CN211231446U - 用于共轴反桨直升机的行星减速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于共轴反桨直升机的行星减速器，包括中间传动轴，固定在所述的中间传动轴顶部的一级太阳轮，多个与所述的一级太阳轮啮合连接的一级行星轮，与所述的一级行星轮啮合的一级内齿圈，将所述的一级内齿圈与外轴固定连接的连接架，多个与所述的一级行星轮同轴设置的二级行星轮，可相对旋转地同轴设置于一级太阳轮上方且与所述的二级行星轮啮合传动的二级太阳轮，其中，所述的二级太阳轮与内轴传动连接，所述的一级行星轮和二级行星轮的一一上下对应同轴设置且共轴的上端和下端分别与固定行星架可旋转连接。本实用新型的减速器具有一组一级行星轮系，包括一个太阳轮、若干行星轮和一个内齿圈；一组二级行星轮系，包括一个太阳轮和若干行星轮，没有内齿圈。减速器具有一个固定的行星架，由一级行星轮系和二级行星轮系共用。

Description

用于共轴反桨直升机的行星减速器

技术领域

本实用新型属于机械传动装置技术领域，具体涉及一种用于共轴反桨直升机的行星减速器。

背景技术

共轴反向双旋翼的结构特点是：两入+两出，即整个传动装置拥有两根动力输入轴，分别由两台发动机或电动机驱动、两根动力输出轴对外输出动力。两根动力输入轴通过两套独立的减速齿轮机构驱动两根同轴套装的动力输出轴，每根动力输出轴连接一旋翼，从而形成所谓共轴反向双旋翼驱动技术形式。由于两根动力输出轴同轴线(称为共轴)安装，工作时带动各自旋翼互为相反方向旋转，因此两只旋翼各自产生的反作用转矩也因方向相反而相互抵消，因此也就不需要再设置尾桨来平衡旋翼的反作用转矩。此外，由于采用双旋翼，因此传递相同功率所需的旋翼尺寸(桨盘直径)可以比单旋翼的小很多。因此，相对于上述两种技术平台，基于“共轴反向双旋翼”技术打造的无人机外廓尺寸可以做得小一些。

目前双旋翼共轴反桨的无人直升机大都采用一个主动锥齿轮和两个从动锥齿轮组成的减速器来实现双旋翼共轴反向旋转，如CN 207644638 U公开了共轴反向旋转双输出传动装置及使用该装置的无人机，传动装置包括主机架、动力输入轴、动力输出轮毂一、动力输出轮毂二、耦合锥齿轮传动组件；动力输入轴安装在主机架内，动力输出轮毂一安装在动力输入轴上，动力输出轮毂二安装在主机架上；动力输出轮毂一设有与其同轴的主动锥齿轮，动力输出轮毂二上设有从动锥齿轮，耦合锥齿轮传动组件包括至少两个与主动锥齿轮和从动锥齿轮均啮合的耦合锥齿轮、位于主动锥齿轮与从动锥齿轮之间的主机架上。

随着共轴反桨无人直升机向大型化的方向发展和涡轴发动机的应用，发动机的转速提高了而旋翼的转速降低，需要一种多级齿轮减速器来实现传动、换向和双旋翼共轴反向旋转的功能。各种行星减速器在有人直升机上有非常广泛的应用，但是一般的行星减速器无法实现双旋翼共轴反向旋转的功能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于共轴反桨直升机的行星减速器，具有结构紧凑，输入轴尺寸占空间小的优点。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种用于共轴反桨直升机的行星减速器，包括中间传动轴，固定在所述的中间传动轴顶部的一级太阳轮，多个与所述的一级太阳轮啮合连接的一级行星轮，与所述的一级行星轮啮合的一级内齿圈，将所述的一级内齿圈与外轴固定连接的连接架，多个与所述的一级行星轮同轴设置的二级行星轮，可相对旋转地同轴设置于一级太阳轮上方且与所述的二级行星轮啮合传动的二级太阳轮，其中，所述的二级太阳轮与内轴传动连接，所述的一级行星轮和二级行星轮的一一上下对应同轴设置且共轴的上端和下端分别与固定行星架可旋转连接。

在上述技术方案中，所述的二级太阳轮下端形成有内子口21，所述的内子口与位于其下方的中间传动轴间设置有推力轴承23。

在上述技术方案中，所述的二级太阳轮上表面与内轴下端用法兰式螺栓连接。

在上述技术方案中，中间传动轴上部形成有凸环，凸环外表面形成有花键或鼓形齿以与一级太阳轮传动连接。

在上述技术方案中，二级太阳轮上下表面构成有环凹槽。

在上述技术方案中，减速器一级行星轮和一级内齿圈的齿数比等于二级行星轮和二级太阳轮的齿数比，以使一级内齿圈和二级太阳轮的输出转速大小完全相同而且旋转方向相反。

在上述技术方案中，所述的中间传动轴下端固定设置有锥齿轮，以及与所述的锥齿轮配合的锥齿轴，所述的锥齿轴的动力端与发动机对应通过联轴器固定连接。

在上述技术方案中，所述的中间传动轴上设置有用以上限位所述的锥齿轮的下凸缘，所述的锥齿轮的中心孔上部与所述的中间传动轴过盈配合，中部与所述的中间传动轴花键配合，下部与所述的中间传动轴过渡配合。

在上述技术方案中，锥齿轮和锥齿轴的轴交角为80°-90°。

在上述技术方案中，中间传动轴为管状。

实用新型的优点和有益效果为：

本实用新型的减速器具有一组一级行星轮系，包括一个太阳轮、若干行星轮和一个内齿圈；一组二级行星轮系，包括一个太阳轮和若干行星轮，没有内齿圈。减速器具有一个固定的行星架，由一级行星轮系和二级行星轮系共用。减速器的两级行星轮个数相等，并且分别连接在一起，组成几组双联齿轮，然后和固定行星架连接。减速器的一级行星轮系为内齿圈输出，内齿圈通过连接架连接外轴，从而带动外轴朝一个方向旋转。减速器的二级行星轮系为太阳轮输出，太阳轮连接着内轴，从而带动内轴朝相反方向旋转。中间传动轴上部具有一组鼓形外齿，太阳轮内部有一组内齿，两者齿数相同，通过内外齿啮合来传动连接，减速器一级行星轮和一级内齿圈的齿数比等于二级行星轮和二级太阳轮的齿数比，使一级内齿圈和二级太阳轮的输出转速大小完全相同，旋转方向相反，从而实现双旋翼共轴反桨旋转。

附图说明

图1是本实用新型用于共轴反桨直升机的行星减速器的结构示意图。

图2是本实用新型用于共轴反桨直升机的行星减速器的中间传动轴下端动力输入结构示意图。

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实用新型方案，下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一

本实用新型的一种用于共轴反桨直升机的行星减速器，包括中间传动轴12，固定在所述的中间传动轴顶部的一级太阳轮1，多个，如三个或四个与所述的一级太阳轮啮合连接的一级行星轮2，与所述的一级行星轮啮合的一级内齿圈3，将所述的一级内齿圈与外轴固定连接的连接架6，多个与所述的一级行星轮同轴设置的二级行星轮4，可相对旋转地同轴设置于一级太阳轮上方且与所述的二级行星轮啮合传动的二级太阳轮5，所述的二级太阳轮与内轴传动连接，所述的一级行星轮和二级行星轮的一一上下对应设置且共轴的上端和下端分别与固定行星架9可旋转连接。减速器一级行星轮和一级内齿圈的齿数比等于二级行星轮和二级太阳轮的齿数比以使一级内齿圈和二级太阳轮的输出转速大小完全相同而且旋转方向相反。其中，行星架是和壳体固定在一起的，所述的二级行星轮为双联行星齿轮，所述的一级行星轮中心形成有与所述的二级行星轮下端的外齿纹匹配的内齿纹以实现啮合定位。

优选，所述的中心传动轴和内轴均为空心管状，所述的外轴可相对旋转地同轴设置在内轴外部。

其中，所述的二级太阳轮下端形成有内子口21，所述的内子口与位于其下方的中间传动轴间设置有推力轴承23，所述的二级太阳轮上表面与内轴下端法兰式螺栓连接。轴承通过二级太阳轮内孔里的挡肩定位，二级太阳轮和中间传动轴之间设置有轴承。

同时，二级太阳轮中部形成有穿孔，所述的内轴中心形成有凸出部匹配插入所述的穿孔中实现定位，使连接更牢固。二级太阳轮上下表面构成有环凹槽22。作用是减重，还可以存油，在凹槽里面打一些孔，可以使油流向轴承23或一级太阳轮和行星轮的啮合处。

本实用新型的减速器具有一组一级行星轮系，包括一个太阳轮、若干行星轮和一个内齿圈；一组二级行星轮系，包括一个太阳轮和若干行星轮，没有内齿圈。减速器具有一个固定的行星架，由一级行星轮系和二级行星轮系共用。减速器的两级行星轮个数相等，并且分别连接在一起，组成几组双联齿轮，然后和固定行星架连接。减速器的一级行星轮系为内齿圈输出，内齿圈通过连接架连接外轴，从而带动外轴朝一个方向旋转。减速器的二级行星轮系为太阳轮输出，太阳轮连接着内轴，从而带动内轴朝相反方向旋转。中间传动轴上部具有一组鼓形外齿，太阳轮内部有一组内齿，两者齿数相同，通过内外齿啮合来传动连接，减速器一级行星轮和一级内齿圈的齿数比等于二级行星轮和二级太阳轮的齿数比，使一级内齿圈和二级太阳轮的输出转速大小完全相同，旋转方向相反，从而实现双旋翼共轴反桨旋转。

进一步地，中间传动轴上部形成有凸环24，凸环外表面形成有花键或鼓形齿以与一级太阳轮传动连接，即，中间传动轴上部具有一组鼓形外齿，太阳轮内部有一组内齿，两者齿数相同，通过内外齿啮合来传动连接，所述的凸环上部设置有轴承，二级太阳轮下表面形成有内子口将轴承嵌含其中实现相对可旋转设置。同时，所述的外轴和内轴间于下端部设置有轴承，以保证两者发生顺畅的相对转动。

实施例二

所述的中间传动轴下端固定设置有锥齿轮11，以及与所述的锥齿轮配合的锥齿轴10，所述的锥齿轴的动力端与发动机对应通过联轴器固定连接。所述的中间传动轴上设置有用以上限位所述的锥齿轮的下凸缘15，所述的锥齿轮的中心孔上部与所述的中间传动轴过盈配合，中部与所述的中间传动轴花键配合，下部与所述的中间传动轴过渡配合。锥齿轮和锥齿轴的轴交角为80°-90°。即一对锥齿轮的轴交角可以是90度，也可以不是90度，从而使输入轴向不同的方向倾斜，以适应发动机的不同安装位置；或者让减速器输出轴向不同方向倾斜一定角度。既实现运动和动力的传递功能，而且可以具有不同的轴交角，如90°轴交角、前倾或后倾一定角度，如3°-10°的倾斜设置，可以实现输出轴向不同的方向倾斜。

锥齿轮和中间传动轴的连接采用了一种三段式的连接方式，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。在使用相同的锥齿轮和中间传动轴的情况下，可以使扭矩和弯矩由不同的连接结构来承受，减少中间传动轴的受力集中，并且提高锥齿轮的刚性，使锥齿轮的齿面接触更好。

具体地，如图所示，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轴连接部分的受力，使锥齿轮的支撑刚性更好，不易发生变形。

中间传动轴的作用是将减速器输入轴的动力传递到共轴反桨直升机的上下旋翼上即对应传递至内轴和外轴上，实现转速和运动方向的转换，并且实现上下旋翼以相同大小的速度反向旋转。使用一对锥齿轮来作为减速器的第一级传动机构，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。

本实用新型的双旋翼共轴反桨直升机的行星减速器，用来实现传动、换向和双旋翼共轴反向旋转的功能，并且具有不同的轴交角，可以适应发动机的不同安装位置，或实现减速器输出轴向不同的方向倾斜一定角度。中间传动轴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轴的情况下，可以使扭矩和弯矩由不同的连接结构来承受，减少中间传动轴的受力集中，并且提高锥齿轮的刚性，使锥齿轮的齿面接触更好。

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。

以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，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实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于共轴反桨直升机的行星减速器，其特征在于：包括中间传动轴，固定在所述的中间传动轴顶部的一级太阳轮，多个与所述的一级太阳轮啮合连接的一级行星轮，与所述的一级行星轮啮合的一级内齿圈，将所述的一级内齿圈与外轴固定连接的连接架，多个与所述的一级行星轮同轴设置的二级行星轮，可相对旋转地同轴设置于一级太阳轮上方且与所述的二级行星轮啮合传动的二级太阳轮，其中，所述的二级太阳轮与内轴传动连接，所述的一级行星轮和二级行星轮的一一上下对应同轴设置且共轴的上端和下端分别与固定行星架可旋转连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于共轴反桨直升机的行星减速器，其特征在于：所述的二级太阳轮下端形成有内子口，所述的内子口与位于其下方的中间传动轴间设置有推力轴承。

3.根据权利要求1所述的一种用于共轴反桨直升机的行星减速器，其特征在于：所述的二级太阳轮上表面与内轴下端用法兰式螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于共轴反桨直升机的行星减速器，其特征在于：中间传动轴上部形成有凸环，凸环外表面形成有花键或鼓形齿以与一级太阳轮传动连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于共轴反桨直升机的行星减速器，其特征在于：二级太阳轮上下表面构成有环凹槽。

6.根据权利要求1所述的一种用于共轴反桨直升机的行星减速器，其特征在于：减速器一级行星轮和一级内齿圈的齿数比等于二级行星轮和二级太阳轮的齿数比，以使一级内齿圈和二级太阳轮的输出转速大小完全相同而且旋转方向相反。

7.根据权利要求1所述的一种用于共轴反桨直升机的行星减速器，其特征在于：所述的中间传动轴下端固定设置有锥齿轮，以及与所述的锥齿轮配合的锥齿轴，所述的锥齿轴的动力端与发动机对应通过联轴器固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于共轴反桨直升机的行星减速器，其特征在于：所述的中间传动轴上设置有用以上限位所述的锥齿轮的下凸缘，所述的锥齿轮的中心孔上部与所述的中间传动轴过盈配合，中部与所述的中间传动轴花键配合，下部与所述的中间传动轴过渡配合。

9.根据权利要求8所述的一种用于共轴反桨直升机的行星减速器，其特征在于：锥齿轮和锥齿轴的轴交角为80°-90°。

10.根据权利要求1所述的一种用于共轴反桨直升机的行星减速器，其特征在于：中间传动轴为管状。

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