一种飞机螺旋桨复合材料柔性桨毂及其应用的螺旋桨的制作方法

1.本发明涉及飞机螺旋桨技术领域，尤其涉及一种飞机螺旋桨复合材料柔性桨毂及其应用的螺旋桨。


背景技术：

2.螺旋桨桨毂是一个受力复杂的关键性部件，其复杂性带来的对桨毂本身的结构强度、重量、可靠性等方面的问题。
3.目前市场传统金属桨毂存在重量重，结构复杂，不易实现变距等问题。
4.如何能设计一款高强度，低重量，结构可靠的螺旋桨桨毂成为目前行业内技术人员亟待解决的技术难题。
5.且现有的桨毂是通过挥舞支臂铰接、摆正铰接和变距铰接与桨叶连接，单个调整桨叶的桨叶角，正如申请公布号为：cn110702355a的中国专利公开了一种单独调节单个桨叶的桨叶角的装置，该专利的不足之处在于，调节桨叶角时往往需要单个调整桨叶角，需要多次调节才能保证多个桨叶的桨叶角相等。


技术实现要素：

6.为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种飞机螺旋桨复合材料柔性桨毂。
7.本发明提出的一种飞机螺旋桨复合材料柔性桨毂，该柔性桨毂为非金属材料制成，包括第一蝶形连接件、外桨毂本体和内支撑骨，其中：
8.所述第一蝶形连接件的外侧壁开有第一蝶形环槽，所述第一环形槽的深度从所述第一蝶形连接件的一端向所述第一蝶形连接件的另一端逐渐变大后逐渐变小；
9.所述内支撑骨套设在所述第一蝶形连接件外，所述内支撑骨的内侧面与所述第一环形槽匹配；
10.所述内支撑骨和所述第一环形连接件安装在所述外桨毂本体上，所述外桨毂本体开有连接连接孔，所述内支撑骨具有延伸出连接孔外的外延伸杆，所述外延伸杆沿所述内支撑骨的径向向外延伸。
11.在上述技术方案的基础上，作为本发明进一步优化的方案，还包括第二蝶形连接件，所述第二蝶形连接件的外侧壁开有第二蝶形环槽，所述外延伸杆远离所述第一环形连接件的一端具有第二环形连接部，所述第二环形连接部套设在所述第二蝶形连接件外，所述第二环形连接部的内侧壁与所述第二蝶形环槽匹配。
12.在上述任意一技术方案的基础上，作为本发明进一步优化的方案，所述第二蝶形环槽的轴线与所述第一碟形环槽的轴线平行。
13.在上述任意一技术方案的基础上，作为本发明进一步优化的方案，所述第二环形连接部的外径大于所述外延伸杆的外径。
14.一种螺旋桨，包括上所述的柔性桨毂，桨叶、连接件、挥舞支臂，其中：
15.桨叶安装在内支撑骨上且桨叶可以相对外桨毂本体转动；
16.挥舞支臂滑动安装在外桨毂本体上，且连接件安装在挥舞支臂与桨叶之间，滑动挥舞支臂通过连接件带动桨叶相对外桨毂本体转动；
17.在外力作用下带动挥舞支臂相对柔性桨毂滑动，进而通过连接件带动桨叶相对柔性桨毂转动进而改变桨叶角，具体的，连接件可以通过现有技术中的球连接与挥舞支臂和桨叶连接。
18.在上述任意一技术方案的基础上，作为本发明进一步优化的方案，所述挥舞支臂相对所述外桨毂本体转动的轴线与所述外桨毂本体的轴线重合。
19.在上述任意一技术方案的基础上，作为本发明进一步优化的方案，所述连接件和所述桨叶均至少设有两个，至少两个所述桨叶沿所述外桨毂本体的周向分布，一个所述连接件将一个桨叶和挥舞支臂连接。
20.在上述任意一技术方案的基础上，作为本发明进一步优化的方案，所述外桨毂本体上开有连通孔，所述桨叶与所述柔性桨毂连接的一端外侧壁固定有连接柱，所述连接柱贯穿所述连通孔并在所述连通孔内滑动，所述连接柱与所述连接件连接。
21.在上述任意一技术方案的基础上，作为本发明进一步优化的方案，还包括第一固定柱，所述第一固定柱安装在所述桨叶和所述外延伸杆之间，所述第一固定柱与所述外桨毂本体的轴线平行。
22.本发明中，所提出的飞机螺旋桨复合材料柔性桨毂及其应用的螺旋桨，具有结构简单、可靠性高和成本低且寿命长的技术效果，柔性桨毂的结构提高桨毂的离心抗拉强度同时减小扭转阻力。
23.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
24.图1为本发明柔性桨毂结构示意图；
25.图2为本发明外桨毂本体结构示意图；
26.图3为本发明内支撑骨结构示意图；
27.图4为本发明内支撑骨剖视图；
28.图5为本发明螺旋桨结构示意图；
29.图6为本发明图5剖视图；
30.图中：1、桨叶；2、挥舞支臂；20、滑动部；21、支撑部；3、连接件；4、柔性桨毂；40、外桨毂本体；400、连接部；4000、安装腔；4001、第二滑动孔；401、延伸部；4010、连接孔；4011、连通孔；41、内支撑骨；410、第一环形连接部；411、外延伸杆；412、第二环形连接部；5、连接柱；6、第一蝶形连接件；60、第一蝶形环槽；61、第一滑动孔；7、第二蝶形连接件；70、第二蝶形环槽；8、第一固定柱；9、第二固定孔。
具体实施方式
31.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中表示，其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解对本发明的限制。
32.需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.如图5-6所示的一种飞机螺旋桨，包括桨叶1、挥舞支臂2、连接件3、柔性桨毂4，其中：
37.如图1-4柔性桨毂4包括外桨毂本体40和内支撑骨41，其中：
38.如图2所示，外桨毂本体40具有连接部400和延伸部401，延伸部401沿连接部400的径向向外延伸，延伸部401上开有连接孔4010，具体的，延伸部401与连接部400可以一体成型制成；
39.为了便于内支撑骨41的安装，外桨毂本体40可以为上下结构通过热熔或焊接方式固定；
40.桨叶1转动安装在连接孔4010内，且桨叶1的连接端的外径等于连接孔4010的孔径；
41.如图1所示具体的，外桨毂本体40的延伸部401的外壁开有连通孔4011，连通孔4011与连接孔4010连通，桨叶1的连接端上固定有沿其径向的连接柱5，连接柱5贯穿连通孔4011，当桨叶1相对外将毂本体转动调整桨叶1角时，连接柱5在连通孔4011内滑动，具体的，连接柱5的外径小于连通孔4011的宽度；
42.具体的，桨叶1设有三个，延伸部401具有三个，三个桨叶1沿外桨毂本体40的周向均匀分布，一个桨叶1安装在一个延伸部401的连接孔4010内；
43.外桨毂本体40的连接部400具有安装腔4000，内支撑骨41固定在安装腔4000内；
44.如图3-4所示，具体的，内支撑骨41包括第一环形连接部410和外延伸杆411，第一环形连接部410安装在连接部400内，外延伸杆411安装在第一环形连接部410上并沿第一环
形连接部410的径向向外延伸，并延伸至连接孔4010内，第一环形连接部410与外桨毂本体40同轴，外延伸杆411与一个桨叶1连接，外延伸杆411设有三个并沿第一环形连接部410周向均与分布；
45.如图6所示，优选的，还包括第一蝶形连接件6，第一蝶形连接件6固定在外桨毂本体40的安装腔4000内，且第一蝶形连接件6的外侧壁开有第一蝶形环槽60，第一蝶形环槽60沿其轴向的截面为弧形，且第一蝶形环槽60的槽深从第一蝶形连接件6的一端到第一蝶形连接件6的另一端逐渐变大后逐渐变小，且第一蝶形环槽60为弧面，第一蝶形环槽60相对第一蝶形连接件6的中部横截面(即沿垂直与第一蝶形连接件6轴线的截面)对称，第一环形连接部410套设在第一蝶形环槽60外，且第一环形连接部410的内侧壁与第一蝶形环槽60匹配；
46.如图6所示，优选的，第一环形连接部410的外侧面为向远离第一环形连接部410轴线的一侧凸出的弧面，具体的，该弧面与第一蝶形环槽60对称；
47.如图6所示，外延伸杆411远离第一蝶形连接件6的一端具有第二环形连接部412，桨叶1的连接端具有连接腔，第二环形连接部412的外侧套设有第二蝶形连接件7，第二环形连接件3、第二蝶形连接件7和部分外延伸杆411安装在连接腔内；
48.第二蝶形连接件7的轴线与外桨毂本体40的轴线平行，第二蝶形连接件7上开有第二蝶形环槽70，且第而蝶形环槽的槽深从第二蝶形连接件7的一端到第二蝶形连接件7的另一端(图中为从上到下)逐渐变大后逐渐变小，且第二蝶形环槽70为弧面，第二蝶形环槽70相对第二蝶形连接件7的中部横截面(即沿垂直与第二蝶形连接件7轴线的截面)对称，第二环形连接部412套设在第二蝶形连接件7上，且第二环形连接部412的内侧壁与第二蝶形环槽70匹配，外延伸杆411可以与第二环形连接部412一体成型制成，第二环形连接部412的外径大于外延伸杆411的外径，且第二环形连接部412的轴线与外延伸杆411的轴线垂直；
49.优选的，外延伸杆411的第二环形连接部412的外径为向外凸起的弧面，优选的，该弧面与第二蝶形环槽70对称；
50.如图5-6所示，还包括第一固定柱8，第一固定柱8将桨叶1和外延伸杆411的第二蝶形连接件7连接，具体的，第二蝶形连接件7和桨叶1上开有同轴的第二固定孔9，第一固定柱8贯穿第二固定孔9，第一固定柱8的轴线与桨叶1的连接端轴线垂直，第一固定柱8的轴线与外桨毂本体40的轴向平行；
51.挥舞支臂2包括滑动部20和支撑部21，支撑部21固定在滑动部20上，滑动部20滑动安装在外桨毂本体40上，并贯穿外桨毂本体40；外支撑部21为圆环形，滑动部20为圆柱形，连接件3的一端安装在支撑部21上，连接件3的另一端安装在桨叶1的连接柱5上，且连接件3设有三个，连接件3与沿支撑部21的周向均匀分布，一个连接件3安装在一个桨叶1的连接柱5上；
52.具体的，内支撑骨41的第一蝶形连接件6上开有与其同轴的第一滑动孔61，外桨毂本体40上开有第二滑动孔4001，第二滑动孔4001与安装腔4000连通且第二滑动孔4001与第一滑动孔61连通并同轴，滑动部20贯穿第一滑动孔61和第二滑动孔4001并在同轴的第一滑动孔61和第二滑动孔4001内滑动；
53.飞机上可以带动滑动部20沿第一滑动孔61和第二滑动孔4001轴线方向滑动的伸缩件与滑动部20连接进而带动挥舞支臂2相对外桨毂本体40滑动进而调节桨叶1的桨叶1
角。
54.在本实施例的工作过程中：滑动挥舞支臂2沿螺旋桨的轴线方形滑动，挥舞支臂2带动连接件3滑动，连接件3通过连接柱5带动桨叶1相对外桨毂本体40转动，在桨叶1相对外桨毂本体40转动的过程中，柔性桨毂4的第一蝶形环槽60和第一环形连接部410的结构提高桨毂的离心抗拉强度的同时减小扭转阻力，第二环形连接部412与第二蝶形环槽70的机构进一步提高桨毂的离心抗拉强度的同时减小扭转阻力；同时，通过挥舞支臂2同时调节三个桨叶1的桨叶1角，结构简单、可靠性高、成本低且寿命长。
55.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种飞机螺旋桨复合材料柔性桨毂，其特征在于，包括第一蝶形连接件(6)、外桨毂本体(40)和内支撑骨(41)，其中：所述第一蝶形连接件(6)的外侧壁开有第一蝶形环槽(60)，所述第一环形槽的深度从所述第一蝶形连接件(6)的一端向所述第一蝶形连接件(6)的另一端逐渐变大后逐渐变小；所述内支撑骨(41)套设在所述第一蝶形连接件(6)外，所述内支撑骨(41)的内侧面与所述第一环形槽匹配；所述内支撑骨(41)和所述第一环形连接件(3)安装在所述外桨毂本体(40)上，所述外桨毂本体(40)开有连接连接孔(4010)，所述内支撑骨(41)具有延伸出连接孔(4010)外的外延伸杆(411)，所述外延伸杆(411)沿所述内支撑骨(41)的径向向外延伸。2.根据权利要求1所述的飞机螺旋桨复合材料柔性桨毂(4)，其特征在于，还包括第二蝶形连接件(7)，所述第二蝶形连接件(7)的外侧壁开有第二蝶形环槽(70)，所述外延伸杆(411)远离所述第一环形连接件(3)的一端具有第二环形连接部(412)，所述第二环形连接部(412)套设在所述第二蝶形连接件(7)外，所述第二环形连接部(412)的内侧壁与所述第二蝶形环槽(70)匹配。3.根据权利要求2所述的飞机螺旋桨复合材料柔性桨毂(4)，其特征在于，所述第二蝶形环槽(70)的轴线与所述第一碟形环槽的轴线平行。4.根据权利要求2所述的飞机螺旋桨复合材料柔性桨毂(4)，其特征在于，所述第二环形连接部(412)的外径大于所述外延伸杆(411)的外径。5.一种螺旋桨，其特征在于，包括如权力要求1-4任意一项所述的柔性桨毂(4)，桨叶(1)、连接件(3)、挥舞支臂(2)，其中：桨叶(1)安装在内支撑骨(41)上且桨叶(1)可以相对外桨毂本体(40)转动；挥舞支臂(2)滑动安装在外桨毂本体(40)上，且连接件(3)安装在挥舞支臂(2)与桨叶(1)之间，滑动挥舞支臂(2)通过连接件(3)带动桨叶(1)相对外桨毂本体(40)转动。6.根据权利要求5所述的飞机螺旋桨复合材料柔性桨毂(4)，其特征在于，所述挥舞支臂(2)相对所述外桨毂本体(40)转动的轴线与所述外桨毂本体(40)的轴线重合。7.根据权利要求5所述的飞机螺旋桨复合材料柔性桨毂(4)，其特征在于，所述连接件(3)和所述桨叶(1)均至少设有两个，至少两个所述桨叶(1)沿所述外桨毂本体(40)的周向分布，一个所述连接件(3)将一个桨叶(1)和挥舞支臂(2)连接。8.根据权利要求5所述的飞机螺旋桨复合材料柔性桨毂(4)，其特征在于，所述外桨毂本体(40)上开有连通孔(4011)，所述桨叶(1)与所述柔性桨毂(4)连接的一端外侧壁固定有连接柱(5)，所述连接柱(5)贯穿所述连通孔(4011)并在所述连通孔(4011)内滑动，所述连接柱(5)与所述连接件(3)连接。9.根据权利要求5所述的飞机螺旋桨复合材料柔性桨毂(4)，其特征在于，还包括第一固定柱(8)，所述第一固定柱(8)安装在所述桨叶(1)和所述外延伸杆(411)之间，所述第一固定柱(8)与所述外桨毂本体(40)的轴线平行。

技术总结
本发明公开了一种飞机螺旋桨复合材料柔性桨毂及其应用的螺旋桨，柔性桨毂包括第一蝶形连接件、外桨毂本体和内支撑骨，其中：所述第一蝶形连接件的外侧壁开有第一蝶形环槽，所述内支撑骨套设在所述第一蝶形连接件外，所述内支撑骨的内侧面与所述第一环形槽匹配；所述内支撑骨和所述第一环形连接件安装在所述外桨毂本体上，所述外桨毂本体开有连接连接孔，所述内支撑骨具有延伸出连接孔外的外延伸杆，所述外延伸杆沿所述内支撑骨的径向向外延伸。本发明中，所提出的飞机螺旋桨复合材料柔性桨毂及其应用的螺旋桨，具有结构简单、可靠性高和成本低且寿命长的技术效果，柔性桨毂的结构提高桨毂的离心抗拉强度同时减小扭转阻力。高桨毂的离心抗拉强度同时减小扭转阻力。高桨毂的离心抗拉强度同时减小扭转阻力。


技术研发人员：洪俊 史立 胡慧君
受保护的技术使用者：安徽劲旋风航空科技有限公司
技术研发日：2022.11.23
技术公布日：2023/5/23