CN104061284A - 无人直升机用t型二级减速器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无人直升机用T型二级减速器，其特征在于，包括上壳体、下壳体、集油盖板、输入轴盖板、轴承盖板、尾桨输出轴盖板，所述上壳体内水平安装有主动斜齿轮轴，竖直安装有从动弧齿锥齿轮和旋翼法兰轴，从动弧齿锥齿轮与旋翼法兰轴相连接，旋翼法兰轴上安装有用于与旋翼***相连接的旋翼法兰盘；所述下壳体内水平安装有主动弧齿锥齿轮轴和尾桨输出轴，主动弧齿锥齿轮轴与尾桨输出轴相连接，主动弧齿锥齿轮轴上安装有从动斜齿轮。本发明无人直升机用T型二级减速器实现了高转速高负载情况下的平稳、高效率、高性能的机械二级减速传动，结构紧凑，整体质量轻。

Description

无人直升机用T型二级减速器
技术领域
本发明涉及航空技术领域，更具体地说，涉及一种无人直升机用T型二级减速器。
背景技术
无人直升机是一种无人航空载具，是指无人驾驶，自主推进，由无线电遥控或自身程序控制，利用旋翼***飞行并可回收重复使用的无人直升飞机。
对无人直升机用减速器而言，由于在较高的转速下工作，又要满足较高任务载荷和续航时间，对于安全和稳定性能有很高的要求，而且重量和体积都要求尽量减小，才能满足无人直升机在航空摄影、灾情检测、地球物理探矿、气象探测、道路巡视、交通管理、电力线路查询方面的无人直升机性能需求。
无人直升机发动机动力输入至减速器后，需要输出不同扭矩和转速的两组动力至旋翼和尾桨的输出轴。目前，现有的输入轴和两根输出轴之间的二级减速和变向大多数是采用普通的齿轮减速和皮带来进行机械传动的，普通的齿轮减速器齿形简单，接触强度低，震动和噪声较大，而且稳定性不强，寿命较短，皮带传动易磨损，使得满足机械性能的减速器往往具有较大的体积和质量，增大了无人直升机的自重，从而降低了无人直升机的负载能力，而且普通的齿轮、皮带减速结构传动效率都不高，使得发动机功率大量消耗在减速器内部，导致油温过高，密封性不好，从而影响无人直升机的使用寿命，具有较大的安全隐患。
发明内容
为了解决上述技术缺陷，本发明提供一种传动效率高，寿命长，噪音小，机械性能稳定，结构紧凑，质量轻巧，可靠性高的无人直升机用T型二级减速器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下所述：一种无人直升机用T型二级减速器，其特征在于，包括上壳体、下壳体、集油盖板、输入轴盖板、轴承盖板、尾桨输出轴，所述上壳体内水平安装有主动斜齿轮轴，竖直安装有从动弧齿锥齿轮和旋翼法兰轴，从动弧齿锥齿轮与旋翼法兰轴相连接，旋翼法兰轴上安装有用于与旋翼***相连接的旋翼法兰盘；所述下壳体内水平安装有主动弧齿锥齿轮轴和尾桨输出轴，主动弧齿锥齿轮轴与尾桨输出轴相连接，主动弧齿锥齿轮轴上安装有从动斜齿轮。
所述主动斜齿轮轴由第一角接触球轴承和第二角接触球轴承支撑，并且第一角接触球轴承安装于上壳体筒状台阶轴承座中，第二角接触球轴承安装于输入轴盖板内，上述主动斜齿轮轴还具有轴阶用来锁紧第一角接触球轴承和第二角接触球轴承的内圈，并在轴阶与角接触球轴承之间用紫铜垫片来调整角接触球轴承的轴承安装间隙；
所述主动弧齿锥齿轮轴由第三角接触球轴承和深沟球轴承支撑，并且第三角接触球轴承安装于轴承盖板内的筒状台阶轴承座中，深沟球轴承安装于轴承盖板内的筒状台阶轴承座中；
所述从动斜齿轮的两端装有第一锁止套和第二锁止套用来调整角接触球轴承的轴承安装间隙和弧齿锥齿轮啮合间隙；
所述集油盖板上安装有旋翼输出轴油封和旋翼输出轴油封盖板；
所述尾桨输出轴的一侧开有孔位，并与主动弧齿锥齿轮轴的头部连接轴通过过盈配合装配后采用电子束焊使之成为一体，焊接后再进行同心度校准，所述尾桨输出轴通过第四角接触球轴承支撑，第四角接触球轴承安装在尾桨输出轴盖板内的筒状台阶轴承座中，所述尾桨输出轴具有轴阶，并在轴阶和第四角接触球轴承之间安装有第四锁止套用来来调整角接触球轴承的轴承安装间隙和弧齿锥齿轮水平啮合间隙；
所述旋翼法兰轴通过第五角接触球轴承和第六角接触球轴承支撑，并且第五角接触球轴承和第六角接触球轴承均安装于上壳体中的筒状台阶轴承座中。
所述上壳体和下壳体安装后形成第一腔体和第二腔体，第一腔体为主动斜齿轮轴和从动斜齿轮的润滑和运转空间，第二腔体为主动弧齿锥齿轮轴和从动弧齿锥齿轮的润滑和运转空间，第一腔体和第二腔体之间通过收油面、集油槽、回油通道、回油孔实现润滑***的飞转润滑油路。
所述上壳体上设有集油槽和回油通道；所述下壳体上设有回油孔和磁性放油螺塞。
所述从动斜齿轮和主动斜齿轮轴为互为啮合的渐开线圆柱斜齿轮。
主动弧齿锥齿轮轴和从动弧齿锥齿轮二者为互为啮合的格里森弧齿锥齿轮。
所述主动斜齿轮轴的输入端和尾桨输出轴的输出端均装有装有梅花型弹性联轴器。
所述旋翼法兰盘的下端面装有第三锁止套，第三锁止套通过安装于集油盖板上的旋翼输出轴油封进行旋转密封，并通过第三锁止套来调整角接触球轴承的轴承安装间隙和弧齿锥齿轮垂直啮合间隙。
所述主动斜齿轮轴为具有中心孔，并且具有一体成型的齿轮部和齿轮轴部。
所述主动弧齿锥齿轮轴为具有中心孔，并且具有一体成型的头部连接轴，齿轮部和齿轮轴部。
所述集油盖板设有圆弧收油面，集油盖板还设有加油螺丝孔和放气螺丝孔，并安装有放气螺塞和加油螺塞。
根据上述结构的本发明，其有益效果在于，本发明无人直升机用T型二级减速器实现了高转速高负载情况下的平稳、高效率、高性能的机械二级减速传动，结构紧凑，整体质量轻。
除了上面所描述的目的，特征和优点之外，本发明具有的其他目的、特征、优点，将在下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的说明。
附图说明
图1是本发明无人直升机用T型二级减速器的剖面结构示意图；
图2是本发明无人直升机用T型二级减速器的上壳体立体结构示意图；
图3是本发明无人直升机用T型二级减速器的下壳体立体结构示意图一；
图4是本发明无人直升机用T型二级减速器的下壳体立体结构示意图二；
图5是本发明无人直升机用T型二级减速器的集油盖板立体结构示意图；
图6是本发明无人直升机用T型二级减速器的壳体腔体示意图；
图7是本发明无人直升机用T型二级减速器的整体外部结构示意图。
具体实施方式
本发明无人直升机用T型二级减速器在高转速高负载情况下工作，整体质量轻，结构紧凑。
如图1所示，本发明无人直升机用T型二级减速器包括集油盖板7、上壳体17、下壳体28、输入轴盖板5、轴承盖板35、尾桨输出轴盖板20，其中集油盖板7用于收集齿轮飞转润滑油进行飞转润滑，上壳体17用于水平支撑主动斜齿轮轴2和垂直支撑旋翼法兰轴12，旋翼法兰轴12上还安装有从动弧齿锥齿轮19和旋翼法兰盘11，下壳体用来水平支撑主动弧齿锥齿轮轴27和尾桨输出轴25，主动弧齿锥齿轮轴27上还安装有从动斜齿轮31，其中，尾桨输出轴25和主动弧齿锥齿轮轴27通过电子束焊工艺成一体，主动斜齿轮轴2和从动斜齿轮31二者为互为啮合的渐开线圆柱斜齿轮，主动弧齿锥齿轮轴27和从动弧齿锥齿轮19二者为互为啮合的格里森弧齿锥齿轮。输入轴盖板5安装于上壳体17上，用于支撑和密封主动斜齿轮轴2。轴承盖板35和尾桨输出轴盖板20安装于下壳体28上，用于支撑和密封主动弧齿锥齿轮轴27。
其中，在减速器的输入端，输入轴梅花型弹性联轴器1与外部动力输入端连接，通过平键将动力传递至主动斜齿轮轴2，通过一对预订减速比的渐开线圆柱斜齿轮，使主动斜齿轮轴2和从动斜齿轮31啮合传动实现动力的第一级减速，动力再通过用从动斜齿轮31轴驱动的主动弧齿锥齿轮轴27，并通过电子束焊连接到主动弧齿锥齿轮轴27上的尾桨输出轴25，再通过平键连接的输出轴梅花型弹性联轴器23，将动力传递给外部的尾桨轴。
在尾桨输出轴25的竖直方向安装有从动弧齿锥齿轮19和旋翼法兰轴12，其中从动弧齿锥齿轮19通过铰制孔螺栓和防松螺母与旋翼法兰轴12固定在一起，这种结构方便从动弧齿锥齿轮19的安装，第一级减速完成后，通过一对预订减速比的格里森弧齿锥齿轮，使主动弧齿锥齿轮轴27和从动弧齿锥齿轮19的啮合传动，实现二级减速，从动弧齿锥齿轮19带动旋翼法兰轴12进行动力的输出，通过安装在旋翼法兰轴12上的旋翼法兰盘12实现二级减速后动力传递至外部的旋翼***。
主动斜齿轮轴27通过第一角接触球轴承6和第二角接触球轴承8进行支撑和固定，第一角接触球轴承6和第二角接触球轴8采用宽边相对的成组安装形式，其中第一角接触球轴承6和第二角接触球轴承8的内圈套设在主动斜齿轮轴2的轴部上，通过主动斜齿轮轴2上的轴阶锁死角接触球轴承的内圈来实现轴向定位，并通过在轴阶和角接触球轴承内圈之间增加或者减少紫铜垫片(0.5mm一组)来调整角接触球轴承的轴承安装间隙，其中第二角接触球轴承8安装至上壳体17内的筒型台阶轴承座内，第一角接触球轴承6安装在输入轴盖板5内的筒型台阶轴承座内，并通过筒型台阶轴承座的台阶实现轴向固定，同时输入轴盖板5内还安装有输入轴油封，输入轴油封4通过输入轴油封盖板3和输入轴盖板5内的台阶固定。输入轴盖板5安装于上壳体17上，通过止口和密封胶，用螺钉进行密封和紧固。
从动斜齿轮31通过平键安装在主动弧齿锥齿轮轴27上，主动弧齿锥齿轮轴27通过第三角接触球轴承33和深沟球轴承29进行支撑和固定，其中第三角接触球轴承33和深沟球轴承29的内圈套设在主动弧齿锥齿轮轴27的轴部上，通过安装在从动斜齿轮31两侧的第一锁止套32和第二锁止套30来抵接第三角接触球轴承33的内圈合深沟球轴承29的内圈，深沟球轴承29安装于下壳体28通孔中，其中第三角接触球轴承33安装在轴承盖板35内的筒型台阶轴承座内，轴承盖板35安装于下下壳体28上，通过止口和密封胶，用螺钉进行密封和紧固。
主动弧齿锥齿轮轴27的头部连接轴为阶梯轴，尾桨输出轴25连接端通过开孔与主动弧齿锥齿轮进行过盈配合连接后，采用电子束焊工艺焊接使主动弧齿锥齿轮轴27和尾桨输出轴25连接成一体。尾桨输出轴25的输出端还通过平键连接有输出轴梅花型联轴器23，尾桨输出轴25的输出端通过第四角接触球轴承21进行支撑和固定，第四角接触轴承21安装在尾桨输出轴盖板20内的筒型台阶轴承座内，第四角接触球轴承21和第三角接触球轴33采用宽边相对的成组安装形式，同时尾桨输出轴盖板20内还安装有尾桨输出轴油封22和孔用卡环24，尾桨输出轴油封22通过孔用卡环24和尾桨输出轴盖板20内的台阶固定，尾桨输出轴盖板20安装于下壳体28上，通过止口和密封胶，用螺钉进行密封和紧固。尾桨输出轴25的轴阶和第四角接触球轴承21之间还安装有第四锁止套26，尾桨输出轴25与主动弧齿锥齿轮轴27形成一体后，通过第一锁止套32和第四锁止套26，经过轴承内圈力的传递，在安装输出轴盖板和轴承盖板35的同时，实现轴承的轴向固定和定位，并可调整锁止套的长度来调整角接触球轴承的轴承安装间隙和弧齿锥齿轮的水平轴承间隙，
旋翼法兰轴12通过第五角接触球轴承18和第六角接触球轴承16进行支撑和固定，第五角接触球轴承18和第六角接触球轴16采用窄边相对的成组安装形式，在这种安装形式中，第五角接触球轴承18比第六角接触球轴承16所要承受的轴向载荷要大，因此第五角接触球轴承18的外径要大于第六角接触球轴承16，旋翼法兰轴12的输出端还安装有旋翼法兰盘11，旋翼法兰盘11通过旋翼法兰盘11固定螺丝固定和锁紧在旋翼法兰轴12上，锁紧旋翼法兰轴12固定螺丝的同时，通过安装在旋翼法兰盘11下端面的第三锁止套15，同时锁紧第六角接触球轴承16的内圈并通过旋翼法兰轴12的阶梯结构同步拉紧锁死第五角接触球轴承18的内圈，并通过上壳体17中的台阶轴承座，达到轴承轴向定位和固定的目的，同时可通过调整第三锁止套15的长度，来调整角接触球轴承的轴承安装间隙和弧齿锥齿轮的垂直轴承间隙。
旋翼法兰轴12的输出端通过第三锁止套15，由安装于集油盖板7内的旋翼输出轴油封14进行密封，旋翼输出轴油封14通过旋翼输出轴油封盖板13以及集油盖板7内部的台阶进行端面固定。
如图2所示，上壳体17上端设有用于收集齿轮飞转甩至集油盖板7上润滑油的集油槽36，集油槽36收集的润滑油汇集到回油通道37上，并通过回油通道出口流向第六角接触球轴承16的安装面对第六角接触球轴承16进行润滑后，回到箱体中，完成油路的循环，采用这种通过齿轮飞转甩油进行润滑，使得平常难以进油的第六角接触球轴承16能够一直保持进油，保证其长时间高负载情况下不会烧毁和损坏。
如图2所示，上壳体17还设有上壳体加强筋38和上壳体散热片39，上壳体加强筋38用于提高旋翼法兰轴12的支撑强度，以达到减少外壳壁厚同时又能加强其刚性的目的，上壳体散热片39用来散热以达到油腔体减压的目的，防止因为长时间运转导致内腔压力过高使得润滑油从油封中漏出。
如图3所示，下壳体28设有回油孔40，该回油孔40位斜孔，用来平衡两个腔体之间的油平面高度，同时为了方便更换润滑油，还设有放油螺丝孔41用于安装磁性放油螺塞34，磁性放油螺塞34还可吸附润滑油中的金属粉末和残渣，防止油质变差导致齿轮磨损。
如图4所示，下壳体28还设有下壳体散热片42，下壳体28侧面还设有下壳体侧面加强筋43用来提升壳体支撑强度，同时下壳体28的底面也设有下壳体底面加强筋44用来增加散热面积以及提高壳体强度，以达到轻量化的目的，同时增强壳体刚性。
如图5所示，集油盖板7设有圆弧型的收油面45，用来增大与齿轮飞转甩至集油盖板上7的润滑油接触面积，同时使得润滑油通过重力沿圆弧面的弧度顺利流至上壳体17的集油槽36内，为了方便更换润滑油，集油盖板7还设有加油螺丝孔41用来固定加油螺塞9，同时为了减少由于润滑油温度升高导致密闭腔体压力增大影响其密封性能，集油盖板7上还设有放气螺丝孔47用来安装放气螺塞10。
如图6所示，无人直升机用T型二级减速器的壳体分为第一腔体49和第二腔体48，第一腔体49为一对格里森弧齿锥齿轮的润滑和运动空间，第二腔体48为一对渐开线圆柱斜齿轮的运动和润滑空间，第一腔体49和第二腔体48之间隔开布置，同时第二腔体48的底面高于第一腔体49的底面，由于第一腔体49齿轮飞转接触甩油速度快于第二腔体48，因而需通过下壳体28的回油孔40达到油平面平衡，该回油孔40为斜孔，斜孔中心线倾斜角度与第一腔体49的底面呈顺时针方向，同时第二腔体48的润滑油通过集油盖板7的收油面45，落入上壳体17的集油槽36，并通过上壳体17上的回油通道37，又回落至第一腔体49内，实现了全部轴承的润滑和油路的运转。
如图7所示，旋翼法兰盘11通过旋翼法兰盘固定螺母50锁紧与旋翼法兰轴12上，同时集油盖板7通过集油盖板固定螺钉51固定锁紧于上壳体17上，上壳体17通过上壳体固定螺钉52于下壳体28锁紧固定，下壳体28通过下壳体固定螺钉53将整个减速器固定锁紧至外部支架上。

Claims (10)

1.一种无人直升机用T型二级减速器，其特征在于，包括上壳体、下壳体、集油盖板、输入轴盖板、轴承盖板、尾桨输出轴，所述上壳体内水平安装有主动斜齿轮轴，竖直安装有从动弧齿锥齿轮和旋翼法兰轴，从动弧齿锥齿轮与旋翼法兰轴相连接，旋翼法兰轴上安装有用于与旋翼***相连接的旋翼法兰盘；所述下壳体内水平安装有主动弧齿锥齿轮轴和尾桨输出轴，主动弧齿锥齿轮轴与尾桨输出轴相连接，主动弧齿锥齿轮轴上安装有从动斜齿轮。
所述主动斜齿轮轴由第一角接触球轴承和第二角接触球轴承支撑，并且第一角接触球轴承安装于上壳体筒状台阶轴承座中，第二角接触球轴承安装于输入轴盖板内，上述主动斜齿轮轴还具有轴阶用来锁紧第一角接触球轴承和第二角接触球轴承的内圈，并在轴阶与角接触球轴承之间用紫铜垫片来调整角接触球轴承的轴承安装间隙；
所述主动弧齿锥齿轮轴由第三角接触球轴承和深沟球轴承支撑，并且第三角接触球轴承安装于轴承盖板内的筒状台阶轴承座中，深沟球轴承安装于轴承盖板内的筒状台阶轴承座中；
所述从动斜齿轮的两端装有第一锁止套和第二锁止套用来调整角接触球轴承的轴承安装间隙和弧齿锥齿轮啮合间隙；
所述集油盖板上安装有旋翼输出轴油封和旋翼输出轴油封盖板；
所述尾桨输出轴的一侧开有孔位，并与主动弧齿锥齿轮轴的头部连接轴通过过盈配合装配后采用电子束焊使之成为一体，焊接后再进行同心度校准，所述尾桨输出轴通过第四角接触球轴承支撑，第四角接触球轴承安装在尾桨输出轴盖板内的筒状台阶轴承座中，所述尾桨输出轴具有轴阶，并在轴阶和第四角接触球轴承之间安装有第四锁止套用来来调整角接触球轴承的轴承安装间隙和弧齿锥齿轮水平啮合间隙；
所述旋翼法兰轴通过第五角接触球轴承和第六角接触球轴承支撑，并且第五角接触球轴承和第六角接触球轴承均安装于上壳体中的筒状台阶轴承座中。
2.根据权利要求1所述的无人直升机用T型二级减速器，其特征在于：所述上壳体和下壳体安装后形成第一腔体和第二腔体，第一腔体为主动斜齿轮轴和从动斜齿轮的润滑和运转空间，第二腔体为主动弧齿锥齿轮轴和从动弧齿锥齿轮的润滑和运转空间，第一腔体和第二腔体之间通过收油面、集油槽、回油通道、回油孔实现润滑***的飞转润滑油路。
3.根据权利要求1所述的无人直升机用T型二级减速器，其特征在于：所述上壳体上设有集油槽和回油通道；所述下壳体上设有回油孔和磁性放油螺塞。
4.根据权利要求1所述的无人直升机用T型二级减速器，其特征在于：所述从动斜齿轮和主动斜齿轮轴为互为啮合的渐开线圆柱斜齿轮。
5.根据权利要求1所述的无人直升机用T型二级减速器，其特征在于：所述主动弧齿锥齿轮轴和从动弧齿锥齿轮二者为互为啮合的格里森弧齿锥齿轮。
6.根据权利要求1所述的无人直升机用T型二级减速器，其特征在于：所述主动斜齿轮轴的输入端和尾桨输出轴的输出端均装有装有梅花型弹性联轴器。
7.根据权利要求1所述的无人直升机用T型二级减速器，其特征在于：所述旋翼法兰盘的下端面装有第三锁止套，第三锁止套通过安装于集油盖板上的旋翼输出轴油封进行旋转密封，并通过第三锁止套来调整角接触球轴承的轴承安装间隙和弧齿锥齿轮垂直啮合间隙。
8.根据权利要求1所述的无人直升机用T型二级减速器，其特征在于：所述主动斜齿轮轴为具有中心孔，并且具有一体成型的齿轮部和齿轮轴部。
9.根据权利要求1所述的无人直升机用T型二级减速器，其特征在于：主动弧齿锥齿轮轴为具有中心孔，并且具有一体成型的头部连接轴，齿轮部和齿轮轴部。
10.根据权利要求1所述的无人直升机用T型二级减速器，其特征在于：所述集油盖板设有圆弧收油面，集油盖板还设有加油螺丝孔和放气螺丝孔，并安装有放气螺塞和加油螺塞。
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