直升机传动系统的制作方法

本发明涉及动力传动领域，特别地，涉及一种直升机传动系统。

背景技术：

传动系统为直升机关键组成部分，传动系统的性能直接影响直升机的性能，因此，美、俄等国直升机公司均投入了大量的人力、物力对直升机传动系统进行研究。

现有直升机包括双旋翼共轴式直升机，如俄罗斯的K50直升机，即为常规共轴式直升机，其主传动系统采用复合行星轮系实现共轴输出，该复合行星轮系传动比较大，承载能力强，但其结构复杂，齿轮、轴承等零件的数量较多，系统可靠性较低。美国专利US7413142公开了一种带尾推进的直升机传动系统构型，该传动系统中，采用圆柱齿轮内、外啮合实现共轴输出，其结构齿轮数量较多，体积较大，同时因采用锥齿轮换向传动，部分轴承需承受较大轴向力。

技术实现要素：

本发明提供了一种直升机传动系统，以解决现有传动系统存在的结构复杂、齿轮、轴承等零件的数量较多、体积大、系统可靠性较低及部分轴承需承受轴向力大的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种直升机传动系统，包括用于提供动力并使动力减速后输出的圆柱齿轮传动机构，圆柱齿轮传动机构包括用于将动力向外输出的第一圆柱齿轮，第一圆柱齿轮的输出端连接有用于驱动直升机上的上旋翼和下旋翼同轴线且不同旋向旋转的动力驱动机构；动力驱动机构包括用于安装上旋翼的内旋翼轴、用于安装下旋翼的外旋翼轴，上旋翼装设于内旋翼轴的外圆上，下旋翼装设于外旋翼轴的外圆上；内旋翼轴的输入端连接有用于驱动其旋转的第一面齿轮，外旋翼轴的输入端连接有用于驱动其旋转的第二面齿轮，第二面齿轮和第一面齿轮上下依次布置，第一圆柱齿轮设置于第一面齿轮和第二面齿轮之间且分别与第一面齿轮和第二面齿轮啮合以驱动第一面齿轮和第二面齿轮同轴线且不同旋向旋转。

进一步地，外旋翼轴为两端连通的空心轴，内旋翼轴同轴线装设于外旋翼轴内且两端分别伸出外旋翼轴；下旋翼装设于外旋翼轴顶端的外圆上，第二面齿轮装设于外旋翼轴底端的外圆上；上旋翼装设于内旋翼轴顶端的外圆上，第一面齿轮装设于内旋翼轴底端的外圆上。

进一步地，第一面齿轮和第二面齿轮两者结构相同且平行设置；第二面齿轮的下表面上设有朝向第一面齿轮的第二齿圈，第一面齿轮的上表面上设有朝向第二面齿轮的第一齿圈，第一圆柱齿轮的上侧和下侧分别与第二齿圈和第一齿圈啮合。

进一步地，圆柱齿轮传动机构包括多条用于提供动力并使动力减速输出的第一级传动构件、用于使多条第一级传动构件的动力合并后向外输出的第二级传动构件；多条第一级传动构件的输出端均与第二级传动构件的输入端相连。

进一步地，第二级传动构件包括第一圆柱齿轮，第一圆柱齿轮的输入端连接有第二圆柱齿轮；多条第一级传动构件的输出端分别与第二圆柱齿轮相连。

进一步地，多条第一级传动构件的结构相同，均包括动力源及与动力源的输出端相连以使动力减速输出的传动部件，传动部件的输出端与第二圆柱齿轮相连。

进一步地，第一级传动构件的数量为两条，两条第一级传动构件并联设置，两条第一级传动构件的传动部件的输出端分别与第二圆柱齿轮相连。

进一步地，动力源为涡轴发动机。

进一步地，各传动部件包括与动力源的输出端相连的第三圆柱齿轮、与第三圆柱齿轮啮合连接的第四圆柱齿轮、与第四圆柱齿轮啮合连接的第五圆柱齿轮，第五圆柱齿轮与第二圆柱齿轮外啮合连接。

进一步地，第一面齿轮、第二面齿轮、第一圆柱齿轮、第二圆柱齿轮、第三圆柱齿轮、第四圆柱齿轮及第五圆柱齿轮均定轴安装。

本发明具有以下有益效果：

传动系统中，动力由第一圆柱齿轮单线输入，经过第一面齿轮和第二面齿轮的作用后由内旋翼轴和外旋翼轴共轴双输出，从而实现动力的单输入共轴双输出；整个传动系统中通过圆柱齿轮和面齿轮传递动力，而无锥齿轮，故轴承布置及机匣设计简单，且圆柱齿轮的轴向安装精度不影响圆柱齿轮与圆柱齿轮或面齿轮的啮合效果；本发明的传动系统采用圆柱齿轮和面齿轮传递动力，相比现有的采用复合行星轮系或圆柱齿轮与圆锥齿轮配合传动动力，其结构简单、体积小，齿轮、轴承等零件需求少，安装、拆卸操作简单，系统传动的可靠性高，部分轴承承受的轴向力小。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请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是本发明优选实施例的直升机传动系统的空间结构示意图；

图2是图1中直升机传动系统的主视结构示意图。

图例说明

10、圆柱齿轮传动机构；11、第一圆柱齿轮；12、第二圆柱齿轮；13、动力源；14、第三圆柱齿轮；15、第四圆柱齿轮；16、第五圆柱齿轮；20、上旋翼；30、下旋翼；40、动力驱动机构；41、内旋翼轴；42、外旋翼轴；43、第一面齿轮；44、第二面齿轮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1和图2，本发明的优选实施例提供了一种直升机传动系统，包括用于提供动力并使动力减速后输出的圆柱齿轮传动机构10，圆柱齿轮传动机构10包括用于将动力向外输出的第一圆柱齿轮11，第一圆柱齿轮11的输出端连接有用于驱动直升机上的上旋翼20和下旋翼30同轴线且不同旋向旋转的动力驱动机构40。动力驱动机构40包括用于安装上旋翼20的内旋翼轴41、用于安装下旋翼30的外旋翼轴42，上旋翼20装设于内旋翼轴41的外圆上，下旋翼30装设于外旋翼轴42的外圆上。内旋翼轴41的输入端连接有用于驱动其旋转的第一面齿轮43，外旋翼轴42的输入端连接有用于驱动其旋转的第二面齿轮44，第一面齿轮43和第二面齿轮44上下依次布置，第一圆柱齿轮11设置于第一面齿轮43和第二面齿轮44之间且分别与第一面齿轮43和第二面齿轮44啮合以驱动第一面齿轮43和第二面齿轮44同轴线且不同旋向旋转。

传动系统工作时，圆柱齿轮传动机构10提供动力并将动力减速后由第一圆柱齿轮11向外输出，由于第二面齿轮44和第一面齿轮43上下依次布置，且第一圆柱齿轮11分别与第一面齿轮43和第二面齿轮44啮合，故第一面齿轮43和第二面齿轮44将在第一圆柱齿轮11的驱动下同轴线但不同旋转方向旋转，又因为安装有上旋翼20的内旋翼轴41的输入端与第一面齿轮43相连，安装有下旋翼30的外旋翼轴42的输入端与第二面齿轮44相连，故内旋翼轴41在第一面齿轮43的作用下与外旋翼轴42在第二面齿轮44的作用下同轴线且不同旋转方向旋转。传动系统中，动力由第一圆柱齿轮11单线输入，经过第一面齿轮43和第二面齿轮44的作用后由内旋翼轴41和外旋翼轴42共轴双输出，从而实现动力的单输入共轴双输出；整个传动系统中通过圆柱齿轮和面齿轮传递动力，而无锥齿轮，故轴承布置及机匣设计简单，且圆柱齿轮的轴向安装精度不影响圆柱齿轮与圆柱齿轮或面齿轮的啮合效果；本发明的传动系统采用圆柱齿轮和面齿轮传递动力，相比现有的采用复合行星轮系或圆柱齿轮与圆锥齿轮配合传动动力，其结构简单、体积小，齿轮、轴承等零件需求少，安装、拆卸操作简单，系统传动的可靠性高，部分轴承承受的轴向力小。

可选地，如图1所示，外旋翼轴42为两端连通的空心轴，内旋翼轴41同轴线装设于外旋翼轴42内且两端分别伸出外旋翼轴42。下旋翼30装设于外旋翼轴42顶端的外圆上，第二面齿轮44装设于外旋翼轴42底端的外圆上。上旋翼20装设于内旋翼轴41顶端的外圆上，第一面齿轮43装设于内旋翼轴41底端的外圆上。本实施例中，为减轻直升机的重量，内旋翼轴41也为两端连通的空心轴。

本实施例中，如图2所示，第一面齿轮43和第二面齿轮44两者结构相同且平行设置。第二面齿轮44的下表面上设有朝向第一面齿轮43的第二齿圈，第一面齿轮43的上表面上设有朝向第二面齿轮44的第一齿圈，第一圆柱齿轮11的上侧和下侧分别与第二齿圈和第一齿圈啮合。

可选地，圆柱齿轮传动机构10包括多条用于提供动力并使动力减速输出的第一级传动构件、用于使多条第一级传动构件的动力合并后向外输出的第二级传动构件。多条第一级传动构件的输出端均与第二级传动构件的输入端相连。

本实施例中，如图1所示，第二级传动构件包括第一圆柱齿轮11，第一圆柱齿轮11的输入端连接有第二圆柱齿轮12。多条第一级传动构件的输出端分别与第二圆柱齿轮12相连。

本实施例中，如图1所示，多条第一级传动构件的结构相同，均包括动力源13及与动力源13的输出端相连以使动力减速输出的传动部件，传动部件的输出端与第二圆柱齿轮12相连。优选地，动力源13为涡轴发动机。

本具体实施例中，如图2所示，第一级传动构件的数量为两条，两条第一级传动构件并联设置，两条第一级传动构件的传动部件的输出端分别与第二圆柱齿轮12相连。在其它实施例中，第一级传动构件的数量为多条，多条第一级传动构件依次并联设置，且多条第一级传动构件的传动部件的输出端分别与第二圆柱齿轮12相连。

本具体实施例中，如图1所示，各传动部件包括与动力源13的输出端相连的第三圆柱齿轮14、与第三圆柱齿轮14啮合连接的第四圆柱齿轮15、与第四圆柱齿轮15啮合连接的第五圆柱齿轮16，第五圆柱齿轮16与第二圆柱齿轮12外啮合连接。

优选地，第一面齿轮43、第二面齿轮44、第一圆柱齿轮11、第二圆柱齿轮12、第三圆柱齿轮14、第四圆柱齿轮15及第五圆柱齿轮16均定轴安装。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。