[發明專利]一種用于雙發直升機旋翼無級變速系統及方法

在審

• 申請號: 202011264245.7
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112555365A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 楊紅圖;楊長盛;高鵬;宋武生
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍總參謀部第六十研究所
• 主分類號: F16H3/76
• 分類號: F16H3/76
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 汪清

本發明公開了一種用于雙發直升機旋翼無級變速系統及方法，系統包括右驅動齒輪，下雙聯齒輪，行星架，行星輪，左驅動齒輪，上雙聯齒輪，超越離合器；上述齒輪均為錐齒輪；上雙聯齒輪和下雙聯齒輪同軸布置，均通過軸承支撐于行星架上；右驅動齒輪作為其中的一個水平動力輸入端，與下雙聯齒輪的下錐齒輪嚙合，下雙聯齒輪的上錐齒輪與行星輪嚙合，行星輪與上雙聯齒輪的下錐齒輪嚙合，上雙聯齒輪的上錐齒輪與左驅動齒輪嚙合，左驅動齒輪作為另一個水平動力輸入端；行星輪的轉軸與行星架相連；行星架的轉動軸線為豎直方向，其上端作為輸出端，通過超越離合器帶動旋翼；該方法通過調整左驅動齒輪和右驅動齒輪的轉速可實現行星架的無級變速要求。

技術領域

本發明屬于直升機旋翼傳動領域，特別是一種用于雙發直升機旋翼無級變速系統及方法。

背景技術

直升機在不同飛行工況條件下旋翼的最優轉速不同，為減少直升機油耗，提高直升機續航能力，一般需要傳動系統具備變速能力。現有的變速系統多采用直齒行星輪進行傳動，如CN201410066639.X(一種無人機用可變速傳動系統)公開了一種兩級變速系統，其通過控制布置于常規圓柱齒輪行星傳動系統中的摩擦離合器和制動器兩者的通斷，配合實現改變傳遞路線的目的，進而來實現轉速的切換。CN202010113511.X(一種變轉速傳動系統及無人機)公開了一種類似的兩級變速系統，同樣是利用常規圓柱齒輪行星傳動，結合超越離合器和摩擦式離合器兩者的相互配合，實現變速的目的。

上述兩篇專利公開的變速系統均是采用的常規圓柱齒輪行星傳動，變速部件的動力輸入軸與輸出軸平行布置，與一般直升機需要的水平輸入、豎直輸出的傳動布局不一致，還需另外增加相應的換向傳動裝置，使得整個變速系統體積龐大。

此外，由于采用常規圓柱齒輪行星傳動，因此需要加工較大尺寸的定齒圈，定齒圈在加工及熱處理過程中變形較大，導致行星輪在實際使用過程中存在不均載的情況，從而造成傳動系統的偏載，影響傳動效率及傳動壽命，甚至影響飛行安全。

當前的大多數直升機變速系統均為有級變速，尤其以兩級變速居多，因此只能允許直升機在兩個速級之間選擇相對較優的轉速，具備一定的局限性。此外有級變速系統在進行變速的過程中容易引起沖擊載荷，造成轉速的不平穩過渡，影響飛行安全。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于雙發直升機旋翼無級變速系統及方法，以實現直升機旋翼的無級變速。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種用于雙發直升機旋翼無級變速系統，包括右驅動齒輪，下雙聯齒輪，行星架，行星輪，左驅動齒輪，上雙聯齒輪，超越離合器；上述齒輪均為錐齒輪；

所述上雙聯齒輪和下雙聯齒輪同軸布置，均通過軸承支撐于行星架上；

所述右驅動齒輪作為其中的一個水平動力輸入端，與下雙聯齒輪的下錐齒輪嚙合，下雙聯齒輪的上錐齒輪與行星輪嚙合，所述行星輪與上雙聯齒輪的下錐齒輪嚙合，所述上雙聯齒輪的上錐齒輪與左驅動齒輪嚙合，所述左驅動齒輪作為另一個水平動力輸入端；所述行星輪的轉軸與行星架相連；所述行星架的轉動軸線為豎直方向，其上端作為輸出端，通過超越離合器帶動旋翼。

一種用于雙發直升機旋翼無級變速方法，通過調整左驅動齒輪和右驅動齒輪的轉速實現行星架的無級變速要求。

本發明與現有技術相比，其顯著優點是：

(1)本發明公開的無級變速系統直接將水平方向的動力輸入換向至豎直方向輸出，更加符合一般直升機水平輸入、豎直輸出的傳動要求，基于錐齒輪傳動和行星傳動機構實現無級變速，適用于具備變速要求的雙發直升機，且由于采用無級變速，因此旋翼可選最優轉速較多，變速過程也更加平穩。

(2)無級變速系統輸出轉速由左驅動齒輪的轉速和右驅動齒輪的轉速各自乘以一固定的系數(齒數傳動比)相加決定，因此左右兩個發動機可以單獨進行轉速閉環控制，而不會發生轉速沖突問題。