一种中小型直升机用主减速器.pdf

《一种中小型直升机用主减速器.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种中小型直升机用主减速器.pdf（12页完整版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 103112585 A (43)申请公布日 2013.05.22 CN 103112585 A *CN103112585A* (21)申请号 201310080073.1 (22)申请日 2013.03.14 B64C 27/605(2006.01) (71)申请人 合肥工业大学 地址 230009 安徽省合肥市包河区屯溪路 193 号 (72)发明人 赵韩 黄康 周志红 刘鹏 熊杨寿 冯永恺 王开来 王昭 (74)专利代理机构 合肥金安专利事务所 34114 代理人 金惠贞 (54) 发明名称 一种中小型直升机用主减速器 (57) 摘要 本发明涉及一种中小型直升机用。

2、主减速器。 旋翼轴的上端为输出端， 中上部套设有轴套 ； 轴 套的上部设有深沟球轴承， 中部设有二级从动螺 旋锥齿轮， 下部设有连体的太阳轮， 三个行星轮分 别与太阳轮啮合传动， 三个行星轮还分别与齿圈 啮合组成行星轮系 ； 齿圈通过键固定在环形的底 座上， 底座的外部一侧通过支座、 水平的支板安装 有水平的传动轴， 传动轴的两端通过花键设有二 级主动螺旋锥齿轮和一级从动螺旋锥齿轮， 一级 从动螺旋锥齿轮为输入齿轮。本发明采用太阳轮 轴与旋翼轴嵌套安装和行星轮系轴承一体化设计 技术， 节约了安装空间， 减少关键零部件数目， 提 高了系统可靠性， 整体结构具有承载能力强、 结构 紧凑和维修方便的。

3、优点， 整个动力传动呈 “U” 字 型。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图6页 (10)申请公布号 CN 103112585 A CN 103112585 A *CN103112585A* 1/1 页 2 1. 一种中小型直升机用主减速器， 其特征在于直立的旋翼轴 11， 其上端为输出端， 输 出端为法兰盘 ； 旋翼轴 11 的中部套设有轴套 5， 旋翼轴 11 与轴套 5 之间的上部设有上滑动 轴承 26， 二者之间的下部设有下滑动轴承 25 ； 轴套 5 的。

4、上部设有深沟球轴承 9， 中部设有二 级从动螺旋锥齿轮 7， 下部设有连体的太阳轮 30， 二级从动螺旋锥齿轮 7 与深沟球轴承 9 之 间的轴套 5 上设有轴向固定套筒 8 ； 旋翼轴 11 的下部为花键轴， 且通过花键连接着下行星 架 23， 轴套 5 的下端和下行星架 23 之间的旋翼轴 11 上设有轴向推力轴承 24 ； 下行星架 23 呈三角板状， 与太阳轮 30 对应的下行星架 23 的三个角处分别通过行星轮轴 3 设有行星轮 6， 三个行星轮 6 分别与太阳轮 30 啮合传动 ； 上行星架 4 呈空心的三角形， 空套在太阳轮 30 上方的轴套 5 上， 且上行星架 4 的三个角通。

5、过键分别对应连接着三个行星轮轴 3 ； 三个行星 轮 6 还分别与齿圈 2 啮合组成行星轮系 ； 所述齿圈 2 通过键固定在环形的底座 1 的上部， 底座 1 的外部一侧连接着外伸的凸台， 凸台上设有支座 18， 支座 18 的顶面设有水平的支板 17， 支板 17 的两侧分别为轴承座 ； 传动轴 14 为水平轴， 其上套设有两只轴承， 传动轴 14 通 过轴承和支板 17 上的轴承座的配合设于支板 17 上， 所述传动轴 14 的两端分别伸至轴承座 外部， 传动轴14的一端通过花键设有二级主动螺旋锥齿轮12， 二级主动螺旋锥齿轮12和二 级从动螺旋锥齿轮 7 啮合传动， 传动轴 14 的另一。

6、端通过花键设有一级从动螺旋锥齿轮 16， 一级从动螺旋锥齿轮 16 为输入齿轮。 2. 根据权利要求 1 所述的一种中小型直升机用主减速器， 其特征在于 ： 所述行星轮轴 3 上设有轴肩， 行星轮 6 位于轴肩上部的行星轮轴 3 上 ； 与轴肩对应的行星轮 6 和行星轮轴 3 之间设有同轴的下密封套 19 和下润滑套 21， 与上行星架 4 对应的行星轮 6 和行星轮轴 3 之间设有同轴的上润滑套 28 和上密封套 29 ； 行星轮 6 和行星轮轴 3 上部径向之间通过保 持架 15 均布设有圆锥滚子 27 形成圆锥滚子轴承， 下部径向之间通过保持架 15 均布设有圆 柱滚子 20 形成圆柱滚。

7、子轴承。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种中小型直升机用主减速器， 其特征在于 ： 传动轴 14 上的两只轴承均为角接触球轴承 13。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种中小型直升机用主减速器， 其特征在于 ： 所述旋翼 轴 11 的下端设有圆锥滚子轴承 22。 5. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种中小型直升机用主减速器， 其特征在于 ： 所述上滑 动轴承 26 和下滑动轴承 25 上分别均布设有润滑油孔。 权 利 要 求 书 CN 103112585 A 2 1/4 页 3 一种中小型直升机用主减速器 技术领域 0001 本发明属于中小型直升机传动系统技术领域， 具体。

8、涉及中小型直升机传动系统的 主减速器。 背景技术 0002 直升机作为 20 世纪航空技术极具特色的创造之一， 被广泛地应用于军事运输、 巡 逻、 旅游、 救护等多个领域。虽然我国已成为世界上少数凡个具有直升机研制能力的国家， 但是目前我国直升机的数量较少， 民用直升机则更少， 其中的关键瓶颈就是高成本、 维修间 隔期短和可靠度低， 随着我国国民经济的不断发展、 西部大开发以及国防建设的需要， 未来 中国对直升机产品有着十分迫切的需求， 尤其是中小型直升机的发展有很好的前景。 0003 直升机传动系统与旋翼系统、 发动机并称为直升机的三大关键动部件。直升机传 动系统的作用是将发动机的输出功率和。

9、输出转速按一定的比例传递到旋翼、 尾桨和各附件 上去， 是涡轴发动机动力输出不可缺少的传输部件， 也是唯一的传输途径。其传动特点是 ： 高速、 重载、 大传动比、 高可靠性和良好地维修性和高的生存能力。 0004 纵观我国 50 年的直升机发展历程， 我国主要是引进生产专利、 测绘仿制、 机型改 进、 国际合作等， 尽管已经初步建立了较为完整的研发、 试制、 生产、 成品配套、 材料体系等 工业基础和技术基础， 但是整体上还是在测绘仿制中徘徊。 0005 目前中小型直升机主减速器的主要结构有 ： 1、 由多级齿轮传动构成的主减速器， 其特点是结构简单， 但是承载能力、 效率较低， 传 动比范围。

10、小 ； 2、 模仿军用直升机主减速器结构由一级或多级行星齿轮系和多级直齿或斜齿齿轮系 传动组成， 呈纵向布置， 纵向安装空间大， 可靠性受行星齿轮系轴承寿命影响限制， 另外， 对 于多级行星齿轮系， 可靠性较差， 维修不方便。 0006 主减速器是影响整个直升机传动系统性能的关键因素， 因此开发一种自主设计、 生产加工， 结构简单， 维修方便和较高可靠性的中小型主减速器很有必要。 本发明采用一级 行星齿轮系与螺旋锥齿轮系组合的结构， 且使行星轮系太阳轮轴轴套与旋翼轴嵌套安装， 减小整个主减速器纵向安装空间， 同时对于行星齿轮系采用一体化轴承， 即将行星轮系的 行星轮轴孔作为轴承外圈， 行星轮轴。

11、作为轴承内圈， 从而减少影响系统可靠性的零部件数 量， 提高系统可靠性， 维修方便快捷。 0007 迄今， 专门针对中小型直升机主减速器的设计及主减速器行星齿轮系轴承一体化 的设计较少。 发明内容 0008 本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处， 提供一种中小型直升机主减速 器结构设计方案， 可用作中小型民用直升机传动系统的主减速器结构设计， 整体结构设计 简单， 维修方便， 成本较低。 说 明 书 CN 103112585 A 3 2/4 页 4 0009 一种中小型直升机用主减速器包括直立的旋翼轴 11， 其上端为输出端， 输出端为 法兰盘 ； 旋翼轴 11 的中上部套设有轴套 5，。

12、 旋翼轴 11 与轴套 5 之间的上部设有上滑动轴承 26， 二者之间的下部设有下滑动轴承 25 ； 轴套 5 的上部设有深沟球轴承 9， 中部设有二级从 动螺旋锥齿轮 7， 下部设有连体的太阳轮 30， 二级从动螺旋锥齿轮 7 与深沟球轴承 9 之间的 轴套5上设有轴向固定套筒8 ； 旋翼轴11的下部为花键轴， 且通过花键连接着下行星架23， 轴套 5 的下端和下行星架 23 之间的旋翼轴 11 上设有轴向推力轴承 24 ； 下行星架 23 呈三 角板状， 与太阳轮 30 对应的下行星架 23 的三个角处分别通过行星轮轴 3 设有行星轮 6， 三 个行星轮 6 分别与太阳轮 30 啮合传动 。

13、； 上行星架 4 呈空心的三角形， 空套在太阳轮 30 上方 的轴套 5 上， 且上行星架 4 的三个角通过键分别对应连接着三个行星轮轴 3 ； 三个行星轮 6 还分别与齿圈 2 啮合组成行星轮系 ； 所述齿圈 2 通过键固定在环形的底座 1 的上部， 底座 1 的外部一侧连接着外伸的凸台， 凸台上设有支座 18， 支座 18 的顶面设有水平的支板 17， 支 板17的两侧分别为轴承座 ； 传动轴14为水平轴， 其上套设有两只轴承， 传动轴14通过轴承 和支板 17 上的轴承座的配合设于支板 17 上， 所述传动轴 14 的两端分别伸至轴承座外部， 传动轴 14 的一端通过花键设有二级主动螺旋。

14、锥齿轮 12， 二级主动螺旋锥齿轮 12 和二级从 动螺旋锥齿轮 7 啮合传动， 传动轴 14 的另一端设有一级从动螺旋锥齿轮 16， 一级从动螺旋 锥齿轮 16 为输入齿轮。 0010 所述行星轮轴3上设有轴肩， 行星轮6位于轴肩上部的行星轮轴3上 ； 与轴肩对应 的行星轮6和行星轮轴3之间设有同轴的下密封套19和下润滑套21， 与上行星架4对应的 行星轮 6 和行星轮轴 3 之间设有同轴的上润滑套 28 和上密封套 29 ； 行星轮 6 和行星轮轴 3 上部径向之间通过保持架 15 均布设有圆锥滚子 27 形成圆锥滚子轴承， 下部径向之间通过 保持架 15 均布设有圆柱滚子 20 形成圆柱。

15、滚子轴承。 0011 所述传动轴 14 上的两只轴承均为角接触球轴承 13。 0012 所述旋翼轴 11 的下端设有圆锥滚子轴承 22。 0013 所述上滑动轴承 26 和下滑动轴承 25 上分别均布设有润滑油孔。 0014 与已有技术相比， 本发明的有益技术效果体现在以下方面 ： 1. 针对直升机主减速器高速、 重载、 大传动比的特点， 参见图 1、 图 3 和 4 采用行星轮系 和螺旋锥齿轮系组合布局形式， 整个主减速器动力传动呈 “U” 字型， 结构紧凑， 节约安装空 间 ； 2. 该主减速器有效地利用了的行星轮系承载能力强、 承载均衡、 传动比大和结构紧凑 的优点， 并结合了螺旋锥齿轮。

16、系承载能力强、 传动平稳、 低噪声和可交叉传动的优点， 满足 了直升机对传动系统高承载能力、 低噪声和大传动比的要求， 参见图 3 和图 4， 并且将行星 轮系的太阳轮轴轴套 5 做成空心， 实现太阳轮轴轴套 5 与旋翼轴 11 的嵌套安装， 满足了直 升机对体积和重量的控制要求， 以减小纵向安装空间和旋翼对传动系统及机身的震荡影 响 ； 3. 参见图 4、 图 5、 图 6 和图 7， 行星轮系采用轴承一体化技术， 即将行星轮系的行星轮 6 轴孔作为轴承外圈， 行星轮轴 3 作为轴承内圈， 在行星轮轴 3 与行星轮 6 之间均布安放圆 锥滚子 27 和圆柱滚子 20， 且滚子之间加装保持架 。

17、15， 以保持滚子之间的距离。行星轮系是 直升机主减速器的关键部件， 所承受的载荷较大， 且转速较高， 轴承一体化技术减少了行星 轮系的部件， 提高了系统可靠度， 延长返修间隔期， 且维修方便 ； 说 明 书 CN 103112585 A 4 3/4 页 5 4.针对主减速器太阳轮轴轴套5与旋翼轴11之间较高的相对转速和较大的径向载荷， 采用承载能力较强的上滑动轴承 26 和下滑动轴承 25 布置在太阳轮轴轴套 5 的上下两端， 同时为了保证上滑动轴承 26 和下滑动轴承 25 的充分润滑， 在上滑动轴承 26 和下滑动轴承 25上均匀布有润滑油孔， 此外为了保证整个主减速器旋翼轴11和太阳轮。

18、轴轴套5的中心位 置精度， 分别在旋翼轴 11 下端安装圆锥滚子轴承 22 和在太阳轮轴轴套 5 上端配合安装深 沟球轴承 9， 同时圆锥滚子轴承 22 的另一个作用是克服整个装置的轴向载荷。 附图说明 0015 图 1 为本发明整体结构的三维俯视图。 0016 图 2 为本发明整体结构的三维上视图。 0017 图 3 为本发明整体结构的三维剖视图。 0018 图 4 为本发明整体结构的二维剖视图。 0019 图 5 为本发明行星齿轮系结构局部三维剖视图。 0020 图 6 为本发明行星齿轮系结构局部二维剖视图。 0021 图 7 为本发明行星齿轮系结构圆柱滚子、 圆锥滚子与行星轮轴安装局部视。

19、图。 0022 图 8 为本发明螺旋锥齿轮系结构三维剖视图。 0023 图 9 为本发明螺旋锥齿轮系结构二维剖视图。 0024 上图中序号 ： 1 底座， 2 齿圈， 3 行星轮轴， 4 上行星架， 5 轴套， 6 行星轮， 7 二级从动 螺旋锥齿轮， 8轴向固定套筒， 9深沟球轴承， 10顶盖， 11旋翼轴， 12二级主动螺旋锥齿轮， 13 角接触球轴承， 14 传动轴， 15 保持架， 16 一级从动螺旋锥齿轮， 17 支板， 18 支座， 19 下密封 套， 20 圆柱滚子， 21 下润滑套， 22 圆锥滚子轴承， 23 下行星架， 24 轴向推力轴承， 25 下滑动 轴承， 26 上滑。

20、动轴承， 27 圆锥滚子， 28 上润滑套， 29 上密封套， 太阳轮 30， 轴肩 31。 具体实施方式 0025 下面结合附图， 通过实施例对本发明作进一步地描述。 实施例 0026 参见图 1、 图 2、 图 3 和图 4， 一种中小型直升机用主减速器包括直立的旋翼轴 11， 其上端为输出端， 输出端为法兰盘 ； 旋翼轴 11 的中上部套装有轴套 5， 旋翼轴 11 与轴套 5 之间的上部安装有上滑动轴承26， 下部安装有下滑动轴承25 ； 上滑动轴承26和下滑动轴承 25 上分别均布开设有润滑油孔。轴套 5 的上部安装有深沟球轴承 9， 中部安装有二级从动 螺旋锥齿轮 7， 下部设有连。

21、体的太阳轮 30 ； 轴套 5 上端的旋翼轴 11 上套装着顶盖 10 ； 二级 从动螺旋锥齿轮 7 与深沟球轴承 9 之间的轴套 5 上套装有轴向固定套筒 8。旋翼轴 11 的 下部为花键轴， 且通过花键连接着下行星架 23， 轴套 5 的下端和下行星架 23 之间的旋翼轴 11 上安装有轴向推力轴承 24 ； 旋翼轴 11 的下端安装有圆锥滚子轴承 22。参见图 2 和图 5， 下行星架 23 呈三角板状， 与太阳轮 30 对应的下行星架 23 的三个角处分别通过行星轮轴 3 安装有行星轮 6， 三个行星轮 6 分别与太阳轮 30 啮合传动 ； 参见图 6， 行星轮轴 3 上设有轴 肩 3。

22、1， 行星轮 6 位于轴肩 31 上部的行星轮轴 3 上 ； 与轴肩 31 对应的行星轮 6 和行星轮轴 3 之间安装有同轴的下密封套 19 和下润滑套 21， 与上行星架 4 对应的行星轮 6 和行星轮轴 3 说 明 书 CN 103112585 A 5 4/4 页 6 之间安装有同轴的上润滑套 28 和上密封套 29 ； 参见图 7， 行星轮 6 和行星轮轴 3 上部径向 之间通过保持架 15 均布安装有圆锥滚子 27 形成圆锥滚子轴承， 下部径向之间通过保持架 均布安装有圆柱滚子 20 形成圆柱滚子轴承。参见图 1 和图 5， 上行星架 4 呈空心的三角形， 空套在太阳轮 30 上方的旋。

23、翼轴 11 上， 且上行星架 4 的三个角通过键分别对应连接着三个 行星轮轴 3 ； 三个行星轮 6 还分别与齿圈 2 啮合组成行星轮系。参见图 3、 图 8 和图 9， 齿圈 2 通过键固定在环形的底座 1 的上部， 底座 1 的外部一侧连接着外伸的凸台， 凸台上安装有 支座 18， 支座 18 的顶面安装有水平的支板 17， 支板 17 的两侧分别为轴承座 ； 传动轴 14 为 水平轴， 其上套装有两只轴承， 传动轴14通过轴承和支板17上的轴承座的配合安装于支板 17 上， 传动轴 14 上的两只轴承均为角接触球轴承 13。传动轴 14 的两端分别伸至轴承座外 部， 传动轴14的一端通过。

24、花键安装有二级主动螺旋锥齿轮12， 二级主动螺旋锥齿轮12和二 级从动螺旋锥齿轮 7 啮合传动， 传动轴 14 的另一端安装有一级从动螺旋锥齿轮 16， 一级从 动螺旋锥齿轮 16 为输入齿轮。 0027 本发明的工作原理说明如下 ： 整个装置的输入端是一级从动螺旋锥齿轮 16， 输出端是旋翼轴 11， 动力从一级从动螺 旋锥齿轮 16 通过花键连接传递至传动轴 14， 传动轴 14 的另一端与二级主动螺旋锥齿轮 12 通过花键连接， 同样， 二级从动螺旋锥齿轮7与太阳轮轴轴套5也是通过花键连接， 如此， 通 过螺旋锥齿轮之间的啮合作用以及齿轮与轴之间的花键连接作用， 将动力传递至行星轮系 太。

25、阳轮 30， 行星轮系的齿圈 2 通过键固定在底座 1 上， 保证齿圈 2 固定， 下行星架 23 转动， 从而实现行星轮系的减速功能， 其中， 为了保证三个行星轮轴 6 的位置精度， 三个行星轮轴 6 的上端通过键与上行星架 4 的三个顶点固定， 下行星架 23 与旋翼轴 11 下端通过花键连 接， 最终将动力传递到旋翼轴 11， 实现主减速器的减速和升扭矩的作用。 0028 为了节约整个装置的纵向空间， 本发明将太阳轮轴设计成空心轴套， 采用旋翼轴 11 与行星轮系太阳轮轴套嵌套安装， 并在二者径向之间加装下滑动轴承 25、 上滑动轴承 26。同时， 为了保证整个装置输出端旋翼轴 11 轴。

26、向位置精度， 采用安装在太阳轮轴套 5 上 端的深沟球轴承 9 和安装在旋翼轴 11 下端的圆锥滚子轴承 22， 来固定旋翼轴 11 的两端。 0029 此外， 为了减少该主减速器行星齿轮系的零部件数目， 从而提高系统的可靠度和 安全性， 本发明采用轴承一体化设计技术， 即将行星轮轴 3 作为轴承内圈， 行星轮 6 的轴孔 作为轴承外圈， 行星轮6和行星轮轴3上部径向之间通过保持架15均布设有圆锥滚子27形 成圆锥滚子轴承， 下部径向之间通过保持架15均布设有圆柱滚子20形成圆柱滚子轴承 ； 省 去轴承零件以及与其相关的安装要求和步骤， 并且使主减速器的行星轮系得到充分润滑， 为了防止异物进入。

27、， 在行星轮轴 3 的轴肩 31 以及上行星架 4 与行星轮 6 接触的地方加装有 上密封套 29、 下密封套 19 和上润滑套 28、 下润滑套 21。本发明结构设计简单合理， 安装维 修方便， 对于中小型的民用直升机传动系统主减速器的设计和改进有一定的指导意义。 说 明 书 CN 103112585 A 6 1/6 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103112585 A 7 2/6 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 103112585 A 8 3/6 页 9 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103112585 A 9 4/6 页 10 图 6 说 明 书 附 图 CN 103112585 A 10 5/6 页 11 图 7 说 明 书 附 图 CN 103112585 A 11 6/6 页 12 图 8 图 9 说 明 书 附 图 CN 103112585 A 12 。