CN109915565A - 基于减速器实现双发动机并车的传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于减速器实现双发动机并车的传动系统，包括两台动力输出机构、并车减速机构以及输出减速机构；所述的两台动力输出机构对称地设置在并车减速机构两侧；所述的并车减速机构包括底箱体，可旋转地设置在底箱体上的杆状或筒状中间传动部，与所述的中间传动部固定连接的底锥齿轮，以及两个对称设置的两个锥齿轴，所述的锥齿轴的锥齿端与所述的底锥齿轮啮合传动，所述的锥齿轴的轴端延伸出所述的底箱体并通过超越离合器与所述的动力输出机构的动力输出轴传动连接。本发明由一个并车减速机构实现两台发动机的并车，提高系统的总输出功率，两台发动机可以同时工作，也可以单独工作。

Description

基于减速器实现双发动机并车的传动系统

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种基于减速器实现双发动机并车的传动系统。

背景技术

目前，市面上的多旋翼无人机主要是定桨距电动驱动，由于电池的能量密度远远低于燃油，受到电池的限制，定桨距电机驱动多旋翼机主要用于航拍摄像，续航时间短，所能载重的重量轻，无法满足民用无人机的其他类型的需求，比如：高空救人救火、农药喷洒，狭小空间运送重物等。

随着技术发展进步，出现了变桨距油动四旋翼无人机，突破了载重和续航时间的限制，但是目前常用的变桨距油动四旋翼无人机主要是皮带轮传动，单发动机设置，这种传动类型，效率低、飞行稳定性差，且为单发动机设置，一旦发动机出现故障，旋翼无法旋转，将会造成飞行事故。

针对这一现状，需要提出一个种新的双发油动无人机，使旋翼无人机运行更加平稳，效率更高，且若一个发动机出现故障，有条件进行短时间的续航，保证无人机平稳降落。

中国专利CN107010229A公开了一种双发油动无人机，包括机架、沿周向均匀分布的多个旋翼、两个用于驱动多个所述翼缘同时转动的发动机、用于将两个所述发动机输出的动力耦合后分配至多个所述旋翼的传动系统，在部分程度上解决了多旋翼无人机载重和续航，效率低和飞行稳定性差等问题。

但是，两个发动机进行并机时单纯的依靠并车齿轮进行耦合，由于两个发动机的启动不同步以及转速不一致的原因，会对传动系统造成严重的冲击，并且导致实际输出功率下降。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于减速器实现双发动机并车的传动系统，该基于减速器实现双发动机并车的传动系统具有原理简便易行，可靠性高的优点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于减速器实现双发动机并车的传动系统，包括两台动力输出机构、并车减速机构以及输出减速机构；

所述的两台动力输出机构对称地设置在并车减速机构两侧；

所述的并车减速机构包括底箱体，可旋转地设置在底箱体上的杆状或筒状中间传动部，与所述的中间传动部固定连接的底锥齿轮，以及两个对称设置的两个锥齿轴，所述的锥齿轴的锥齿端与所述的底锥齿轮啮合传动，所述的锥齿轴的轴端延伸出所述的底箱体并通过超越离合器与所述的动力输出机构的动力输出轴传动连接。

在上述技术方案中，所述的中间传动部于底锥齿轮上方设置有上限位环，被所述的底箱体的上盖板定位的上限位轴承与所述的上限位环相顶持，所述的中间传动部的底端与底箱体的下底板间设置有下限位轴承。

在上述技术方案中，所述的底箱体还包括与所述的上盖板固定连接的支撑筒，所述的中间传动部至支撑筒中穿出并于其顶部设置轴承。

在上述技术方案中，所述的中间传动部上设置有用以上限位所述的锥齿轮的下限位环，所述的锥齿轮的中心孔上部与所述的中间传动部过盈配合，中部与所述的中间传动部花键配合，下部与所述的中间传动部过渡配合。

在上述技术方案中，还包括与所述的底箱体侧部固定连接的侧箱体，所述的锥齿轴与所述的侧箱体可旋转配合，所述的底箱体上设置有油位镜，所述的下箱板上设置有放油堵。

在上述技术方案中，所述的锥齿轴的轴杆通过前后两个轴承相对所述的侧箱体定位，所述的侧箱体与锥齿轴的轴杆间设置有油封。

在上述技术方案中，所述的轴承为圆锥滚子轴承，所述的油封为双油封。

在上述技术方案中，所述的输出减速机构包括箱体，贯穿所述的箱体并于所述的箱体可旋转配合的输出轴，所述的中间传动部深入所述的箱体内并与所述的输出轴传动连接。

在上述技术方案中，所述的输出轴两端分别与传动轴传动连接，所述的传动轴由多段轴通过膜片联轴器连接。

本发明的优点和有益效果为：

本发明由一个并车减速机构实现两台发动机的并车，提高系统的总输出功率，两台发动机可以同时工作，也可以单独工作。当两台发动机同时工作时，如果其中一台发动机发生故障，它可以和传动系统脱开连接，由另一台发动机继续带动传动系统工作。由于两台发动机同时发生故障的概率远小于一台发动机发生故障的概率，这样就大大提高了系统的可靠性。本发明在发动机和并车减速机构之间增加了弹性联轴器和超越离合器来减少冲击和震动，协调两个发动机的转动。

附图说明

图1本发明基于减速器实现双发动机并车的传动系统的结构示意图。

图2是本发明基于减速器实现双发动机并车的传动系统的结构剖视示意图。

图3是本发明基于减速器实现双发动机并车的传动系统的局部放大示意图。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本发明的基于减速器实现双发动机并车的传动系统，包括两台动力输出机构1、并车减速机构以及输出减速机构；所述的动力输出机构为旋转动力输出机构，如活塞发动机、涡轴发动机、电机等。

所述的两台动力输出机构对称地设置在并车减速机构两侧且动力输出轴同轴设置但转动方向相反；

所述的并车减速机构包括底箱体4，可旋转地设置在底箱体上的杆状或筒状中间传动部41，以及与所述的中间传动部固定连接的底锥齿轮42，以及两个对称设置的两个锥齿轴43，所述的锥齿轴的锥齿端与所述的底锥齿轮啮合传动，所述的锥齿轴的轴端延伸出所述的底箱体并通过超越离合器3与所述的动力输出机构1的动力输出轴传动连接。其中，并车减速机构的输入轴(也就是锥齿轴)和外部连接的方式包括但不限于用键连接或花键连接。使用一对锥齿轮来传递运动和动力，其齿制可以是格里森制渐缩齿，也可以是克林贝格制等高齿，锥齿轮的旋向根据输入轴旋转方向的不同可以是左旋或右旋。

同时，在动力输出轴和超越离合器间对应设置有弹性联轴器2以减小动力传输震动，补偿不同方向的安装误差。超越离合器的使用，能适配两个动力输出机构的不同步，或当其中一个发动机因故障停止工作以后，可以自动和传动系统脱开连接，保证传动系统仍然可以正常工作，提高了传动系统的安全系数。

本发明的特点是用一套并车减速器和输出减速器实现两台发动机的并车，然后把动力分别输送到前、后旋翼，或主旋翼和尾桨。两台发动机可以同时工作，也可以单独工作。当两台发动机同时工作时，如果其中一台发动机发生故障，它可以和传动系统脱开连接，由另一台发动机继续带动传动系统工作。由于两台发动机同时发生故障的概率远小于一台发动机发生故障的概率，这样就大大提高了系统的可靠性。

两个动力输出机构对称设置，降低了整体负荷，提高运行稳定性，而且采用两级减速结构，减速合理配置，装配维修便利，而且应用范围广，可以广泛应用于直升机和工业领域，包括但不限于纵列式双旋翼或单旋翼带尾桨的直升机。

实施例二

具体地，所述的中间传动部41于底锥齿轮上方设置有上限位环44，被所述的底箱体的上盖板定位的上限位轴承与所述的上限位环相顶持，所述的中间传动部的底端与底箱体的下底板间设置有下限位轴承45。采用上下夹持定位的设计方式，中间传输部定位稳定可靠，保证传动顺利进行。

其中，所述的底箱体为下凸式结构以便装配所述的轴承和油封，在不增大底箱体体积的前提下，增加对中间传动部的定位效果。底箱体即构成油箱以便保证传动散热，在所述的底箱体的外壁上设置有多个散热凸棱以提高散热效果。所述的底箱体上设置有油位镜，上部设置有注油堵，所述的底箱体的底部设置有放油堵，油位镜可以用来观察润滑油的加入量是否足够。当进油堵打开时，可以对减速器进行加油操作，当放油堵打开时，可以对并车减速器进行放油操作。

所述的底箱体还包括与所述的上盖板固定连接的支撑筒46，所述的中间传动部至支撑筒中穿出并于其顶部设置轴承。所述的支撑筒上端部与所述的中间传动部间设置有密封条，利用密封条可有效防止灰尘进入，而且支撑筒的设置，实际上增大了底箱体的散热面积，有利于提高整体的散热效果。

优选地，所述的中间传动部上设置有用以上限位所述的锥齿轮的下限位环，所述的锥齿轮的中心孔上部与所述的中间传动部过盈配合，中部与所述的中间传动部花键配合，下部与所述的中间传动部过渡配合。

当锥齿轴和锥齿轮相啮合时，锥齿轮的受力可以简化为在齿宽中点处的三个力，一个是水平向左的力F1，一个是竖直向下的力F2，一个是垂直于纸面向外的力Ft。F1产生的弯矩由圆柱面过盈配合部分II来承受，F2产生的弯矩由圆柱面过渡配合部分III来承受，Ft产生的扭矩则由花键I来承受。这样就分散了中间传动部连接部分的受力，使锥齿轮的支撑刚性更好，不易发生变形。

本发明的中间传动部与锥齿轮的传动由花键连接部分、圆柱面过盈配合部分和圆柱面过渡配合部分三部分组成，有效提高其受力分布，在使用相同的锥齿轮和中间传动部的情况下，可以使扭矩和弯矩由不同的连接结构来承受，减少中间传动部的受力集中，并且提高锥齿轮的刚性，使锥齿轮的齿面接触更好，实现运动和动力的传递功能。

进一步地，还包括与所述的底箱体侧部固定连接的侧箱体47，所述的锥齿轴与所述的侧箱体可旋转配合，所述的锥齿轴的轴杆通过前后两个轴承相对所述的侧箱体定位，所述的侧箱体与锥齿轴的轴杆间设置有油封，所述的轴承为圆锥滚子轴承，所述的油封为双油封。

所述的轴承为圆锥滚子轴承，具有承载能力高的优点。所述的油封为双油封。采用了双油封进行密封，具有密封性能好的优点。采用单独的侧箱体结构，拆卸便利装配性好。

实施例三

其中，所述的输出减速机构包括箱体50，贯穿所述的箱体并与所述的箱体可旋转配合的输出轴5，所述的中间传动部深入所述的箱体内并与所述的输出轴5传动连接，所述的输出轴两端分别与传动轴传动连接，所述的传动轴6由多段轴通过膜片联轴器连接，如传动轴为三段轴，每段轴之间有膜片联轴器，减小了安装难度。

所述的传动连接可采用锥齿轮传动机构、圆柱齿轮传动机构、行星轮系传动机构或由上述机构的组合构成。其中，采用锥齿轮传动时，在所述的输出轴上固定设置输出锥齿轮51，于中间传动部端部设置有与所述的输出锥齿轮传动连接的锥齿轮52，即具有换向减速功能，采用其他机构则为同向减速。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于减速器实现双发动机并车的传动系统，其特征在于：包括两台动力输出机构、并车减速机构以及输出减速机构；

所述的两台动力输出机构对称地设置在并车减速机构两侧；

所述的并车减速机构包括底箱体，可旋转地设置在底箱体上的杆状或筒状中间传动部，与所述的中间传动部固定连接的底锥齿轮，以及两个对称设置的两个锥齿轴，所述的锥齿轴的锥齿端与所述的底锥齿轮啮合传动，所述的锥齿轴的轴端延伸出所述的底箱体并通过超越离合器与所述的动力输出机构的动力输出轴传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于减速器实现双发动机并车的传动系统，其特征在于：所述的中间传动部于底锥齿轮上方设置有上限位环，被所述的底箱体的上盖板定位的上限位轴承与所述的上限位环相顶持，所述的中间传动部的底端与底箱体的下底板间设置有下限位轴承。

3.根据权利要求1所述的一种基于减速器实现双发动机并车的传动系统，其特征在于：所述的底箱体还包括与所述的上盖板固定连接的支撑筒，所述的中间传动部至支撑筒中穿出并于其顶部设置轴承。

4.根据权利要求1所述的一种基于减速器实现双发动机并车的传动系统，其特征在于：所述的中间传动部上设置有用以上限位所述的锥齿轮的下限位环，所述的锥齿轮的中心孔上部与所述的中间传动部过盈配合，中部与所述的中间传动部花键配合，下部与所述的中间传动部过渡配合。

5.根据权利要求1所述的一种基于减速器实现双发动机并车的传动系统，其特征在于：还包括与所述的底箱体侧部固定连接的侧箱体，所述的锥齿轴与所述的侧箱体可旋转配合，所述的底箱体上设置有油位镜，所述的下箱板上设置有放油堵。

6.根据权利要求1所述的一种基于减速器实现双发动机并车的传动系统，其特征在于：所述的锥齿轴的轴杆通过前后两个轴承相对所述的侧箱体定位，所述的侧箱体与锥齿轴的轴杆间设置有油封。

7.根据权利要求6所述的一种基于减速器实现双发动机并车的传动系统，其特征在于：所述的轴承为圆锥滚子轴承，所述的油封为双油封。

8.根据权利要求1所述的一种基于减速器实现双发动机并车的传动系统，其特征在于：所述的输出减速机构包括箱体，贯穿所述的箱体并于所述的箱体可旋转配合的输出轴，所述的中间传动部深入所述的箱体内并与所述的输出轴传动连接。

9.根据权利要求1所述的一种基于减速器实现双发动机并车的传动系统，其特征在于：所述的输出轴两端分别与传动轴传动连接，所述的传动轴由多段轴通过膜片联轴器连接。