CN111219450B - 一种传动转向集成式齿轮箱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种传动转向集成式齿轮箱，包括齿轮箱体，传动变向齿轮副、传动转速控制电机、传动转速控制行星轮副、传动输出轴、转向电机、转向蜗轮和转向输出轴，在齿轮箱体内设置三个连通的腔室，一个腔室容纳传动变向齿轮副；中间的腔室容纳传动转速控制行星轮副；另一个腔室容纳转向蜗轮；传动转速控制电机和转向电机均设置在齿轮箱体外，传动变向齿轮副将传动输入轴的输入力矩改变方向后传递至传动转速控制行星轮副，经传动转速控制电机带动传动转速控制行星轮副耦合，控制传动输出轴转速，转向电机带动转向蜗轮旋转，从而控制转向输出轴转向。本发明所述的齿轮箱将传动、转向集成一身，结构简单、运行安全可靠、体积小。

Description

一种传动转向集成式齿轮箱
技术领域
本发明属于航空航天领域，尤其是涉及一种传动转向集成式齿轮箱。
背景技术
目前飞行器上的传动系统和转向系统是两个单独的机械系统，现有的飞行器采用的传动系统与转向系统是相互独立的，传动与转向各有一套自己的机械设备且互相隔离。
这种布置形式较为原始，它只满足了传动系统与转向系统各自的需求，而并没有更多地考虑空间实用性的需求，造成飞行器体积庞大、整备质量高的不良后果。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种解决现有技术缺陷，结构简单、运行安全可靠、体积小的传动转向集成式齿轮箱。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种传动转向集成式齿轮箱，包括齿轮箱体，传动变向齿轮副、传动转速控制电机、传动转速控制行星轮副、传动输出轴、转向电机、转向蜗轮和转向输出轴，在所述齿轮箱体内设置三个连通的腔室，一个腔室容纳传动变向齿轮副；中间的腔室容纳传动转速控制行星轮副；另一个腔室容纳转向蜗轮；传动转速控制电机和转向电机均设置在齿轮箱体外；
所述的传动变向齿轮副将传动输入轴的输入力矩改变方向后传递至传动转速控制行星轮副，经传动转速控制电机带动传动转速控制行星轮副耦合，控制传动输出轴转速，所述转向电机带动转向蜗轮旋转，从而控制转向输出轴转向。
进一步的，所述传动变向齿轮副包括传动变向主齿轮和传动变向从齿轮，所述的传动转速控制行星轮副包括传动主齿轮、传动从齿轮和多个行星轮；
所述的传动变向主齿轮与传动输入轴相连，所述的传动变向主齿轮与传动变向从齿轮相啮合，所述的传动变向从齿轮设置在传动短轴的一端，所述的传动短轴的另一端上设置传动主齿轮；
所述的传动转速控制电机安装在齿轮箱体上，与传动转速控制电机相连的传动转速控制蜗杆与传动转速控制蜗轮啮合，多个行星轮均匀设置在传动转速控制蜗轮内部，多个行星轮一侧与传动主齿轮啮合，另一侧与传动从齿轮啮合，所述的传动从齿轮与传动输出轴相连；
所述转向电机安装在齿轮箱体上，与转向电机相连的转向蜗杆与转向蜗轮相啮合，所述的转向蜗轮与转向输出轴相连；
所述的传动转速控制蜗杆和转向蜗杆空间垂直设置。
进一步的，所述转向输出轴为空心轴，转向输出轴的输出端伸出齿轮箱体外部设置，传动输出轴设置在转向输出轴内，且传动输出轴的输出端伸出转向输出轴的输出端设置。
进一步的，所述行星轮设置三个，且均匀设置传动转速控制蜗轮的内壁上。
进一步的，三个行星轮互不干涉，且均通过一行星轮轴承转动安装在传动转速控制蜗轮的内壁上。
进一步的，所述转向输出轴通过转向轴承安装在齿轮箱体上。
进一步的，所述传动输出轴和传动短轴各通过一传动轴承安装在齿轮箱体上。
进一步的，所述传动输入轴通过传动变向主齿轮轴承安装在齿轮箱体1上。
相对于现有技术，本发明所述的一种传动转向集成式齿轮箱具有以下优势：
本发明所述的一种传动转向集成式齿轮箱，
(1)、只使用了传统的蜗轮蜗杆和齿轮副，结构简单可靠；
(2)、使用齿轮副来改变传动的方向、使用行星齿轮副来控制传动转速、使用带自锁功能的蜗轮蜗杆来阻止传动轴和转动轴对电机的逆向扭转，运行安全可靠；
(3)、通过齿轮箱体的3个腔室将转向、传动等功能集中到一个齿轮箱，大幅减小了转向系统和传动系统的体积。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种传动转向集成式齿轮箱正面视图；
图2为本发明实施例所述的一种传动转向集成式齿轮箱的俯视图；。
图3为图2中D-D剖面视图；
图4为图1中A-A剖面视图；
图5为图1中B-B剖面视图；
图6为图2中C-C剖面视图。
附图标记说明：
1-齿轮箱体，2-传动转速控制电机，3-转向电机，4-转向输出轴，5-传动输出轴，6-转向轴承，7-传动轴承，8-传动从齿轮，9-传动主齿轮，10-传动短轴，11-传动变向从齿轮，12-转向蜗杆，13-转向蜗轮，14-传动转速控制蜗轮，15-行星轮，16-行星轮轴承，17-传动转速控制蜗杆，18-传动变向主齿轮，19-传动变向主齿轮轴承，20-传动输入轴。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-图6所示，一种传动转向集成式齿轮箱，包括齿轮箱体1，传动变向齿轮副、传动转速控制电机2、传动转速控制行星轮副、传动输出轴5、转向电机3、转向蜗轮13和转向输出轴4，在所述齿轮箱体1内设置三个连通的腔室，一个腔室容纳传动变向齿轮副；中间的腔室容纳传动转速控制行星轮副；另一个腔室容纳转向蜗轮13；传动转速控制电机2和转向电机3均设置在齿轮箱体1外；
所述的传动变向齿轮副将传动输入轴20的输入力矩改变方向后传递至传动转速控制行星轮副，经传动转速控制电机2带动传动转速控制行星轮副耦合，控制传动输出轴转速，所述转向电机3带动转向蜗轮13旋转，从而控制转向输出轴4转向。
所述传动变向齿轮副包括传动变向主齿轮18和传动变向从齿轮11，所述的传动转速控制行星轮副包括传动主齿轮9、传动从齿轮8和三个行星轮15；
所述的传动变向主齿轮18与传动输入轴20相连，所述的传动变向主齿轮18与传动变向从齿轮11相啮合，所述的传动变向从齿轮11设置在传动短轴10的一端，所述的传动短轴10的另一端上设置传动主齿轮9；
所述的传动转速控制电机2安装在齿轮箱体1上，与传动转速控制电机2相连的传动转速控制蜗杆17与传动转速控制蜗轮14啮合，三个行星轮15均匀设置在传动转速控制蜗轮14内壁上，且三个行星轮15互不干涉，且每一行星轮15均通过一行星轮轴承16转动安装在传动转速控制蜗轮14的内壁上；三个行星轮15一侧与传动主齿轮9啮合，另一侧与传动从齿轮8啮合，所述的传动从齿轮8与传动输出轴5相连；
所述转向电机3安装在齿轮箱体1上，与转向电机3相连的转向蜗杆12与转向蜗轮13相啮合，所述的转向蜗轮13与转向输出轴4相连；
所述的传动转速控制蜗杆17和转向蜗杆12空间垂直设置；所述转向输出轴4为空心轴，转向输出轴4的输出端伸出齿轮箱体1外部设置，传动输出轴5设置在转向输出轴4内，且传动输出轴5的输出端伸出转向输出轴4的输出端设置。
所述转向输出轴4通过转向轴承6安装在齿轮箱体1上。所述传动输出轴5和传动短轴10各通过一传动轴承7安装在齿轮箱体1上。所述传动输入轴20通过传动变向主齿轮轴承19安装在齿轮箱体1上。
本齿轮箱的工作原理是：经传动输入轴20输入的传入力矩在传动变向主齿轮18与传动变向从齿轮11的作用下，实现传入力矩的90°的变向，在传动短轴10和传动主齿轮9的作用下，将力矩传入三个行星轮15，使行星轮15具有一定的自转速度，而传动转速控制电机2带动传动转速控制蜗杆17转动，从而带动与传动转速控制蜗杆17配合的传动转速控制涡轮14运动，继而控制三个行星轮15的公转；传动主齿轮9传入的转矩在三个行星轮15的公转自转耦合下传出到传动从齿轮8，传动从齿轮8带动传动输出轴5转动；
转向电机3带动转向蜗杆12旋转，转向蜗杆12带动与转向蜗杆12配合的转向蜗轮13旋转，由于转向输出轴4设置在转向涡轮13上，因此转向涡轮13控制转向输出轴4转向。
本齿轮箱将转向和传动功能集于一身，减小齿轮箱体积，且采用传动变向齿轮副、传动转速控制行星轮副和蜗轮蜗杆使得齿轮箱转向传动性能可靠。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种传动转向集成式齿轮箱，其特征在于：包括齿轮箱体(1)，传动变向齿轮副、传动转速控制电机(2)、传动转速控制行星轮副、传动输出轴(5)、转向电机(3)、转向蜗轮(13)和转向输出轴(4)，在所述齿轮箱体(1)内设置三个连通的腔室，一个腔室容纳传动变向齿轮副；中间的腔室容纳传动转速控制行星轮副；另一个腔室容纳转向蜗轮(13)；传动转速控制电机(2)和转向电机(3)均设置在齿轮箱体(1)外；
所述的传动变向齿轮副将传动输入轴(20)的输入力矩改变方向后传递至传动转速控制行星轮副，经传动转速控制电机(2)带动传动转速控制行星轮副耦合，控制传动输出轴转速，所述转向电机(3)带动转向蜗轮(13)旋转，从而控制转向输出轴(4)转向；
所述传动变向齿轮副包括传动变向主齿轮(18)和传动变向从齿轮(11)，所述的传动转速控制行星轮副包括传动主齿轮(9)、传动从齿轮(8)和多个行星轮(15)；
所述的传动变向主齿轮(18)与传动输入轴(20)相连，所述的传动变向主齿轮(18)与传动变向从齿轮(11)相啮合，所述的传动变向从齿轮(11)设置在传动短轴(10)的一端，所述的传动短轴(10)的另一端上设置传动主齿轮(9)；
所述的传动转速控制电机(2)安装在齿轮箱体(1)上，与传动转速控制电机(2)相连的传动转速控制蜗杆(17)与传动转速控制蜗轮(14)啮合，多个行星轮(15)均匀设置在传动转速控制蜗轮(14)内部，多个行星轮(15)一侧与传动主齿轮(9)啮合，另一侧与传动从齿轮(8)啮合，所述的传动从齿轮(8)与传动输出轴(5)相连；
所述转向电机(3)安装在齿轮箱体(1)上，与转向电机(3)相连的转向蜗杆(12)与转向蜗轮(13)相啮合，所述的转向蜗轮(13)与转向输出轴(4)相连；
所述的传动转速控制蜗杆(17)和转向蜗杆(12)空间垂直设置。
2.根据权利要求1所述的一种传动转向集成式齿轮箱，其特征在于：所述转向输出轴(4)为空心轴，转向输出轴(4)的输出端伸出齿轮箱体(1)外部设置，传动输出轴(5)设置在转向输出轴(4)内，且传动输出轴(5)的输出端伸出转向输出轴(4)的输出端设置。
3.根据权利要求1所述的一种传动转向集成式齿轮箱，其特征在于：所述行星轮(15)设置三个，且均匀设置传动转速控制蜗轮(14)的内壁上。
4.根据权利要求3所述的一种传动转向集成式齿轮箱，其特征在于：三个行星轮(15)互不干涉，且均通过一行星轮轴承(16)转动安装在传动转速控制蜗轮(14)的内壁上。
5.根据权利要求1所述的一种传动转向集成式齿轮箱，其特征在于：所述转向输出轴(4)通过转向轴承(6)安装在齿轮箱体(1)上。
6.根据权利要求1所述的一种传动转向集成式齿轮箱，其特征在于：所述传动输出轴(5)和传动短轴(10)各通过一传动轴承(7)安装在齿轮箱体(1)上。
7.根据权利要求1所述的一种传动转向集成式齿轮箱，其特征在于：所述传动输入轴(20)通过传动变向主齿轮轴承(19)安装在齿轮箱体(1)上。
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