CN109334967A - 一种共轴双旋翼换向装置 - Google Patents

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申遂愿
朱清华
朱振华
曾嘉楠
招启军
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/04—Helicopters
    • B64C27/08—Helicopters with two or more rotors
    • B64C27/10—Helicopters with two or more rotors arranged coaxially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D35/00—Transmitting power from power plant to propellers or rotors; Arrangements of transmissions
    • B64D35/04—Transmitting power from power plant to propellers or rotors; Arrangements of transmissions characterised by the transmission driving a plurality of propellers or rotors
    • B64D35/06—Transmitting power from power plant to propellers or rotors; Arrangements of transmissions characterised by the transmission driving a plurality of propellers or rotors the propellers or rotors being counter-rotating

Abstract

本发明提出一种共轴双旋翼换向装置，包括上旋翼轴、下旋翼轴以及位于上旋翼轴和下旋翼轴之间的换向机构，所述上旋翼轴与下旋翼轴位于同一轴线上；所述换向机构包括固定于上旋翼轴的上锥齿轮和固定于下旋翼轴的下锥齿轮，且所述上锥齿轮和下锥齿轮的锥齿面相对设置；所述上锥齿轮和下锥齿轮之间设有与上旋翼轴垂直的固定轴和套于固定轴上的两个传动锥齿轮，且所述两个传动锥齿轮的锥齿面相对设置，每个传动锥齿轮与上锥齿轮和下锥齿轮同时啮合。本发明采用多组锥齿轮进行换向传动，换向机构构造简单轻巧，可靠性高，使用寿命长，易于维修维护。

Description

一种共轴双旋翼换向装置
技术领域
本发明涉及共轴双旋翼换向器技术领域，具体地说是涉及一种共轴双旋翼换向装置。
背景技术
共轴双旋翼飞行器具有绕同一理论轴线一正一反旋转的上下两副旋翼，由于转向相反，两副旋翼产生的扭矩在航向不变的飞行状态下相互平衡，所以共轴双旋翼飞行器不需要安装平衡反扭矩装置，减轻了飞行器重量并减小了飞行器外形尺寸。
一般来说，共轴式飞行器的上旋翼轴和下旋翼轴都是通过内外轴以实现共轴反转。上下旋翼的内外轴又是通过主减速器内的圆锥齿轮实现换向运动的。因此，主减速器既是动力传递减速装置又是上下旋翼的换向装置。
对于轴系，一般至少应有上下旋翼轴和套筒三部分组成。上旋翼通过桨毂与内轴相连，内轴穿过与下旋翼连接的外轴，在与外轴的交汇处通过轴承隔开，在此，轴承一方面将内外轴的运动隔开，一方面使外轴对内轴在该点进行支撑，内轴在下端与下锥齿轮连接并通过轴承由减速器壳体支撑；套筒与减速器壳体固连并在下自动倾斜器处通过轴承对外轴支撑；外轴在下端与上锥齿轮通过平键或花键相连并通过轴承与减速器壳体连接。这样做的缺点是通过大轴套小轴的方式使得下旋翼轴轴径变大，增加了旋翼系统的重量，并且使旋翼系统变得复杂也不利于维修。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种共轴双旋翼换向装置，构造简单轻巧，可靠性高，使用寿命长，易于维修维护。
技术方案：本发明提出一种共轴双旋翼换向装置，包括上旋翼轴、下旋翼轴以及位于上旋翼轴和下旋翼轴之间的换向机构，所述上旋翼轴与下旋翼轴位于同一轴线上；所述换向机构包括固定于上旋翼轴的上锥齿轮和固定于下旋翼轴的下锥齿轮，且所述上锥齿轮和下锥齿轮的锥齿面相对设置；所述上锥齿轮和下锥齿轮之间设有与上旋翼轴垂直的固定轴和套于固定轴上的两个传动锥齿轮，且所述两个传动锥齿轮的锥齿面相对设置，每个传动锥齿轮与上锥齿轮和下锥齿轮同时啮合。
进一步，所述换向机构还包括一外壳，所述固定轴的两端固定于外壳上。
进一步，所述上旋翼轴与上锥齿轮之间设有上固定凸台，所述上固定凸台的底板与上锥齿轮通过螺栓固定，所述上旋翼轴穿过所述上固定凸台，所述上固定凸台的凸出部设有径向穿过上旋翼轴的销接螺栓。
进一步，所述下旋翼轴与下锥齿轮之间设有下固定凸台，所述下固定凸台的底板与下锥齿轮通过螺栓固定，所述下旋翼轴穿过所述下固定凸台，所述下固定凸台的凸出部设有径向穿过下旋翼轴的销接螺栓。
进一步，所述外壳内设有一四向连接套筒，所述固定轴穿过所述四向连接套筒的两个端口，所述四向连接套筒的另外两个端口通过连接杆固定连接于外壳上。
进一步，所述上固定凸台与上旋翼轴之间设有上轴承套筒，所述上轴承套筒内设有轴承，所述上旋翼轴位于所述轴承内。
进一步，所述下固定凸台与下旋翼轴之间设有下轴承套筒，所述下轴承套筒内设有轴承，所述下旋翼轴位于所述轴承内。
进一步，所述上旋翼轴上固定有上旋翼，所述下旋翼轴上固定有下旋翼。
进一步，两个所述传动锥齿轮与固定轴之间均设有滑动轴套。
进一步，所述上锥齿轮、下锥齿轮和传动锥齿轮均为弧齿锥齿轮。
有益效果：本发明采用多组锥齿轮进行换向传动，换向机构构造简单轻巧，可靠性高，使用寿命长，易于维修维护。
附图说明
图1为本发明共轴双旋翼换向装置结构示意图；
图2为本发明共轴双旋翼换向装置的换向机构结构示意图；
图3为本发明共轴双旋翼换向装置的上旋翼与上锥齿轮之间部件结构示意图；
图4为本发明共轴双旋翼换向装置的下旋翼与下锥齿轮之间部件结构示意图。
图中：1-上旋翼轴，2-下旋翼轴，3-上锥齿轮，4-下锥齿轮，5-固定轴，6-传动锥齿轮，7-外壳，8-上固定凸台，9-底板，10-凸出部，11-下固定凸台，12-四向连接套筒，13-连接杆，14-上轴承套筒，15-下轴承套筒，16-上旋翼，17-下旋翼，18-第一端口，19-第二端口，20-连接轴，21-上轴承挡板，22-下轴承挡板。
具体实施方式
本发明提出一种共轴双旋翼换向装置，如图1至图4所示，包括上旋翼轴1、下旋翼轴2以及位于上旋翼轴1和下旋翼轴2之间的换向机构，上旋翼轴1与下旋翼轴1位于同一轴线上；上旋翼轴1上固定有上旋翼16，下旋翼轴2上固定有下旋翼17。
换向机构包括固定于上旋翼轴1的上锥齿轮3和固定于下旋翼轴2的下锥齿轮4，且所述上锥齿轮3和下锥齿轮4的锥齿面相对设置。上锥齿轮3和下锥齿轮4之间设有与上旋翼轴1垂直的固定轴5和套于固定轴5上的两个传动锥齿轮6，且所述两个传动锥齿轮6锥齿面相对设置，每个传动锥齿轮6与上锥齿轮3和下锥齿轮4同时啮合，因此两个传动锥齿轮6在固定轴5上旋转方向相反。两个所述传动锥齿轮6与固定轴5之间均设有滑动轴套，实现传动锥齿轮6与固定轴5的周向滑动。所述上锥齿轮3、下锥齿轮4和传动锥齿轮6均为弧齿锥齿轮，可传动功率大且更平稳。
使用时，下旋翼轴2为驱动轴，带动下锥齿轮4旋转，下锥齿轮4带动两个传动锥齿轮6在固定轴5上滑动旋转，两个传动锥齿轮6共同带动上锥齿轮3旋转，且实现了换向，使上锥齿轮3和下锥齿轮4的旋转方向相反。
换向机构还包括一外壳7，外壳7上设有第一端口18和第二端口19，固定轴5的两端通过第一端口18固定于外壳7上，外壳7内设有一四向连接套筒12，固定轴5穿过四向连接套筒12的两个端口，连接杆13穿过四向连接套筒12的另外两个端口通过第二端口19固定于外壳7上。本发明通过在上旋翼轴1和下旋翼轴2之间设置换向机构，且上旋翼轴1直接与换向机构连接，从而不需要很长的空心轴支撑上旋翼轴连接至上旋翼，缩短了换向装置旋翼轴的长度，简化了换向装置的结构，减小了体积，降低了重量。
上旋翼轴1与上锥齿轮3之间设有上固定凸台8，上固定凸台8包括底板9和位于底板9上的凸出部10，上固定凸台8的底板9与上锥齿轮3通过螺栓固定，上旋翼轴1穿过上固定凸台8，上固定凸台8的凸出部10设有径向穿过上旋翼轴1的销接螺栓。上固定凸台8与上旋翼轴1之间设有上轴承套筒14，上轴承套筒14内设有轴承，上旋翼轴1位于所述轴承内。上轴承套筒14与上旋翼轴1之间设有上轴承挡板21，上轴承挡板21位于上固定凸台8的上方。
下旋翼轴2与下锥齿轮4之间设有下固定凸台11，下固定凸台11包括底板和位于底板上的凸出部，下固定凸台11的底板与下锥齿轮4通过螺栓固定，下旋翼轴2穿过所述下固定凸台11，下固定凸台11的凸出部设有径向穿过下旋翼轴2的销接螺栓。下固定凸台11与下旋翼轴2之间设有下轴承套筒15，下轴承套筒15内设有轴承，下旋翼轴2位于所述轴承内。下轴承套筒15与下旋翼轴2之间设有下轴承挡板22，下轴承挡板22位于下固定凸台11的下方。
共轴双旋翼换向装置安装固定在直升机等飞行器上时，下旋翼轴2中套有连接轴20，连接轴20的一端固定于四向连接套筒12上，连接轴20的另一端固定于直升机等飞行器上，起到固定的作用。
共轴双旋翼换向装置工作时，从下往上看，当下旋翼17顺时旋转时，下旋翼轴2顺时针旋转，从而带动下锥齿轮4顺时针旋转，同时从左往右看下锥齿轮4带动传动锥齿轮6逆时针旋转，由此从下往上看传动锥齿轮6带动上锥齿轮3逆时针旋转，从而上旋翼轴1逆时针旋转带动上旋翼16逆时针旋转，实现了上旋翼16与下旋翼17的共轴反转。

Claims (10)

1.一种共轴双旋翼换向装置，其特征在于：包括上旋翼轴（1）、下旋翼轴（2）以及位于上旋翼轴（1）和下旋翼轴（2）之间的换向机构，所述上旋翼轴（1）与下旋翼轴（2）位于同一轴线上；所述换向机构包括固定于上旋翼轴（1）的上锥齿轮（3）和固定于下旋翼轴（2）的下锥齿轮（4），且所述上锥齿轮（3）和下锥齿轮（4）的锥齿面相对设置；所述上锥齿轮（3）和下锥齿轮（4）之间设有与上旋翼轴（1）垂直的固定轴（5）和套于固定轴（5）上的两个传动锥齿轮（6），且所述两个传动锥齿轮（6）的锥齿面相对设置，每个传动锥齿轮（6）与上锥齿轮（3）和下锥齿轮（4）同时啮合。
2.根据权利要求1所述的共轴双旋翼换向装置，其特征在于：所述换向机构还包括一外壳（7），所述固定轴（5）的两端固定于外壳（7）上。
3.根据权利要求2所述的共轴双旋翼换向装置，其特征在于：所述上旋翼轴（1）与上锥齿轮（3）之间设有上固定凸台（8），所述上固定凸台（8）的底板（9）与上锥齿轮（3）通过螺栓固定；所述上旋翼轴（1）穿过所述上固定凸台（8），所述上固定凸台（8）的凸出部（10）设有径向穿过上旋翼轴（1）的销接螺栓。
4.根据权利要求3所述的共轴双旋翼换向装置，其特征在于：所述下旋翼轴（2）与下锥齿轮（4）之间设有下固定凸台（11），所述下固定凸台（11）的底板与下锥齿轮（4）通过螺栓固定；所述下旋翼轴（2）穿过所述下固定凸台（11），所述下固定凸台（11）的凸出部设有径向穿过下旋翼轴（2）的销接螺栓。
5.根据权利要求2所述的共轴双旋翼换向装置，其特征在于：所述外壳（7）内设有一四向连接套筒（12），所述固定轴（5）穿过所述四向连接套筒（12）的两个端口，所述四向连接套筒（12）的另外两个端口通过连接杆（13）固定连接于外壳（7）上。
6.根据权利要求4所述的共轴双旋翼换向装置，其特征在于：所述上固定凸台（8）与上旋翼轴（1）之间设有上轴承套筒（14），所述上轴承套筒（14）内设有轴承，所述上旋翼轴（1）位于所述轴承内。
7.根据权利要求4所述的共轴双旋翼换向装置，其特征在于：所述下固定凸台（11）与下旋翼轴（2）之间设有下轴承套筒（15），所述下轴承套筒（15）内设有轴承，所述下旋翼轴（2）位于所述轴承内。
8.根据权利要求1所述的共轴双旋翼换向装置，其特征在于：所述上旋翼轴（1）上固定有上旋翼（16），所述下旋翼轴（2）上固定有下旋翼（17）。
9.根据权利要求1所述的共轴双旋翼换向装置，其特征在于：两个所述传动锥齿轮（6）与固定轴（5）之间均设有滑动轴套。
10.根据权利要求1所述的共轴双旋翼换向装置，其特征在于：所述上锥齿轮（3）、下锥齿轮（4）和传动锥齿轮（6）均为弧齿锥齿轮。
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