锥齿轮-圆柱齿轮两次功率分流的共轴式双旋翼传动装置的制作方法

本发明涉及直升机传动构型领域，具体是一种锥齿轮-圆柱齿轮两次功率分流的共轴式双旋翼传动装置，具有锥齿轮-圆柱齿轮两次功率分流的共轴式双旋翼直升机新型主减速器传动构型。

背景技术：

共轴式双旋翼直升机主减速器传动系统的典型构型是“锥齿轮换向-并车-行星传动输出”。从发动机输入到主旋翼输出，一般由3～5级齿轮传动组成，大多数情况下由行星传动作为最后一级，也有采用两级行星传动或复合行星传动。对含有行星齿轮传动的多级传动系统来说，行星齿轮传动的传动比许用范围受结构和强度两方面的制约；同时，过大的传动比使行星减速器的传动效率下降，且不利于减轻整个传动系统的重量。因此，为满足直升机传动系统的功重比、传动效率和可靠性要求，尽可能减轻传动系统的重量和体积，现役直升机传动系统中的行星齿轮传动的传动比较小，一般在3-5左右。

对于共轴式双旋翼传动系统而言，为实现绕同一轴线的一正一反旋转的上下两副旋翼的要求，其采用了星型齿轮传动或差动轮系相结合的传动方式。尽管其也采用了功率分流的形式，但是由于行星齿轮传动的结构强度、效率等问题，其传动比较小；同时，行星轮既有公转又有自转，因此结构复杂，且其支撑轴承的使役工况复杂，轴承容易损坏。

本发明提出的同轴锥齿轮-圆柱齿轮两次功率分流传动构型，都采用定轴轮系，技术较成熟，可靠性好；同时，最后一级的传动比较大，有利于降低传动系统的重量，这对大功率高速传动系统有非常重要的意义。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种锥齿轮-圆柱齿轮两次功率分流的共轴式双旋翼传动装置，可以同时实现换向与功率的分流，且最后传动级的传动比较大。与普通共轴式双旋翼直升机传动构型相比，轮系都为定轴轮系传动，可以简化支撑结构，提高传动系统的可靠性。

本发明包括锥齿轮功率分流传动和圆柱齿轮功率再分流传动和圆柱齿轮功率汇流传动；

所述锥齿轮功率分流传动包括输入锥齿轮和两个轴线相同的锥齿轮，输入锥齿轮和两个锥齿轮啮合，实现两路传动和功率的分流；

所述圆柱齿轮功率再分流传动包括两个传动圆柱齿轮，每个传动圆柱齿轮与一个锥齿轮共轴，并且同时与两个分流圆柱齿轮啮合，实现功率的再次分流，每路分流传动均连接有一个路圆柱齿轮功率汇流传动；

每路圆柱齿轮功率汇流传动均包括两个小圆柱齿轮和一个大圆柱齿轮，其中每个分流圆柱齿轮上均设置有共传动轴的小圆柱齿轮，两个小圆柱齿轮与同一个大圆柱齿轮啮合，大圆柱齿轮连接有输出轴，实现功率汇流和动力输出。

进一步改进，所述的锥齿轮为直齿锥齿轮、斜齿锥齿轮或弧齿锥齿轮。

进一步改进，所述的两路圆柱齿轮功率汇流传动的输出轴共轴旋转且转向相反。

进一步改进，该装置采用两路功率输入的锥齿轮-圆柱齿轮分流构型排布。

进一步改进，该装置采用三路功率输入的锥齿轮-圆柱齿轮分流构型排布。

本发明有益效果在于：

1、本发明与现有传动构型相比，经过同轴式锥齿轮功率分流传动，可以同时实现传动方向的改变和功率的分流，使得分支传动系统的载荷减小，因此受承载能力限制的齿轮结构减小，降低了重量。

2、经过锥齿轮功率分流以后，通过圆柱齿轮传动再一次进行功率分流，降低传动分支的载荷，进而再次减小齿轮的体积和重量。同时，最后一级传动为定轴传动，因此传动比可以较大，能够有效降低整个传动系统的体积和重量。

3、整个传动系统为纵向布置，因此整个齿轮箱成圆桶状，有利于模块化结构设计，减小系统的重量。

4、从整个传动系统来看，由于采用了两次功率分流传动，且传动系统全部采用简单定轴轮系，技术上容易实现。该传动构型，可以在中、重型直升机传动系统、舰船传动系统等领域得到广泛的应用。

附图说明

图1为单发动力输入的锥齿轮-圆柱齿轮两次功率分流的共轴式双旋翼传动装置。

图2为双发动力输入的锥齿轮-圆柱齿轮两次功率分流的共轴式双旋翼传动装置。

图3为三发动力输入的锥齿轮-圆柱齿轮两次功率分流的共轴式双旋翼传动装置正等侧图。

图4为三发动力输入的锥齿轮-圆柱齿轮两次功率分流的共轴式双旋翼传动装置俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明一种具体实施方式如图1所示，为单发动力输入的锥齿轮-圆柱齿轮两次功率分流的共轴式双旋翼传动装置。

该装置中，输入锥齿轮z1同时和第一锥齿轮z2、第二锥齿轮z3相啮合，实现传动方向的改变和功率的分流；其中，锥齿轮z2和锥齿轮z3的轴线相同，上下面对面布置。

第一锥齿轮z2与第一传动圆柱齿轮z2’固定于同一个传动轴上；第一传动圆柱齿轮z2’同时与第一分流圆柱齿轮z4与第二分流圆柱齿轮z6相啮合，实现功率的再次分流。

第一分流圆柱齿轮z4与第一小圆柱齿轮z4’固定于同一个传动轴上；第二分流圆柱齿轮z6与第二小圆柱齿轮z6’固定于同一个传动轴上；第一小圆柱齿轮z4’和第二小圆柱齿轮z6’同时与第一大圆柱齿轮z8相啮合，实现功率的汇流，将动力与转速传递给第一输出轴。

第二锥齿轮z3与第二传动圆柱齿轮z3’固定于同一个传动轴上；第二传动圆柱齿轮z3’同时与第三分流圆柱齿轮z5与第四分流圆柱齿轮z7相啮合，实现功率的再次分流。

第三分流圆柱齿轮z5与第三小圆柱齿轮z5’固定于同一个传动轴上；第四分流圆柱齿轮z7与第四小圆柱齿轮z7’固定于同一个传动轴上；第三小圆柱齿轮z5’和第四小圆柱齿轮z7’同时与第二大圆柱齿轮z8’相啮合，实现功率的汇流，将动力与转速传递给第二输出轴。

通过以上的功率传递，最终实现输出轴的共轴旋转，且转向相反。

同理，在第一种单发输入实施例的基础上增加一个输入轴，可以组成双发动力输入的锥齿轮-圆柱齿轮两次功率分流的共轴式双旋翼传动装置，如图2所示。在第一种单发输入实施例的基础上增加两个输入轴，可以组成三发动力输入的锥齿轮-圆柱齿轮两次功率分流的共轴式双旋翼传动装置，如图3和图4所示。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种锥齿轮‑圆柱齿轮两次功率分流的共轴式双旋翼传动装置，包括锥齿轮功率分流传动和圆柱齿轮功率再分流传动和圆柱齿轮功率汇流传动。本发明可以同时实现换向与功率的分流，且最后传动级的传动比较大。与普通共轴式双旋翼直升机传动构型相比，轮系都为定轴轮系传动，可以简化支撑结构，提高传动系统的可靠性。

技术研发人员：靳广虎;杜状状;鲍和云;陆凤霞;丁景伟;冯正玖
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2019.01.07
技术公布日：2019.05.03