CN113232850A - 一种共轴双旋翼直升机主传动系统 - Google Patents

一种共轴双旋翼直升机主传动系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种共轴双旋翼直升机主传动系统，包括下旋翼传动系统和上旋翼传动系统。下旋翼传动系统包括下旋翼桨毂、下旋翼轴和下旋翼桨毂接头，上旋翼传动系统包括上旋翼桨毂、上旋翼轴和上旋翼桨毂接头。主旋翼减速器输出法兰将功率通过弹性联轴节、下旋翼扭矩天平、弹性联轴节以及内花键1传递给下旋翼轴，下旋翼轴与下旋翼桨毂配合输出。同时主旋翼减速器输出法兰通过弹性联轴节、上旋翼扭矩天平、弹性联轴节以及内花键2将功率传递给上旋翼轴，上旋翼轴与上旋翼桨毂配合并驱动上旋翼运动。该传动系统可同时驱动上旋翼和下旋翼运动，并保持相同反向的转速。该传动系统具备可靠性、安全性，设计简单可调结构的优势。

Description

一种共轴双旋翼直升机主传动系统
技术领域
本发明涉及直升机传动领域，具体涉及一种共轴双旋翼直升机主传动系统。
背景技术
直升机采用共轴双旋翼布局相比较单旋翼直升机而言，旋翼长度和旋转面积更小，旋翼半径也大幅度减少。双旋翼布局使得直升机结构更加紧凑，同时结构质量及载荷分布更加集中在重心位置，降低了直升机的转动惯量，其安全性、机动性以及可操纵性更强。
但共轴双旋翼的旋翼之间气流相互干扰，对于旋翼之间的间距有更高的要求。同时，采用双旋翼传动，直升机的传动系统更加复杂，质量增大，其可靠性有所下降。有必要研发一种能解决上述问题的双旋翼传动系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种共轴双旋翼直升机主传动系统，以解决现有技术中存在的问题。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种共轴双旋翼直升机主传动系统，包括安装在旋翼芯轴上的上旋翼传动系统和下旋翼传动系统。
所述上旋翼传动系统包括上旋翼扭矩天平、上旋翼轴、回转支撑轴承、上旋翼桨毂接头和上旋翼桨毂。
所述下旋翼传动系统包括下旋翼扭矩天平、下旋翼轴、下法兰盘、下旋翼桨毂接头和下旋翼桨毂。
所述上旋翼轴和下旋翼轴均为空心轴，上旋翼轴安装在旋翼芯轴上，下旋翼轴安装在上旋翼轴上且下旋翼轴的长度小于上旋翼轴的长度。
主旋翼减速器输出法兰安装在上旋翼轴上并位于下旋翼轴下方，主旋翼减速器输出法兰的上端通过弹性联轴节Ⅰ与下旋翼扭矩天平连接，下旋翼扭矩天平与弹性联轴节Ⅱ连接，弹性联轴节Ⅱ通过内花键Ⅰ与下旋翼轴的下端连接。
所述下旋翼轴的上端通过花键Ⅰ与下旋翼桨毂接头连接，下旋翼桨毂接头与下法兰盘固定安装。
所述下旋翼桨毂接头上设置有供下旋翼桨毂安装的腔体，下旋翼桨毂通过圆锥滚子轴承Ⅰ安装到下旋翼桨毂接头上，下旋翼桨毂上安装下旋翼。
所述主旋翼减速器输出法兰的下端通过弹性联轴节Ⅲ与上旋翼扭矩天平连接，上旋翼扭矩天平与弹性联轴节Ⅳ连接，弹性联轴节Ⅳ通过内花键Ⅱ与上旋翼轴连接。
所述上旋翼轴的上端通过花键Ⅱ与上旋翼桨毂接头配合安装，上旋翼桨毂接头与回转支撑轴承固定安装。
所述上旋翼桨毂接头上设置有供上旋翼桨毂安装的腔体，上旋翼桨毂通过圆锥滚子轴承Ⅱ安装到上旋翼桨毂接头上，上旋翼桨毂上安装上旋翼，上旋翼位于下旋翼上方。
调整所述上旋翼和下旋翼的间距时，上旋翼轴与上旋翼桨毂沿轴向相对移动，下旋翼传动系统随上旋翼轴同步移动，待上旋翼和下旋翼的间距满足要求后，将上旋翼轴固定好，回转支撑轴承采用连接件与下旋翼桨毂固接。
进一步，所述下旋翼桨毂接头与下法兰盘采用螺栓以及螺母Ⅰ固定安装。
进一步，所述上旋翼桨毂接头与回转支撑轴承采用螺栓以及螺母Ⅱ固定安装。
进一步，所述上旋翼轴的上端设置有外花键，花键Ⅱ为与上旋翼轴的外花键相匹配的渐开线内花键，该渐开线内花键采用齿侧定心方式进行定心。
进一步，所述旋翼芯轴的下端和上旋翼轴的下端均设有外螺纹，螺母Ⅲ上的螺纹孔为沉头孔。
待所述待上旋翼和下旋翼的间距调整好后，采用螺母Ⅲ将上旋翼轴与旋翼芯轴固接，螺母Ⅲ具有较大内径的一端旋入上旋翼轴的下端，具有较小内径的一端旋入旋翼芯轴的下端。
本发明的有益效果在于：
1.在上、下旋翼之间的间距可调，同时上、下旋翼间布置回转支撑轴承，可实现大小相同、旋转方向相反的转速。上旋翼桨毂与上旋翼轴通过渐开线花键联接，设计上旋翼轴为外花键，保证结构可靠性、安全性，设计简单可调结构满足使用的要求；
2.调整上、下旋翼间距时，外花键上旋翼轴在内花键上旋翼桨毂中移动到合适位置，用螺母固定外花键上旋翼轴向下移动，在上旋翼天平端采用螺母固定上旋翼轴的宁外一端，锁紧上旋翼轴向上传动，保证上旋翼的力和弯距通过上旋翼轴传递到轴承，轴承将载荷传递给上旋翼天平，满足测量的准确性。
附图说明
图1为本发明的共轴双旋翼直升机主传动系统示意图。
图中：主旋翼减速器输出法兰1、弹性联轴节Ⅰ2、下旋翼扭矩天平3、弹性联轴节Ⅱ4、内花键Ⅰ5、下旋翼轴6、螺母Ⅰ7、花键Ⅰ8、下法兰盘9、圆锥滚子轴承Ⅰ10、下旋翼桨毂接头11、下旋翼桨毂12、内花键Ⅱ14、弹性联轴节Ⅳ15、上旋翼扭矩天平16、弹性联轴节Ⅲ17、上旋翼轴18、螺母Ⅱ19、回转支撑轴承20、花键Ⅱ21、圆锥滚子轴承Ⅱ22、上旋翼桨毂接头23、上旋翼桨毂24、旋翼芯轴27、连接件28和螺母Ⅲ29。
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：
本实施例公开了一种共轴双旋翼直升机主传动系统，包括安装在旋翼芯轴27上的上旋翼传动系统和下旋翼传动系统。
所述上旋翼传动系统包括上旋翼扭矩天平16、上旋翼轴18、回转支撑轴承20、上旋翼桨毂接头23和上旋翼桨毂24。
所述下旋翼传动系统包括下旋翼扭矩天平3、下旋翼轴6、下法兰盘9、下旋翼桨毂接头11和下旋翼桨毂12。
所述上旋翼轴18和下旋翼轴6均为空心轴，参见图1，上旋翼轴18安装在旋翼芯轴27上，下旋翼轴6安装在上旋翼轴18上且下旋翼轴6的长度小于上旋翼轴18的长度。
主旋翼减速器输出法兰1安装在上旋翼轴18上并位于下旋翼轴6下方，主旋翼减速器输出法兰1的上端通过弹性联轴节Ⅰ2与下旋翼扭矩天平3连接，下旋翼扭矩天平3与弹性联轴节Ⅱ4连接，弹性联轴节Ⅱ4通过内花键Ⅰ5与下旋翼轴6的下端连接。
所述下旋翼轴6的上端通过花键Ⅰ8与下旋翼桨毂接头11连接，下旋翼桨毂接头11与下法兰盘9采用螺栓以及螺母Ⅰ7固定安装。
所述下旋翼桨毂接头11上设置有供下旋翼桨毂12安装的腔体，下旋翼桨毂12通过圆锥滚子轴承Ⅰ10安装到下旋翼桨毂接头11上，下旋翼桨毂12上安装下旋翼。
参见图1，所述主旋翼减速器输出法兰1的下端通过弹性联轴节Ⅲ17与上旋翼扭矩天平16连接，上旋翼扭矩天平16与弹性联轴节Ⅳ15连接，弹性联轴节Ⅳ15通过内花键Ⅱ14与上旋翼轴18连接。
所述上旋翼轴18的上端通过花键Ⅱ21与上旋翼桨毂接头23配合安装，上旋翼轴18的上端设置有外花键，花键Ⅱ21为与上旋翼轴18的外花键相匹配的渐开线内花键，该渐开线内花键采用齿侧定心方式进行定心。
所述上旋翼桨毂接头23与回转支撑轴承20采用螺栓以及螺母Ⅱ19固定安装。
所述上旋翼桨毂接头23上设置有供上旋翼桨毂24安装的腔体，上旋翼桨毂24通过圆锥滚子轴承Ⅱ22安装到上旋翼桨毂接头23上，上旋翼桨毂24上安装上旋翼，上旋翼位于下旋翼上方。
所述旋翼芯轴27的下端和上旋翼轴18的下端均设有外螺纹，螺母Ⅲ29上的螺纹孔为沉头孔。
调整所述上旋翼和下旋翼的间距时，上旋翼轴18与上旋翼桨毂24沿轴向相对移动，下旋翼传动系统随上旋翼轴18同步移动，待上旋翼和下旋翼的间距满足要求后，采用螺母Ⅲ29将上旋翼轴18与旋翼芯轴27固接，螺母Ⅲ29具有较大内径的一端旋入上旋翼轴18的下端，具有较小内径的一端旋入旋翼芯轴27的下端，回转支撑轴承20采用连接件28与下旋翼桨毂12固接。
当动力从主旋翼电机传递给主旋翼减速器输出法兰1后，主旋翼减速器输出法兰1将动力分别传递至下旋翼扭矩天平3和上旋翼扭矩天平16，下旋翼扭矩天平3将动力依次传递给下旋翼轴6、下旋翼桨毂接头11、下旋翼桨毂12以及下旋翼，上旋翼扭矩天平16将动力依次传递给上旋翼轴18、上旋翼桨毂接头23、上旋翼桨毂24以及上旋翼。
实施例2：
本实施例公开了一种共轴双旋翼直升机主传动系统，包括安装在旋翼芯轴27上的上旋翼传动系统和下旋翼传动系统。
所述上旋翼传动系统包括上旋翼扭矩天平16、上旋翼轴18、回转支撑轴承20、上旋翼桨毂接头23和上旋翼桨毂24。
所述下旋翼传动系统包括下旋翼扭矩天平3、下旋翼轴6、下法兰盘9、下旋翼桨毂接头11和下旋翼桨毂12。
所述上旋翼轴18和下旋翼轴6均为空心轴，参见图1，上旋翼轴18安装在旋翼芯轴27上，下旋翼轴6安装在上旋翼轴18上且下旋翼轴6的长度小于上旋翼轴18的长度。
主旋翼减速器输出法兰1安装在上旋翼轴18上并位于下旋翼轴6下方，主旋翼减速器输出法兰1的上端通过弹性联轴节Ⅰ2与下旋翼扭矩天平3连接，下旋翼扭矩天平3与弹性联轴节Ⅱ4连接，弹性联轴节Ⅱ4通过内花键Ⅰ5与下旋翼轴6的下端连接。
所述下旋翼轴6的上端通过花键Ⅰ8与下旋翼桨毂接头11连接，下旋翼桨毂接头11与下法兰盘9固定安装。
所述下旋翼桨毂接头11上设置有供下旋翼桨毂12安装的腔体，下旋翼桨毂12通过圆锥滚子轴承Ⅰ10安装到下旋翼桨毂接头11上，下旋翼桨毂12上安装下旋翼。
参见图1，所述主旋翼减速器输出法兰1的下端通过弹性联轴节Ⅲ17与上旋翼扭矩天平16连接，上旋翼扭矩天平16与弹性联轴节Ⅳ15连接，弹性联轴节Ⅳ15通过内花键Ⅱ14与上旋翼轴18连接。
所述上旋翼轴18的上端通过花键Ⅱ21与上旋翼桨毂接头23配合安装，上旋翼桨毂接头23与回转支撑轴承20固定安装。
所述上旋翼桨毂接头23上设置有供上旋翼桨毂24安装的腔体，上旋翼桨毂24通过圆锥滚子轴承Ⅱ22安装到上旋翼桨毂接头23上，上旋翼桨毂24上安装上旋翼，上旋翼位于下旋翼上方。
调整所述上旋翼和下旋翼的间距时，上旋翼轴18与上旋翼桨毂24沿轴向相对移动，下旋翼传动系统随上旋翼轴18同步移动，待上旋翼和下旋翼的间距满足要求后，将上旋翼轴18固定好，回转支撑轴承20采用连接件28与下旋翼桨毂12固接。
实施例3：
本实施例主要结构同实施例2，进一步，参见图1，所述下旋翼桨毂接头11与下法兰盘9采用螺栓以及螺母Ⅰ7固定安装。
实施例4：
本实施例主要结构同实施例2，进一步，参见图1，所述上旋翼桨毂接头23与回转支撑轴承20采用螺栓以及螺母Ⅱ19固定安装。
实施例5：
本实施例主要结构同实施例2，进一步，所述上旋翼轴18的上端设置有外花键，花键Ⅱ21为与上旋翼轴18的外花键相匹配的渐开线内花键，该渐开线内花键采用齿侧定心方式进行定心。
实施例5：
本实施例主要结构同实施例2，进一步，所述旋翼芯轴27的下端和上旋翼轴18的下端均设有外螺纹，螺母Ⅲ29上的螺纹孔为沉头孔。
待所述待上旋翼和下旋翼的间距调整好后，采用螺母Ⅲ29将上旋翼轴18与旋翼芯轴27固接，螺母Ⅲ29具有较大内径的一端旋入上旋翼轴18的下端，具有较小内径的一端旋入旋翼芯轴27的下端。

Claims (5)

1.一种共轴双旋翼直升机主传动系统，其特征在于：包括安装在所述旋翼芯轴(27)上的上旋翼传动系统和下旋翼传动系统；
所述上旋翼传动系统包括上旋翼扭矩天平(16)、上旋翼轴(18)、回转支撑轴承(20)、上旋翼桨毂接头(23)和上旋翼桨毂(24)；
所述下旋翼传动系统包括下旋翼扭矩天平(3)、下旋翼轴(6)、下法兰盘(9)、下旋翼桨毂接头(11)和下旋翼桨毂(12)；
所述上旋翼轴(18)和下旋翼轴(6)均为空心轴，上旋翼轴(18)安装在旋翼芯轴(27)上，下旋翼轴(6)安装在上旋翼轴(18)上且下旋翼轴(6)的长度小于上旋翼轴(18)的长度；
主旋翼减速器输出法兰(1)安装在上旋翼轴(18)上并位于下旋翼轴(6)下方，主旋翼减速器输出法兰(1)的上端通过弹性联轴节Ⅰ(2)与下旋翼扭矩天平(3)连接，下旋翼扭矩天平(3)与弹性联轴节Ⅱ(4)连接，弹性联轴节Ⅱ(4)通过内花键Ⅰ(5)与下旋翼轴(6)的下端连接；
所述下旋翼轴(6)的上端通过花键Ⅰ(8)与下旋翼桨毂接头(11)连接，下旋翼桨毂接头(11)与下法兰盘(9)固定安装；
所述下旋翼桨毂接头(11)上设置有供下旋翼桨毂(12)安装的腔体，下旋翼桨毂(12)通过圆锥滚子轴承Ⅰ(10)安装到下旋翼桨毂接头(11)上，下旋翼桨毂(12)上安装下旋翼；
所述主旋翼减速器输出法兰(1)的下端通过弹性联轴节Ⅲ(17)与上旋翼扭矩天平(16)连接，上旋翼扭矩天平(16)与弹性联轴节Ⅳ(15)连接，弹性联轴节Ⅳ(15)通过内花键Ⅱ(14)与上旋翼轴(18)连接；
所述上旋翼轴(18)的上端通过花键Ⅱ(21)与上旋翼桨毂接头(23)配合安装，上旋翼桨毂接头(23)与回转支撑轴承(20)固定安装；
所述上旋翼桨毂接头(23)上设置有供上旋翼桨毂(24)安装的腔体，上旋翼桨毂(24)通过圆锥滚子轴承Ⅱ(22)安装到上旋翼桨毂接头(23)上，上旋翼桨毂(24)上安装上旋翼，上旋翼位于下旋翼上方；
调整所述上旋翼和下旋翼的间距时，上旋翼轴(18)与上旋翼桨毂(24)沿轴向相对移动，下旋翼传动系统随上旋翼轴(18)同步移动，待上旋翼和下旋翼的间距满足要求后，将上旋翼轴(18)固定好，回转支撑轴承(20)采用连接件(28)与下旋翼桨毂(12)固接。
2.根据权利要求1所述的一种共轴双旋翼直升机主传动系统，其特征在于：所述下旋翼桨毂接头(11)与下法兰盘(9)采用螺栓以及螺母Ⅰ(7)固定安装。
3.根据权利要求1或2所述的一种共轴双旋翼直升机主传动系统，其特征在于：所述上旋翼桨毂接头(23)与回转支撑轴承(20)采用螺栓以及螺母Ⅱ(19)固定安装。
4.根据权利要求2或3所述的一种共轴双旋翼直升机主传动系统，其特征在于：所述上旋翼轴(18)的上端设置有外花键，花键Ⅱ(21)为与上旋翼轴(18)的外花键相匹配的渐开线内花键，该渐开线内花键采用齿侧定心方式进行定心。
5.根据权利要求1所述的一种共轴双旋翼直升机主传动系统，其特征在于：所述旋翼芯轴(27)的下端和上旋翼轴(18)的下端均设有外螺纹，螺母Ⅲ(29)上的螺纹孔为沉头孔；
待所述待上旋翼和下旋翼的间距调整好后，采用螺母Ⅲ(29)将上旋翼轴(18)与旋翼芯轴(27)固接，螺母Ⅲ(29)具有较大内径的一端旋入上旋翼轴(18)的下端，具有较小内径的一端旋入旋翼芯轴(27)的下端。
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