RU2146636C1 - Helicopter rotor gearbox - Google Patents

Abstract

FIELD: primary gearboxes of helicopters driven by two and more engines. SUBSTANCE: helicopter rotor gearbox includes input shafts for transmission of power from engines and several stages with device for dividing the torque into equal parts according to number of engines. It is made in form of common shaft and bevel gear wheels; number of pairs of these gear wheels is equal to number of input shafts of gearbox. During operation of all engines in one mode, equal torques are delivered to gearbox from each engine. In case of disconnection or failure of one of engines, other engine is shifted to increased power to ensure flight of helicopter. Torque is distributed equally in this case. In case of three-engine system, all kinematic chains are equally loaded in case of operation of one or two engines at higher power. EFFECT: enhanced reliability of operation of gearbox. 2 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям летательных аппаратов, а именно - к конструкциям главного редуктора вертолета с приводом от двух и более двигателей. The invention relates to structures of aircraft, namely, to the structures of the main gearbox of a helicopter driven by two or more engines.

Известный редуктор ВР-26 имеет три непланетарные ступени редукции, мощность от двух двигателей передается к несущему винту по двум самостоятельным кинематическим цепям, суммируясь в третьей ступени на общем ведомом колесе [1] . Кинематические цепи подвода мощности от двух двигателей замкнуты между собой перед первой ступенью редукции с помощью четырех конических зубчатых передач, состоящих из семи шестерен и четырех соединительных валов, что существенно утяжеляет и усложняет конструкцию, но обеспечивает высокую надежность работы редуктора. The known VR-26 gearbox has three non-planetary reduction stages; power from two engines is transmitted to the rotor via two independent kinematic chains, summing up in the third stage on a common driven wheel [1]. The kinematic chains of power supply from two engines are closed to each other in front of the first reduction stage using four bevel gears, consisting of seven gears and four connecting shafts, which significantly complicates and complicates the design, but ensures high reliability of the gearbox.

Наиболее близким к заявляемому является редуктор привода несущего винта вертолета, содержащий несколько ступеней для передачи мощности от нескольких двигателей, которые соединены с входными валами редуктора, ступени включают зубчатые передачи и устройство деления крутящего момента на части, равные числу двигателей [2]. Closest to the claimed is a rotor drive rotor of a helicopter containing several stages for transmitting power from several engines, which are connected to the input shafts of the reducer, the stages include gears and a device for dividing the torque into parts equal to the number of engines [2].

Недостатком известной конструкции является наличие большого числа элементов промежуточных передач, что повышает вес редуктора, усложняет его конструкцию и поэтому не обеспечивает достаточную надежность работы, эффективность изготовления редуктора и эксплуатации вертолета. A disadvantage of the known design is the presence of a large number of elements of the intermediate gears, which increases the weight of the gearbox, complicates its design and therefore does not provide sufficient reliability, the efficiency of gearbox manufacturing and helicopter operation.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности работы редуктора и эксплуатации вертолета за счет упрощения конструкции, а также снижения массы главного редуктора. The technical problem solved by the invention is to increase the reliability of the gearbox and the operation of the helicopter by simplifying the design, as well as reducing the mass of the main gearbox.

Данная техническая задача решается за счет того, что в редукторе привода несущего винта вертолета с входными валами для передачи мощности от двигателей, содержащем несколько ступеней редукции и устройство деления подводимого крутящего момента на части, равные числу двигателей, согласно изобретению устройство деления выполнено в виде общего вала и конических зубчатых колес, из которых ведомые колеса закреплены на общем валу, а ведущие - на входных валах редуктора, причем число пар конических зубчатых колес в устройстве деления равно числу входных валов редуктора. This technical problem is solved due to the fact that in the gearbox of the rotor drive of the helicopter with input shafts for transmitting power from engines containing several stages of reduction and a device for dividing the input torque into parts equal to the number of engines, according to the invention, the division device is made in the form of a common shaft and bevel gears, of which the driven wheels are fixed on a common shaft, and the drive gears are on the input shafts of the gearbox, and the number of pairs of bevel gears in the division device is equal to at the input gear shafts.

Выполнение редуктора привода несущего винта вертолета с устройством деления в виде общего вала и конических зубчатых колес, когда ведомые конические зубчатые колеса закреплены на общем валу, а ведущие конические зубчатые колеса закреплены на входных валах редуктора, позволяет образовать в устройстве деления мощности замыкающую кинематическую цепь, которая вступает в работу в случае отключения одного или нескольких двигателей при одном работающем и которая является ненагруженной при всех работающих двигателях. The implementation of the helicopter rotor drive gearbox with the division device in the form of a common shaft and bevel gears, when the driven bevel gears are mounted on a common shaft, and the bevel gears are mounted on the input shafts of the gearbox, allows you to form a closing kinematic chain in the power division device, which comes into operation in case of shutdown of one or several engines with one running and which is unloaded with all engines running.

Необходимость "замыкания" подводимых к редуктору крутящих моментов в многодвигательном приводе вызвана необходимостью обеспечения равномерной загрузки всех зубчатых передач (пар зубчатых колес) редуктора в том случае, когда крутящий момент поступает не от всех двигателей одновременно, и работающий двигатель или два двигателя передают повышенный (аварийный) крутящий момент. The need to "close" the torques supplied to the gearbox in a multi-motor drive is caused by the need to ensure uniform loading of all gears (pairs of gears) of the gearbox in the case when the torque does not come from all motors at the same time, and a working engine or two motors transmit increased (emergency ) torque.

Замена промежуточных конических и цилиндрических зубчатых передач замыкающей цепи, имеющихся в конструкции прототипа, общим валом, соединяющим ведомые зубчатые колеса дополнительных конических передач, включенных в каждую кинематическую цепь со стороны входа в редуктор, позволяет объединить ("закольцевать") отдельные кинематические цепи многодвигательного привода в общую систему, что исключает перегрузки отдельных зубчатых передач даже при работе с повышенным (аварийным) крутящим моментом (в случае отключения одного или двух двигателей) и снижает вероятность их выхода из строя. Replacing the intermediate bevel and cylindrical gears of the closing chain, available in the design of the prototype, with a common shaft connecting the driven gears of the additional bevel gears included in each kinematic chain from the input side of the gearbox, allows you to combine ("loop") the individual kinematic chains of a multi-motor drive in the overall system, which eliminates the overload of individual gears even when working with high (emergency) torque (in case of disconnection of one or two engines lei) and reduces the likelihood of their failure.

Кроме того, такое конструктивное решение, где число конических зубчатых колес в устройстве деления подводимого крутящего момента равно числу входных валов редуктора, т. е. соединенных с ними двигателей, от которых осуществляется привод редуктора, позволяет максимально уменьшить число зубчатых колес, что снижает массу редуктора и повышает его надежность. In addition, such a constructive solution, where the number of bevel gears in the input torque division device is equal to the number of input gear shafts, i.e. the motors connected to them from which the gear drive is carried out, allows to reduce the number of gears as much as possible, which reduces the weight of the gear and increases its reliability.

На фиг. 1 показана схема трехступенчатого редуктора с приводом от двух двигателей; на фиг. 2 - с приводом от трех двигателей. In FIG. 1 shows a diagram of a three-stage gearbox driven by two engines; in FIG. 2 - driven by three engines.

Крутящий момент от правого двигателя передается через входной вал 1 и пару конических зубчатых колес 2, 3 через зубчатые цилиндрические передачи, включающие зубчатые колеса 4, 5, 6 на ведущие колеса 7 и 8 третьей ступени. Крутящий момент от второго двигателя через входной вал 9, пару конических зубчатых колес 10, 11, цилиндрические передачи, включающие зубчатые колеса 12, 13, 14 передается на ведущие зубчатые колеса 15, 16 третьей ступени редукции. Ведущие зубчатые колеса 7, 8, 15, 16 находятся в зацеплении с общим ведомым колесом 17 (внешнего или внутреннего зацепления), закрепленным на валу 18 несущего винта вертолета. На одном валу 1 с ведущим зубчатым колесом 2 дополнительно установлено ведущее коническое колесо 19, а на одном валу 9 также дополнительно установлено ведущее коническое колесо 20 таким образом, чтобы сопрягаемые с ними ведомые колеса 21 и 22 находились на общем валу 23 и имели одинаковые частоту и направление вращения. В схеме передачи крутящего момента от трех двигателей третья кинематическая цепь включает входной вал 24, зубчатые колеса 25, 26, 27, 28, 29 и ведущие зубчатые колеса 30, 31, которые находятся в зацеплении с общим ведомым колесом 17 вала 18 несущего винта. На одном валу с зубчатым колесом 25 размещено зубчатое колесо 32, находящееся в зацеплении с ведомым колесом 33. Замыкающая кинематическая цепь включает конические пары, содержащие зубчатые колеса 32-33, 19-21, 20-22, т.е. число которых равно числу входных валов 1, 9, 24 редуктора и числу двигателей. Передаточные числа зубчатых пар, включающих зубчатые колеса 19-21, 20-22 и 32-33 одинаковы, а ведомые колеса 21, 22, 33 установлены на общем валу 23. Torque from the right engine is transmitted through the input shaft 1 and a pair of bevel gears 2, 3 through cylindrical gears, including gears 4, 5, 6 to the drive wheels 7 and 8 of the third stage. Torque from the second engine through the input shaft 9, a pair of bevel gears 10, 11, cylindrical gears including gears 12, 13, 14 is transmitted to the driving gears 15, 16 of the third reduction stage. The drive gears 7, 8, 15, 16 are meshed with a common driven wheel 17 (external or internal gearing) mounted on the rotor shaft 18 of the helicopter. An additional bevel gear 19 is additionally mounted on one shaft 1 with a driving gear 2, and an additional bevel gear 20 is additionally installed on the same shaft 9 so that the driven wheels 21 and 22 mating with them are on the common shaft 23 and have the same frequency and direction of rotation. In the scheme for transmitting torque from three engines, the third kinematic chain includes an input shaft 24, gears 25, 26, 27, 28, 29 and drive gears 30, 31, which are engaged with a common driven wheel 17 of the rotor shaft 18. A gear wheel 32 is placed on one shaft with a gear wheel 25, which is meshed with the driven gear 33. The closing kinematic chain includes bevel pairs containing gears 32-33, 19-21, 20-22, i.e. the number of which is equal to the number of input shafts 1, 9, 24 of the gearbox and the number of motors. The gear ratios of the gear pairs, including gears 19-21, 20-22 and 32-33 are the same, and the driven wheels 21, 22, 33 are mounted on a common shaft 23.

При работе всех двигателей на одном режиме в редуктор от каждого двигателя поступают равные по величине крутящие моменты, при этом замыкающая кинематическая цепь (пары, включающие зубчатые колеса 32-33, 19-21, 20-22) является ненагруженной. В случае выключения или отказа, например, правого двигателя в силовой установке и соединенного с ним входного вала 1 редуктора (фиг. 1) левый двигатель переводится на повышенную мощность для обеспечения полета вертолета. Крутящий момент при этом передается на левую кинематическую цепь привода несущего винта от входного вала 9 (передачи, включающие зубчатые колеса 10-11, 12-13-14, 15-16-17), а через передачи, включающие зубчатые колеса 20-22, 21-19 - на правую цепь (2-3, 4-5-6, 7-8-17). При этом крутящий момент распределяется поровну, т.е. делится между всеми кинематическими цепями, что исключает перегрузку отдельной кинематической цепи работающего на повышенной мощности двигателя. When all engines operate in the same mode, equal amounts of torques come from each engine to the gearbox, while the closing kinematic chain (pairs including gears 32-33, 19-21, 20-22) is unloaded. In case of shutdown or failure, for example, of the right-hand engine in the power plant and the input shaft 1 of the gearbox connected to it (Fig. 1), the left-hand engine is converted to increased power to ensure helicopter flight. The torque is transmitted to the left kinematic chain of the rotor drive from the input shaft 9 (gears including gears 10-11, 12-13-14, 15-16-17), and through gears including gears 20-22, 21-19 - to the right chain (2-3, 4-5-6, 7-8-17). In this case, the torque is distributed equally, i.e. It is divided between all kinematic chains, which eliminates the overload of a separate kinematic chain operating at high engine power.

В трехдвигательной схеме при работе на повышенной мощности одного или двух двигателей нагружаются все кинематические цепи в равной степени, тем самым также предотвращая их перегрузку. In a three-engine scheme, when operating at high power of one or two engines, all kinematic chains are loaded equally, thereby also preventing their overload.

Источники информации
1. "Vertiflite", 1990 -36, N 3, с. 20 - 23.Sources of information
1. "Vertiflite", 1990 -36, N 3, p. 20 - 23.

2. Патент США N 4.479.619, МКИ B 64 C 27/14, B 64 D 35/08, 1984. 2. US patent N 4.479.619, MKI B 64 C 27/14, B 64 D 35/08, 1984.

Claims (1)

Редуктор привода несущего винта вертолета с входными валами для передачи мощности от двигателей, содержащий несколько ступеней и включающий устройство деления подводимого крутящего момента на части, равные числу двигателей, отличающийся тем, что устройство деления выполнено в виде общего вала и конических зубчатых колес, из которых ведомые колеса закреплены на общем валу, а ведущие - на входных валах редуктора, причем число пар конических зубчатых колес в устройстве деления равно числу входных валов редуктора. A helicopter rotor drive reducer with input shafts for transmitting power from engines, comprising several stages and including a device for dividing the input torque into parts equal to the number of engines, characterized in that the division device is made in the form of a common shaft and bevel gears, of which the driven the wheels are fixed on a common shaft, and the drive wheels are mounted on the input shafts of the gearbox, and the number of pairs of bevel gears in the division device is equal to the number of input shafts of the gearbox.

Images