一种结冰风洞可变初始攻角的翼型振荡机构及工作方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115950616A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202310213972.8(22)申请日2023.03.08(71)申请人中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所地址110000辽宁省沈阳市皇姑区阳山路1号(72)发明人许岭松张付昆吴渊朱东宇金福旭邢汉奇(74)专利代理机构哈尔滨市伟晨专利代理事务所(普通合伙)23209专利代理师韩立岩(51)Int.Cl.G01M9/04(2006.01)G01M9/08(2006.01)B64F5/60(2017.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种结冰风洞可变初始攻角的翼型振荡机构及工作方法(57)摘要一种结冰风洞可变初始攻角的翼型振荡机构及工作方法，属于结冰风洞建设技术领域，本发明为了解决现有结冰风洞的翼型振荡机构振幅和平均迎角均不能无极调节的问题。包括蜗杆、转盘轴承、转筒、旋转直驱马达和模型转轴；转筒转动设置在试验段的侧壁上，模型转轴转动设置在转筒上，转筒与转盘轴承的外环相连，转盘轴承的内环与试验段的侧壁相连，转盘轴承的外周设有蜗轮齿，伺服电机的输出轴通过减速器与蜗杆的一端相连，蜗杆与所述蜗轮齿相啮合，模型转轴的一端与旋转直驱马达的输出端相连，旋转直驱马达设置在马达安装座上，马达安装座与转筒相连，实现翼型初始振荡攻角的自动无极调节，通过控制旋转直驱马达实现翼型振荡所需的频率、振幅。CN115950616ACN115950616A权利要求书1/2页1.一种结冰风洞可变初始攻角的翼型振荡机构，其特征在于：包括伺服电机（1）、减速器（2）、蜗杆（4）、转盘轴承（5）、转筒（6）、马达安装座（7）、旋转直驱马达（8）和模型转轴（9）；转筒（6）转动设置在试验段侧壁（18）上，模型转轴（9）转动设置在转筒（6）上，转筒（6）与转盘轴承（5）的外环相连，转盘轴承（5）的内环与试验段侧壁（18）相连，转盘轴承（5）的外周设有蜗轮齿，伺服电机（1）的输出轴通过减速器（2）与蜗杆（4）的一端相连，蜗杆（4）与所述蜗轮齿相啮合，模型转轴（9）的一端与旋转直驱马达（8）的输出端相连，模型转轴（9）的另一端与试验模型相连，旋转直驱马达（8）设置在马达安装座（7）上，马达安装座（7）与转筒（6）相连。2.根据权利要求1所述的一种结冰风洞可变初始攻角的翼型振荡机构，其特征在于：转筒（6）外周的外端与转盘轴承（5）的外环相连，转筒（6）外周的内端通过自润滑轴套（13）与试验段侧壁（18）相连。3.根据权利要求2所述的一种结冰风洞可变初始攻角的翼型振荡机构，其特征在于：模型转轴（9）通过两个第一轴承（12）与转筒（6）的内周相连。4.根据权利要求3所述的一种结冰风洞可变初始攻角的翼型振荡机构，其特征在于：第一轴承（12）的外环两侧分别与转筒（6）和第一压盖（10）抵靠配合，一个第一轴承（12）的内环与模型转轴（9）的轴肩抵靠配合，另一个第一轴承（12）的内环与安装在模型转轴（9）上的弹簧挡圈（11）抵靠配合。5.根据权利要求1所述的一种结冰风洞可变初始攻角的翼型振荡机构，其特征在于：减速器（2）通过减速机安装座（14）安装在试验段侧壁（18）上。6.根据权利要求5所述的一种结冰风洞可变初始攻角的翼型振荡机构，其特征在于：蜗杆（4）通过两个第二轴承（15）与两个蜗杆安装座（16）一一对应转动连接，蜗杆安装座（16）安装在试验段侧壁（18）上。7.根据权利要求6所述的一种结冰风洞可变初始攻角的翼型振荡机构，其特征在于：第二轴承（15）的外环两侧分别与第二压盖（17）和蜗杆安装座（16）抵靠配合，第二轴承（15）的内环与蜗杆（4）的轴肩抵靠配合。8.根据权利要求7所述的一种结冰风洞可变初始攻角的翼型振荡机构，其特征在于：减速器（2）和蜗杆（4）通过联轴器（3）相连。9.一种结冰风洞可变初始攻角的翼型振荡机构工作方法，依托于权利要求1‑8任一项所述的一种结冰风洞可变初始攻角的翼型振荡机构实现，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：对旋转直驱马达（8）进行选型，旋转直驱马达（8）的性能参数关系同时满足以下两式：；；2CN115950616A权利要求书2/2页式中：Δt为加速时间，单位为s；为负载转动惯量，单位为kg*m2；为旋转直驱马达的转子转动惯量，单位为kg*m2；N为最高转速，单位为s‑1；T为旋转直驱马达对应转速N时输出扭矩，单位为Nm；η为安全系数；为负载扭矩，单位为Nm；π为圆周率；为旋转直驱马达的转矩，单位为Nm；为温度系数；t为周期时间，单位为s；步骤2：将所述振荡机构安装在试验段侧壁（18）上，并与试验模型相连，启动伺服电机（1），伺服电机（1）依次通过减速器（2）、蜗杆（4）、转盘轴承（5）、转筒（6