CN213711763U - 一种直升机高低速传动切换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直升机高低速传动切换装置，包括有动力输入轴、动力输出机构和设置在壳体内的摩擦离合器、慢转速切换机构、快转速切换机构、慢动力传导机构和快动力传导机构，所述动力输入轴一端贯穿壳体与摩擦离合器和慢转速切换机构的动力输入端连接，所述慢转速切换机构固定在快转速切换机构上，所述慢转速切换机构的动力输出端与慢动力传导机构的动力输入端连接；本实用新型的一种直升机高低速传动切换装置，通过摩擦离合器与电磁制动器配合控制改变直升机动力传递路径，提高直升机高、低速档位转换的功能性，避免纯机械性传导过程中出现的无动力输出现象，使得直升机的整体性能在飞行过程中处于最佳状态。

Description

一种直升机高低速传动切换装置

技术领域

本实用新型属于直升机变速技术领域，具体涉及一种直升机高低速传动切换装置。

背景技术

直升机作为20世纪航空技术极具特色的创造之一，由于其出色的垂直起降、空中悬停及低空飞行能力，被广泛地应用于军事、民用等多个领域。随着人们对直升机性能要求的不断提高，固定旋翼转速已不能满足各领域的需求，飞行速度要求增加的同时，长时间续航能力也面临着更大的挑战。目前，国内外研究学者主要通过调整发动机的输出转速或在主传动系统中增添变速机构来改变直升机主旋翼的转速以获得更优的飞行性能，实现续航能力的改善。但由于发动机的工作转速相对固定，若频繁地改变输出转速会降低发动机的效率，而且对使用寿命也会产生较大的影响。此外，直升机主传动系统中若增添变速机构，换挡过程中直升机的动力输入会暂时中断，系统的可靠性降低，发生事故的可能性增加，严重威胁到驾驶员的生命安全。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种直升机高低速传动切换装置，通过摩擦离合器与电磁制动器配合控制改变直升机动力传递路径，提高直升机高、低速档位转换的功能性，避免纯机械性传导过程中出现的无动力输出现象，使得直升机的整体性能在飞行过程中处于最佳状态。

一种直升机高低速传动切换装置，包括有动力输入轴、动力输出机构和设置在壳体内的摩擦离合器、慢转速切换机构、快转速切换机构、慢动力传导机构和快动力传导机构，所述动力输入轴一端贯穿壳体与摩擦离合器和慢转速切换机构的动力输入端连接，所述慢转速切换机构固定在快转速切换机构上，所述慢转速切换机构的动力输出端与慢动力传导机构的动力输入端连接，所述快转速切换机构动力输入端连接在摩擦离合器上，所述快转速切换机构固定在壳体上，所述快转速切换机构动力输出端与快动力传导机构的动力输入端连接，所述慢动力传导机构和快动力传导机构的动力输出端与动力输出机构连接，所述快动力传导机构上设置有电磁制动器，所述电磁制动器固定在壳体上；所述动力输出机构包括有动力输出轴和旋翼，所述动力输出轴一端贯穿壳体与旋翼连接。

优选的，所述快转速切换机构包括有第三斜齿太阳轮、第四斜齿太阳轮和若干个传动装置，所述第三斜齿太阳轮和第四斜齿太阳轮对称设置在传动装置的上下两侧，所述第三斜齿太阳轮与摩擦离合器连接，所述第四斜齿太阳轮与慢动力传导机构连接，所述传动装置包括有定斜齿轮和固定轴，所述固定轴一端固定在壳体连接，所述固定轴另一端活动连接定斜齿轮，所述定斜齿轮分别与第三斜齿太阳轮和第四斜齿太阳轮啮合。

优选的，所述快动力传导机构包括有调节行星架、直齿太阳轮、内齿圈和超越离合器，所述调节行星架上活动连接有若干个直齿行星轮，所述直齿太阳轮固定连接在慢动力传导机构上，所述若干个直齿行星轮均分别与直齿太阳轮和内齿圈互相啮合，所述内齿圈连接在超越离合器上，所述超越离合器设置在动力输出轴上。

优选的，所述慢转速切换机构包括有第一斜齿太阳轮、第二斜齿太阳轮和若干个行星传动装置，所述第一斜齿太阳轮和第二斜齿太阳轮对称设置在行星传动装置的上下两侧，所述第一斜齿太阳轮连接在动力输入轴上，所述第二斜齿太阳轮连接在慢动力传导机构上，所述行星传动装置包括有行星架和侧行星斜齿轮，所述侧行星斜齿轮活动连接在行星架上，所述行星架固定在第三斜齿太阳轮上，所述侧行星斜齿轮分别与第一斜齿太阳轮和第二斜齿太阳轮啮合。

优选的，所述慢动力传导机构包括有切换轴和单向离合器，所述切换轴一端与第二斜齿太阳轮连接，所述切换轴另一端通过单向离合器与动力输出轴连接。

有益效果：

(1)本实用新型的一种直升机高低速传动切换装置，通过摩擦离合器与电磁制动器配合控制改变直升机动力传递路径，提高直升机高、低速档位转换的功能性，避免纯机械性传导过程中出现的无动力输出现象，使得直升机的整体性能在飞行过程中处于最佳状态。

(2)本实用新型的一种直升机高低速传动切换装置其结构新颖、稳定性好和可靠性高，通过将两变速齿轮组设计成复合齿轮系，使得传动过程的平稳性得到提升。

(3)本实用新型的一种直升机高低速传动切换装置，通过公式计算出动力输出轴的旋转速度，同时确定传动切换装置使用齿轮的齿数，达到根据不同动力输出轴的旋转速度要求设计精确的齿轮部件。

附图说明

图1为传动切换装置的结构示意图；

图2为传动切换装置的内部图；

1-动力输入轴，2-摩擦离合器，3-慢转速切换机构，31-第一斜齿太阳轮，32- 行星传动装置，33-行星架，34-侧行星斜齿轮，35-第二斜齿太阳轮，4-快转速切换机构，41-第三斜齿太阳轮，42-传动装置，43-定斜齿轮，44-固定轴，45-第四斜齿太阳轮，5-慢动力传导机构，51-切换轴，52-单向离合器，6-快动力传导机构，61-调节行星架，62-直齿行星轮，63-直齿太阳轮，64-内齿圈，65-超越离合器，7-电磁制动器，8-动力输出机构，81-动力输出轴，82-旋翼。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的实施例。

实施例1

如图1至图2所示；一种直升机高低速传动切换装置，包括有动力输入轴1、动力输出机构8和设置在壳体内的摩擦离合器2、慢转速切换机构3、快转速切换机构4、慢动力传导机构5和快动力传导机构6，所述动力输入轴1一端贯穿壳体与摩擦离合器2和慢转速切换机构3的动力输入端连接，所述慢转速切换机构3固定在快转速切换机构4上，所述慢转速切换机构3的动力输出端与慢动力传导机构5的动力输入端连接，所述快转速切换机构4动力输入端连接在摩擦离合器2上，所述快转速切换机构4固定在壳体上，所述快转速切换机构4动力输出端与快动力传导机构6的动力输入端连接，所述慢动力传导机构5和快动力传导机构6的动力输出端与动力输出机构8连接，所述快动力传导机构6上设置有电磁制动器7，所述电磁制动器7固定在壳体上；所述动力输出机构8包括有动力输出轴81和旋翼82，所述动力输出轴81一端贯穿壳体与旋翼82连接；所述快转速切换机构4包括有第三斜齿太阳轮41、第四斜齿太阳轮45和若干个传动装置42，所述第三斜齿太阳轮41和第四斜齿太阳轮45对称设置在传动装置42 的上下两侧，所述第三斜齿太阳轮41与摩擦离合器2连接，所述第四斜齿太阳轮45与慢动力传导机构5连接，所述传动装置42包括有定斜齿轮43和固定轴 44，所述固定轴44一端固定在壳体连接，所述固定轴44另一端活动连接定斜齿轮43，所述定斜齿轮43分别与第三斜齿太阳轮41和第四斜齿太阳轮45啮合；所述快动力传导机构6包括有调节行星架61、直齿太阳轮63、内齿圈64和超越离合器65，所述调节行星架61上活动连接有若干个直齿行星轮62，所述直齿太阳轮63固定连接在慢动力传导机构5上，所述若干个直齿行星轮62均分别与直齿太阳轮63和内齿圈64互相啮合，所述内齿圈64连接在超越离合器65上，所述超越离合器65设置在动力输出轴81上

通过发动机将动力输送至动力输入轴1，通过摩擦离合器2和电磁制动器7 开关与闭合切换，使得动力输入轴1分别将动力输送至慢转速切换机构3或摩擦离合器2中，通过慢转速切换机构3传导的动力会通过慢动力传导机构5传导至动力输出机构8，使得动力输出轴81带动旋翼82旋转，而通过摩擦离合器2输送的动力会依次带动快转速切换机构4和快动力传导机构6直至传导至动力输出机构8，使得动力输出轴81带动旋翼82旋转；动力输出轴81快速旋转时，通过闭合摩擦离合器2和打开电磁制动器7，通过发动机输送出逆时针旋转的动力，逆时针旋转的动力带动动力输入轴1逆时针旋转，动力输入轴1通过闭合的摩擦离合器2将动力输送至第三斜齿太阳轮41使其旋转，第三斜齿太阳轮41带动与其啮合的若干个传动装置42中的定斜齿轮43旋转，定斜齿轮43带动第四斜齿太阳轮45旋转，此时经过定斜齿轮43旋转改变了第四斜齿太阳轮45旋转向，使得第三斜齿太阳轮41输出的逆时针旋转力变成第四斜齿太阳轮45顺时针旋转力，使得第四斜齿太阳轮45顺时针旋转，第四斜齿太阳轮45在带动调节行星架 61旋转，而调节行星架61上的若干个直齿行星轮62随之围绕慢动力传导机构5 顺时针旋转，此时因直齿太阳轮63固定在慢动力传导机构5上会随着慢动力传导机构5带动进行逆时针旋转，其动力在动力输入轴1输出时，因行星传动装置 32固定在第三斜齿太阳轮41上，使得侧行星斜齿轮34会围绕动力输入轴1做逆时针旋转动作，而若干个行星传动装置32配合会使得第二斜齿太阳轮35同时进行逆时针运动，第二斜齿太阳轮35在带动切换轴51与其上的直齿太阳轮63 做逆时针运动，此时调节行星架61随着第四斜齿太阳轮45做顺时针旋转，直齿太阳轮63做逆时针旋转，而调节行星架61上的直齿行星轮62在调节行星架61 与直齿太阳轮63的共同作用下直齿行星轮62围绕慢动力传导机构5顺时针旋转的同时带动内齿圈64顺时针旋转，其动力输出轴81旋转速度公式为：

计算每个齿轮之间有效配合的齿数，在通过内齿圈64带动超越离合器65，超越离合器65带动动力输出轴81旋转，动力输出轴81带动旋翼82旋转；本实用新型中的活动连接均采用轴承连接；其中：S₀表示动力输入轴1的旋转速度，S_max表示动力输出轴81的旋转速度，N31表示第一斜齿太阳轮的齿数，N35表示第二斜齿太阳轮的齿数，N63表示直齿太阳轮的齿数， N64表示内齿圈的齿数。

实施例2

实施例1的基础上，所述慢转速切换机构3包括有第一斜齿太阳轮31、第二斜齿太阳轮35和若干个行星传动装置32，所述第一斜齿太阳轮31和第二斜齿太阳轮35对称设置在行星传动装置32的上下两侧，所述第一斜齿太阳轮31 连接在动力输入轴1上，所述第二斜齿太阳轮35连接在慢动力传导机构5上，所述行星传动装置32包括有行星架33和侧行星斜齿轮34，所述侧行星斜齿轮 34活动连接在行星架33上，所述行星架33固定在第三斜齿太阳轮41上，所述侧行星斜齿轮34分别与第一斜齿太阳轮和第二斜齿太阳轮35啮合；所述慢动力传导机构5包括有切换轴51和单向离合器52，所述切换轴51一端与第二斜齿太阳轮35连接，所述切换轴51另一端通过单向离合器52与动力输出轴81连接。

动力输出轴81慢速旋转时，摩擦离合器2分离同时将电磁制动器7开启，使得动力输入轴1的动力不会传导至第三斜齿太阳轮41，使得电磁制动器7处于锁住调节行星架61的状态使调节行星架61不会旋转；通过动力输入轴1带动第一斜齿太阳轮31逆时针旋转，第一斜齿太阳轮31带动若干个侧行星斜齿轮 34旋转，侧行星斜齿轮34带动第二斜齿太阳轮35旋转，此时因侧行星斜齿轮 34使得第二斜齿太阳轮35切换成顺时针旋转，在通过第二斜齿太阳轮35带动切换轴51旋转，切换轴51带动单向离合器52和直齿太阳轮63旋转，此时因调节行星架61被锁住无法旋转，使得直齿太阳轮63带动直齿行星轮62自转，直齿行星轮62带动内齿圈64逆时针旋转，因直齿行星轮62对直齿太阳轮63传导的顺时针旋转向进行了切换，而内齿圈64逆时针旋转会使得超越离合器65不工作，而单向离合器52会带动动力输出轴81旋转；通过公式

保证输送动力的传动效果处于等效状态。

一种直升机高低速传动切换装置的转速计算方法，包括有动力输出轴81高速旋转状态S_max和动力输出轴81低速旋转状态S_min；

其中：S₀表示动力输入轴1旋转速度，N31表示第一斜齿太阳轮的齿数， N35表示第二斜齿太阳轮的齿数，N63表示直齿太阳轮的齿数，N64表示内齿圈的齿数。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都涵盖在本实用新型范围内。

Claims (5)

1.一种直升机高低速传动切换装置，其特征在于：包括有动力输入轴(1)、动力输出机构(8)和设置在壳体内的摩擦离合器(2)、慢转速切换机构(3)、快转速切换机构(4)、慢动力传导机构(5)和快动力传导机构(6)，所述动力输入轴(1)一端贯穿壳体与摩擦离合器(2)和慢转速切换机构(3)的动力输入端连接，所述慢转速切换机构(3)固定在快转速切换机构(4)上，所述慢转速切换机构(3)的动力输出端与慢动力传导机构(5)的动力输入端连接，所述快转速切换机构(4)动力输入端连接在摩擦离合器(2)上，所述快转速切换机构(4)固定在壳体上，所述快转速切换机构(4)动力输出端与快动力传导机构(6)的动力输入端连接，所述慢动力传导机构(5)和快动力传导机构(6)的动力输出端与动力输出机构(8)连接，所述快动力传导机构(6)上设置有电磁制动器(7)，所述电磁制动器(7)固定在壳体上；所述动力输出机构(8)包括有动力输出轴(81)和旋翼(82)，所述动力输出轴(81)一端贯穿壳体与旋翼(82)连接。

2.如权利要求1所述的一种直升机高低速传动切换装置，其特征在于：所述快转速切换机构(4)包括有第三斜齿太阳轮(41)、第四斜齿太阳轮(45)和若干个传动装置(42)，所述第三斜齿太阳轮(41)和第四斜齿太阳轮(45)对称设置在传动装置(42)的上下两侧，所述第三斜齿太阳轮(41)与摩擦离合器(2)连接，所述第四斜齿太阳轮(45)与慢动力传导机构(5)连接，所述传动装置(42)包括有定斜齿轮(43)和固定轴(44)，所述固定轴(44)一端固定在壳体连接，所述固定轴(44)另一端活动连接定斜齿轮(43)，所述定斜齿轮(43)分别与第三斜齿太阳轮(41)和第四斜齿太阳轮(45)啮合。

3.如权利要求2所述的一种直升机高低速传动切换装置，其特征在于：所述快动力传导机构(6)包括有调节行星架(61)、直齿太阳轮(63)、内齿圈(64)和超越离合器(65)，所述调节行星架(61)上活动连接有若干个直齿行星轮(62)，所述直齿太阳轮(63)固定连接在慢动力传导机构(5)上，所述若干个直齿行星轮(62)均分别与直齿太阳轮(63)和内齿圈(64)互相啮合，所述内齿圈(64)连接在超越离合器(65)上，所述超越离合器(65)设置在动力输出轴(81)上。

4.如权利要求2或3所述的一种直升机高低速传动切换装置，其特征在于：所述慢转速切换机构(3)包括有第一斜齿太阳轮(31)、第二斜齿太阳轮(35)和若干个行星传动装置(32)，所述第一斜齿太阳轮(31)和第二斜齿太阳轮(35) 对称设置在行星传动装置(32)的上下两侧，所述第一斜齿太阳轮(31)连接在动力输入轴(1)上，所述第二斜齿太阳轮(35)连接在慢动力传导机构(5)上，所述行星传动装置(32)包括有行星架(33)和侧行星斜齿轮(34)，所述侧行星斜齿轮(34)活动连接在行星架(33)上，所述行星架(33)固定在第三斜齿太阳轮(41)上，所述侧行星斜齿轮(34)分别与第一斜齿太阳轮和第二斜齿太阳轮(35)啮合。

5.如权利要求4所述的一种直升机高低速传动切换装置，其特征在于：所述慢动力传导机构(5)包括有切换轴(51)和单向离合器(52)，所述切换轴(51)一端与第二斜齿太阳轮(35)连接，所述切换轴(51)另一端通过单向离合器(52)与动力输出轴(81)连接。

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