CN111301669A - 一种双发输入共轴双旋翼主减速器及飞行器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高速直升机技术领域,提供一种双发输入共轴双旋翼主减速器及飞行器，其中，一种双发输入共轴双旋翼主减速器，包括：第一转子组件、第二转子组件；第一齿轮组用于驱动所述第一转子组件旋转；第二齿轮组用于驱动所述第二转子组件旋转；分扭齿轮组用于向第一齿轮组和第二齿轮组提供驱动力；动力输入组件用于向所述分扭齿轮组提供驱动力；尾部输出组件用于所述尾部输出组件可输出动力；其中，所述动力输入组件将动力传递至所述分扭齿轮组，并进一步传递至所述第一齿轮组和所述第二齿轮组，以使所述第一转子组件和所述第二转子组件旋转，且所述第一转子组件和所述第二转子组件转速相同方向相反。
Description
技术领域
本发明涉及高速直升机技术领域，尤指一种双发输入共轴双旋翼主减速器及飞行器。
背景技术
主减速器是直升机传动系统的关键组成部分，传统直升机采用单旋翼带尾桨布局，主减速器构型较多，且技术较成熟；但共轴双旋翼直升机则不同，由于采用双旋翼结构，因此主减速器结构较单旋翼主减速器复杂，设计难度更大。共轴双旋翼直升机可分为不带尾桨和带尾桨类型，前者主要用于消除旋翼反扭矩，使直升机机身更短；后者除了能消除旋翼反扭矩外，尾桨还可提供推力，使直升机实现高速飞行，目前带尾桨输出的双发输入共轴双旋翼主减速器为一种新型减速器，相关构型极少。
现有双发输入共轴双旋翼主减速器只考虑了内外旋翼输出，但未考虑尾桨输出，无法满足带尾桨高速直升机的功能需求；且由于第三级减速采用星型传动，受内齿圈加工大小限制，承载能力也受到限制，导致后续功率升级受限，无法满足大功率应用情况，适用于小型直升机。
发明内容
本发明提供一种双发输入共轴双旋翼主减速器及飞行器，以解决现有的共轴双旋翼主减速器无尾桨功能、功率升级受限的问题。
本发明提供的技术方案如下：
一种双发输入共轴双旋翼主减速器，包括：
第一转子组件；
第二转子组件，布置在所述第一转子组件的径向外侧，所述第一转子组件和所述第二转子组件共轴设置；
第一齿轮组，与所述第一转子组件连接，以驱动所述第一转子组件旋转；
第二齿轮组，与所述第二转子组件连接，以驱动所述第二转子组件旋转；
分扭齿轮组，分别与所述第一齿轮组和所述第二齿轮组连接，用于向第一齿轮组和第二齿轮组提供驱动力；
动力输入组件，与所述分扭齿轮组连接，用于向所述分扭齿轮组提供驱动力；
尾部输出组件，与所述动力输入组件连接，以使所述尾部输出组件可输出动力；
其中，所述动力输入组件将动力传递至所述分扭齿轮组，并由所述分扭齿轮组将动力传递至所述第一齿轮组和所述第二齿轮组，以使所述第一转子组件和所述第二转子组件旋转，且所述第一转子组件和所述第二转子组件转速相同方向相反。
在本技术方案中，通过设计分扭齿轮组、第一齿轮组和第二齿轮组，分扭齿轮组分别第一齿轮组、第二齿轮组三者之间的组合方式使得第一转子组件和第二转子组件能够以方向相反转速相同的转速旋转，而动力输入组件向分扭齿轮组输入动力，使分扭齿轮组将输入的动力分别传递至第一齿轮组和第二齿轮组，以使第一齿轮组和第二齿轮组能够以使第一齿轮组能够驱动第一转子组件旋转，第二齿轮组驱动第二转子组件旋转。
优选地，所述分扭齿轮组包括分扭主动轮、至少两个分扭惰轮和与所述分扭惰轮相匹配的分扭从动轮，两个所述分扭惰轮分别与所述分扭主动轮啮合连接，两个所述分扭从动轮分别与相对应的分扭惰轮啮合连接。
本技术方案中，通过设置分扭齿轮组，以使分扭齿轮组能够向第一齿轮组合第二齿轮组分别提供驱动力，以实现驱动力分扭和减速。
优选地，所述第一齿轮组包括内旋翼并车轮以及与所述分扭从动轮相匹配的内旋翼并车主动轮，所述内旋翼并车主动轮与所述分扭从动轮共轴连接，所述内旋翼并车主动轮和所述内旋翼并车轮啮合连接，且所述内旋翼并车轮设置在所示第一转子组件上，用于驱动所述第一转子组件旋转。
优选地，所述第二齿轮组包括外翼并车轮以及与分扭惰轮相匹配的外旋翼并车主动轮，所述外旋翼并车主动轮与所述分扭惰轮共轴连接，所述分扭惰轮与所述分扭主动轮啮合连接，且所述外旋翼并车轮设置在所述第二转子组件上，用于驱动第二转子组件旋转。
优选地，所述动力输入组件包括并车锥齿轮以及换向机构，所述并车锥齿轮与所述分扭主动轮同轴连接，所述换向机构与所述并车锥齿轮连接，用于向所述并车锥齿轮提供旋转动力。
优选地，所述尾部输出组件包括尾传主动轮和尾传从动轮，所述尾传主动轮与所述并车锥齿轮共轴连接，所述尾传主动轮与所述尾传从动轮啮合连接。
优选地，所述换向机构包括动力轴、输入主动锥齿轮、输入从动锥齿轮、并车主动锥齿轮，所述动力轴与所述输入主动锥齿轮连接，所述输入主动锥齿轮与所述输入从动锥齿轮连接，所述输入从动锥齿轮与所述并车主动锥齿轮共轴连接，所述并车主动锥齿轮与所述并车锥齿轮啮合连接。
在本技术方案中，通过输入主动锥齿轮和输入从动锥齿轮连接以实现一级减速和换向；通过并车主动锥齿轮和并车锥齿轮连接以实现二级减速和换向；
优选地，所述动力轴至少包括左动力轴和右动力轴；
所述输入主动锥齿轮至少包括左输入主动锥齿轮和右输入主动锥齿轮，所述左动力轴与所述左输入主动锥齿轮连接，所述右动力轴与所述右输入主动锥齿轮连接；
所述输入从动锥齿轮至少包括左输入从动锥齿轮和右输入从动锥齿轮，所述左输入主动锥齿轮与所述左输入从动锥齿轮啮合连接，所述右输入主动锥齿轮与所述右输入从动锥齿轮啮合连接；
所述并车主动锥齿轮至少包括左并车主动锥齿轮和右并车主动锥齿轮，所述左输入从动锥齿轮与左并车主动锥齿轮共轴连接，所述右输入从动锥齿轮与右并车主动锥齿轮共轴连接。
优选地，所述左动力轴与所述右动力轴的动力输入功率大小相同，转向相同。
一种双发输入共轴双旋翼飞行器，包括机身，设置在机身的驱动系统、内旋翼、外旋翼，以及上述任一所述的一种双发输入共轴双旋翼主减速器，所述双发输入共轴双旋翼主减速器设置在所述机身上，所述内旋翼连接在第一转子组件上，所述外旋翼连接在第二转子组件上，其中，所述驱动系统与所述双发输入共轴双旋翼主减速器连接，用于向所述双发输入共轴双旋翼主减速器提供驱动力。
与现有技术相比，本发明提供的一种双发输入共轴双旋翼主减速器及飞行器具有以下有益效果：
1、本发明通过外旋翼轴接外旋翼，内旋翼轴接内旋翼，尾传从动轮接尾桨。本方案全部采用外啮合齿轮副，相比内齿圈加工更加简单，不存在齿轮加工大小受限制的问题，可用于后续功率升级，从而满足更大功率应用情况。
2、本发明由于并车锥齿轮相对内外旋翼轴偏置布置，可使内旋翼轴长度大幅缩短，从而使主减速器高度方向尺寸大幅缩短，有利于主减速器减重，并能适应于更小的设计空间；加工大小不受限制，承载能力也不受限制，可以根据后续功率需求进行升级，以适用所用不同大小的飞行器。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种双发输入共轴双旋翼主减速器及飞行器的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明共轴双旋翼主减速器构型结构示意图；
图2是本发明共轴双旋翼主减速器结构示意图。
附图标号说明：左动力轴17、右动力轴18、左输入主动锥齿轮19、右输入主动锥齿轮20、左输入从动锥齿轮21、右输入从动锥齿轮22、左并车主动锥齿轮23、右并车主动锥齿轮24、并车锥齿轮25、尾传主动轮26、尾传从动轮27、分扭主动轮28、分扭惰轮29、分扭从动轮30、外旋翼并车主动轮31、外旋翼并车轮32、内旋翼并车主动轮33、内旋翼并车轮34、内旋翼轴35、外旋翼轴36。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
根据本发明提供的一种实施例，如图1-2所示，一种双发输入共轴双旋翼主减速器，包括：第一转子组件、第二转子组件、第一齿轮组、第二齿轮组、分扭齿轮组、动力输入组件、尾部输出组件；主减速器通过左动力轴17和右动力轴18输入功率，采用内旋翼和外旋翼共轴输出，输出转速大小相同，方向相反，主减速器共轴级采用四级减速齿轮传动。
动力输入组件包括并车锥齿轮25以及换向机构，并车锥齿轮25与分扭主动轮28同轴连接，换向机构与并车锥齿轮25连接，用于向并车锥齿轮25提供旋转动力。
换向机构包括动力轴、输入主动锥齿轮、输入从动锥齿轮、并车主动锥齿轮，动力轴与输入主动锥齿轮连接，输入主动锥齿轮与输入从动锥齿轮连接，输入从动锥齿轮与并车主动锥齿轮共轴连接，并车主动锥齿轮与并车锥齿轮25啮合连接。动力轴功率通过左输入主动锥齿轮19和左输入从动锥齿轮21，以及右输入主动锥齿轮20和右输入从动锥齿轮22实现一次减速和换向；通过左并车主动锥齿轮23和并车锥齿轮25，以及右并车主动锥齿轮24和并车锥齿轮25实现二次减速和换向；
具体的，动力轴至少包括左动力轴17和右动力轴18，左动力轴17与右动力轴18的动力输入功率大小相同，转向相同；
输入主动锥齿轮至少包括左输入主动锥齿轮19和右输入主动锥齿轮20，左动力轴17与左输入主动锥齿轮19连接，右动力轴18与右输入主动锥齿轮20连接；
输入从动锥齿轮至少包括左输入从动锥齿轮21和右输入从动锥齿轮22，左输入主动锥齿轮19与左输入从动锥齿轮21啮合连接，右输入主动锥齿轮20与右输入从动锥齿轮22啮合连接；
并车主动锥齿轮至少包括左并车主动锥齿轮23和右并车主动锥齿轮24，左输入从动锥齿轮21与左并车主动锥齿轮23共轴连接，右输入从动锥齿轮22与右并车主动锥齿轮24共轴连接。通过两次换向后，分别将左动力轴17和右动力轴18的驱动力传递至左输入主动锥齿轮19和右输入主动锥齿轮20，以使动力最终能够传递至并车锥齿轮25。
进而并车锥齿轮25将动力传递至分扭齿轮组，分扭齿轮组分别与第一齿轮组和第二齿轮组连接，用于向第一齿轮组和第二齿轮组提供驱动力；分扭齿轮组包括分扭主动轮28、至少两个分扭惰轮29和与分扭惰轮29相匹配的分扭从动轮30，两个分扭惰轮29分别与分扭主动轮28啮合连接，两个分扭从动轮30分别与相对应的分扭惰轮29啮合连接，通过分扭主动轮28、分扭惰轮29及分扭从动轮30进行分扭和减速分别将动力传递至第一齿轮组合第二齿轮组；
第一齿轮组包括内旋翼并车轮34以及与分扭从动轮30相匹配的内旋翼并车主动轮33，内旋翼并车主动轮33与分扭从动轮30共轴连接，内旋翼并车主动轮33和内旋翼并车轮34啮合连接，且内旋翼并车轮34设置在所示第一转子组件上，用于驱动第一转子组件旋转。
第二齿轮组包括外翼并车轮以及与分扭惰轮29相匹配的外旋翼并车主动轮31，外旋翼并车主动轮31与分扭惰轮29共轴连接，分扭惰轮29与分扭主动轮28啮合连接，且外旋翼并车轮32设置在第二转子组件上，用于驱动第二转子组件旋转。
第一齿轮组中的内旋翼并车轮34与第一转子组件连接，以驱动第一转子组件旋转；第二齿轮组外旋翼并车轮32与第二转子组件连接，以驱动第二转子组件旋转；第二转子组件布置在第一转子组件的径向外侧，第一转子组件和第二转子组件共轴设置，第一转子组件为内旋翼轴35，内旋翼轴35连接内旋翼，第二转子组件为外旋翼轴36，外旋翼轴36连接外旋翼；
尾部输出组件与动力输入组件连接，以使尾部输出组件可输出动力；具体的，尾部输出组件包括尾传主动轮26和尾传从动轮27，尾传主动轮26与并车锥齿轮25共轴连接，尾传主动轮26与尾传从动轮27啮合连接，主减速器尾传采用三级齿轮传动：第一级将动力轴功率通过左输入主动锥齿轮19和左输入从动锥齿轮21，以及右输入主动锥齿轮20和右输入从动锥齿轮22实现减速和换向，
第二级通过左并车主动锥齿轮23和并车锥齿轮25，以及右并车主动锥齿轮24和并车锥齿轮25实现减速和换向，
第三级通过尾传主动轮26和尾传从动轮27减速输出。
其中，动力输入组件将动力传递至分扭齿轮组，并由分扭齿轮组将动力传递至第一齿轮组和第二齿轮组，以使第一转子组件和第二转子组件旋转，且第一转子组件和第二转子组件转速相同方向相反，本实施例中全部采用外啮合齿轮副，相比内齿圈加工更加简单，不存在齿轮加工大小受限制的问题，可用于后续功率升级，从而满足更大功率应用情况。
一种双发输入共轴双旋翼飞行器，包括机身，设置在机身的驱动系统、以及内旋翼、外旋翼，以及上述实施例所述的一种双发输入共轴双旋翼主减速器，双发输入共轴双旋翼主减速器设置在机身上，内旋翼连接在第一转子组件上，外旋翼连接在第二转子组件上，其中，驱动系统与双发输入共轴双旋翼主减速器连接，用于向双发输入共轴双旋翼主减速器提供驱动力。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种双发输入共轴双旋翼主减速器，其特征在于，包括：
第一转子组件；
第二转子组件，布置在所述第一转子组件的径向外侧，所述第一转子组件和所述第二转子组件共轴设置；
第一齿轮组，与所述第一转子组件连接，以驱动所述第一转子组件旋转；
第二齿轮组，与所述第二转子组件连接，以驱动所述第二转子组件旋转；
分扭齿轮组，分别与所述第一齿轮组和所述第二齿轮组连接，用于向第一齿轮组和第二齿轮组提供驱动力；
动力输入组件，与所述分扭齿轮组连接，用于向所述分扭齿轮组提供驱动力；
尾部输出组件，与所述动力输入组件连接，以使所述尾部输出组件可输出动力；
其中，所述动力输入组件将动力传递至所述分扭齿轮组，并由所述分扭齿轮组将动力传递至所述第一齿轮组和所述第二齿轮组，以使所述第一转子组件和所述第二转子组件旋转，且所述第一转子组件和所述第二转子组件转速相同方向相反。
2.根据权利要求1所述的一种双发输入共轴双旋翼主减速器，其特征在于：所述分扭齿轮组包括分扭主动轮、至少两个分扭惰轮和与所述分扭惰轮相匹配的分扭从动轮，两个所述分扭惰轮分别与所述分扭主动轮啮合连接，两个所述分扭从动轮分别与相对应的分扭惰轮啮合连接。
3.根据权利要求2所述的一种双发输入共轴双旋翼主减速器，其特征在于：所述第一齿轮组包括内旋翼并车轮以及与所述分扭从动轮相匹配的内旋翼并车主动轮，所述内旋翼并车主动轮与所述分扭从动轮共轴连接，所述内旋翼并车主动轮和所述内旋翼并车轮啮合连接，且所述内旋翼并车轮设置在所示第一转子组件上，用于驱动所述第一转子组件旋转。
4.根据权利要求2所述的一种双发输入共轴双旋翼主减速器，其特征在于：所述第二齿轮组包括外翼并车轮以及与分扭惰轮相匹配的外旋翼并车主动轮，所述外旋翼并车主动轮与所述分扭惰轮共轴连接，所述分扭惰轮与所述分扭主动轮啮合连接，且所述外旋翼并车轮设置在所述第二转子组件上，用于驱动第二转子组件旋转。
5.根据权利要求2所述的一种双发输入共轴双旋翼主减速器，其特征在于：所述动力输入组件包括并车锥齿轮以及换向机构，所述并车锥齿轮与所述分扭主动轮同轴连接，所述换向机构与所述并车锥齿轮连接，用于向所述并车锥齿轮提供旋转动力。
6.根据权利要求5所述的一种双发输入共轴双旋翼主减速器，其特征在于：所述尾部输出组件包括尾传主动轮和尾传从动轮，所述尾传主动轮与所述并车锥齿轮共轴连接，所述尾传主动轮与所述尾传从动轮啮合连接。
7.根据权利要求5所述的一种双发输入共轴双旋翼主减速器，其特征在于：所述换向机构包括动力轴、输入主动锥齿轮、输入从动锥齿轮、并车主动锥齿轮，所述动力轴与所述输入主动锥齿轮连接，所述输入主动锥齿轮与所述输入从动锥齿轮连接，所述输入从动锥齿轮与所述并车主动锥齿轮共轴连接，所述并车主动锥齿轮与所述并车锥齿轮啮合连接。
8.根据权利要求7所述的一种双发输入共轴双旋翼主减速器，其特征在于：
所述动力轴至少包括左动力轴和右动力轴；
所述输入主动锥齿轮至少包括左输入主动锥齿轮和右输入主动锥齿轮，所述左动力轴与所述左输入主动锥齿轮连接，所述右动力轴与所述右输入主动锥齿轮连接；
所述输入从动锥齿轮至少包括左输入从动锥齿轮和右输入从动锥齿轮，所述左输入主动锥齿轮与所述左输入从动锥齿轮啮合连接，所述右输入主动锥齿轮与所述右输入从动锥齿轮啮合连接；
所述并车主动锥齿轮至少包括左并车主动锥齿轮和右并车主动锥齿轮，所述左输入从动锥齿轮与左并车主动锥齿轮共轴连接，所述右输入从动锥齿轮与右并车主动锥齿轮共轴连接。
9.根据权利要求8所述的一种双发输入共轴双旋翼主减速器，其特征在于：所述左动力轴与所述右动力轴的动力输入功率大小相同，转向相同。
10.一种双发输入共轴双旋翼飞行器，其特征在于：包括机身，设置在机身的驱动系统、内旋翼、外旋翼，以及权利要求1-9任一所述的一种双发输入共轴双旋翼主减速器，所述双发输入共轴双旋翼主减速器设置在所述机身上，所述内旋翼连接在第一转子组件上，所述外旋翼连接在第二转子组件上，其中，所述驱动系统与所述双发输入共轴双旋翼主减速器连接，用于向所述双发输入共轴双旋翼主减速器提供驱动力。
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