排放減速器內(nèi)滑油；重新檢查金屬屑探測器和加油口粗濾，并進行清潔；更換滑油濾；排放并清潔熱交換器；重新添加正確的滑油，并確定正確的液面高度。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng) 主減速器的調(diào)節(jié)和測試 當(dāng)主減速

22、器裝機后，必須進行一系列的檢查和測試，以確保該部件安全可靠。通過地面試車和大約30min 的懸停測試，機組人員應(yīng)密切注意減速器在工作狀態(tài)時滑油溫度和滑油壓力是否正常穩(wěn)定。測試結(jié)束后，應(yīng)對金屬屑探測器和滑油濾進行檢查。 另外，連接主減速器輸入端的發(fā)動機高速軸和滑油冷卻風(fēng)扇的驅(qū)動軸也應(yīng)該進行振動和平衡檢查，通過測量、計算和合理的調(diào)節(jié)，使振動值維持在規(guī)定的范圍內(nèi)。 減速器滑油污染 當(dāng)滑油濾或金屬屑探測器中發(fā)現(xiàn)有金屬顆粒時，可以判定減速器內(nèi)部出現(xiàn)了故障。但是這并不表明該減速器不能繼續(xù)使用。 維護人員可以使用過濾紙對滑油進行過濾，析出金屬顆粒來加以研究和判斷。通過對金屬顆粒的數(shù)量、來源、形狀、金屬類型、

23、減速器的使用方式、曾經(jīng)出現(xiàn)過的故障、使用時間（包括 TSN 和TSO）和使用履歷的綜合分析和判斷，最后才能確定是否能夠繼續(xù)使用該減速器。 金屬顆粒根據(jù)不同的金屬類型可能為鋼、銀、鎘、鋁、鎂、銅、銅錫合金或酚（石炭酸）等。 減速器的可用性檢查 如果仍然對減速器的可用性存在懷疑，可參考機型維護手冊提供的檢查程序?qū)p速器進行檢查和監(jiān)控，并嚴格按照報廢標(biāo)準(zhǔn)予以更換。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng) 減速器的防腐保護 主減速器金屬表面的維護應(yīng)根據(jù)作業(yè)區(qū)域的特殊氣候環(huán)境，制定一整套系統(tǒng)的預(yù)防性保護措施。 周期性地進行沖洗、清潔、檢查、腐蝕表象的確認和及時處理、表面保護處理將會有效地降低發(fā)生腐蝕的幾率

24、。 減速器表面的檢查應(yīng)注意以下幾點：檢查表面是否存在擦傷或磨損；檢查表面鋅鉻酸鹽底漆和表面保護漆的狀態(tài)；檢查不同金屬結(jié)合面是否存在較為明顯的腐蝕；檢查固定螺栓、螺釘和其他緊固件周圍區(qū)域是否存在腐蝕；底漆和密封的狀況；當(dāng)需要拆卸某些部件或設(shè)備時，對于主體結(jié)構(gòu)上平常不容易觀察的表面進行重點的檢查；使用正確的溶劑清潔受腐蝕侵襲的表面；根據(jù)需要及時修補底漆；根據(jù)需要重新密封連接部位；及時修補表面保護漆；定期清潔并使用防腐材料保護，使用 WD40 可有效去除水分和潮濕氣候的影響。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)4.3 扭矩測量系統(tǒng) 絕大多數(shù)的現(xiàn)代直升機都設(shè)計安裝有扭矩測量系統(tǒng)，用于測量發(fā)動機輸出到

25、傳動系統(tǒng)的軸馬力。通常情況下，扭矩表采用百分比的表示方式，其總扭矩值為100%。 扭矩表的作用為：（1）雙發(fā)動機的直升機，扭矩表的測量機械通常安裝在主減速器的輸入端，飛行員司通過觀察扭矩表來實現(xiàn)平均分配扭矩輸人。（2）扭矩表為雙指針儀表，指示主減速器的輸入功率。扭矩測量系統(tǒng)類型分為油壓式扭矩測量系統(tǒng)、霍耳效應(yīng)傳感器扭矩系統(tǒng)、變形測量儀電子扭矩系統(tǒng)和光電扭矩測量系統(tǒng)。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)4.3.1 油壓式扭矩測量系統(tǒng)油壓式扭矩測量系統(tǒng)是通過壓力傳感器感應(yīng)一個扭矩活塞腔中油壓的變化來進行扭矩測量的。齒輪泵使進入測量系統(tǒng)扭矩活門的滑油具有一定的壓力。由于機械傳動部件的扭力變化，傳動

26、部件的線形移動直接影響著扭矩活門的開度，其開度決定了進入壓力的大小，從而經(jīng)比例測算得出扭矩值。4.3.2 霍耳效應(yīng)傳感器扭矩系統(tǒng)霍耳效應(yīng)傳感器扭矩系統(tǒng)通過測量主減速器輸入軸的相對扭轉(zhuǎn)量來獲得發(fā)動機的扭矩值。發(fā)動機輸出軸的后端連接著一個帶有均勻凹槽的軸套，旋翼軸前端連接有一個帶有均勻齒條的軸套，二者交叉安裝在扭矩軸的外部。齒條和凹槽之間存在著一個等寬的間隙。由于驅(qū)動旋翼負載和發(fā)動機扭矩之間存在相互作用的應(yīng)力，扭矩軸在這種反向應(yīng)力下發(fā)生扭轉(zhuǎn)，從而改變了齒條和凹槽之間間隙的寬度。正對著間隙的位置，在減速器殼體上安裝有一個霍耳效應(yīng)（電磁）傳感器。由于間隙寬度的變化，導(dǎo)致傳感器的磁場改變，從而產(chǎn)生了一個

27、電脈沖信號。這個電脈沖信號的圖形直接反映出間隙寬度的變化，即扭矩的變化值。通過扭矩計算機的處理，這個脈沖信號以直流電壓的形式傳遞至扭矩表，根據(jù)電壓和扭矩值的比例關(guān)系換算，我們可以直接從扭矩表中讀出真實的扭矩值。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng) 如圖428 和429 所示，當(dāng)扭矩增大時，E1 間隙將隨之變小。 根據(jù)E1 和E2 的不同位置對傳感器磁場的干擾，脈沖信號的圖形也發(fā)生規(guī)則的“寬度”變化。 經(jīng)扭矩計算機的處理，不同的電壓降信號在扭矩表上反映出目前真實的扭矩值。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)4.3.3 變形測量儀電子扭矩系統(tǒng) 以 28 V

28、 直流電壓作為供電來源的變形測量儀電子扭矩系統(tǒng)包括以下主要部件：驅(qū)動線圈指示器，單位：磅/英尺（1b/ft）；一個電子組件，包括 1 個8K C/S 的晶體振蕩器、2 個晶體管放大器、指示平衡組件、解調(diào)器和按壓測試轉(zhuǎn)換繼電器；一個扭矩傳感器。包括：帶有變形測量儀的主軸和旋轉(zhuǎn)變壓器。 該系統(tǒng)的工作原理是： 當(dāng)主軸上的扭矩為零時，28V 直流供電給8000Hz晶體振蕩器，經(jīng)放大器放大，進入傳感器的旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入端，此時，旋轉(zhuǎn)變壓器無輸出。 當(dāng)主軸上產(chǎn)生扭矩時，變形測量儀的兩個“電臂”被壓縮，另外兩個被拉伸，電橋失去平衡。旋轉(zhuǎn)變壓器輸出端產(chǎn)生輸出信號，信號經(jīng)放大、解調(diào)后送到扭矩儀表。由于這個信號的

29、強度與主軸上扭矩的大小相對應(yīng)，因而它代表實際的扭矩值。 系統(tǒng)的測試裝置包括了安裝在主儀表板上的測試按鈕。 當(dāng)按壓測試按鈕時，電子組件中的繼電器開始工作，旁通了傳感器的正常輸入。 系統(tǒng)同時給儀表一個設(shè)定信號，扭矩表就指示設(shè)定的扭矩值了（見圖430）。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)4.3.4 光電扭矩測量系統(tǒng) 光電扭矩測量方法與霍耳效應(yīng)傳感器的扭矩測量方法相類似，它也是通過測量兩個相對盤的角度變化而獲得扭矩值。唯一不同的是，光電扭矩測量系統(tǒng)使用了一個光源和光學(xué)傳感器來完成位移測量（見圖431）。扭矩軸通常安裝在發(fā)動機和離合器/自由輪組件之間，扭矩軸的一

30、端固定有一個帶有3 個突出銷的圓盤，另外一端固定有一個帶有3 個切口的圓盤。當(dāng)扭矩為零時，圓盤的突出銷與另一圓盤的切口成一條直線。當(dāng)扭矩發(fā)生時，扭矩軸扭轉(zhuǎn)，突出銷和切口的相對位置也發(fā)生變化。光源放置在圓盤的一側(cè)，光學(xué)傳感器則位于圓盤的另一側(cè)。當(dāng)扭矩軸旋轉(zhuǎn)時，光學(xué)傳感器可感受到光的頻率；當(dāng)扭矩升高或者降低時，由于突出銷和切口的相對位移，光的頻率也發(fā)生了變化。傳感器根據(jù)頻率的不同產(chǎn)生了不同的電信號，可以在扭矩表上以百分比的形式顯示出來。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng) 第四章 直升機傳動系統(tǒng)4.4 自由輪、離合器和旋翼剎車4.4.1 自由輪組件自由輪組件的主要設(shè)計目的是當(dāng)主旋翼的轉(zhuǎn)速大于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速時，主旋翼槳葉

31、不會在發(fā)動機輸出軸上產(chǎn)生反向的扭矩傳遞。這種現(xiàn)象可能發(fā)生在飛行過程中單發(fā)故障關(guān)車或直升機自轉(zhuǎn)著陸時。另外，自由輪組件還可以用于主旋翼不轉(zhuǎn)動的情況下啟動其中的一臺發(fā)動機以驅(qū)動附件工作或完成某些特殊的測試。自由輪組件有兩種主要類型，即滾棒型和制動輪型。 滾棒式自由輪組件由內(nèi)環(huán)、外環(huán)和中間滾棒軸承組構(gòu)成。內(nèi)環(huán)與發(fā)動機輸出軸以花鍵連接，在發(fā)動機的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動。內(nèi)環(huán)上安裝有一個凸輪環(huán)，支持著中間滾棒軸承。外環(huán)連接旋翼的驅(qū)動齒輪（見圖416）。當(dāng)內(nèi)環(huán)在發(fā)動機的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動時，滾棒軸承騎在內(nèi)環(huán)凸輪的斜面上且緊壓外環(huán)，將轉(zhuǎn)動傳遞到與外環(huán)連接的旋翼驅(qū)動齒輪上，從而形成了一個方向相同的同步連接。當(dāng)旋翼的轉(zhuǎn)速大于發(fā)動機

32、的轉(zhuǎn)速時，即外環(huán)轉(zhuǎn)速大于內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)速時，滾棒軸承失去了楔形擠壓，內(nèi)環(huán)與外環(huán)獨立轉(zhuǎn)動。p 滾棒式自由輪組件直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)p 制動輪式自由輪組件 制動輪式自由輪組件的軸承為“8”字形設(shè)計，其排列方式與滾棒軸承相似。制動輪軸承的垂直高度略微大于外環(huán)內(nèi)直徑與內(nèi)環(huán)外直徑的間距，在彈簧力的作用下，固定在一個由兩部分組成的支架內(nèi)，并嚙合內(nèi)、外軸承圈。在這種嚙合的狀態(tài)下，制動輪軸承保持著一個小角度的傾斜，制動輪式自由輪組件工作原理圖如圖417 所示。制動輪式自由輪組件的外環(huán)與發(fā)動機輸出端相連，內(nèi)環(huán)連接旋翼的驅(qū)動軸。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)動帶動外環(huán)轉(zhuǎn)動時，擋塊擠壓制動輪軸承，使內(nèi)環(huán)與外環(huán)卡死，一起同方向

33、轉(zhuǎn)動。當(dāng)旋翼試圖驅(qū)動發(fā)動機轉(zhuǎn)動，例如空中單臺發(fā)動機停車時，制動輪軸承不受擋塊影響，內(nèi)環(huán)與外環(huán)獨立轉(zhuǎn)動。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)4.4.2離合器 離合器通常安裝在以活塞式發(fā)動機或渦輪軸發(fā)動機為動力的直升機上，其目的是為了改善發(fā)動機的啟動性能，使發(fā)動機啟動后能可靠地將發(fā)動機功率傳給旋翼和尾槳，并減少發(fā)動機的啟動負荷。 離合器主要包括兩大類：機械式離合器、液壓機械式離合器。 離合器的選擇取決于直升機的類型。p 機械式離合器 機械式離合器由主動驅(qū)動盤、驅(qū)動鼓輪和離心飛重組成。主動驅(qū)動盤連接發(fā)動機驅(qū)動軸輸出端，上面安裝有離心飛重，離心飛重在彈簧的作用下始終保持“離”位，驅(qū)動鼓輪則與傳動系統(tǒng)

34、連接（見圖418）。通常情況下，小型直升機選用機械式的離合器，而中、大型直升機選用液壓機械式離合器，這是因為中大型直升機慣性負載較大，嚙合的光滑程度也要求很高。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng) 當(dāng)發(fā)動機啟動保持低轉(zhuǎn)速時，主動驅(qū)動盤帶動離心飛重一起在驅(qū)動鼓輪內(nèi)轉(zhuǎn)動，此時扭矩得不到傳遞。 隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的升高，離心飛重在離心力的作用下克服反向的彈簧力，逐漸向驅(qū)動鼓輪滑動。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到一定值時，離心飛重與驅(qū)動鼓輪的內(nèi)壁緊密貼合，這樣發(fā)動機的輸出和傳動系統(tǒng)的輸人實際連接在一起，扭矩得到了傳遞。p 液壓機械式離合器（見圖419） 液壓機械式離合器自帶一套液壓系統(tǒng)，用來產(chǎn)生操縱離合裝置的原動力。

35、這樣就可以保證在較大的慣性力下能夠產(chǎn)生更加平穩(wěn)的離合，以提高部件的耐用性和可靠性。在整個接合過程中，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速略微大于旋翼轉(zhuǎn)速時，離心飛重和驅(qū)動鼓輪光滑的接觸面相對滑動，在幾秒的時間內(nèi)平穩(wěn)過渡到緊密貼合；當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速減小時，離心飛重的慣性離心力也隨之減小，在彈簧力的作用下，離心飛重向中心移動，脫離驅(qū)動鼓輪，發(fā)動機和傳動系統(tǒng)的扭矩傳遞終止。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng) 液壓機械式離合器由主動盤、從動盤、圓形外殼、自由輪機械鎖裝置、液壓部件和控制開關(guān)等裝置組成。其中，主動盤連接著發(fā)動機輸出端，從動盤連接主槳轂驅(qū)動軸。當(dāng)發(fā)動機啟動時，主動盤轉(zhuǎn)動，從動盤則處于靜止?fàn)顟B(tài)。液壓部件包括一個電動

36、液壓泵。當(dāng)飛行員操縱液壓泵工作時，液壓油進入主動盤，在離心力的作用下，一定量的液壓油被甩到從動盤的內(nèi)腔。這樣，液壓油傳遞了轉(zhuǎn)動所需的能量，使從動盤轉(zhuǎn)動，從而帶動主旋翼轉(zhuǎn)動。當(dāng)旋翼轉(zhuǎn)速接近正常轉(zhuǎn)速時，旋翼在慣性作用下繼續(xù)轉(zhuǎn)動。此時，飛行員控制自由輪組件，機械推動滾棒處于預(yù)嚙合位置，再推動發(fā)動機油門控制桿，隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的升高，自由輪將完全嚙合，傳動得到良好的傳遞。當(dāng)主動盤和從動盤完全嚙合時，飛行員關(guān)閉液壓電動泵的開關(guān)，液壓油將流回到油箱內(nèi)。當(dāng)發(fā)動機關(guān)車時，旋翼轉(zhuǎn)速也隨之下降，自由輪和機械鎖裝置將自動回到分離的位置并保持在此位置上。4.4.3 旋翼剎車 旋翼剎車通常用在發(fā)動機關(guān)車后盡快停止旋翼槳葉

37、的轉(zhuǎn)動或露天停放時保持旋翼靜止。 在大風(fēng)天氣，旋翼剎車的強風(fēng)剎車功能還可以在發(fā)動機啟動和慢車位時保持旋翼槳葉處于靜止?fàn)顟B(tài)，以避免陣風(fēng)造成槳葉直立。這項功能只能應(yīng)用于裝有自由渦輪軸發(fā)動機的直升機上。 旋翼剎車系統(tǒng)包括液壓剎車和機械剎車兩大類。 理論上講，旋翼剎車系統(tǒng)可以安裝在傳動系統(tǒng)內(nèi)自由輪組件之后的任何地方。通常情況下，旋翼剎車安裝在主減速器傘形齒輪的驅(qū)動輸入端，但也有部分直升機選擇將旋翼剎車系統(tǒng)安裝在主減速器之后的傳動軸上。 為了實現(xiàn)野外停放剎車和強風(fēng)啟動的功能，剎車系統(tǒng)還安裝有一些機械部件，如棘齒、棘輪機構(gòu)、幾何鎖、定位器等。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)當(dāng)在活塞后部的油腔內(nèi)提供液

38、壓壓力時推動活塞，從而推動剎車片向剎車盤移動。當(dāng)剎車片與剎車盤密切接觸，剎車功能得以實現(xiàn)。剎車的同時，與活塞連接的補償桿拉動摩擦裝置一起移動，并壓縮回力彈簧；當(dāng)松開剎車時，液壓油回流到液壓油箱，在回力彈簧的作用下，活塞、剎車片反向移動，與剎車盤脫離。p 液壓剎車系統(tǒng) 液壓剎車系統(tǒng)主要由剎車盤、剎車片、活塞、補償桿、回力彈簧和摩擦裝置組成（見圖）。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng) 當(dāng)剎車片和剎車盤發(fā)生磨損時，為了彌補剎車間隙，補償桿在摩擦裝置中的位置也將隨著剎車盤/片的磨損前移。剎車盤/片的磨損量可以通過補償桿在壓緊螺母上的伸出長度來確定。在直升機機型維護手冊中通常會給定最小伸出長度的范圍

39、，而最小伸出長度對應(yīng)著最大的磨損量，因此我們就可以判斷出剎車盤/片最大的允許磨損范圍。在安裝剎車組件的過程中，壓緊螺母的安裝力矩非常重要，當(dāng)安裝力矩過大時，補償桿將不能在摩擦裝置中移動，不能發(fā)揮其磨損補償作用。當(dāng)剎車片和剎車盤發(fā)生磨損時，為了彌補剎車間隙，補償桿在摩擦裝置中的位置也將隨著剎車盤/片的磨損前移。剎車盤/片的磨損量可以通過補償桿在壓緊螺母上的伸出長度來確定。在直升機機型維護手冊中通常會給定最小伸出長度的范圍，而最小伸出長度對應(yīng)著最大的磨損量，因此我們就可以判斷出剎車盤/片最大的允許磨損范圍。在安裝剎車組件的過程中，壓緊螺母的安裝力矩非常重要，當(dāng)安裝力矩過大時，補償桿將不能在摩擦裝置

40、中移動，不能發(fā)揮其磨損補償作用。如果液壓油量不足，液壓管路內(nèi)必然進入空氣，這樣會造成剎車疲軟和停留剎車失效。如果系統(tǒng)中因存在空氣導(dǎo)致氣塞或剎車疲軟，我們可以通過剎車組件上的放氣口對系統(tǒng)進行排氣。當(dāng)直升機在陽光充足的炎熱天氣條件下露天停放時，由于液壓油受熱膨脹，液壓系統(tǒng)內(nèi)的壓力會逐漸升高，為此，系統(tǒng)設(shè)置了一個緩壓活門，它可以通過改變系統(tǒng)容積來降低系統(tǒng)壓力，從而使過高的系統(tǒng)壓力恢復(fù)正常。駕駛艙內(nèi)的剎車指示燈為飛行員提供剎車信息。當(dāng)壓力提供給剎車系統(tǒng)時，指示燈亮起，說明剎車系統(tǒng)工作正常。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)p 機械剎車系統(tǒng)機械剎車系統(tǒng)由連接在傳動軸上的剎車鼓輪、剎車操縱桿和剎車墊組

41、成。剎車墊包圍著剎車鼓輪，并連接剎車操縱桿。剎車操縱桿固定在附近的結(jié)構(gòu)上，由一個中心樞軸與剎車鼓輪連接。剎車鼓輪極大地增大了摩擦面積，從而提高了剎車效率。當(dāng)進行剎車操作時，飛行員拉動剎車操縱桿，剎車墊繞著中心樞軸轉(zhuǎn)動，拉緊剎車鼓輪，在鼓輪和剎車墊的摩擦作用下完成剎車（見圖421）。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)p 旋翼剎車系統(tǒng)的維護（1）剎車盤的表面檢查 目視檢查和測量剎車盤的厚度和表面物理特性，包括是否存在劃痕、裂紋、變形和過熱痕跡。具體的檢查標(biāo)準(zhǔn)可參照機型維護手冊的相關(guān)章節(jié)。（2）剎車間隙檢查 剎車間隙檢查的大致步驟為：重復(fù)剎車三次，松開剎車，對剎車盤和兩側(cè)剎車片的間隙進行測量。（

42、3）剎車系統(tǒng)排氣 不同機型剎車系統(tǒng)排氣的具體程序和步驟必須參照機型的維護手冊進行。剎車系統(tǒng)的排氣操作通過操縱剎車產(chǎn)生的工作壓力，可將系統(tǒng)中的氣體從排氣孔排出。排氣的過程中，嚴格避免液壓油與剎車盤/片的接觸。 排氣結(jié)束后，擰緊排氣孔螺栓并打上保險。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)4.4.4 傳動軸及傳動軸連接 發(fā)動機功率輸出軸通過一根或幾根中空的軸連接至驅(qū)動旋翼的主減速器齒輪箱。 各傳動軸之間靠軸承連接并固定安裝在機身結(jié)構(gòu)的加強部位。 傳動軸與傳動軸、傳動軸與齒輪箱的連接通常包括以下幾種方式：（1）柔性連接。這種連接方式允許連接部件發(fā)生輕微變形，這種變形不僅不會造成傳動部件的損壞，還可以吸

43、收因扭矩變化而產(chǎn)生的振動。（2）花鍵連接。這種硬連接方式不允許連接部件發(fā)生變形，但便于驅(qū)動軸或其他部件的拆裝。 在航線維護過程中，所有的軸承必須定期進行潤滑以降低磨損和減少摩擦，并嚴格按照維護手冊的要求，按時進行同心度的測量。 傳動軸及其部件的拆裝必須嚴格按照機型維護手冊提供的工作程序進行，不當(dāng)?shù)陌惭b將導(dǎo)致傳動軸的應(yīng)力不平衡并損壞相鄰部件。 根據(jù)直升機不同的設(shè)計需要，傳動軸通常被分為：（1）主傳動軸。用于連接發(fā)動機、復(fù)合齒輪箱到主減速器齒輪箱。（2）中間傳動軸。用于連接主減速器和中間減速器。（3）尾傳動軸。用于連接中間減速器和尾減速器。 不同的直升機，其傳動軸的配置和安裝區(qū)域也將有所不同。 傳

44、動軸的連接方式有以下幾種：（1）膨脹連接直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)膨脹連接也可以用于克服驅(qū)動軸與減速器的安裝容差。如圖 422 所示，膨脹連接是通過4 個鋼球在驅(qū)動部件和從動部件之間的軸向凹槽內(nèi)滑動來克服熱膨脹變形，這樣連接部件之間的軸向應(yīng)力將被鋼球的位移所取代，以達到更好的傳遞扭矩的目的。（2）法蘭盤連接在需要長距離傳遞扭矩時，為了使傳動軸拆裝方便，往往會采用多根傳動軸相互連接的辦法來實現(xiàn)。這些傳動軸之間的連接通常就采用法蘭盤的連接方式（見圖423）。然而，由于減速器在機身上安裝位置的差異，傳動軸的安裝必然會產(chǎn)生誤差。為了克服這種誤差給傳動軸安裝帶來的偏心、局部應(yīng)力和負載，通常在

45、法蘭盤之間添加一種可以調(diào)整的墊片以減少誤差。在有些直升機上，發(fā)動機渦輪軸與主驅(qū)動軸之間采用膨脹連接方式（見圖422）。這種連接方式主要是為克服發(fā)動機正常工作時因高溫膨脹引發(fā)的主驅(qū)動軸上產(chǎn)生較大負載。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)（3）花鍵連接鍵連接類似于法蘭盤的連接方式，主要都是為了克服傳動軸之間的軸向位移（見圖424）?；ㄦI連接是由外花鍵和內(nèi)花鍵配合在一起的一種連接方式。出于平衡的考慮，某些花鍵設(shè)計有一個特殊的花鍵齒和花鍵槽，確保了每次安裝時能夠正確地定位。（4）萬向連接當(dāng)傳動方向出現(xiàn)一個微小的角度變化時，通常采用萬向接頭的連接方式（見圖425）。萬向接頭位于兩個傳動軸之間，通過若干

46、軸承臂、滾棒軸承連接而成。這種自由的連接方式可以輕易地改變傳動軸的傳動方向和角度。為了減少摩擦，降低軸承的磨損程度，我們可以通過軸承臂上的注油嘴定期對軸承進行潤滑。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)（5）傳動軸支撐軸承、軸承套、軸承座和托架軸承、軸承套、軸承座和托架支撐著傳動軸進行長距離的傳動（見圖426）。支撐軸承和軸承套通常直接安裝在傳動軸上，成為傳動軸部件的一個組成部分。軸承安裝在軸承套內(nèi)，帶有減振裝置的軸承套通過襯套和安裝螺栓固定在軸承座上。軸承座通過安裝螺栓固定在托架上，兩者之間調(diào)整墊片的使用可以保證所有的軸承座處在一條直線上，這樣就避免了傳動軸設(shè)備的安裝變形。托架通常鉚接在機身

47、的加強結(jié)構(gòu)上。機型維護手冊中詳細規(guī)定了傳動軸部件的檢查項目和軸承安裝的間隙要求。檢查項目通常包括傳動軸的同心度檢查、軸承與安裝座的間隙檢查及振動水平的測量。（6）柔性連接在大多數(shù)直升機傳動系統(tǒng)中，傳動軸與傳動軸、傳動軸與減速器法蘭盤之間的連接均采用柔性連接方式（見圖427）。這種連接方式可以很好地緩解橫向和縱向的輕微變形。柔性連接是靠柔性片來實現(xiàn)的。柔性片是一組不銹鋼薄片，經(jīng)機械加工后成為規(guī)則的扁平片狀連接件。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)在貝爾 206 直升機上，柔性片之間成90o角安裝。這樣，不同柔性片的紋理方向（金屬晶體排序）被交叉疊加，增大了柔性片的柔韌性和變形能力。西科斯基的

48、S61 直升機上使用的柔性連接片在生產(chǎn)廠家已經(jīng)進行了編號，按照其編號進行安裝，將保證柔性片紋理方向的合理變化。所以，在柔性片的拆裝過程中，其位置、順序和排列應(yīng)做好標(biāo)記，這樣就可以保證每一個柔性片能夠安裝到原位置上，從而維持傳動軸平衡和減少傳動軸振動。這種單片的連接方式被稱為托馬斯連接（THOMAS COUPLING）。而在其他的一些直升機上，例如美洲豹直升機，多個柔性薄片被重疊制成一個柔性連接片，這樣極大地簡化了拆裝過程。使用托馬斯連接方式，柔性片兩邊的安裝墊片不能使用平墊片，必須是凸形墊片，這樣，當(dāng)柔性片變形時不會因擠壓墊片而造成柔性片的損壞。另外，在傳動軸和法蘭盤之間可能會存在一定的間隙，

49、可以通過加裝一些薄墊片來進行調(diào)整。需要強調(diào)的是，這些調(diào)整墊片必須安裝在螺栓頭或螺帽的一側(cè)，不得直接安裝在柔性片上。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)4.5 傳動系統(tǒng)監(jiān)控l 傳動系統(tǒng)健康監(jiān)控 直升機傳動系統(tǒng)是一個復(fù)雜的綜合系統(tǒng)，它包括數(shù)百個獨立的部件。當(dāng)其中的一個部件發(fā)生故障或者損壞時，極有可能危及直升機、機組和乘客的人身安全。為此，對傳動系統(tǒng)的全面健康監(jiān)控，及早地發(fā)現(xiàn)潛在故障就顯得尤為重要。 傳動系統(tǒng)健康監(jiān)控的方法通常包括以下幾種：磁性金屬屑探測器、油濾的污染監(jiān)控、滑油光譜分析法、振動水平的監(jiān)測、健康和使用監(jiān)控系統(tǒng)（IHUMS）。 為了提供一套多層次的、更可靠的健康監(jiān)控體系，傳動系統(tǒng)通常采

50、用幾種方法同時進行檢測，極大地提高了系統(tǒng)的安全性和維護的可靠性。4.5.1 磁性金屬屑探測器 磁性金屬屑探測器的原始模型被稱為“磁堵”。其磁性桿可以用來吸引懸浮在減速器和發(fā)動機滑油內(nèi)細小的金屬粉末。磁堵與其底座通常采用快卸的安裝方式，這樣便于日常的檢查和加快拆卸速度，以防止拆卸過程中漏油。磁性桿上有兩條環(huán)行的凹槽，用來安裝密封用的“O”形圈。為了方便拆裝時的用力，磁堵頭使用滾花旋鈕，并設(shè)計了3 個突點，當(dāng)磁堵被正確的安裝到底座上時，磁堵上的突點與底座上的突點成一直線，這種糾錯設(shè)計極大地減少了因磁堵安裝不當(dāng)而導(dǎo)致的滑油泄漏。磁堵底座通常采用一個自封活門，以保證在拆卸檢查磁堵時不會漏油。直升機結(jié)構(gòu)

51、與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng) 為了提供一種更明顯的金屬屑監(jiān)控方法，磁堵被改裝成為金屬屑探測器，提供了一套電路并在駕駛艙內(nèi)以警告燈的形式指示。磁性金屬屑探測器包括有一個中央元件和外圍元件，形成同心的兩個接線點，并與探測電路內(nèi)的導(dǎo)線相連。當(dāng)金屬屑產(chǎn)生時，金屬粉末搭接了電路內(nèi)的兩個極點，使電路閉合，金屬屑警告燈亮。一種更好的確定金屬屑類型和判斷減速器內(nèi)部磨損程度的方法是使用“消除裝置”，它可以給金屬屑探測器提供一個大電流，用來燒掉那些細小的金屬粉末。如果此時飛行員發(fā)現(xiàn)金屬屑警告燈仍然亮，這說明可能是金屬屑形狀較大或內(nèi)部件的磨損速度過快，此時應(yīng)盡快著陸，以便維修人員進一步判別金屬屑產(chǎn)生的原因。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)

52、金屬屑后，應(yīng)參考機型維護手冊給出的標(biāo)準(zhǔn)和檢查步驟，確定減速器是否可以繼續(xù)投入使用；同時，應(yīng)該將金屬粉末或者整個磁性探測器送往專門的試驗室進行分析。 根據(jù)機型維修方案的要求，必須定期對磁性金屬屑探測器進行檢查。除了檢查是否存在金屬屑以外，還需要進行線路的測試和密封圈的更換。 嚴格按照維護手冊的安裝程序安裝磁堵后，原則上可不進行滲漏檢查。如維護手冊或維修方案中有明確規(guī)定的，必須按照維護手冊和飛機維護方案的規(guī)定執(zhí)行。4.5.2 油濾的污染監(jiān)控 油濾通常用于主減速器、組合傳動齒輪箱等較復(fù)雜的大部件的滑油過濾，這些部件的滑油冷卻系統(tǒng)通常以油泵供油而非噴濺供油。油濾過濾掉一定尺寸的金屬粉末和殘渣，尺寸取決

53、于油濾的過濾能力。過濾能力通常以微米或零點幾微米來計算。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng) 油濾的維護項目通常包括檢查、清潔或者更換。其檢查周期和更換標(biāo)準(zhǔn)需嚴格按照維護手冊的規(guī)定執(zhí)行。油濾可以阻擋各種類型的殘渣、金屬碎片和其他材料的異物，作為較早發(fā)現(xiàn)內(nèi)部機械部件非正常磨損和損壞的一種檢查手段。為了徹底了解堵塞油濾的物質(zhì)成分，甚至可以將油濾送往相關(guān)的實驗室進行分析判斷。 航線維護中需要對油濾進行清潔時，不僅需要注意清潔器皿和溶劑的清潔度，還要注意微小物質(zhì)和清洗劑可能對人體造成的健康危害。 航線維護需要清潔油濾時，應(yīng)嚴格按照維護手冊和維修方案的要求進行。清洗完畢后，使用濾紙過濾并收集留在清洗劑

54、里的殘渣，以方便分析判斷。清洗完畢后，使用純凈的壓縮空氣將油濾吹干，檢查或更換密封圈，按照維護手冊的工作步驟重新裝回油濾設(shè)備，滲漏檢查后繼續(xù)使用。超聲波震蕩清洗法是外場經(jīng)常使用的方法之一。4.5.3 滑油光譜分析法（SOAP） 除了磁性堵塞和油濾上的一些顆粒之外，更加微小的金屬或非金屬的粉末通常懸浮在滑油中，這些微粒需要采用專門的技術(shù)手段才能探測到?；偷墓庾V分析方法是一種定期的檢查項目，可以進一步了解機械部件的磨損位置、材料和程度。4.5.4 振動水平的監(jiān)測 直升機的振動水平檢測能較早地發(fā)現(xiàn)傳動系統(tǒng)部件的潛在故障和問題，便于在發(fā)生嚴重故障和問題之前，給予及時的糾正處理。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章

55、 直升機傳動系統(tǒng) 振動水平的監(jiān)測應(yīng)遵守維護手冊的時間間隔要求及時進行，或者在更換大部件后和幫助故障診斷時進行。 直升機可以使用的振動分析與檢測設(shè)備有很多，它們都是通過預(yù)先安裝在指定位置的加速度計來獲取振動數(shù)據(jù)。其中一些加速度計通過對振動頻率的掃描、調(diào)諧得到一個固有的振動頻率。通過振動檢測設(shè)備，可以得到振動的速率和頻率，按照維護手冊的標(biāo)準(zhǔn)，就可以判斷出振動水平是否在容許的誤差范圍之內(nèi)。由于不同傳動部件轉(zhuǎn)動的角速度不同，其頻率也就不同，所以按其頻率的差異，就可以同時收集到每一個部件的振動數(shù)據(jù)或從得到的振動速率和頻率找出振動源。l 直升機健康和使用監(jiān)控系統(tǒng)（IHUMS） 直升機使用的健康和使用監(jiān)控系

56、統(tǒng)包括飛行數(shù)據(jù)和艙音記錄儀（CVR/FDR）或健康和使用監(jiān)控系統(tǒng)（IHUMS）。p 飛行數(shù)據(jù)和艙音記錄儀（CVR/FDR） 對于只安裝 CVR/FDR 的直升機，一般要求：在低于 7000kg 起飛重量的直升機上必須安裝至少15 個參數(shù)的CVR/FDR；在高于 7000kS 起飛重量的直升機上必須安裝33 個參數(shù)的CVR/FDR。 飛行數(shù)據(jù)采集與處理組件（DAPU）將采集的飛行數(shù)據(jù)和艙音記錄保存在一個獨立的存儲單元。其中，飛行參數(shù)需要保留至少8 個飛行小時的數(shù)據(jù)和3 個各一小時的艙音錄音磁道。DAPU 可以實現(xiàn)系統(tǒng)自檢的要求和滿足CVR 整體消磁要求以及不拆卸“黑匣子”即可進行播放的功能。直升

57、機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)4.5.5 健康和使用監(jiān)控系統(tǒng)（IHUMS）健康和使用監(jiān)控系統(tǒng)（IHUMS）是在數(shù)據(jù)采集與處理組件（DAPU）的基礎(chǔ)上，通過增加一些必要的附加功能而實現(xiàn)。美國通用電氣公司的Plessey DAPU 就是在其原有基本DAPU 的基礎(chǔ)上，增加了5 塊具有附加功能的卡和一些設(shè)備，包括：處理器單元卡、傳動系統(tǒng)振動數(shù)據(jù)采集卡、機身和發(fā)動機振動數(shù)據(jù)采集卡和計時控制卡；方位標(biāo)識器和光學(xué)軌跡相機。 另外，健康和使用監(jiān)控系統(tǒng)（IHUMS）還增設(shè)了一些航線可更換部件（LRUS），包括：控制與顯示單元（CDU）或指令輸入面板（PIP）。前者具備交互式的控制功能。傳動系統(tǒng)加速度計、機

58、身加速度計、發(fā)動機加速度計。方位標(biāo)識器?；徒饘俜勰┨綔y系統(tǒng)（ARINC429）。維護數(shù)據(jù)記錄卡（CMDR）和主槳葉軌跡相機。 此外，還配置了一個與機上系統(tǒng)配套使用的地面站（GSC）。維護數(shù)據(jù)記錄卡將直升機有關(guān)數(shù)據(jù)采集后下載到地面站。經(jīng)過特定軟件的處理分析和與基準(zhǔn)值的對比，工程師可以得到包括傳動部件、機身、發(fā)動機的振動數(shù)據(jù)，旋翼軌跡平衡、發(fā)動機功率趨勢、滑油金屬粉末出現(xiàn)的次數(shù)和量比以及其他的飛行數(shù)據(jù)。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升機傳動系統(tǒng)健康和使用監(jiān)控系統(tǒng)（IHUMS）主要包括使用監(jiān)控功能和健康監(jiān)控功能：（1）使用監(jiān)控功能（USAGE） 使用監(jiān)控功能主要包括：飛行履歷的自動記錄和匯總功能，包括

59、飛行小時、起落次數(shù)、發(fā)動機循環(huán)、旋翼轉(zhuǎn)數(shù)與扭矩循環(huán)記錄，還同時監(jiān)控壽命件的服務(wù)履歷并給出限制警告；監(jiān)控超過標(biāo)準(zhǔn)限制的參數(shù)并進行警告；記錄飛行中所有出現(xiàn)的儀表警告和數(shù)據(jù)；記錄綜合健康和使用監(jiān)控系統(tǒng)自身的工作狀態(tài)。（2）健康監(jiān)控功能（HEALTH） 健康監(jiān)控功能的主要作用是對飛機主要部件的振動數(shù)據(jù)進行采集與分析，從而能夠較早地發(fā)現(xiàn)故障隱患。振動數(shù)據(jù)通常包括：發(fā)動機的振動數(shù)據(jù)；主減速器的齒輪、傳動軸和軸承的振動數(shù)據(jù)；左、右附件齒輪箱齒輪和軸的振動；中間減速器和尾減速器的振動數(shù)據(jù)；滑油散熱風(fēng)扇的傳動軸和軸承的振動數(shù)據(jù)；尾傳動軸的振動數(shù)據(jù)；主旋翼和尾旋翼的水平和垂直振動數(shù)據(jù)。直升機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)第四章 直升

60、機傳動系統(tǒng)（3）健康和使用監(jiān)控系統(tǒng)的航線監(jiān)控和維護 飛行后CMDR 卡的下載數(shù)據(jù)和飛行員輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過地面站的處理后，將成為航線工程師判斷飛機狀態(tài)的主要手段之一。 日常維護過程中，航線工程師除了對正常飛行信息的了解和檢查外，應(yīng)著重對下列數(shù)據(jù)進行關(guān)注和監(jiān)控：旋翼的軌跡與平衡診斷，包括主旋翼的軌跡和槳葉運轉(zhuǎn)位置前移或滯后；旋翼及風(fēng)扇的振動數(shù)據(jù)，包括主槳葉和尾槳葉的水平、垂直振動及滑油冷卻風(fēng)扇的振動水平；傳動機構(gòu)部件的振動數(shù)據(jù)，包括主減速器、中間減速器、尾減速器、附件齒輪箱和尾傳動軸等；發(fā)動機的振動數(shù)據(jù)，包括發(fā)動機渦輪安裝軸承的振動水平和發(fā)動機與主減速器連接位置的振動數(shù)據(jù)；發(fā)動機功率趨勢，包括發(fā)動機