一种锥齿轮共轴对转复合式双旋翼直升机传动机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种锥齿轮共轴对转复合式双旋翼直升机传动机构。其包括三级分扭单元和锥齿轮共轴输出单元。该机构原动力通过输入轴齿轮传入系统，经由面齿轮‑直齿轮‑锥齿轮构成的三级齿轮传递装置完成三次分流，最终汇入由推力轴承支撑的共轴锥齿轮，实现功率换向与功率输入；最后再通过与锥齿轮固连的输出轴及和锥齿轮相啮合的直齿轮实现功率三路分流输出。本实用新型专利技术所述传动机构均为定轴传动，结构紧凑且可靠性高，可应用于复合式高速直升机等其他设备的传动系统中。

【技术实现步骤摘要】
一种锥齿轮共轴对转复合式双旋翼直升机传动机构
本技术涉及一种直升机的动力传动系统，具体涉及一种锥齿轮共轴对转复合式双旋翼直升机传动机构。
技术介绍
共轴对转双旋翼直升机作为复合式高速直升机的一种典型结构，与单旋翼直升机的主要区别在于，它在相互同心的轴上安装两副转速相等且转向相反的旋翼。由于旋翼转速相等、转向相反，两副旋翼产生的反作用力矩可以相互平衡，不需要用尾桨来平衡旋翼产生的反作用力矩。共轴对转双旋翼直升机都采用带尾桨的结构，主要是将尾桨作为直升机的前飞推进系统，来提升直升机的飞行速度。目前共轴反转双输出的传动系统构型主要有圆柱齿轮内外啮合传动、锥齿轮传动和复合行星传动三种。西科斯基公司于2005年公布的X2新型复合推力验证机传动系统采用圆柱齿轮内外啮合传动，其特点是所有齿轮均为定轴传动，受结构限制，承载能力有限。锥齿轮共轴输出构型，此种方案结构简单，但没有功率分流，承载能力有限。复合行星共轴传动应用于俄罗斯卡莫夫设计局设计的卡-50等直升机传动系统，通过封闭差动实现旋翼轴共轴反转输出，但存在零件数量多，体积大，设计、加工及装配困难等问题。西科斯基专利US8870538B2的直升机用主减速器传动结构的最后一级通过面齿轮实现共轴反转双输出，具有较大的传动比，但存在传递效率低，系统强度不足等问题。尽管复合式构型的高速升直升机已被广泛采用，但其依然存在不足，因此需要从传动系统这一核心部件着手对其进行改善。
技术实现思路
有鉴于此，本技术为解决现有技术存在的复合式高速直升机承载力小，可靠性低等问题题，提供一种锥齿轮共轴对转复合式双旋翼直升机传动机构。为解决现有技术存在的问题，本技术的技术方案是：一种锥齿轮共轴对转复合式双旋翼直升机传动机构，其特征在于：包括三级分扭单元和共轴输出单元；所述三级分扭单元包括I级齿轮传动、II级齿轮传动和III级齿轮传动组成三级定轴轮系；所述I级齿轮传动包括动力输入齿轮和两个I级面齿轮，动力输入齿轮与两个I级面齿轮相互啮合，实现一级传动；所述II级齿轮传动包括两个II级小圆柱齿轮和四个II级大圆柱齿轮；每个II级小圆柱齿轮与一个I级面齿轮共轴，并且同时与两个II级大圆柱齿轮啮合，实现二级传递；所述III级齿轮传动包括四个III级圆柱齿轮和八个III级锥齿轮，每个III级圆柱齿轮与一个II级大圆柱齿轮共轴，并且同时与两个III级锥齿轮啮合，实现三级传递；所述共轴输出部分包括背靠背的上下锥齿轮；所述上锥齿轮与四个III级圆柱齿轮啮合，并于上输出轴固连；所述下锥齿轮与剩余四个III级圆柱齿轮啮合，并于下输出轴固连，完成动力输出。进一步，上锥齿轮还与上尾翼圆柱齿轮啮合，下锥齿轮还与下尾翼圆柱齿轮啮合。进一步，上下锥齿轮之间设置有推力轴承。进一步，上下输出轴为空心轴，下输出轴从上输出轴中心穿过，且高于上输出轴，转向相反且等速。进一步，三级分扭单元至少设置有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，本技术的优点如下：1)本技术三级分扭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)本技术采用了背靠背锥齿轮共轴构型，易于实现上下旋翼的转速完全相等，而封闭差动行星轮系构型由于配齿困难则很难实现上下旋翼的转速完全相等；3)本技术通过由推力轴承之支撑的背靠背锥齿轮同时实现动力的减速与换向功能，相对于传统换向机构，其结构简单、安装方便且稳定性好；4)本技术最后一级使用尺寸较大的背靠背锥齿轮，因此上下输出轴的直径可以设计的比较大，更容易在下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，而封闭差动行星轮系因受太阳齿轮的尺寸限制，内轴直径尺寸不可能设计得很大；5)从外廓尺寸上看，封闭差动行星轮系构型的传动机构外廓比较细长，本技术的传动机构外廓则比较扁平，因此可通过提高其安装平台的高度位置，增大直升机的舱内空间；6)本技术上下输出轴动力输出作为直升机上升动力，上下尾翼齿轮动力输出作为直升机的推进动力，可更好的满足直升机的飞行动力需求，提升飞行速度。附图说明：图1为本技术单发动机输入的锥齿轮共轴对转双旋翼传动机构的结构示意图；图2为本技术双发动机输入的锥齿轮共轴对转双旋翼传动机构的结构的侧视图；图3为本技术双发动机输入的锥齿轮共轴对转双旋翼传动机构的结构的俯视图；图4为本技术双发动机输入的锥齿轮共轴对转双旋翼传动机构的结构与双旋翼组合的结构示意图；附图标记：1、动力输入轴，2、动力输入齿轮，3、第一I级面齿轮，4、第二I级面齿轮，5、第一II级小圆柱齿轮，6、第二II级小圆柱齿轮，7、第一II级大圆柱齿轮，8、第二II级大圆柱齿轮，9、第三II级大圆柱齿轮，10、第四II级大圆柱齿轮，11、第一III级圆柱齿轮，12、第二III级圆柱齿轮，13、第三III级圆柱齿轮，14、第四III级圆柱齿轮，15、第一III级锥齿轮，16、第二III级锥齿轮，17、第三III级锥齿轮，18、第四III级锥齿轮，19、第五III级锥齿轮，20、第六III级锥齿轮，21、第七III级锥齿轮，22、第八III级锥齿轮,23、上锥齿轮，24、下锥齿轮，25、推力轴承，26、上输出轴，27、下输出轴，28、上尾翼圆柱齿轮，29、下尾翼圆柱齿轮，30、上旋翼，31、下旋翼。具体实施方式为了使本技术的目的、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技术，并不用于限定本技术。实施例一：本实施例为一种单发动机输入的锥齿轮共轴对转双旋翼传动机构的结构，如图1所示：包括三级分扭单元和共轴输出部分；上述三级分扭单元为三级定轴轮系，包括I级齿轮传动、II级齿轮传动和III级齿轮传动；上述I级齿轮传动包括动力输入轴1，动力输入轴1与动力输入齿轮2固连，完成动力的一级传递；所述动力输入齿轮2与第一I级面齿轮3和第二I级面齿轮4同时啮合，并采用径向浮动支撑，完成功率的一次分流；上述II级齿轮传动包括第一II级小圆柱齿轮5和第二II级小圆柱齿轮6；所述第一II级小圆柱齿轮5通过一根分扭轴与第一I级面齿轮3固连，第二II级小圆柱齿轮6通过一根分扭轴与第二I级面齿轮4固连，完成动力的二级传递；第一II级小圆柱齿轮5与第一II级大圆柱齿轮7和第二II级大圆柱齿轮8同时啮合；第二II级小圆柱齿轮6与第三II级大圆柱齿轮9和第四II级大圆柱齿轮10同时啮合，完成功率的二次分流；上述III级齿轮传动包括第一III级圆柱齿轮11、第二III级圆柱齿轮12、第三III级圆柱齿轮13和第四III级圆柱齿轮14，第一III级圆柱齿轮11通过一根双联轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锥齿轮共轴对转复合式双旋翼直升机传动机构，其特征在于：包括三级分扭单元和共轴输出单元；所述三级分扭单元包括I级齿轮传动、II级齿轮传动和III级齿轮传动组成三级定轴轮系；/n所述I级齿轮传动包括动力输入齿轮和两个I级面齿轮，动力输入齿轮与两个I级面齿轮相互啮合，实现一级传动；/n所述II级齿轮传动包括两个II级小圆柱齿轮和四个II级大圆柱齿轮；每个II级小圆柱齿轮与一个I级面齿轮共轴，并且同时与两个II级大圆柱齿轮啮合，实现二级传递；/n所述III级齿轮传动包括四个III级圆柱齿轮和八个III级锥齿轮，每个III级圆柱齿轮与一个II级大圆柱齿轮共轴，并且同时与两个III级锥齿轮啮合，实现三级传递；/n所述共轴输出部分包括背靠背的上下锥齿轮；所述上锥齿轮与四个III级圆柱齿轮啮合，并于上输出轴固连；所述下锥齿轮与剩余四个III级圆柱齿轮啮合，并于下输出轴固连，完成动力输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种锥齿轮共轴对转复合式双旋翼直升机传动机构，其特征在于：包括三级分扭单元和共轴输出单元；所述三级分扭单元包括I级齿轮传动、II级齿轮传动和III级齿轮传动组成三级定轴轮系；
所述I级齿轮传动包括动力输入齿轮和两个I级面齿轮，动力输入齿轮与两个I级面齿轮相互啮合，实现一级传动；
所述II级齿轮传动包括两个II级小圆柱齿轮和四个II级大圆柱齿轮；每个II级小圆柱齿轮与一个I级面齿轮共轴，并且同时与两个II级大圆柱齿轮啮合，实现二级传递；
所述III级齿轮传动包括四个III级圆柱齿轮和八个III级锥齿轮，每个III级圆柱齿轮与一个II级大圆柱齿轮共轴，并且同时与两个III级锥齿轮啮合，实现三级传递；
所述共轴输出部分包括背靠背的上下锥齿轮；所述上锥齿轮与四个III级圆柱齿轮啮合，并于上输出轴固连；所述下锥齿轮与剩余四个I...

【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：新型
国别省市：陕西;61