面齿轮构型共轴双旋翼变速传动机构制造技术

本发明专利技术公开了一种面齿轮构型共轴双旋翼变速传动机构。其包括和变速输出单元；分扭传动单元包括发动机动力通过输入轴圆柱齿轮传入系统，并经过三级分流汇入由推力轴承支撑的共轴面齿轮，实现换向与功率汇流；变速输出单元包括上面齿轮通过与第一输出轴将功率传入下旋翼；下面齿轮功率通过第二输出轴传递给行星变速机构的太阳轮，再通过与行星架固连且穿过第一、第二输出轴的第三输出轴传递给上旋翼作变速旋转。本发明专利技术所述传动机构技术上易于实现，具有结构紧凑、可靠性高、传动比大及传递效率高等特点。

Face gear type coaxial twin rotor variable speed transmission mechanism

【技术实现步骤摘要】
面齿轮构型共轴双旋翼变速传动机构
本专利技术涉及一种直升机的动力传动系统，具体涉及一种面齿轮构型共轴双旋翼变速传动机构。
技术介绍
高速直升机的飞行速度可达400km/h以上，其主要构型通常为共轴主旋翼带尾桨构型。直升机在高速前飞时为避免前行桨叶激波，需降低旋翼转速。降低旋翼转速可以通过发动机变速和传动系统变速来实现，发动机的正常工作的转速范围较小，通过降发动机转速来降低旋翼转速的幅度很有限，因此传动系统变速十分必要。目前，航空用传动变速装置可分为两类：一类为离合器变速装置，主要利用超越离合器的差速超越性能来实现两种不同转速的输出。另一类为差动行星变速装置，主要通过控制齿圈的速度来实现不同转速的输出。变传动比的传动方案虽然能从原理上实现，但还存在一些技术难点。若采用离合器变速装置方案，需攻克多盘离合器控制、过渡过程中离合器的摩擦、冲击及功率丢失等技术难点；而采用差动行星传动方案，则需要另外一个可变速的驱动单元。同时，变速过程的发动机控制和飞行控制也需要探索验证。此外，可变速比的传动系统会导致零部件数量增加，传动系统的质量增加，使传动系统的可靠性和效率降低。因此，在研制高速直升机时，对传动系统进行重点攻关，充分发挥前行桨叶的升力潜力，突破常规构型直升机前飞速度的限制，是高速直升机的关键技术所在。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术为解决现有技术存在的高速直升机飞行速度受限，可靠性差与效率低等问题，提供一种面齿轮构型共轴双旋翼变速传动机构。为解决现有技术存在的问题，本专利技术的技术方案是：一种面齿轮构型共轴双旋翼变速传动机构，其特征在于：包括分扭传动单元和变速输出单元；所述分扭传动单元包括I级分扭传动、II级分扭传动和III级分扭传动；所述I级分扭传动包括动力输入齿轮和两个分扭面齿轮，动力输入齿轮同时与两个分扭面齿轮啮合，实现一级传动；所述II级分扭传动包括两个二级分扭小齿轮和四个二级分扭大齿轮，每个二级分扭小齿轮与一个分扭面齿轮共轴，并且同时与两个二级分扭大齿轮啮合实现二级传递；所述III级分扭传动包括四个三级分扭小齿轮和八个三级分扭大齿轮，每个三级分扭小齿轮与一个二级分扭大齿轮共轴，并且同时与两个三级分扭大齿轮啮合，实现三级传递；所述变速输出单元包括背靠背的上下面齿轮；所述上面齿轮与四个三级分扭大齿轮啮合，并与第一输出轴固连；所述下面齿轮与另外四个三级分扭大齿轮啮合，并通过第二输出轴与太阳轮固连，带动行星架，所述行星架与第三输出轴固连，完成动力的变速双向输出。进一步，上面齿轮还与上尾翼齿轮啮合，下面齿轮还与下尾翼齿轮啮合。进一步，上下面齿轮之间设置有推力轴承。进一步，第一输出轴、第二输出轴和第三输出轴为空心轴，且第三输出轴两端带有花键；第一输出轴孔径和第二输出轴孔径均大于第三输出轴轴径，第三输出轴从第一输出轴和第二输出轴中心穿过且高于第一输出轴。进一步，分扭传动单元所有齿轮轴线与上下面齿轮轴线垂直；所述第一输出轴和第三输出轴的转速不等且转向相反。进一步，分扭传动单元至少设置有1个，采用多路输入时，每路构型相同且并沿圆周均匀布置。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：1、本专利技术分扭传动单元为三级定轴轮系，采用轴-轴承-齿轮一体化设计，有效的降低了齿轮传递载荷及系统质量，使得系统结构紧凑且可靠性高；2、本专利技术通过由推力轴承之支撑的共轴面齿轮同时实现动力的减速与换向功能，相对于采用锥齿轮换向机构的传统构型，其结构简单、安装方便且稳定性好；3、本专利技术整个传动系统空间布置层次明显，分扭传动与上下面齿轮同处于上层且沿圆周呈块状布置，行星变速装置位于下层，有助于减速器的模块化设计，便于安装与拆卸维修；4、本专利技术在实现双旋翼的变速传动方法中，采用行星变速装置方案，传动平稳，可明显减少系统的摩擦与冲击，同时还具有较大的传动比，易于满足高速直升机高速飞行时采用较低的转速输出的要求，解决了传统的离合器变速装置方案存在摩擦、冲击及功率丢失等技术问题。5、本专利技术最后一级使用尺寸较大的共轴面齿轮，所以输出轴的直径可以设计得比较大，更容易在输出轴内布置相关装置，如内操纵装置、防除冰装置和测试设备等。附图说明：图1为本专利技术单发动机输入的面齿轮构型共轴双旋翼变速传动机构的结构示意图；图2为本专利技术双发动机输入的面齿轮构型共轴双旋翼变速传动机构的正等侧视图；图3为本专利技术双发动机输入的面齿轮构型共轴双旋翼变速传动机构的俯视图；图4为本专利技术双发动机输入的面齿轮构型共轴双旋翼变速传动机构与双旋翼组合的结构示意图；附图标记：1、动力输入轴，2、一级分扭圆柱齿轮，3、第一一级分扭面齿轮，4、第二一级分扭面齿轮，5、第一二级小分扭齿轮，6、第二二级小分扭齿轮，7、第一二级大分扭齿轮，8、第二二级大分扭齿轮，9、第三二级大分扭齿轮，10、第四二级分扭大齿轮，11、第一三级小分扭齿轮，12、第二三级小分扭齿轮，13、第三三级小分扭齿轮，14、第四三级小分扭齿轮，15、第一三级大齿轮，16、第二III级大齿轮，17、第三三级大分扭齿轮，18、第四三级大分扭齿轮，19、第五三级大分扭齿轮，20、第六三级大分扭齿轮，21、第七三级大分扭齿轮，22、第八三级大分扭齿轮，23、上面齿轮，24、下面齿轮，25、推力轴承，26、第一输出轴，27、第二输出轴，28、第三输出轴，29、上尾翼齿轮，30、下尾翼齿轮，31、太阳轮，32、行星轮，33、内齿圈，34、行星架，35、上旋翼，36、下旋翼。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例一：本实施例提供一种但发动机输入的面齿轮构型共轴双旋翼变速传动机构，如图1所示：包括分扭传动单元和变速输出单元；所述分扭传动单元包括动力输入轴1，所述动力输入轴1固连一级分扭圆柱齿轮2，实现一级传递；所述一级分扭圆柱齿轮2与第一一级分扭面齿轮3和第二一级分扭面齿轮4同时啮合，并采用径向浮动支撑，完成功率的一次分流；所述第一一级分扭面齿轮3和第二一级分扭面齿轮4分别通过分扭轴与第一二级小分扭齿轮5和第二二级小分扭齿轮6固连，实现二级传递；所述第一二级小分扭齿轮5与第一二级大分扭齿轮7和第二二级大分扭齿轮8同时啮合；所述第二二级小分扭齿轮6与第三二级大分扭齿轮9和第四二级分扭大齿轮10同时啮合，完成功率的二次分流；所述第一二级大分扭齿轮7、第二二级大分扭齿轮8、第三二级大分扭齿轮9和第四二级大分扭齿轮10分别通过双联轴与第一三级小分扭齿轮11、第二三级小分扭齿轮12、第三三级小分扭齿轮13和第四三级小分扭齿轮14固连，实现三级传递；所述第一三级小分扭齿轮11与第一三级大齿轮15和第二III级大齿轮16同时啮合；所述第二三级小分扭齿轮12与第三三级大分扭齿轮17和第四三级大分扭齿轮18同时啮合；所述第三三级小分扭齿轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.面齿轮构型共轴双旋翼变速传动机构，其特征在于：包括分扭传动单元和变速输出单元；所述分扭传动单元包括I级分扭传动、II级分扭传动和III级分扭传动；/n所述I级分扭传动包括动力输入齿轮和两个分扭面齿轮，动力输入齿轮同时与两个分扭面齿轮啮合，实现一级传动；/n所述II级分扭传动包括两个二级分扭小齿轮和四个二级分扭大齿轮，每个二级分扭小齿轮与一个分扭面齿轮共轴，并且同时与两个二级分扭大齿轮啮合实现二级传递；/n所述III级分扭传动包括四个三级分扭小齿轮和八个三级分扭大齿轮，每个三级分扭小齿轮与一个二级分扭大齿轮共轴，并且同时与两个三级分扭大齿轮啮合，实现三级传递；/n所述变速输出单元包括背靠背的上下面齿轮；所述上面齿轮与四个三级分扭大齿轮啮合，并与第一输出轴固连；所述下面齿轮与另外四个三级分扭大齿轮啮合，并通过第二输出轴与太阳轮固连，带动行星架，所述行星架与第三输出轴固连，完成动力的变速双向输出。/n

【技术特征摘要】
1.面齿轮构型共轴双旋翼变速传动机构，其特征在于：包括分扭传动单元和变速输出单元；所述分扭传动单元包括I级分扭传动、II级分扭传动和III级分扭传动；
所述I级分扭传动包括动力输入齿轮和两个分扭面齿轮，动力输入齿轮同时与两个分扭面齿轮啮合，实现一级传动；
所述II级分扭传动包括两个二级分扭小齿轮和四个二级分扭大齿轮，每个二级分扭小齿轮与一个分扭面齿轮共轴，并且同时与两个二级分扭大齿轮啮合实现二级传递；
所述III级分扭传动包括四个三级分扭小齿轮和八个三级分扭大齿轮，每个三级分扭小齿轮与一个二级分扭大齿轮共轴，并且同时与两个三级分扭大齿轮啮合，实现三级传递；
所述变速输出单元包括背靠背的上下面齿轮；所述上面齿轮与四个三级分扭大齿轮啮合，并与第一输出轴固连；所述下面齿轮与另外四个三级分扭大齿轮啮合，并通过第二输出轴与太阳轮固连，带动行星架，所述行星架与第三输出轴固连，完成动力的变速双向输出。


2.根据权利要求1所述的面齿轮构型共...

【专利技术属性】
技术研发人员：董皓，张建文，王理邦，张灏秦，赵晓龙，刘锡尧，李博，王亚娟，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61