CN110435883B - 一种并排反向双旋翼直升机传动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种并排反向双旋翼直升机传动系统，在正常工况下，发动机通过减速器带动旋翼转动，同时通过差速器带动发电机工作，所产生的电能一部分存储于能量存储单元，另一部分提供给其他附件；当发动机故障时，辅助动力装置变为动力输出的模式，能量存储单元把存储的能量通过差速器为直升机系统提供动能，维持系统的正常，保证直升机的平稳飞行，解决现有直升机传动系统结构复杂、质量大、可靠性低的问题。本发明用于旋翼直升机的传动。
Description
技术领域
本发明涉及直升机动力传动领域，特别涉及一种并排反向双旋翼直升机传动系统。
背景技术
现有直升机旋翼形式常见有单旋翼带尾桨式和双旋翼式，单旋翼带尾桨式一般尾桨在起飞和悬停状态下的功耗消耗大，从而增加了整机的功率消耗，且尾桨在高速旋转并处于旋翼逆流干扰下，受载复杂，易造成噪声和结构件的疲劳。双旋翼直升机两旋翼均匀受力，可靠性更高，双旋翼式又分为并排反向双旋翼直升机和双旋翼共轴式直升机，并排反向双旋翼直升机是目前较为新型的直升机形式，两副旋翼分别安装在两侧，从而能获得比双旋翼共轴式直升机更大的有效载重、斜爬升率和平衡性。双旋翼直升机相对于固定翼飞机，其所受飞行阻力较大，需传动系统将涡轴发动机动力传递给旋翼，一般采用大传动比、高承载能量的复合齿轮系统，而现有直升机的传动系统结构复杂、质量大、可靠性低，使得并排反向双旋翼直升机体积膨大，安全性能低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种并排反向双旋翼直升机传动系统，以解决现有直升机传动系统结构复杂、质量大、可靠性低的问题。
本发明解决其技术问题的解决方案是：
一种并排反向双旋翼直升机传动系统，包括差速器、辅助动力装置、两个旋翼装置，两个旋翼装置呈左右并排布置，所述差速器设置在两个旋翼装置之间；
所述旋翼装置包括发动机、减速器和旋翼，所述减速器包括一级齿轮副、二级齿轮副和三级齿轮副，所述一级齿轮副包括与发动机的输出轴同轴连接的第一圆柱齿轮、与第一圆柱齿轮啮合连接的第二圆柱齿轮，所述二级齿轮副包括与第二圆柱齿轮同轴连接的第一锥齿轮、与第一锥齿轮啮合连接的第二锥齿轮，所述三级齿轮副包括与第二锥齿轮同轴连接的第一传动轴、与第一传动轴同轴连接的第三锥齿轮、与第三锥齿轮啮合连接的第四锥齿轮，所述第四锥齿轮与旋翼同轴连接；
所述差速器包括呈左右相对设置两个第五锥齿轮、设置在两个第五锥齿轮之间的第六锥齿轮、与其中一个第一传动轴同轴连接的第七锥齿轮，两个第五锥齿轮同轴设置，两个第五锥齿轮分别与两个旋翼装置上的第一传动轴同轴连接，所述第六锥齿轮分别与两个第五锥齿轮啮合；
所述辅助动力装置包括发电机和能量存储单元，所述发电机与能量存储单元电性连接，所述发电机同轴连接有第八锥齿轮，所述第八锥齿轮与第七锥齿轮啮合连接，所述能量存储单元与第八锥齿轮传动连接。
作为上述方案的进一步改进，所述第三锥齿轮的轴线与第四锥齿轮的轴线相互垂直。
作为上述方案的进一步改进，所述第六锥齿轮设有两个，两个第六锥齿轮同轴设置在两个第五锥齿轮之间，在两个第六锥齿轮之间连接有光轴，所述差速器还包括差速器壳，两个第六锥齿轮通过光轴与差速器壳可转动连接，所述第六锥齿轮与第五锥齿轮的轴线向垂直。
作为上述方案的进一步改进，所述发电机传动连接有辅助传动轴，所述第八锥齿轮与辅助传动轴同轴连接。
作为上述方案的进一步改进，所述第八锥齿轮和第七锥齿轮均为螺旋锥齿轮。
作为上述方案的进一步改进，所述旋翼的轴线呈竖向设置。
作为上述方案的进一步改进，所述发动机为涡轴发动机。
作为上述方案的进一步改进，所述第五锥齿轮和第六锥齿轮均为直齿锥齿轮。
本发明的有益效果是：在正常工况下，发动机通过减速器带动旋翼转动，同时通过差速器带动发电机工作，此时发电机为发电模式，所产生的电能一部分存储于能量存储单元，另一部分提供给其他附件，当发动机故障时，辅助动力装置变为动力输出的模式，能量存储单元把存储的能量通过差速器为直升机系统提供动能，维持系统的正常，保证直升机的平稳飞行，解决现有直升机传动系统结构复杂、质量大、可靠性低的问题。
本发明用于旋翼直升机的传动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的差速器传动的结构示意图；
图3是本发明实施例旋翼装置的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
参照图1至图3，这是本发明的实施例，具体地：
一种并排反向双旋翼直升机传动系统，包括差速器100、辅助动力装置、两个旋翼装置200，两个旋翼装置200呈左右并排布置，所述差速器100设置在两个旋翼装置200之间；
所述旋翼装置200包括发动机210、减速器220和旋翼230，发动机210为涡轴发动机，所述减速器220包括一级齿轮副、二级齿轮副和三级齿轮副，所述一级齿轮副包括与发动机210的输出轴同轴连接的第一圆柱齿轮221、与第一圆柱齿轮221啮合连接的第二圆柱齿轮222，所述二级齿轮副包括与第二圆柱齿轮222同轴连接的第一锥齿轮223、与第一锥齿轮223啮合连接的第二锥齿轮224，所述三级齿轮副包括与第二锥齿轮224同轴连接的第一传动轴225、与第一传动轴225同轴连接的第三锥齿轮226、与第三锥齿轮226啮合连接的第四锥齿轮227，所述第三锥齿轮226的轴线与第四锥齿轮227的轴线相互垂直，所述第四锥齿轮227与旋翼230同轴连接，旋翼230的轴线呈竖向设置；
所述差速器100包括呈左右相对设置两个第五锥齿轮110、设置在两个第五锥齿轮110之间的第六锥齿轮120、与其中一个第一传动轴225同轴连接的第七锥齿轮130，两个第五锥齿轮110同轴设置，两个第五锥齿轮110分别与两个旋翼装置200上的第一传动轴225同轴连接，所述第六锥齿轮120分别与两个第五锥齿轮110啮合。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第六锥齿轮120设有两个，两个第六锥齿轮120同轴设置在两个第五锥齿轮110之间，在两个第六锥齿轮120之间连接有光轴，所述差速器100还包括差速器壳，两个第六锥齿轮120通过光轴与差速器壳可转动连接，所述第六锥齿轮120与第五锥齿轮110的轴线向垂直。
所述辅助动力装置包括发电机300和能量存储单元，所述发电机300与能量存储单元电性连接，所述发电机300同轴连接有第八锥齿轮310，所述第八锥齿轮310与第七锥齿轮130啮合连接。进一步地，所述发电机300传动连接有辅助传动轴320，所述第八锥齿轮310与辅助传动轴320同轴连接。能量存储单元包括电池和电机，电机与辅助传动轴320传动连接，电池与发电机300电性连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第八锥齿轮310和第七锥齿轮130均为螺旋锥齿轮。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第五锥齿轮110和第六锥齿轮120均为直齿锥齿轮。
在正常工况下，每个旋翼装置200上的发动机210运作，发动机210的输出轴通过第一圆柱齿轮221带动第二圆柱齿轮222转动，第一圆柱齿轮221与第二圆柱齿轮222啮合连接形成一级减速，用于将发动机210的动力输出并减速，第二圆柱齿轮222带动第一锥齿轮223转动，第一锥齿轮223带动第二锥齿轮224转动，第一锥齿轮223与第二锥齿轮224啮合连接形成二级减速，实现了减速并换向，第二锥齿轮224带动第一传动轴225转动，第一传动轴225带动第三锥齿轮226转动，第三锥齿轮226通过第四锥齿轮227带动旋翼230旋转，第三锥齿轮226与第四锥齿轮227的啮合连接形成三级减速，用于换向并将动力传递给旋翼230，同时其中的第一传动轴225带动第七锥齿轮130转动，第七锥齿轮130通过第八锥齿轮310带动发电机300发电，所产生的电能一部分存储于能量存储单元，另一部分提供给其他附件。
当其中一个发动机210故障时，另外一个发动机210继续正常工作，其中一个第一传动轴225通过差速器100带动另外一个第一传动轴225转动，从而保持两个旋翼230反向旋转，每个第一传动轴225的内端均同轴连接有第五锥齿轮110，并且在两个第五锥齿轮110之间啮合连接有第六锥齿轮120，通过第六锥齿轮120实现传动的反向，而这时辅助动力装置处于储能模式。
当两个发动机210都故障时，辅助动力装置变为动力输出的模式，能量存储单元把存储的能量通过差速器100为直升机系统提供动能，即是能量存储单元中的电池为电机提供电能，电机带动辅助传动轴320转动，辅助传动轴320带动第八锥齿轮310转动，第八锥齿轮310带动第七锥齿轮130转动，从而带动其中一个第一传动轴225转动，使得两个旋翼230保持反向旋转。
本传动系统有效解决现有直升机传动系统结构复杂、质量大、可靠性低的问题。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (6)
1.一种并排反向双旋翼直升机传动系统，其特征在于：包括差速器(100)、辅助动力装置、两个旋翼装置(200)，两个旋翼装置(200)呈左右并排布置，所述差速器(100)设置在两个旋翼装置(200)之间；
所述旋翼装置(200)包括发动机(210)、减速器(220)和旋翼(230)，所述减速器(220)包括一级齿轮副、二级齿轮副和三级齿轮副，所述一级齿轮副包括与发动机(210)的输出轴同轴连接的第一圆柱齿轮(221)、与第一圆柱齿轮(221)啮合连接的第二圆柱齿轮(222)，所述二级齿轮副包括与第二圆柱齿轮(222)同轴连接的第一锥齿轮(223)、与第一锥齿轮(223)啮合连接的第二锥齿轮(224)，所述三级齿轮副包括与第二锥齿轮(224)同轴连接的第一传动轴(225)、与第一传动轴(225)同轴连接的第三锥齿轮(226)、与第三锥齿轮(226)啮合连接的第四锥齿轮(227)，所述第四锥齿轮(227)与旋翼(230)同轴连接；
所述差速器(100)包括呈左右相对设置两个第五锥齿轮(110)、设置在两个第五锥齿轮(110)之间的第六锥齿轮(120)、与其中一个第一传动轴(225)同轴连接的第七锥齿轮(130)，两个第五锥齿轮(110)同轴设置，两个第五锥齿轮(110)分别与两个旋翼装置(200)上的第一传动轴(225)同轴连接，所述第六锥齿轮(120)分别与两个第五锥齿轮(110)啮合；
所述辅助动力装置包括发电机(300)和能量存储单元，所述发电机(300)与能量存储单元电性连接，所述发电机(300)同轴连接有第八锥齿轮(310)，所述第八锥齿轮(310)与第七锥齿轮(130)啮合连接，所述能量存储单元与第八锥齿轮(310)传动连接；
所述第三锥齿轮(226)的轴线与第四锥齿轮(227)的轴线相互垂直；
所述第六锥齿轮(120)设有两个，两个第六锥齿轮(120)同轴设置在两个第五锥齿轮(110)之间，在两个第六锥齿轮(120)之间连接有光轴，所述第六锥齿轮(120)与第五锥齿轮(110)的轴线向垂直。
2.根据权利要求1所述的一种并排反向双旋翼直升机传动系统，其特征在于：所述发电机(300)传动连接有辅助传动轴(320)，所述第八锥齿轮(310)与辅助传动轴(320)同轴连接。
3.根据权利要求1所述的一种并排反向双旋翼直升机传动系统，其特征在于：所述第八锥齿轮(310)和第七锥齿轮(130)均为螺旋锥齿轮。
4.根据权利要求1所述的一种并排反向双旋翼直升机传动系统，其特征在于：所述旋翼(230)的轴线呈竖向设置。
5.根据权利要求1所述的一种并排反向双旋翼直升机传动系统，其特征在于：所述发动机(210)为涡轴发动机。
6.根据权利要求1所述的一种并排反向双旋翼直升机传动系统，其特征在于：所述第五锥齿轮(110)和第六锥齿轮(120)均为直齿锥齿轮。
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