一種應用于超聲速風洞的半模轉窗機構，包括支座、大圓柱直齒輪，交流伺服電機、減速器、齒輪壓蓋、小圓柱直齒輪、壓緊蓋、壓緊螺釘組成驅動傳動模塊；電位計支座、電位計、壓片、聯軸器、小軸、連接蓋組成反饋與測量模塊；o形密封圈、擋圈、右軸承蓋、連接座、軸承座、圓錐滾子軸承、左軸承蓋、主軸組成轉動模塊。本發明專利技術采用的圓柱直齒輪組使得半模轉窗機構可以實現±360°運動，且機構可整體吊裝，圓柱直齒輪組傳動配合采用電位計為核心的測量部分，實現攻角控制精度可達到±3′。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種應用于超聲速風洞的半模轉窗機構，屬于實驗空氣動力學領域。
技術介紹
半模試驗技術是一種重要的風洞試驗技術，可以較好的解決在試驗段進行全模型試驗時，受試驗段截面尺寸的限制，所導致試驗Re數較低、難以實現飛行器外形細節模擬等問題。國內外大多數風洞，通常采用在常規試驗段上安裝半模試驗系統進行半模試驗；有些較大口徑量級的風洞，例如CARDC2. 4米風洞、FL-2風洞等，則采用單獨加工的半模試驗段，將較大的半模型安裝在該試驗段內進行氣動力試驗。轉窗機構是半模試驗系統(或半模試驗段)的核心機構，將半模型安裝在轉窗機構上，可以進行半模型的測力、測壓、流態觀察、變Re數試驗、鉸鏈力矩試驗、抖振試驗等。半模轉窗機構實際上就是半模攻角機構。通常，超聲速風洞的半模轉窗機構設置在試驗段左右側壁上。目前，絕大多數超聲速風洞的半模轉窗機構傳動鏈通常為電機(或液壓馬達)_聯軸器-減速器-蝸輪蝸桿副-轉窗。由于大中心距的蝸輪蝸桿副傳動效率和回轉精度較低，能夠實現大中心距、高回轉精度和高傳動效率的蝸輪蝸桿副加工困難、造價高，難以實現圓周運動；現有機構采用蝸輪蝸桿副的傳動方式以及安裝環境導致不能整體吊裝，安裝、拆卸不便，費時費力，準備時間長，試驗效率低。
技術實現思路
本專利技術的目的克服現有技術的不足，提供一種應用于超聲速風洞的半模轉窗機構，以解決現有機構采用大中心距的蝸輪蝸桿副加工困難、造價高，難以實現圓周轉動以及不能實現整體吊裝，安裝、拆卸不便，試驗效率低的問題。本專利技術的技術解決方案—種應用于超聲速風洞的半模轉窗機構，包括支座、大圓柱直齒輪、交流伺服電機、減速器、電位計支座、電位計、壓片、聯軸器、小軸、連接蓋、齒輪壓、小圓柱直齒輪、鍵、壓緊蓋、壓緊螺釘、第一 ο形密封圈、第二 O形密封圈、第三O形密封圈、第四O形密封圈、第一擋圈、第二擋圈、右軸承蓋、連接座、軸承座、圓錐滾子軸承、左軸承蓋和主軸；在主軸和軸承座之間裝入一對圓錐滾子軸承，使得主軸、軸承座和圓錐滾子軸承緊密連接，第一 ο形密封圈和兩個第一擋囤均安裝在右軸承蓋內且兩個第一擋圈將第一 O形密封圈夾在當中，之后將右軸承蓋安裝在圓錐滾子軸承右側；第四ο形密封囤和兩個第二擋囤均安裝在左軸承蓋內，且兩個第二擋圈將第四O形密封圈夾在當中，之后將左軸承蓋安裝在圓錐滾子軸承左側；左軸承蓋和右軸承蓋在將一對圓錐滾子軸承軸向壓緊；軸承座和連接座連接在一起且軸承座和連接座之間由第二 O形密封圈進行密封，連接座用于將所述半模轉窗機構安裝在超聲速風洞上且連接座和超聲速風洞之間使用第三ο形密封圈進行密封；小圓柱直齒輪通過鍵與主軸相連，齒輪壓蓋安裝在主軸上用于在軸向壓緊小圓柱直齒輪；將交流伺服電機與減速器直連后安裝在支座上，使用壓緊螺釘和壓緊蓋將大圓柱直齒輪壓緊在減速器伸出的軸上，再將支座連接到軸承座上；將小軸與連接蓋固連后安裝在齒輪壓蓋上，再將電位計通過壓片安裝在電位計支座上，再將電位計支座安裝在支座上，使得電位計的中心線與小軸的中心線重合，電位計的軸與小軸通過聯軸器連接在一起，所述電位計用于測量主軸的轉動角度。所述大圓柱直齒輪和小圓柱直齒輪嚙合形成圓柱直齒輪組進行傳動，使得所述半模轉窗機構可以實現±360°運動。所述交流伺服電機與減速器直連后的軸線與主軸的軸線平行但不重合。所述主軸 為中空軸。所述主軸和軸承座之間裝入的一對圓錐滾子軸承采用面對面方式安裝，所述一對鍵圍繞主軸上下呈180度對稱分布。本專利技術具有以下有益效果(I)本專利技術采用高精度圓柱直齒輪組(小圓柱直齒輪和大圓柱直齒輪)傳動，相比于加工困難、造價高的大中心距、高回轉精度和傳動效率的蝸輪蝸桿副，加工周期短，性價比高，可實現高回轉精度、高傳動效率以及圓周運動，這樣的圓柱直齒輪組使得半模轉窗機構可以實現±360°運動，可滿足多種試驗需求。(2)本專利技術的機構半模轉窗機構重心基本在連接座的根部(靠近右軸承蓋)，可整體吊裝，方便快速安裝在原有試驗段觀察窗的窗臺，安裝、拆卸方便，有效減少了試驗準備時間，提聞了試驗效率。(3)本專利技術使用電位計直接測量主軸的轉動角度，而主軸是與負載直接相連接，沒有中間傳動環節，省卻了中間傳動誤差，因此反饋與測量模塊可直接測量負載的實際轉動角度，并把該角度值上傳，由計算機根據程序執行相應反饋控制動作，提高攻角測量的準確性。圓柱直齒輪組傳動配合采用電位計為核心的測量部分，實現攻角控制精度可達到+ 3'。(4)本專利技術將直連后的交流伺服電機和減速器偏置，與主軸軸線平行而不重合，驅動直齒輪組帶動主軸旋轉，主軸采用中空軸設計，方便天平數據線、測壓管路、傳感器信號線等大量線纜、管路的布線，增加了布線可靠性，可滿足多種試驗需求。(5)本專利技術在主軸支撐上設計了一對高精度、大載荷的標準圓錐滾子軸承，采用面對面方式安裝，方便安裝與拆卸，性價比好，能夠承受作用在機構上的力和力矩。附圖說明圖I為本專利技術超聲速風洞的半模轉窗機構結構示意圖；圖2為本專利技術半模轉窗機構的安裝示意具體實施例方式本專利技術提供了一種應用于超聲速風洞的半模轉窗機構，如圖I所示，包括支座I、大圓柱直齒輪2、交流伺服電機3、減速器4、電位計支座5、電位計6、壓片7、聯軸器8、小軸9、連接蓋10、齒輪壓蓋11、小圓柱直齒輪12、鍵13、壓緊蓋14、壓緊螺釘15、第一 ο形密封圈16、第二 ο形密封圈19、第三ο形密封圈21、第四ο形密封圈25、第一擋圈17、第二擋圈26、右軸承蓋18、連接座20、軸承座22、圓錐滾子軸承23、左軸承蓋24和主軸27 ；本專利技術可分為三個模塊驅動傳動模塊、反饋與測量模塊以及轉動模塊。其中，支座I、大圓柱直齒輪2、交流伺服電機3、減速器4、齒輪壓蓋11、小圓柱直齒輪12、壓緊蓋14和壓緊螺 釘15組成驅動傳動模塊；電位計支座5、電位計6、壓片7、聯軸器8、小軸9和連接蓋10組成反饋與測量模塊；第一 ο形密封圈16、第二 ο形密封圈19、第三ο形密封囤21、第四ο形密封圈25、第一擋圈17、第二擋圈26、右軸承蓋18、連接座20、軸承座22、圓錐滾子軸承23、左軸承蓋24和主軸27組成轉動模塊；在主軸27和軸承座22之間裝入一對圓錐滾子軸承23，使得主軸27、軸承座22和圓錐滾子軸承23緊密連接，這一對圓錐滾子軸承23采用面對面方式安裝。第一 ο形密封圈16和兩個第一擋囤17均安裝在右軸承蓋18內且兩個第一擋圈17將第一 ο形密封圈16夾在當中，之后將右軸承蓋18安裝在圓錐滾子軸承23右側；第四ο形密封圈25和兩個第二擋圈26均安裝在左軸承蓋24內，且兩個第二擋圈26將第四ο形密封圈25夾在當中，之后將左軸承蓋24安裝在圓錐滾子軸承23左側；左軸承蓋24和右軸承蓋18在將一對圓錐滾子軸承23軸向壓緊；軸承座22和連接座20連接在一起且軸承座22和連接座20之間由第二 ο形密封圈19進行密封，連接座20用于將所述半模轉窗機構安裝在超聲速風洞上且連接座20和超聲速風洞之間使用第三ο形密封圈21進行密封；小圓柱直齒輪12通過鍵13與主軸27相連，齒輪壓蓋11安裝在主軸27上用于在軸向壓緊小圓柱直齒輪12 ;將交流伺服電機3與減速器4直連后安裝在支座I上，使用壓緊螺釘15和壓緊蓋14將大圓柱直齒輪2壓緊在減速器4伸出的軸上，再將支座I連接到軸承座2本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種應用于超聲速風洞的半模轉窗機構，其特征在于包括：支座(1)、大圓柱直齒輪(2)、交流伺服電機(3)、減速器(4)、電位計支座(5)、電位計(6)、壓片(7)、聯軸器(8)、小軸(9)、連接蓋(10)、齒輪壓蓋(11)、小圓柱直齒輪(12)、鍵(13)、壓緊蓋(14)、壓緊螺釘(15)、第一o形密封囤(16)、第二o形密封圈(19)、第三o形密封囤(21)、第四o形密封圈(25)、第一擋圈(17)、第二擋圈(26)、右軸承蓋(18)、連接座(20)、軸承座(22)、圓錐滾子軸承(23)、左軸承蓋(24)和主軸(27)；在主軸(27)和軸承座(22)之間裝入一對圓錐滾子軸承(23)，使得主軸(27)、軸承座(22)和圓錐滾子軸承(23)緊密連接，第一o形密封囤(16)和兩個第一擋圈(17)均安裝在右軸承蓋(18)內且兩個第一擋囤(17)將第一o形密封圈(16)夾在當中，之后將右軸承蓋(18)安裝在圓錐滾子軸承(23)右側；第四o形密封圈(25)和兩個第二擋圈(26)均安裝在左軸承蓋(24)內，且兩個第二擋圈(26)將第四o形密封圈(25)夾在當中，之后將左軸承蓋(24)安裝在圓錐滾子軸承(23)左側；左軸承蓋(24)和右軸承蓋(18)在將一對圓錐滾子軸承(23)軸向壓緊；軸承座(22)和連接座(20)連接在一起且軸承座(22)和連接座(20)之間由第二o形密封圈(19)進行密封，連接座(20)用于將所述半模轉窗機構安裝在超聲速風洞上且連接座(20)和超聲速風洞之間使用第三o形密封圈(21)進行密封；小圓柱直齒輪(12)通過一對鍵(13)與主軸(27)相連，齒輪壓蓋(11)安裝在主軸(27)上用于在軸向壓緊小圓柱直齒輪(12)；將交流伺服電機(3)與減速器(4)直連后安裝在支座(1)上，使用壓緊螺釘(15)和壓緊蓋(14)將大圓柱直齒輪(2)壓緊在減速器(4)伸出的軸上，再將支座(1)連接到軸承座(22)上；將小軸(9)與連接蓋(10)固連后安裝在齒輪壓蓋(11)上，再將電位計(6)通 過壓片(7)安裝在電位計支座(5)上，再將電位計支座(5)安裝在支座(1)上，使得電位計(6)的中心線與小軸(9)的中心線重合，電位計(6)的軸與小軸(9)通過聯軸器(8)連接在一起，所述電位計(6)用于測量主軸(27)的轉動角度。...
【技術特征摘要】
1.一種應用于超聲速風洞的半模轉窗機構，其特征在于包括支座(I)、大圓柱直齒輪(2)、交流伺服電機(3)、減速器(4)、電位計支座(5)、電位計(6)、壓片(7)、聯軸器(8)、小軸(9)、連接蓋(10)、齒輪壓蓋(11)、小圓柱直齒輪(12)、鍵(13)、壓緊蓋(14)、壓緊螺釘(15)、第一 ο形密封囤(16)、第二 ο形密封圈(19)、第三ο形密封囤(21)、第四ο形密封圈(25)、第一擋圈(17)、第二擋圈(26)、右軸承蓋(18)、連接座(20)、軸承座(22)、圓錐滾子軸承(23)、左軸承蓋(24)和主軸(27)； 在主軸(27)和軸承座(22)之間裝入一對圓錐滾子軸承(23)，使得主軸(27)、軸承座(22)和圓錐滾子軸承(23)緊密連接，第一 ο形密封囤(16)和兩個第一擋圈(17)均安裝在右軸承蓋(18)內且兩個第一擋囤(17)將第一 ο形密封圈(16)夾在當中，之后將右軸承蓋(18)安裝在圓錐滾子軸承(23)右側； 第四ο形密封圈(25)和兩個第二擋圈(26)均安裝在左軸承蓋(24)內，且兩個第二擋圈(26)將第四ο形密封圈(25)夾在當中，之后將左軸承蓋(24)安裝在圓錐滾子軸承(23)左側；左軸承蓋(24)和右軸承蓋(18)在將ー對圓錐滾子軸承(23)軸向壓緊； 軸承座(22)和連接座(20)連接在一起且軸承座(22)和連接座(20)之間由第二 ο形密封圈(19)進行密封，連接座(20)用于將所述半模轉窗機構安裝在超聲速風洞上且連接座(20)和超聲速風洞之間使用第三ο形密封圈(21)進行密封...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉曉偉，
申請(專利權)人：中國航天空氣動力技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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