一種直升機(jī)用可變速傳動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直升機(jī)用可變速傳動(dòng)系統(tǒng)，為兩擋自動(dòng)變速行星齒輪機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)包括一個(gè)單排空間差動(dòng)輪系、一個(gè)單排2K-H行星輪系和一個(gè)單級(jí)錐齒定軸輪系。空間差動(dòng)輪系中，動(dòng)力分別從兩個(gè)太陽輪輸入，傳遞至行星架H1，完成直升機(jī)兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力合成；單級(jí)錐齒定軸輪系中，一對(duì)相互嚙合的錐齒輪完成動(dòng)力傳遞方向旋轉(zhuǎn)90°角度；2K-H行星輪系中，離合器實(shí)現(xiàn)2K-H行星輪系太陽輪和行星架的結(jié)合或分離，制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)2K-H行星輪系內(nèi)齒圈與箱體的分離或結(jié)合，最終動(dòng)力由行星架H2輸出，經(jīng)軸Ⅲ傳遞至直升機(jī)主減速器。本發(fā)明可使直升機(jī)在不調(diào)控發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下改變速度，并且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。
【專利說明】一種直升機(jī)用可變速傳動(dòng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種直升機(jī)用可變速傳動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】:
[0002]直升機(jī)具備垂直起降、空中懸停和低速機(jī)動(dòng)能力，能夠在地形復(fù)雜的環(huán)境進(jìn)行起降和低空飛行，獨(dú)特的飛行特點(diǎn)決定了其不可替代的作用。作為軍民通用的飛行器，直升機(jī)廣泛應(yīng)用在軍事和民用領(lǐng)域，是國家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志之一。近年來，直升機(jī)在我國搶險(xiǎn)救災(zāi)工作中扮演者重要的角色。由于在搶險(xiǎn)救災(zāi)工作中，氣候環(huán)境惡劣，負(fù)責(zé)搶險(xiǎn)工作的直升機(jī)往往處于極為復(fù)雜的工況中，必須頻繁調(diào)控直升機(jī)飛行速度。僅依靠發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速，既減損發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，又降低了發(fā)動(dòng)機(jī)效率，燃油經(jīng)濟(jì)性低。
[0003]目前，直升機(jī)調(diào)速完全依靠對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)控，這種方式，直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較簡單。但是，發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜，頻繁調(diào)控發(fā)動(dòng)機(jī)減損發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，增加了直升機(jī)故障頻率。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不能保證在大多數(shù)情況下工作在效率最佳工作區(qū)域，燃油經(jīng)濟(jì)性低，不利于提高直升機(jī)續(xù)航能力。在汽車【技術(shù)領(lǐng)域】，自動(dòng)變速器技術(shù)相當(dāng)成熟，大體有AMT、AT、DCT。自動(dòng)變速器的應(yīng)用，極大地提高了汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性、續(xù)航能力和發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有直升機(jī)技術(shù)的缺點(diǎn)，根據(jù)較成熟的AT技術(shù)，提出了一種直升機(jī)用可變速傳動(dòng)系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種直升機(jī)用可變速傳動(dòng)系統(tǒng):
[0007]整個(gè)系統(tǒng)由第一子系統(tǒng)、第二子系統(tǒng)和第三子系統(tǒng)串聯(lián)而成；
[0008]所述第一子系統(tǒng)為2K-H空間差動(dòng)輪系，整體為單排空間星形布局形式，分別為:左輸入軸、右輸入軸、前排左太陽輪、前排右太陽輪、前排行星輪和前排行星架；所述前排左太陽輪通過鍵安裝在所述左輸入軸上；所述前排右太陽輪通過鍵安裝在所述右輸入軸上；與所述前排左太陽輪、所述前排右太陽輪嚙合的行星輪通過軸承支撐在所述前排行星架上；所述左輸入軸和所述右輸入軸軸線重合，所述前排左太陽輪和所述前排右太陽輪齒數(shù)相同；
[0009]所述第二子系統(tǒng)為單級(jí)錐齒定軸輪系，整體為單級(jí)定軸布局形式，分別為:主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和中間軸；所述主動(dòng)輪通過軸承支撐在箱體上，與所述主動(dòng)輪嚙合的從動(dòng)輪通過鍵安裝在所述中間軸上；所述前排行星架與所述主動(dòng)輪通過焊接固連；
[0010]所述第三子系統(tǒng)為2K-H平面行星輪系，整體為單排星形布局形式，分別為:后排太陽輪、后排行星輪、后排行星架、后排齒圈和輸出軸；所述后排太陽輪通過鍵安裝在所述中間軸上，在所述中間軸外周安裝有電磁離合器；所述電磁離合器的線圈部分與所述中間軸通過鍵固連，所述電磁離合器的銜鐵與所述后排行星架通過焊接固連；與所述后排太陽輪嚙合的后排行星輪通過軸承支撐在所述后排行星架上，與所述后排行星輪嚙合的后排齒圈通過軸承支撐在所述箱體上；在所述后排齒圈的外周安裝有電磁制動(dòng)器，所述電磁制動(dòng)器的線圈部分與所述后排齒圈通過焊接固連，所述電磁制動(dòng)器的銜鐵與箱體通過焊接固連；整個(gè)系統(tǒng)的輸出軸與所述后排行星架固連，所述輸出軸、中間軸軸線重合；所述輸出軸、中間軸與所述左輸入軸、右輸入軸軸線垂直。
[0011]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0012]1、與現(xiàn)有直升機(jī)技術(shù)相比，本發(fā)明提出了一種可變速的傳動(dòng)系統(tǒng)，減小了調(diào)控發(fā)動(dòng)機(jī)的頻率，有利于延長發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率和直升機(jī)續(xù)航能力。
[0013]2、本發(fā)明提出的直升機(jī)用可變速傳動(dòng)系統(tǒng)，采用空間差動(dòng)行星輪系統(tǒng)合成兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，不需要兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)特性一致，降低了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)制造與控制的要求。
[0014]3、本發(fā)明提出的一種直升機(jī)用可變速傳動(dòng)系統(tǒng)，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中標(biāo)號(hào):1為前排左太陽輪、2為前排行星輪、3為前排右太陽輪、4為主動(dòng)輪、5為從動(dòng)輪、6為后排太陽輪、7為后排行星輪、8為后排齒圈、9為箱體、I為左輸入軸、II為右輸入軸、III為中間軸、IV為輸出軸、H1為前排行星架、H2為后排行星架、B為制動(dòng)器、C為離合器。
[0017]以下通過【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】:
[0018]實(shí)施例:參見圖1，本實(shí)施例的直升機(jī)用可變速傳動(dòng)系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)由第一子系統(tǒng)、第二子系統(tǒng)和第三子系統(tǒng)串聯(lián)而成；
[0019]所述第一子系統(tǒng)為2K-H空間差動(dòng)輪系，整體為單排空間星形布局形式，分別為:左輸入軸1、右輸入軸I1、前排左太陽輪1、前排右太陽輪3、前排行星輪2和前排行星架H1 ；所述前排左太陽輪I通過鍵安裝在所述左輸入軸I上；所述前排右太陽輪3通過鍵安裝在所述右輸入軸II上；與所述前排左太陽輪1、所述前排右太陽輪3嚙合的行星輪2通過軸承支撐在所述前排行星架H1上；所述左輸入軸I和所述右輸入軸II軸線重合，所述前排左太陽輪I和所述前排右太陽輪3齒數(shù)相同；
[0020]所述第二子系統(tǒng)為單級(jí)錐齒定軸輪系，整體為單級(jí)定軸布局形式，分別為:主動(dòng)輪4、從動(dòng)輪5和中間軸III ;所述主動(dòng)輪4通過軸承支撐在箱體9上，與所述主動(dòng)輪4嚙合的從動(dòng)輪5通過鍵安裝在所述中間軸III上；所述前排行星架H1與所述主動(dòng)輪4通過焊接固連；
[0021]所述第三子系統(tǒng)為2K-H平面行星輪系，整體為單排星形布局形式，分別為:后排太陽輪6、后排行星輪7、后排行星架H2、后排齒圈8和輸出軸IV ;所述后排太陽輪6通過鍵安裝在所述中間軸III上，在所述中間軸III外周安裝有電磁離合器C ;所述電磁離合器C的線圈部分與所述中間軸III通過鍵固連，所述電磁離合器C的銜鐵與所述后排行星架H2通過焊接固連；與所述后排太陽輪6嚙合的后排行星輪7通過軸承支撐在所述后排行星架H2上，與所述后排行星輪7嚙合的后排齒圈8通過軸承支撐在所述箱體9上；在所述后排齒圈8的外周安裝有電磁制動(dòng)器B，所述電磁制動(dòng)器B的線圈部分與所述后排齒圈8通過焊接固連，所述電磁制動(dòng)器B的銜鐵與箱體通過焊接固連；整個(gè)系統(tǒng)的輸出軸IV與所述后排行星架H2固連，所述輸出軸IV、中間軸III軸線重合；所述輸出軸IV、中間軸III與所述左輸入軸1、右輸入軸II軸線垂直。
[0022]直升機(jī)工作中，兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)分別以一定的轉(zhuǎn)速和扭矩帶動(dòng)左輸入軸I (左太陽輪
1)和右輸入軸II (右太陽輪3)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)退贀踔苿?dòng)器B結(jié)合，且離合器C不工作時(shí)，此時(shí)兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過空間差動(dòng)行星輪系合成，傳遞至主動(dòng)輪4，再經(jīng)錐齒定軸輪系，動(dòng)力傳遞至中間軸IIK也即后排太陽輪6)，最后經(jīng)過后排行星輪系減速，動(dòng)力由后排行星架H2 (也即輸出軸IV)輸出，此時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)處于低速擋。當(dāng)高速離合器C結(jié)合，且制動(dòng)器B不工作時(shí)，此時(shí)兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過空間差動(dòng)行星輪系合成，傳遞至主動(dòng)輪4，再經(jīng)錐齒定軸輪系，動(dòng)力傳遞至中間軸IIK也即后排太陽輪6)，最后動(dòng)力直接由后排行星架H2 (也即輸出軸IV)輸出，此時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)處于高速擋。
[0023]由此，通過控制系統(tǒng)一個(gè)離合器和一個(gè)制動(dòng)器的不同組合，從而可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)擋位。
[0024]以某直升機(jī)為例，所選擋位為兩擋，低速擋傳動(dòng)比為3.95，高速擋傳動(dòng)比為1，對(duì)行星輪系進(jìn)行配齒計(jì)算，得出各齒輪齒數(shù)如表1所示。
[0025]表1傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪齒數(shù)表
【權(quán)利要求】
1.一種直升機(jī)用可變速傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于: 整個(gè)系統(tǒng)由第一子系統(tǒng)、第二子系統(tǒng)和第三子系統(tǒng)串聯(lián)而成； 所述第一子系統(tǒng)為2K-H空間差動(dòng)輪系，整體為單排空間星形布局形式，分別為:左輸入軸(I )、右輸入軸(II)、前排左太陽輪(I)、前排右太陽輪(3)、前排行星輪(2)和前排行星架(H1);所述前排左太陽輪(I)通過鍵安裝在所述左輸入軸(I )上；所述前排右太陽輪(3)通過鍵安裝在所述右輸入軸(II)上；與所述前排左太陽輪(I)、所述前排右太陽輪(3)嚙合的行星輪(2)通過軸承支撐在所述前排行星架(H1)上；所述左輸入軸(I )和所述右輸入軸(II)軸線重合，所述前排左太陽輪(I)和所述前排右太陽輪(3)齒數(shù)相同； 所述第二子系統(tǒng)為單級(jí)錐齒定軸輪系，整體為單級(jí)定軸布局形式，分別為:主動(dòng)輪(4)、從動(dòng)輪(5)和中間軸(III);所述主動(dòng)輪(4)通過軸承支撐在箱體(9)上，與所述主動(dòng)輪(4)嚙合的從動(dòng)輪(5)通過鍵安裝在所述中間軸(III)上；所述前排行星架(H1)與所述主動(dòng)輪(4)通過焊接固連； 所述第三子系統(tǒng)為2K-H平面行星輪系，整體為單排星形布局形式，分別為:后排太陽輪(6)、后排行星輪(7)、后排行星架(H2)、后排齒圈(8)和輸出軸(IV);所述后排太陽輪(6)通過鍵安裝在所述中間軸(III)上，在所述中間軸(III)外周安裝有電磁離合器(C);所述電磁離合器(C)的線圈部分與所述中間軸(III)通過鍵固連，所述電磁離合器(C)的銜鐵與所述后排行星架(H2)通過焊接固連；與所述后排太陽輪(6)嚙合的后排行星輪(7)通過軸承支撐在所述后排行星架(H2)上，與所述后排行星輪(7)嚙合的后排齒圈(8)通過軸承支撐在所述箱體(9)上；在所述后排齒圈(8)的外周安裝有電磁制動(dòng)器(B)，所述電磁制動(dòng)器(B)的線圈部分與所述后排齒圈(8)通過焊接固連，所述電磁制動(dòng)器(B)的銜鐵與箱體通過焊接固連；整個(gè)系統(tǒng)的輸出軸(IV)與所述后排行星架(H2)固連，所述輸出軸(IV)、中間軸(III)軸線重合；所述輸出軸(IV)、中間軸(III)與所述左輸入軸(I )、右輸入軸(II)軸線垂直。
【文檔編號(hào)】F16H3/62GK103791047SQ201410066639
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】黃康, 王開來, 趙韓, 劉鵬, 吳占雨, 熊楊壽, 劉拂曉 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)