1.本发明属于但不仅限于直升机旋翼系统设计技术领域，公开了一种弹性万向铰。


背景技术：

2.随着直升机技术发展，可垂直起降的高速旋翼机成为大家研究的热点。而倾转旋翼机融合了直升机与固定翼飞机的优点，是一种军民两用的高技术产品。倾转旋翼机的旋翼是直升机主要的升力面和操纵面，是倾转旋翼机的关键部件。研究表明，只有万向铰机构能够满足倾转旋翼机的功能和动力学要求。目前，已有的万向铰机构有从汽车十字万向铰机构演变而来的金属万向铰机构，也有美军倾转旋翼机v22构型的复杂弹性万向铰机构等类型。


技术实现要素：

3.本发明作为一种弹性万向铰，结构简单、可靠性高、维护性好。
4.一种弹性万向铰，包括：中央件、两个定心弹性轴承、星型中心弹性轴承和安装螺栓；
5.所述中央件包括一体成型的圆环和三支臂；所述三支臂等间隔设置在圆环外侧；
6.所述星型中心弹性轴承设置在中央件圆环内且不与圆环侧壁接触；
7.所述两个定心弹性轴承分别通过螺栓固定在中央件上下两侧；
8.所述两个定心弹性轴承还通过螺栓与星型中心弹性轴承连接；
9.所述星型中心弹性轴承中部设有第一轴孔；
10.所述两个定心弹性轴承中部也设有第二轴孔；
11.与万向铰连接的轴贯穿第二轴孔和第一轴孔。
12.进一步，所述星型中心弹性轴承为三角形状柱体，三角形柱体中部设有第一轴孔；三角形柱体三个顶点设有三个第一通孔；所述三个第一通孔内通过弹性材料分别固定三根空心圆柱。
13.进一步，所述中央件三支臂根部设有第一螺栓孔。
14.进一步，所述定心弹性轴承包括：外壳、内壳，且所述外壳和内壳通过弹性材料连接；
15.所述内壳上开有第二轴孔；
16.所述外壳上开有与第一螺栓孔位置和尺寸相匹配的第二螺栓孔，以及与第一通孔位置和尺寸相匹配的第三螺栓孔；
17.安装螺栓穿过外壳上的第二螺栓孔和中央件上的第一螺栓孔将外壳与中央件固定；
18.安装螺栓穿过外壳上的第三螺栓孔和第一通孔将外壳与星型中心弹性轴承连接。
19.进一步，所述弹性材料由金属层与橡胶层叠层交叉混合构成。
20.进一步，所述中央件圆环内侧壁等间隔设有三个圆弧形凹槽，避免与星型中心弹
性轴承顶点的第一通孔侧壁干涉。
21.进一步，所述内壳两个定心弹性轴承还用于对星型中心弹性轴承进行轴向限位，使得星型中心弹性轴承与中央件位于同一平面。
22.进一步，所述内壳外侧壁为第一球面、外壳与弹性材料连接处内侧壁为第二球面；所述第一球面和第二球面同心，且球心为星型中心弹性轴承轴线中点。
23.有益效果：
24.本发明通过设计一种新型弹性万向铰实现复杂的旋翼运动，可满足倾转旋翼飞行器在直升机模式、固定翼模式及过渡模式三种状态下的旋翼运动需求，并能传递和承受两种飞行状态及复杂的过渡状态的静态载荷及动态载荷。
附图说明
25.图1是一种弹性万向铰零件组成图；
26.图2是一种弹性万向铰俯视图；
27.图3是一种弹性万向铰星形中心弹性轴承俯视图；
28.图4是一种弹性万向铰星形中心弹性轴承剖视图；
29.其中，1中央件、2定心弹性轴承、3星形中心弹性轴承、4旋翼轴、5安装螺栓。
具体实施方式
30.下面通过具体实施方式对本发明做进一步说明：
31.本发明涉及到的一种弹性万向铰由中央件1、定心弹性轴承2、星形中心弹性轴承3、旋翼轴4、安装螺栓5组成。
32.其中，中央件1包括一体成型的圆环和等间隔设置在圆环外侧三支臂构成，三支臂可以连接螺旋桨或者桨叶，星型中心弹性轴承2安装在中央件1圆环内，中央件1圆环内侧壁等间隔设有三个圆弧形凹槽，避免与星型中心弹性轴承3顶点侧壁干涉且不与圆环侧壁接触，两个定心弹性轴承2分别通过安装螺栓5固定在中央件上下两侧，两个定心弹性轴承2还通过螺栓与星型中心弹性轴承2连接。
33.星型中心弹性轴承3中部设有第一轴孔，两个定心弹性轴承2中部也设有第二轴孔，弹性万向铰连接旋翼轴4贯穿第二轴孔和第一轴孔。
34.星型中心弹性轴承3为三角形状柱体，三角形柱体三个顶点设有三个第一通孔，第一通孔内壁设有第一球面，三个第一通孔内通过弹性材料分别固定三根空心圆柱，三根空心圆柱外侧壁为第二球面，弹性材料为一种金属和橡胶叠层交叉混合结构的弹性材料相连，且第一球面、第二球面共球心，三个第一球心形成的平面为星型中心弹性轴承3的中心平面。
35.定心弹性轴承2包括：外壳、内壳，且所述外壳和内壳通过弹性材料连接，其中，弹性材料为金属和橡胶叠层交叉混合结构，所述定心弹性轴承2内壳外侧壁设有第三球面、外壳与弹性材料连接处内侧壁为第四球面，所述第三球面和第四球面同心，且球心为星型中心弹性轴承中心3平面与定心弹性轴承2轴线的交点。定心弹性轴承2外壳上开有与第一螺栓孔位置和尺寸相匹配的第二螺栓孔，以及与第一通孔位置和尺寸相匹配的第三螺栓孔，安装螺栓穿过外壳上的第二螺栓孔和中央件上的第一螺栓孔将外壳与中央件1三支臂根部
设有的第一螺栓孔固定，安装螺栓穿过外壳上的第三螺栓孔和第一通孔将外壳与星型中心弹性轴承3连接。
36.当旋翼在工作状态时，两个定心弹性轴承2作为升力传递机构，同时能够限制星型中心弹性轴承中心3弹性材料的轴向运动；当中央件1所连接的螺旋桨或桨叶产生挥舞运动时，中央件1所在平面产生倾斜，此运动最终体现为两个定心弹性轴承2和星型中心弹性轴承中心3弹性材料的变形协调；旋翼扭转运动的动力从旋翼轴4经过星形中心弹性轴承3传递给定心弹性轴承2，定心弹性轴承2传递给中央件1。
37.以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。


技术特征：
1.一种弹性万向铰，其特征在于：所述万向铰包括：中央件、两个定心弹性轴承、星型中心弹性轴承和安装螺栓；所述中央件包括一体成型的圆环和三支臂；所述三支臂等间隔设置在圆环外侧；所述星型中心弹性轴承设置在中央件圆环内且不与圆环侧壁接触；所述两个定心弹性轴承分别通过螺栓固定在中央件上下两侧；所述两个定心弹性轴承还通过螺栓与星型中心弹性轴承连接；所述星型中心弹性轴承中部设有第一轴孔；所述两个定心弹性轴承中部也设有第二轴孔；与万向铰连接的轴贯穿第二轴孔和第一轴孔。2.根据权利要求1所述的一种弹性万向铰，其特征在于：所述星型中心弹性轴承为三角形状柱体，三角形柱体中部设有第一轴孔；三角形柱体三个顶点设有三个第一通孔；所述三个第一通孔内通过弹性材料分别固定三根空心圆柱。3.根据权利要求2所述的一种弹性万向铰，其特征在于：所述中央件三支臂根部设有第一螺栓孔。4.根据权利要求3所述的一种弹性万向铰，其特征在于：所述定心弹性轴承包括：外壳、内壳，且所述外壳和内壳通过弹性材料连接；所述内壳上开有第二轴孔；所述外壳上开有与第一螺栓孔位置和尺寸相匹配的第二螺栓孔，以及与第一通孔位置和尺寸相匹配的第三螺栓孔；安装螺栓穿过外壳上的第二螺栓孔和中央件上的第一螺栓孔将外壳与中央件固定；安装螺栓穿过外壳上的第三螺栓孔和第一通孔将外壳与星型中心弹性轴承连接。5.根据权利要求4所述的一种弹性万向铰，其特征在于：所述弹性材料由金属层与橡胶层叠层交叉混合构成。6.根据权利要求5所述的一种弹性万向铰，其特征在于：所述中央件圆环内侧壁等间隔设有三个圆弧形凹槽，避免与星型中心弹性轴承顶点的第一通孔侧壁干涉。7.根据权利要求4所述的一种弹性万向铰，其特征在于：所述内壳两个定心弹性轴承还用于对星型中心弹性轴承进行轴向限位，使得星型中心弹性轴承与中央件位于同一平面。8.根据权利要求7所述的一种弹性万向铰，其特征在于：所述内壳外侧壁为第一球面、外壳与弹性材料连接处内侧壁为第二球面；所述第一球面和第二球面同心，且球心为星型中心弹性轴承轴线中点。

技术总结
本申请属于但不仅限于直升机旋翼系统设计技术领域，公开了一种弹性万向铰，包括：中央件、两个定心弹性轴承、星型中心弹性轴承和安装螺栓；中央件包括一体成型的圆环和三支臂；三支臂等间隔设置在圆环外侧；星型中心弹性轴承设置在中央件圆环内且不与圆环侧壁接触；两个定心弹性轴承分别通过螺栓固定在中央件上下两侧；两个定心弹性轴承还通过螺栓与星型中心弹性轴承连接；星型中心弹性轴承中部设有第一轴孔；两个定心弹性轴承中部也设有第二轴孔；与万向铰连接的轴贯穿第二轴孔和第一轴孔。可满足倾转旋翼飞行器在直升机模式、固定翼模式及过渡模式三种状态下的旋翼运动需求，并能传递和承受两种飞行状态及复杂的过渡状态的静态载荷及动态载荷。态的静态载荷及动态载荷。态的静态载荷及动态载荷。


技术研发人员：林展 周文
受保护的技术使用者：中国直升机设计研究所
技术研发日：2021.10.09
技术公布日：2022/1/18