[发明专利]一种直升机旋翼两级变速系统及方法

说明书

本发明公开了一种直升机旋翼两级变速系统及方法，系统包括超越离合器、第一可控离合器、调速齿轮、驱动齿轮、下双联齿轮、行星轮、上双联齿轮、第二可控制动器、行星架；上述齿轮均为锥齿轮；上双联齿轮和下双联齿轮同轴布置，均通过轴承支撑于行星架上，上双联齿轮通过第二可控制动器与支撑部件相连；水平动力输入轴通过超越离合器连接驱动齿轮，调速齿轮通过可控离合器与驱动齿轮轴相连；驱动齿轮与下双联齿轮的下锥齿轮啮合，下双联齿轮的上锥齿轮与行星轮啮合；行星轮与上双联齿轮的下锥齿轮啮合，上双联齿轮的上锥齿轮与调速齿轮啮合；行星轮的转轴与行星架相连；行星架上端作为输出端。该方法通过两个控制动器实现直升机旋翼的两级变速。

技术领域

本发明属于直升机旋翼传动领域，特别是一种直升机旋翼两级变速系统及方法。

背景技术

直升机在不同飞行工况条件下旋翼的最优转速不同，为减少直升机油耗，提高直升机续航能力，一般需要传动系统具备变速能力。现有的变速系统多采用直齿行星轮进行传动，如CN201410066639.X(一种无人机用可变速传动系统)公开了一种两级变速系统，其通过控制布置于常规圆柱齿轮行星传动系统中的摩擦离合器和制动器两者的通断，配合实现改变传递路线的目的，进而来实现转速的切换。CN202010113511.X(一种变转速传动系统及无人机)公开了一种类似的两级变速系统，同样是利用常规圆柱齿轮行星传动，结合超越离合器和摩擦式离合器两者的相互配合，实现变速的目的。

上述两篇专利公开的两级变速系统均是采用的常规圆柱齿轮行星传动，变速部件的动力输入轴与输出轴平行布置，与一般直升机需要的水平输入、竖直输出的传动布局不一致，还需另外增加相应的换向传动装置，使得整个变速系统体积庞大。

此外，由于采用常规圆柱齿轮行星传动，因此需要加工较大尺寸的定齿圈，定齿圈在加工及热处理过程中变形较大，导致行星轮在实际使用过程中存在不均载的情况，从而造成传动系统的偏载，影响传动效率及传动寿命，甚至影响飞行安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直升机旋翼两级变速系统及方法，以实现直升机旋翼的两级变速。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种直升机旋翼两级变速系统，包括超越离合器、第一可控离合器、调速齿轮、驱动齿轮、下双联齿轮、行星轮、上双联齿轮、第二可控制动器、行星架；上述齿轮均为锥齿轮；

所述上双联齿轮和下双联齿轮同轴布置，均通过轴承支撑于行星架上，上双联齿轮通过第二可控制动器与支撑部件相连；

水平动力输入轴通过超越离合器连接驱动齿轮，调速齿轮通过可控离合器与驱动齿轮轴相连；

所述驱动齿轮与下双联齿轮的下锥齿轮啮合，下双联齿轮的上锥齿轮与行星轮啮合，所述行星轮与上双联齿轮的下锥齿轮啮合，所述上双联齿轮的上锥齿轮与调速齿轮啮合；所述行星轮的转轴与行星架相连；所述行星架上端作为输出端，用于连接直升机旋翼。

一种直升机旋翼两级变速方法：

当第一可控离合器断开，同时第二可控制动器制动条件下，行星架输出第一转速；

当第一可控离合器接合，同时第二可控制动器不制动条件下，行星架输出第二转速。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)本发明公开的两级变速方法直接将水平方向的动力输入换向至竖直方向输出，更加符合一般直升机水平输入、竖直输出的传动要求，基于锥齿轮传动和行星传动结构接合可控离合器和可控制动器实现两级变速要求。

(2)本发明采用锥齿轮实现，各齿轮均可采用磨削加工，传动精度高，可以有效解决行星轮均载的问题。

(3)采用超越离合器可保护旋翼不能反向带动发动机，所有齿轮均采用锥齿轮，相同功率要求条件下，几何尺寸小，结构紧凑，系统集成度高。