[發明專利]帶有扭矩分離差動機構的多驅動路徑變速器

有效

• 申請號: 200680056388.0
• 申請日: 2006-11-14
• 公開（公告）號: CN101535128A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 弗蘭克·B·斯坦普斯;達德利·史密斯;查爾斯·J·基爾梅因;瑞安·艾因格;鮑勃·科林斯
• 申請（專利權）人: 貝爾直升機泰克斯特龍公司
• 主分類號: B64D35/00
• 分類號: B64D35/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 王景剛

技術領域

本發明一般涉及旋翼飛行器領域，尤其涉及用于旋翼飛行器的動力變速 器領域。

背景技術

旋翼飛行器的驅動軸或旋翼主軸一般地裝配有用于承載旋翼葉片的裝 置，使得當旋翼主軸旋轉時，旋翼葉片能夠選擇性地產生提升力。在將扭矩 傳至旋翼主軸的大量公知裝置中，通常的結構是將旋翼主軸與單個的大型重 載齒輪相關聯(或者采用花鍵將重載齒輪連接至旋翼主軸或者將重載齒輪與 旋翼主軸形成一體)以及采用傳遞齒輪驅動該重載齒輪。盡管這種結構是常 用的，但是仍存留大量不盡如人意的設計局限。

更具體地說，雖然通常希望采用高扭矩驅動旋翼主軸，但是能夠在足夠 長的時間段內傳遞高扭矩的重載齒輪的尺寸和/或重量也許會被證實是一個 明顯的限制因素。相比于采用其他齒輪的情況來說，設計重載齒輪時主要考 慮的因素是齒輪齒部的彎折，這是重載齒輪中通常出現的故障類型。當傳遞 齒輪驅動重載齒輪時，傳遞齒輪的齒部將力從傳遞齒輪的齒部表面傳遞至重 載齒輪的齒部的表面。如果僅存在一個驅動該重載齒輪的傳遞齒輪，那么該 重載齒輪的每個齒部都可以說是重載齒輪每轉一次就經受一次彎折循環。由 于由重載齒輪的每個單獨齒部耐受的彎折力是判定重載齒輪的齒部何時將 出現齒輪齒部故障的決定因素，所以希望將彎折力盡可能地保持在較低的 值。對于齒輪齒部故障的預防是絕對有必要的，因為重載齒輪出現故障可能 會導致災難性的旋翼飛行器事故。

為降低向重載齒輪的齒部所施加的彎折力，在有些方案中已通過使扭矩 分離并且采用多傳遞齒輪將扭矩傳遞給重載齒輪以驅動重載齒輪。例如，與 只使用一個傳遞齒輪所傳的力相比，通過采用兩個完全相同的傳遞齒輪驅動 重載齒輪，施加至重載齒輪齒部的名義彎折力一般會減半。這似乎是一個很 好的解決方案，但在實踐中，施行該解決方案會產生大量問題。首先，必須 要指出的是，上述結構中的每條分離驅動路徑都具有固有自然頻率，因此必 須防止變速器在該頻率下產生震蕩。同時，評價系統動力學的普通技術人員 容易認識到，存在與兩條獨立驅動路徑的相互作用相關的其他振動模式和復 合自然頻率。在變速器操作期間也必須避免在每個其它復合自然頻率下產生 振蕩。

此外，先前已經嘗試采用多個輸入來驅動重載齒輪，這些嘗試不利地導 致多驅動路徑之間無法產生最優的分布，并且當驅動路徑之間產生相位差或 者超前/滯后的情況時在兩個驅動路徑之間產生力的沖突。對于上述兩種驅動 路徑構造，第一傳遞齒輪與重載齒輪相嚙合中出現的任何不一致(無論由碎 物還是不一致的齒部磨損等等導致)將會通過第一驅動路徑使得力傳遞回扭 矩分離裝置并且最終通過第二驅動路徑傳遞至第二傳遞齒輪。然后，第二傳 遞齒輪將不規則的力傳遞至重載齒輪的齒部。由于傳遞至重載齒輪的齒部的 不規則力可能很容易達到非常高的值(至少高于在單個傳遞齒輪結構中正常 地傳遞至重載齒輪的齒部的力)，所以這一力的沖突不符合降低傳遞至重載 齒輪的齒部的力這一目標。

雖然上述扭矩傳遞機構表明在將扭矩傳遞至重載齒輪這一領域中出現 重大進展，但是仍然存在大量不足之處。

發明內容

存在下述需求，采用允許使用縮小尺寸和/或減輕重量的重載齒輪的方式 將扭矩傳遞至重載齒輪的裝置。

因此，本發明的目的是提供一種采用允許使用縮小尺寸和/或減輕重量的 重載齒輪的方式來將扭矩傳遞至重載齒輪的裝置。

這一目的通過提供具有將扭矩傳遞至重載齒輪的多條驅動路徑的變速 器和將扭矩分離并傳遞入多條驅動路徑的差動裝置來實現的。

一種用于旋翼飛行器的變速器包括與輸入軸相關聯的差動扭矩分離機 構。該差動機構包含與所述軸同軸并與所述軸整體旋轉的驅動盤；與所述軸 同軸并大體相鄰于所述驅動盤的第一從動構件；與所述軸同軸并大體相鄰于 所述驅動盤的第二從動構件。至少有一個銷接合所述驅動盤、所述第一從動 構件和所述第二從動構件的每個。所述第一從動構件構造成驅動第一傳遞齒 輪，所述第二從動構件構造成驅動第二傳遞齒輪從而向與旋翼主軸相關聯的 重載齒輪提供扭矩。

本發明具有下列明顯優勢，包括：(1)提供一種成本低重量輕的裝置， 以降低作用在重載齒輪的齒部上的齒輪齒部彎折力；(2)減小重載齒輪的重 量和/或縮小其尺寸；及(3)向單個重載齒輪提供多重輸入，同時避免多條 力路徑中的力沖突并允許在多輸入齒輪之間存在相位差和/或超前/滯后。