CN109695664B - 一种直升机用分扭传动减速装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直升机用分扭传动减速装置，其特征在于：包括输出级系统、四个二级分扭系统、四个一级分扭系统和两个输入级系统；所述输出级系统包括人字齿轮和输出轴；所述二级分扭系统包括第一轴系和第二轴系；所述第一轴系包括直齿轮I、中间轴I、斜齿轮I和斜齿轮II；所述第二轴系包括直齿轮II、中间轴II、斜齿轮III和斜齿轮IV；所述一级分扭系统包括锥齿轮轴、支撑架、差动轮系、直齿轮III、中间轴III和直齿轮IV；所述输入级系统包括输入轴、两个中间轴IV和两个锥齿轮；本发明采用对称布置结构和差动轴系，实现了各级分扭传动，满足了均载要求，提升了分扭传动系统的使用性能。

Description

一种直升机用分扭传动减速装置

技术领域

本发明涉及直升机传动系统领域，具体涉及一种直升机用分扭传动减速装置。

背景技术

自直升机问世以来，由于其机动性高、起降便利、用途范围广等优点，因此广泛应用于军事、运输、救援等领域。

传统直升机减速装置多为单路传动，采用定轴轮系与行星轮系组合的方式逐级减速，这种构型只适用于轻型直升机。随着直升机使用要求的不断提高，重型直升机的需求不断增大，但由于其零部件服役条件恶劣，使用寿命短，振动噪声等问题突出，传统的直升机减速装置难以满足使用要求。

因此，为了满足直升机发展的需求，现有技术中迫切需要一种承载能力强、均载性能好的新型直升机减速装置。

发明内容

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种直升机用分扭传动减速装置，其特征在于：包括输出级系统、四个二级分扭系统、四个一级分扭系统和两个输入级系统。

所述输出级系统包括人字齿轮和输出轴。

所述人字齿轮是由上斜齿轮和下斜齿轮组合而成。

所述输出轴的一端通过螺栓连接在所述人字齿轮的内部中心。所述输出轴的另一端伸出所述人字齿轮,伸出方向为更靠近上斜齿轮的方向。所述人字齿轮能够带动输出轴旋转。

以所述人字齿轮的端面建立三维空间坐标系，其中，记z轴的方向为垂直于所述人字齿轮的端面，正向朝向所述输出轴，记x轴的方向为平行于人字齿轮的端面向右，记y轴的方向为平行于所述人字齿轮的端面向前。

所述二级分扭系统包括第一轴系和第二轴系。

所述第一轴系包括直齿轮I、中间轴I、斜齿轮I和斜齿轮II。

所述中间轴I的轴线平行于z轴。所述中间轴I的中部和上下两端均具有花键。

所述斜齿轮I通过花键连接在所述中间轴I的下端。所述斜齿轮I与所述下斜齿轮啮合。

所述斜齿轮II通过花键连接在所述中间轴I的上端。所述斜齿轮II与所述上斜齿轮啮合。

所述直齿轮I通过花键安装在所述中间轴I的中部。

所述第二轴系包括直齿轮II、中间轴II、斜齿轮III和斜齿轮IV。

所述中间轴II的轴线平行于z轴。所述中间轴II的中部和上下两端均具有花键。

所述斜齿轮III通过花键连接在所述中间轴II的下端。所述斜齿轮III与所述下斜齿轮啮合。

所述斜齿轮IV通过花键连接在所述中间轴II的上端。所述斜齿轮IV与所述上斜齿轮啮合。

所述直齿轮II通过花键安装在所述中间轴II的中部。所述直齿轮II的安装方向与所述直齿轮I的安装方向相反。

四个所述二级分扭系统分布在所述人字齿轮的周向方向。

所述一级分扭系统包括锥齿轮轴、支撑架、差动轮系、直齿轮III、中间轴III和直齿轮IV。

所述支撑架呈圆柱体状。所述支撑架内部为空腔。所述支撑架圆柱顶面的径向上分布有两个对称的支耳。

所述锥齿轮轴的轴身通过螺栓连接在所述支撑架的内部。

所述中间轴III的轴线平行于z轴。所述中间轴III的上下两端均具有花键。

所述差动轮系包括差动锥齿轮I、差动锥齿轮II、差动锥齿轮III和差动锥齿轮轴。

所述差动锥齿轮I和所述差动锥齿轮II呈镜像安装在所述支撑架的两个支耳上。

所述差动锥齿轮轴内部为通孔。所述中间轴III的中段位于所述差动锥齿轮轴内部的通孔中。

所述差动锥齿轮轴的轴身上具有花键。所述差动锥齿轮轴通过花键连接所述直齿轮III。所述直齿轮III与所述第二轴系的直齿轮II啮合。

所述差动锥齿轮轴与所述中间轴III同轴线。所述差动锥齿轮轴的锥齿轮分别与所述差动锥齿轮I和所述差动锥齿轮II啮合。

所述差动锥齿轮III通过花键连接在所述中间轴III的下端。所述差动锥齿轮III分别与所述差动锥齿轮I和所述差动锥齿轮II啮合。

所述直齿轮IV通过花键连接在所述中间轴III的上端。所述直齿轮IV与所述第一轴系的直齿轮I啮合。

四个所述一级分扭系统呈矩形分布在四个所述二级分扭系统四周。每一个一级分扭系统配合一个二级分扭系统。

所述输入级系统包括输入轴、两个中间轴IV和两个锥齿轮。

所述输入轴的轴线平行于x轴。所述输入轴的中部具有外花键。

所述中间轴IV内部具有内花键。所述中间轴IV的端部具有外花键。两个所述中间轴IV通过内花键套接在所述输入轴上。

所述锥齿轮通过花键连接在所述中间轴IV的端部。两个所述锥齿轮的安装方向相同。两个所述锥齿轮分别与相邻的两个一级分扭系统上锥齿轮轴的锥齿轮相啮合。

两个所述输入级系统位于输出级系统的下方，且平行分布在x轴的两侧。

进一步，所述直齿轮I侧壁中心具有凸台I。所述凸台I内部为花键。所述直齿轮I的凸台I背向z轴的朝向方向，并通过花键安装在所述中间轴I的中部。

所述直齿轮II侧壁中心具有凸台II。所述凸台II内部为花键。所述直齿轮II的凸台II面向z轴的朝向方向，并通过花键安装在所述中间轴II的中部。

进一步，所述第一轴系的直齿轮I与所述第二轴系的直齿轮II规格、参数均相同。

所述第一轴系的中间轴I与所述第二轴系的中间轴II规格、参数均相同。

所述第一轴系的斜齿轮I与所述第二轴系的斜齿轮III规格、参数均相同。

所述第一轴系的斜齿轮II与所述第二轴系的斜齿轮IV规格、参数均相同。

进一步，所述的差动轮系中差动锥齿轮I、差动锥齿轮II、差动锥齿轮III和差动锥齿轮轴上的锥齿轮具有相同齿轮参数。

本发明的技术效果如下：

1)本发明提出的直升机用分扭传动减速装置传动比大，承载能力强，均载性能优异。

2)动力经过多级分扭传动后，各支路中的功率和扭矩逐级降低，改善了各零部件的服役条件，提高了减速装置的工作性能。

3)通过采用对称布置的结构，使动力传递距离相等，保证相应传动轴变形相同，同时采用差动轮系，实现功率的分流，保证相应传动轴上传递的功率相同。

4)对称布置的结构和差动轮系的运用使得减速装置中各级支路中传递的功率和扭矩相同，满足了均载要求，延长了各零部件的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图1；

图2为本发明的整体结构示意图2；

图3为输出级系统的结构示意图；

图4为二级分扭系统的结构示意图；

图5为一级分扭系统的结构示意图；

图6为输入级系统的结构示意图；

图7为本发明二分之一轴系传动简图。

图中：输出级系统1、人字齿轮101、上斜齿轮1011、下斜齿轮1012、输出轴102、二级分扭系统2、第一轴系201、直齿轮I2011、凸台I20111、中间轴I2012、斜齿轮I2013、斜齿轮II2014、第二轴系202、直齿轮II2021、凸台II20211、中间轴II2022、斜齿轮III2023、斜齿轮IV2024、一级分扭系统3、锥齿轮轴301、支撑架302、差动轮系303、差动锥齿轮I3031、差动锥齿轮II3032、差动锥齿轮III3033、差动锥齿轮轴3034、直齿轮III304、中间轴III305、直齿轮IV306、输入级系统4、输入轴401、中间轴IV402和锥齿轮403。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

参见图1、图2和图7，一种直升机用分扭传动减速装置，其特征在于：包括输出级系统1、四个二级分扭系统2、四个一级分扭系统3和两个输入级系统4。

参见图3，所述输出级系统1包括人字齿轮101和输出轴102。

所述人字齿轮101是由上斜齿轮1011和下斜齿轮1012组合而成。

所述输出轴102的一端通过螺栓连接在所述人字齿轮101的内部中心。所述输出轴102的另一端伸出所述人字齿轮101,伸出方向为更靠近上斜齿轮1011的方向。所述人字齿轮101能够带动输出轴102旋转。

以所述人字齿轮101的端面建立三维空间坐标系，其中，记z轴的方向为垂直于所述人字齿轮101的端面，正向朝向所述输出轴102，记x轴的方向为平行于人字齿轮101的端面向右，记y轴的方向为平行于所述人字齿轮101的端面向前。

参见图4，所述二级分扭系统2包括第一轴系201和第二轴系202。

所述第一轴系201包括直齿轮I2011、中间轴I2012、斜齿轮I2013和斜齿轮II2014。

所述中间轴I2012的轴线平行于z轴。所述中间轴I2012的中部和上下两端均具有花键。

所述斜齿轮I2013通过花键连接在所述中间轴I2012的下端。所述斜齿轮I2013与所述下斜齿轮1012啮合。

所述斜齿轮II2014通过花键连接在所述中间轴I2012的上端。所述斜齿轮II2014与所述上斜齿轮1011啮合。

所述直齿轮I2011通过花键安装在所述中间轴I2012的中部。

所述第二轴系202包括直齿轮II2021、中间轴II2022、斜齿轮III2023和斜齿轮IV2024。

所述中间轴II2022的轴线平行于z轴。所述中间轴II2022的中部和上下两端均具有花键。

所述斜齿轮III2023通过花键连接在所述中间轴II2022的下端。所述斜齿轮III2023与所述下斜齿轮1012啮合。

所述斜齿轮IV2024通过花键连接在所述中间轴II2022的上端。所述斜齿轮IV2024与所述上斜齿轮1011啮合。

所述直齿轮II2021通过花键安装在所述中间轴II2022的中部。所述直齿轮II2021的安装方向与所述直齿轮I2011的安装方向相反。

四个所述二级分扭系统2分布在所述人字齿轮101的周向方向。

参见图5，所述一级分扭系统3包括锥齿轮轴301、支撑架302、差动轮系303、直齿轮III304、中间轴III305和直齿轮IV306。

所述支撑架302呈圆柱体状。所述支撑架302内部为空腔。所述支撑架302圆柱顶面的径向上分布有两个对称的支耳3021。

所述锥齿轮轴301的轴身通过螺栓连接在所述支撑架302的内部，从而带动支撑架302与锥齿轮轴301一起旋转运动。

所述中间轴III305的轴线平行于z轴。所述中间轴III305的上下两端均具有花键。

所述差动轮系303包括差动锥齿轮I3031、差动锥齿轮II3032、差动锥齿轮III3033和差动锥齿轮轴3034。

所述差动锥齿轮I3031和所述差动锥齿轮II3032呈镜像安装在所述支撑架302的两个支耳3021上，支撑架302从而将动力传递给差动锥齿轮I3031和差动锥齿轮II3032。

所述差动锥齿轮轴3034内部为通孔。所述中间轴III305的中段位于所述差动锥齿轮轴3034内部的通孔中。

所述差动锥齿轮轴3034的轴身上具有花键。所述差动锥齿轮轴3034通过花键连接所述直齿轮III304。所述直齿轮III304与所述第二轴系202的直齿轮II2021啮合。

所述差动锥齿轮轴3034与所述中间轴III305同轴线。所述差动锥齿轮轴3034的锥齿轮分别与所述差动锥齿轮I3031和所述差动锥齿轮II3032啮合。

所述差动锥齿轮III3033通过花键连接在所述中间轴III305的下端。所述差动锥齿轮III3033分别与所述差动锥齿轮I3031和所述差动锥齿轮II3032啮合。

所述直齿轮IV306通过花键连接在所述中间轴III305的上端。所述直齿轮IV306与所述第一轴系201的直齿轮I2011啮合。

四个所述一级分扭系统3呈矩形分布在四个所述二级分扭系统2四周。每一个一级分扭系统3配合一个二级分扭系统2。

参见图6，所述输入级系统4包括输入轴401、两个中间轴IV402和两个锥齿轮403。

所述输入轴401的轴线平行于x轴。所述输入轴401的中部具有外花键。

所述中间轴IV402内部具有内花键。所述中间轴IV402的端部具有外花键。两个所述中间轴IV402通过内花键套接在所述输入轴401上。输入轴401通过轴上外花键将动力传递给中间轴IV402上的内花键，再通过中间轴IV402上外花键将动力传递给锥齿轮403。

所述锥齿轮403通过花键连接在所述中间轴IV402的端部。两个所述锥齿轮403的安装方向相同。两个所述锥齿轮403分别与相邻的两个一级分扭系统3上锥齿轮轴301的锥齿轮相啮合。

两个所述输入级系统4位于输出级系统1的下方，且平行分布在x轴的两侧。

实施例2：

本实施例主要结构同实施例1，进一步的，所述直齿轮I2011侧壁中心具有凸台I20111。所述凸台I20111内部为花键。所述直齿轮I2011的凸台I20111背向z轴的朝向方向，并通过花键安装在所述中间轴I2012的中部。

所述直齿轮II2021侧壁中心具有凸台II20211。所述凸台II20211内部为花键。所述直齿轮II2021的凸台II20211面向z轴的朝向方向，并通过花键安装在所述中间轴II2022的中部。即所述直齿轮I2011与所述直齿轮II2021不在同一平面上，使得两个轴系中动力从中部的直齿轮传递到上下两个斜齿轮的距离相同，从而满足二级分扭系统3的均载要求。

实施例3：

本实施例主要结构同实施例1，进一步的，所述第一轴系201的直齿轮I2011与所述第二轴系202的直齿轮II2021规格、参数均相同。

所述第一轴系201的中间轴I2012与所述第二轴系202的中间轴II2022规格、参数均相同。

所述第一轴系201的斜齿轮I2013与所述第二轴系202的斜齿轮III2023规格、参数均相同。

所述第一轴系201的斜齿轮II2014与所述第二轴系202的斜齿轮IV2024规格、参数均相同。

实施例4：

本实施例主要结构同实施例1，进一步的，所述的差动轮系303中差动锥齿轮I3031、差动锥齿轮II3032、差动锥齿轮III3033和差动锥齿轮轴3034上的锥齿轮具有相同齿轮参数，使得传递到直齿轮III304和直齿轮IV306的动力相同，从而满足一级分扭系统3的均载要求。

Claims (2)

1.一种直升机用分扭传动减速装置，其特征在于：包括输出级系统（1）、四个二级分扭系统（2）、四个一级分扭系统（3）和两个输入级系统（4）；

所述输出级系统（1）包括人字齿轮（101）和输出轴（102）；

所述人字齿轮（101）是由上斜齿轮（1011）和下斜齿轮（1012）组合而成；

所述输出轴（102）的一端通过螺栓连接在所述人字齿轮（101）的内部中心；所述输出轴（102）的另一端伸出所述人字齿轮（101）,伸出方向为更靠近上斜齿轮（1011）的方向；所述人字齿轮（101）能够带动输出轴（102）旋转；

以所述人字齿轮（101）的端面建立三维空间坐标系，其中，记z轴的方向为垂直于所述人字齿轮（101）的端面，正向朝向所述输出轴（102），记x轴的方向为平行于人字齿轮（101）的端面向右，记y轴的方向为平行于所述人字齿轮（101）的端面向前；

所述二级分扭系统（2）包括第一轴系（201）和第二轴系（202）；

所述第一轴系（201）包括直齿轮I（2011）、中间轴I（2012）、斜齿轮I（2013）和斜齿轮II（2014）；

所述中间轴I（2012）的轴线平行于z轴；所述中间轴I（2012）的中部和上下两端均具有花键；

所述斜齿轮I（2013）通过花键连接在所述中间轴I（2012）的下端；所述斜齿轮I（2013）与所述下斜齿轮（1012）啮合；

所述斜齿轮II（2014）通过花键连接在所述中间轴I（2012）的上端；所述斜齿轮II（2014）与所述上斜齿轮（1011）啮合；

所述直齿轮I（2011）通过花键安装在所述中间轴I（2012）的中部；具体的，所述直齿轮I（2011）侧壁中心具有凸台I（20111）；所述凸台I（20111）内部为花键；所述直齿轮I（2011）的凸台I（20111）背向z轴的朝向方向，并通过花键安装在所述中间轴I（2012）的中部；

所述第二轴系（202）包括直齿轮II（2021）、中间轴II（2022）、斜齿轮III（2023）和斜齿轮IV（2024）；

所述中间轴II（2022）的轴线平行于z轴；所述中间轴II（2022）的中部和上下两端均具有花键；

所述斜齿轮III（2023）通过花键连接在所述中间轴II（2022）的下端；所述斜齿轮III（2023）与所述下斜齿轮（1012）啮合；

所述斜齿轮IV（2024）通过花键连接在所述中间轴II（2022）的上端；所述斜齿轮IV（2024）与所述上斜齿轮（1011）啮合；

所述直齿轮II（2021）通过花键安装在所述中间轴II（2022）的中部；所述直齿轮II（2021）的安装方向与所述直齿轮I（2011）的安装方向相反；具体的，所述直齿轮II（2021）侧壁中心具有凸台II（20211）；所述凸台II（20211）内部为花键；所述直齿轮II（2021）的凸台II（20211）面向z轴的朝向方向，并通过花键安装在所述中间轴II（2022）的中部；所述直齿轮I（2011）与所述直齿轮II（2021）不在同一平面上，使得两个轴系中动力从中部的直齿轮传递到上下两个斜齿轮的距离相同；

四个所述二级分扭系统（2）分布在所述人字齿轮（101）的周向方向；

所述一级分扭系统（3）包括锥齿轮轴（301）、支撑架（302）、差动轮系（303）、直齿轮III（304）、中间轴III（305）和直齿轮IV（306）；

所述支撑架（302）呈圆柱体状；所述支撑架（302）内部为空腔；所述支撑架（302）圆柱顶面的径向上分布有两个对称的支耳（3021）；

所述锥齿轮轴（301）的轴身通过螺栓连接在所述支撑架（302）的内部上；

所述中间轴III（305）的轴线平行于z轴；所述中间轴III（305）的上下两端均具有花键；

所述差动轮系（303）包括差动锥齿轮I（3031）、差动锥齿轮II（3032）、差动锥齿轮III（3033）和差动锥齿轮轴（3034）；

所述差动锥齿轮I（3031）和所述差动锥齿轮II（3032）呈镜像安装在所述支撑架（302）的两个支耳（3021）上；

所述差动锥齿轮轴（3034）内部为通孔；所述中间轴III（305）的中段位于所述差动锥齿轮轴（3034）内部的通孔中；

所述差动锥齿轮轴（3034）的轴身上具有花键；所述差动锥齿轮轴（3034）通过花键连接所述直齿轮III（304）；所述直齿轮III（304）与所述第二轴系（202）的直齿轮II（2021）啮合；

所述差动锥齿轮轴（3034）与所述中间轴III（305）同轴线；所述差动锥齿轮轴（3034）的锥齿轮分别与所述差动锥齿轮I（3031）和所述差动锥齿轮II（3032）啮合；

所述差动锥齿轮III（3033）通过花键连接在所述中间轴III（305）的下端；所述差动锥齿轮III（3033）分别与所述差动锥齿轮I（3031）和所述差动锥齿轮II（3032）啮合；

所述直齿轮IV（306）通过花键连接在所述中间轴III（305）的上端；所述直齿轮IV（306）与所述第一轴系（201）的直齿轮I（2011）啮合；

所述的差动轮系（303）中差动锥齿轮I（3031）、差动锥齿轮II（3032）、差动锥齿轮III（3033）和差动锥齿轮轴（3034）上的锥齿轮具有相同齿轮参数；

四个所述一级分扭系统（3）呈矩形分布在四个所述二级分扭系统（2）四周；每一个一级分扭系统（3）配合一个二级分扭系统（2）；

所述输入级系统（4）包括输入轴（401）、两个中间轴IV（402）和两个锥齿轮（403）；

所述输入轴（401）的轴线平行于x轴；所述输入轴（401）的中部具有外花键；

所述中间轴IV（402）内部具有内花键；所述中间轴IV（402）的端部具有外花键；两个所述中间轴IV（402）通过内花键套接在所述输入轴（401）上；

所述锥齿轮（403）通过花键连接在所述中间轴IV（402）的端部；两个所述锥齿轮（403）的安装方向相同；两个所述锥齿轮（403）分别与相邻的两个一级分扭系统（3）上锥齿轮轴（301）的锥齿轮相啮合；

两个所述输入级系统（4）位于输出级系统（1）的下方，且平行分布在x轴的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种直升机用分扭传动减速装置，其特征在于：所述第一轴系（201）的直齿轮I（2011）与所述第二轴系（202）的直齿轮II（2021）规格、参数均相同；

所述第一轴系（201）的中间轴I（2012）与所述第二轴系（202）的中间轴II（2022）规格、参数均相同；

所述第一轴系（201）的斜齿轮I（2013）与所述第二轴系（202）的斜齿轮III（2023）规格、参数均相同；

所述第一轴系（201）的斜齿轮II（2014）与所述第二轴系（202）的斜齿轮IV（2024）规格、参数均相同。

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