一种倾转旋翼机传动系统

1.本发明属于航空航天领域，涉及一种倾转旋翼机传动系统。


背景技术：

2.在航空航天飞行器中，常规的有直升机和固定翼飞机，直升机可以垂直起降，并在空中悬停，但飞行速度低；固定翼飞机飞行速度高，但起飞需要较长跑道。而倾转旋翼机结合以上两种机型优点，既可以高速飞行，又可垂直起降、空中悬停。在倾转旋翼机三大关键动部件中，传动系统是关键动部件之一，其主要作用是带动发动机及其他附件工作，作用方式是将发动机功率和转速按特定的传动比传递到两侧旋翼以及其他附件，是倾转旋翼机发动机动力输出的重要传输系统。在倾转旋翼机工作性能和可靠性中，传动系统的工作性能和可靠性起了决定性作用。因为倾转旋翼机的工作要求特殊，所以对其传动系统的要求更加严格；在满足倾转旋翼转动和倾转功能要求的前提下，倾转旋翼机传动系统结构必须更紧凑、重量更轻、传动更可靠、传动效率更高以及输出功率更加平稳。目前倾转旋翼机传动系统中，国外较领先的是v-22倾转旋翼机，v-22每个旋翼均配有单独的发动机驱动，两个旋翼必须要有两个发动机，必然导致重量大，结构尺寸大；倾转部分采用液压驱动，必须配液压站，又增加了重量。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种倾转旋翼机传动系统，以解决当下传动系统在动力输出的功能要求下，其架构尺寸大、重量大、效率低等问题，以保证结构紧凑、传动效率高以及可靠度高。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种倾转旋翼机传动系统，包括发动机输出传动单元、对称连接于发动机输出传动单元两侧的一对旋翼减速单元，以及对称布置在发动机输出传动单元两侧且与旋翼减速单元一一对应连接的一对倾转单元；
6.发动机输出传动单元包括发动机输出轴、安装在发动机输出轴上的发动机动力换向输入锥齿轮，以及与发动机动力换向输入锥齿轮啮合且对称分布于发动机输出轴两侧的发动机动力换向输出锥齿轮；
7.每个旋翼减速单元包括旋翼减速输入轴、旋翼减速输出轴、分别对应安装在旋翼减速输入轴和旋翼减速输出轴上且相啮合的旋翼减速输入锥齿轮和旋翼减速输出锥齿轮，以及安装在旋翼减速输出轴上的行星轮系；
8.每个倾转单元包括安装在旋翼减速输出轴上的倾转支架、与倾转支架相连的蜗轮输出轴、安装在蜗轮输出轴上的蜗轮，以及与蜗轮相啮合的蜗杆。
9.进一步，发动机输出轴上安装有摩擦离合器，通过摩擦离合器与发动机相连或断开。
10.进一步，蜗杆连接于电机。
11.进一步，蜗杆通过联轴器与电机相连。
12.进一步，发动机输出轴与发动机动力换向输入锥齿轮过盈或花键连接，发动机输出轴上安装有面对面安装式圆锥滚子轴承以提供支撑。
13.进一步，旋翼减速输入轴与相应发动机换向输出锥齿轮之间采用一体式结构，与旋翼减速输入锥齿轮过盈或花键连接，旋翼减速输入轴上安装有背对背安装式圆锥滚子轴承以提供支撑。
14.进一步，旋翼减速输出轴与旋翼减速输出锥齿轮过盈或花键连接，与行星轮系花键连接，其上安装有面对面安装式圆锥滚子轴承以提供支撑。
15.进一步，行星轮系通过旋翼轴连接于旋翼，行星轮系与旋翼轴花键连接，旋翼轴上安装有背对背安装式圆锥滚子轴承以提供支撑。
16.进一步，蜗杆采用深沟球轴承以支撑，蜗轮采用深沟球轴承支撑于蜗轮输出轴上，倾转支架采用深沟球轴承支撑于旋翼减速输出轴上。
17.进一步，倾转支架带动旋翼减速输出轴在0
°‑
110
°
的范围内倾转。
18.本发明的有益效果在于：
19.1.本发明所公开的倾转旋翼机传动系统，采用一个发动机输出，通过锥齿轮进行分流，将动力传输到两侧旋翼，实现集中传动一个方向动力输入，两个方向动力输出，极大地降低了重量，减小了结构空间；此外，实现了将倾转单元与旋翼减速单元安放在一个机匣内，同样可以降低重量，减小结构尺寸。
20.2.本发明所公开的倾转旋翼机传动系统，采用两级锥齿轮副与一级行星轮系，锥齿轮副进行微减速与换向，行星轮系结构紧凑能实现大的传动比，进行大减速，传动级数少，结构紧凑，传动效率高。
21.3.本发明所公开的倾转旋翼机传动系统，蜗杆一端与电机相连，蜗轮带动倾转支架，倾转支架驱动旋翼在0
°‑
110
°
倾转。蜗轮蜗杆传动具有自锁功能，可防止由于外力作用导致逆转。
22.4.本发明所公开的倾转旋翼机传动系统，发动机动力通过摩擦离合器传入到整个系统中，可以有效地控制动力传输的通断。
23.5.本发明所公开的倾转旋翼机传动系统，发动机输出轴与发动机动力换向输入锥齿轮由面对面安装式圆锥滚子轴承支撑，旋翼减速输入轴与发动机换向输出锥齿轮之间采用背对背圆锥滚子轴承支撑，旋翼减速输入轴与旋翼减速输入锥齿轮之间采用背对背圆锥滚子轴承支撑，旋翼减速输出轴与旋翼减速输出锥齿轮之间采用面对面圆锥滚子轴承支撑，有助于抵消传动系统锥齿轮啮合产生的轴向力，降低错位量；还有利于提高传动的稳定性，传动更加平稳。
24.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
25.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优
选的详细描述，其中：
26.图1为本发明倾转旋翼机传动系统的结构示意图；
27.图2为本发明倾转旋翼机传动系统的主视图；
28.图3为本发明倾转旋翼机传动系统的蜗轮蜗杆结构示意图；
29.图4为本发明倾转旋翼机传动系统的传动原理图。
30.附图标记：发动机输出轴1，发动机动力换向输入锥齿轮3，发动机动力换向输出锥齿轮4，旋翼减速输入轴7，旋翼减速输入锥齿轮11，旋翼减速输出锥齿轮12，行星轮系14，旋翼轴15，旋翼减速输出轴16，倾转支架19，蜗轮20，蜗杆21，蜗轮输出轴24，圆锥滚子轴承2、5、6、8、9、10、13、18、25、26，深沟球轴承17、22、23，摩擦离合器27。
具体实施方式
31.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
32.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
33.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
34.请参阅图1～图4，为一种倾转旋翼机传动系统，包括发动机输出传动单元、对称连接于发动机输出传动单元两侧的一对旋翼减速单元，以及对称布置在发动机输出传动单元两侧且与旋翼减速单元一一对应连接的一对倾转单元；
35.发动机输出传动单元包括发动机输出轴1、安装在发动机输出轴1上的发动机动力换向输入锥齿轮3，以及与发动机动力换向输入锥齿轮3啮合且对称分布于发动机输出轴1两侧的发动机动力换向输出锥齿轮4；发动机输出轴1上安装有摩擦离合器27，通过摩擦离合器27与发动机相连或断开，发动机动力通过摩擦离合器27传入到整个系统中，可以有效地控制动力传输的通断。发动机输出轴1与发动机动力换向输入锥齿轮3过盈或花键连接，发动机输出轴1上安装有面对面安装式圆锥滚子轴承2、8以提供支撑。
36.每个旋翼减速单元包括旋翼减速输入轴7、旋翼减速输出轴16、分别对应安装在旋翼减速输入轴7和旋翼减速输出轴16上且相啮合的旋翼减速输入锥齿轮11和旋翼减速输出锥齿轮12，以及安装在旋翼减速输出轴16上的行星轮系14；行星轮系14通过旋翼轴15连接
于旋翼，行星轮系14与旋翼轴15花键连接，旋翼轴15上安装有两个背对背安装式圆锥滚子轴承25、26以提供支撑。旋翼减速输入轴7与相应发动机换向输出锥齿轮之间采用一体式结构，与旋翼减速输入锥齿轮11过盈或花键连接，旋翼减速输入轴7上安装有四个背对背安装式圆锥滚子轴承5、6、9、10以提供支撑。旋翼减速输出轴16与旋翼减速输出锥齿轮12过盈或花键连接，与行星轮系14花键连接，其上安装有面对面安装式圆锥滚子轴承13、18以提供支撑。
37.每个倾转单元包括安装在旋翼减速输出轴16上的倾转支架19、与倾转支架19相连的蜗轮输出轴24、安装在蜗轮输出轴24上的蜗轮20，以及与蜗轮20相啮合的蜗杆21。蜗杆21通过联轴器与电机相连。蜗杆21采用两个深沟球轴承22以支撑，蜗轮20采用两个深沟球轴承23支撑于蜗轮输出轴24上，倾转支架19采用两个深沟球轴承17支撑于旋翼减速输出轴16上。
38.本传动系统采用两级锥齿轮系 一级行星轮系，即发动机动力换向输入锥齿轮3与发动机动力换向输出锥齿轮4啮合构成发动机动力换向锥齿轮副；旋翼减速输入锥齿轮11与旋翼减速输出锥齿轮12啮合构成旋翼减速锥齿轮副；旋翼动力输入行星轮系14；倾转换向动力输入蜗杆21与倾转动力输出蜗轮20啮合构成蜗轮蜗杆齿轮副；而动力由发动机动力输出后，连接发动机动力输出轴1上的摩擦离合器27，摩擦离合器27啮合，动力传递至发动机动力输出轴1上，通过两条路径分别驱动左右两侧旋翼；第一条动力传递路线由发动机动力输出轴1传递至发动机动力换向锥齿轮副，再通过旋翼减速输入轴7将动力传递至旋翼减速输出锥齿轮副，再经旋翼减速输出轴16将动力传递至行星轮系14，从而驱动旋翼(未画出)；第二条传递路线与第一条传动路线相同；倾转动力传递路线由电机(未画出)带动蜗轮蜗杆齿轮副，将动力传递至倾转支架，进而根据需要可将旋翼进行0
°‑
110
°
进行倾转。本发明为一个发动机带动两侧旋翼旋转，倾转单元和旋翼减速单元可放在同一机匣内，在实现驱动两侧旋翼旋转和倾转时，具有结构紧凑，重量低，效率高且稳定性好的优点。
39.工作时，动力由发动机输出轴1输入，发动机输出轴1与发动机动力换向输入锥齿轮3过盈或花键连接，并带动两侧发动机动力换向输出锥齿轮4转动；发动机动力换向输出锥齿轮4与旋翼减速输入轴7采用一体结构；旋翼减速输入轴7与旋翼减速数输入锥齿轮11采用花键或者过盈连接，并带动旋翼减速输出锥齿轮12转动；旋翼减速输出锥齿轮12与旋翼减速输出轴16采用花键或者过盈连接；另外，旋翼减速输出轴16与行星轮系14太阳轮通过花键连接，并带动行星轮系14转动；行星轮系14与旋翼轴15通过花键连接，并带动旋翼轴15转动，进行动力输出。
40.倾转时，动力由电机(未画出)与蜗杆21通过联轴器相连接，将动力传递至蜗杆21，蜗杆21与蜗轮20啮合，将动力传递至倾转支架19，倾转支架19带动旋翼减速输出轴16在0
°‑
110
°
的范围内倾转。
41.具体实施时，发动机输出轴1所在的减速箱与旋翼减速输出轴16所在的减速箱均采用循环喷油进行润滑，并外带有散热系统。
42.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。