一种同步带驱动的轻型直升机传动装置

技术领域

本发明属于直升机传动技术领域，涉及一种轻型直升机的传动装置，具体涉及一种同步带驱动的轻型直升机传动装置。

背景技术

轻型直升机通常采用航空低速活塞发动机，其输出转速低，活塞往复方向上的振动较大，同时活塞发动机带负载启动困难。为了解决这些难题，以往无人机传动系统采用同步带驱动(ZL201520275493.X《一种固定中心距的自张紧皮带传动装置》)，同时设计离心式离合器来控制活塞发动机与传动装置的连接和断开，其同步带轮之间设计了一套复杂的支架结构和弹簧自张紧机构来调节张紧同步带，离心式离合器通过鼓型花键轴或者双膜片轴与带轮连接，通过鼓型花键轴的浮动或者膜片连州节变形来补偿由于发动机的大位移振动引起的发动机输出轴线的偏角，此种同步带驱动机构复杂，重量较重，由于发动机的振动导致鼓型花键轴或者膜片联轴节补偿偏角较大，大大降低了发动机和传动系统连接部件的疲劳寿命，增加了直升机的使用和维护成本，同时发动机的高频振动激励也会影响到传动系统其它动部件，动部件的疲劳寿命也会降低。

在专利CN201210188899.5《一种小型无人直升机机身》中，介绍了一种具有同步带和离心式离合器的传动构型，通过离心式离合器将动力传递给同步带，然后经同步带传递到变速箱及主旋翼轴，再经第二个同步带传递到尾轴，此种构型复杂，需要两个同步带完成主旋翼和尾桨驱动，与发动机连接的带轮之间设计离心式离合器，导致承受张紧力的带轮悬臂过长，支撑刚性不足，上下带轮之间缺乏有效的调整机构，导致上下带轮张紧力因发动机振动而变化，可能导致同步带打滑或损伤，使同步带寿命降低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种同步带驱动的轻型直升机传动装置，不仅解决了活塞发动机带负载启动的难题，还降低了发动的振动以及隔离发动机振动传递到传动装置，提高了动部件的疲劳寿命和翻修间隔期，同时取消了鼓型花键轴或者双膜片轴，降低了直升机的使用和维护成本，其结构精简使用，重量轻，安全可靠，本发明适用于轻型直升机。

本发明的技术方案如下：

一种同步带驱动的轻型直升机传动装置，包括主减速器、上带轮、张紧调整组件、尾传动轴组件、尾减速器、离合器组件以及同步带；发动机功率和转速连接离合器组件，离合器组件的外侧为下带轮，下带轮连接同步带，当离合器组件的转速达到一定值后下带轮在离合器的作用下跟离合器组件内部转动；同步带另一侧连接上带轮，上带轮的轴向一端与主减速器啮合将运动传递给主旋翼，上带轮的轴向另一端经尾传动轴组件传递给尾减速器；下带轮的端部和上带轮的端部之间设有张紧调整组件。

进一步的，发动机柔性安装在主减速器下方。

进一步的，上带轮啮合主减速器的一端为锥齿轮，主减速器的下端为一级锥齿轮，上带轮的锥齿轮与主减速器的一级锥齿轮啮合，并使得转动方向换向。

进一步的，上带轮的另一端是轴向伸出的尾传动轴组件，尾传动轴组件是长轴件，尾传动轴组件的另一端末端是锥齿轮，尾传动轴组件的锥齿轮经尾减速器一级锥齿轮减速换向传递给安装在尾减速器上的尾桨。

进一步的，通过调节张紧调整组件长度，使上带轮和下带轮之间的间距为固定值，使同步带处于正常张紧工作状态。

进一步的，张紧调整组件包括轴承座、圆螺母、正反螺纹杆，轴承座设在上带轮的转轴外，正反螺纹杆的一端安装在轴承座的外圈上，正反螺纹杆的另一端为拉环，拉环内设有圆环橡胶衬套，拉环通套在下带轮的壳体外；正反螺纹杆是中间通过圆螺母连接的两根螺纹杆，正反螺纹杆通过对圆螺母的转动调节长短。

进一步的，还包括圆环橡胶衬套，拉环内设有圆环橡胶衬套，拉环通过圆环橡胶衬套套在下带轮的壳体外。

进一步的，上带轮内部设有超越离合器，上带轮的内侧面通过超越离合器连接上带轮的转轴。

本发明的有益效果：

1、本发明的传动装置采用同步带驱动，采用离心式离合器控制发动机和传动装置的断开和结合，通过调节张紧调整组件长度，使上带轮和下带轮之间的间距为固定值，使同步带处于正常张紧工作状态，同时通过张紧调整组件上部小拉杆机构和机身结构连接将同步带的张紧载荷传递到机身结构，隔离了活塞发动机振动传递到传动系统，同时大幅度降低活塞发动机振动产生上下或者左右位移对同步带张紧的影响，提高同步带转动的稳定性及使用寿命。

2、张紧调整组件下端设计有圆环橡胶衬套可以以减轻发动机的振动，降低传递到机身的载荷。

3、离心式离合器和下带轮集成在离合器组件里面，发动机功率和转速通过发动机输出轴传递给经离心式离合器再传递给下带轮，缩减了外廓尺寸。

4、同时下带轮设计靠近发动机端，减少了下带轮的悬臂长度，提高了下带轮的支撑刚性。

5、同步带相比同尺寸V型带传递功率大，减速比范围宽的特点。

6、此传动装置不但解决了活塞发动机带负载启动的难题，降低了发动的振动以及隔离发动机振动传递到传动装置，提高了动部件的疲劳寿命和翻修间隔期，同时取消了复杂的同步带支架、张紧轮机构以及功力轴膜片联轴节组件，采用一级同步带将动力分开传递给主减速器和尾减速器，其结构精简紧凑实用，既减轻了传动系统的重量，提高了传动系统的功重比，又安全可靠，使用和维护成本低，本发明适用于同步带驱动的轻型直升机。

附图说明

图1为本发明的同步带驱动的轻型直升机传动装置示意图；

图2为本发明的离合器组件图示意图；

其中，1—主减速器，2—上带轮，3—张紧调整组件，4—轴承座，5—尾传动轴组件，6—圆环橡胶衬套，7—尾减速器，8—离合器组件，9—发动机，10—同步带，11—发动机输出轴，12—下带轮，13—支撑球轴承，14—离心式离合器，15—正反螺纹杆，16—圆螺母。

具体实施方式

本部分是本发明的实施例，用于解释和说明本发明的技术方案。在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以互相组合。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方向或位置关系为给予附图说是的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指装置或与案件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含包括更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或以上。

本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义解释，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或者一体化连接；可以是机械连接，也可以是点连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种同步带驱动的轻型直升机传动装置，包括主减速器1、上带轮2、张紧调整组件3、尾传动轴组件5、尾减速器7、离合器组件8以及同步带10；发动机9功率和转速连接离合器组件8，离合器组件8的外侧为下带轮，下带轮连接同步带10，当离合器组件8的转速达到一定值后下带轮在离合器的作用下跟离合器组件8内部转动；同步带10另一侧连接上带轮2，上带轮2的轴向一端与主减速器1啮合将运动传递给主旋翼，上带轮2的轴向另一端经尾传动轴组件5传递给尾减速器7；下带轮的端部和上带轮2的端部之间设有张紧调整组件3。

发动机9柔性安装在主减速器1下方。

上带轮2啮合主减速器1的一端为锥齿轮，主减速器1的下端为一级锥齿轮，上带轮2的锥齿轮与主减速器1的一级锥齿轮啮合，并使得转动方向换向。

上带轮2的另一端是轴向伸出的尾传动轴组件5，尾传动轴组件5是长轴件，尾传动轴组件5的另一端末端是锥齿轮，尾传动轴组件5的锥齿轮经尾减速器7一级锥齿轮减速换向传递给安装在尾减速器7上的尾桨。

通过调节张紧调整组件3长度，使上带轮2和下带轮13之间的间距为固定值，使同步带10处于正常张紧工作状态。

张紧调整组件3包括轴承座4、圆螺母16、正反螺纹杆15，轴承座4设在上带轮2的转轴外，正反螺纹杆15的一端安装在轴承座4的外圈上，正反螺纹杆15的另一端为拉环，拉环内设有圆环橡胶衬套6，拉环通套在下带轮的壳体外；正反螺纹杆15是中间通过圆螺母16连接的两根螺纹杆，正反螺纹杆15通过对圆螺母16的转动调节长短。

还包括圆环橡胶衬套6，拉环内设有圆环橡胶衬套6，拉环通过圆环橡胶衬套6套在下带轮的壳体外。

上带轮2内部设有超越离合器，上带轮2的内侧面通过超越离合器连接上带轮2的转轴。

下面是本发明另一个实施例。

本发明采用的技术方案为：一种同步带驱动的轻型直升机传动装置,包括主减速器1、上带轮2、张紧调整组件3、尾传动轴组件5、尾减速器7、离合器组件8以及同步带10组成；发动机9柔性安装在主减速器1下方，发动机9功率和转速通过离合器组件8传递给同步带10，经同步带10以及上带轮2经两路传递给主旋翼和尾桨，其中一路经过主减速1一级锥齿轮减速换向传递给安装在主减速器1上的主旋翼，另一路经尾传动轴组件5传递给尾减速器7，经尾减速器7一级锥齿轮减速换向传递给安装在尾减速器7上的尾桨；通过调节张紧调整组件3长度，使上带轮2和下带轮13之间的间距为固定值，使同步带10处于正常张紧工作状态，张紧调整组件3由上轴承座4、圆螺母16、正反螺纹杆15以及圆环橡胶衬套6组成，一端通过轴承座4支撑主减速器1输入轴，另一端通过圆环橡胶衬套6支撑在离合器组件8上，通过固定正反螺纹杆15，旋转圆螺母16，调节张紧调整组件3的长度；其中上带轮2通过螺栓组件固定连接在主减速1输入轴上，上带轮2内部可设计超越离合器，当发动机失效后，保证发动机与传动装置断开连接，直升机能够自转下滑；离合器组件8内部设计有离心式离合器14，当发动机处于低速状态时，离合器14处于断开状态，使发动机和旋翼负载断开连接，当发动机处于高速状态时即正常工作转速，离合器14处于闭合状态，发动机通过传动装置驱动主旋翼以及尾桨。离合器组件8由下带轮12、支撑球轴承13、离心式离合器14组成。离心式离合器14通过螺栓与下带轮12固定连接，下带轮通过轴承安装在发动机输入轴上11，发动机功率和转速通过发动机输出轴11传递给离心式离合器14以及下带轮12；张紧调整组件3通过轴承安装在发动机输出轴上11，作为张紧调整组件3的下部支撑。

此种传动装置采用同步带驱动，采用离心式离合器控制发动机和传动装置的断开和结合，通过调节张紧调整组件3长度，使上带轮2和下带轮12之间的间距为固定值，使同步带10处于正常张紧工作状态，张紧调整组件3下端设计有圆环橡胶衬套6以减轻发动机的振动；离心式离合器和下带轮集成在离合器组件里面，发动机功率和转速通过发动机输出轴11传递给经离心式离合器14再传递给下带轮12，缩减了外廓尺寸；同步带相比同尺寸V型带传递功率大，减速比范围宽的特点；此传动装置不但解决了活塞发动机带负载启动的难题，降低了发动的振动以及隔离发动机振动传递到传动装置，提高了动部件的疲劳寿命和翻修间隔期，同时其结构精简实用，既减轻了传动系统的重量，提高了传动系统的功重比，又安全可靠，使用和维护成本低，本发明适用于同步带驱动的轻型直升机。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。