Главный редуктор вертолета
MAIN REDUCTION GEAR OF HELICOPTER

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к главным редукторам вертолета, предназначенным для передачи крутящего момента от одного или более приводных газотурбинных двигателей к несущему и хвостовому винтам, с соответствующим изменением величины передаваемого момента, направления и частоты вращения, а также для привода вертолетных агрегатов (вентиляторов, генератора, гидронасоса и т.д.), установленных на главном редукторе.
Для главного редуктора вертолета принципиальное значение имеет его вес, который должен быть минимальным для выбранной компоновки вертолета. При этом масса редуктора в большой степени зависит от выбранной кинематической схемы.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является многоступенчатый редуктор, раскрытый в патенте РФ RU 2146636, 20.03.2000. Указанный редуктор содержит две линии передачи крутящего момента от двух приводных двигателей на общее ведомое колесо для привода вала несущего винта. Каждая из линий имеет несколько ступеней, причем на предпоследней ступени осуществляется разделение передаваемого крутящего момента от каждого двигателя на два потока, для чего ведущая шестерня второй ступени связана с парой ведомых колес, установленных на отдельных валах. При этом на указанных валах размещены ведущие шестерни выходной ступени, которые передают крутящий момент на общее ведомое колесо вала несущего винта. Таким образом, в известном редукторе обеспечивается разделение крутящих моментов, передаваемых от двух двигателей, на четыре потока для обеспечения надежности работы редуктора. Недостатком данного редуктора является его большая масса, а также ограниченность применения, связанная с возможностью привода только несущего винта вертолета.
Задачей изобретения является создание многопоточного непланетарного редуктора вертолета, обеспечивающего передачу крутящего момента от двух приводных двигателей на общее ведомое колесо для привода несущего винта, а также общее ведомое колесо для привода хвостового винта.
Техническим результатом изобретения является снижение веса редуктора, а также снижение износа подшипников качения валов.
Указанный технический результат достигается в заявленном изобретении за счет того, что редуктор включает две линии передачи крутящего момента от двух приводных двигателей на общее ведомое колесо для привода вала несущего винта и общее ведомое колесо для привода вала хвостового винта, при этом каждая из линий содержит:
ведущую шестерню первой ступени, установленную на первом входном валу, связанном с двигателем, и ведомое колесо первой ступени, установленное на втором валу и находящееся в зацеплении с упомянутой ведущей шестерней,
ведущую шестерню второй ступени, установленную на втором валу, и находящееся с ней в зацеплении ведомое колесо второй ступени, установленное на третьем валу,
ведущую шестерню третьей ступени, установленную на третьем валу, первую пару ведомых колес третьей ступени, находящихся в зацеплении с указанной шестерней, и вторую пару ведомых колес третьей ступени, связанных с первой парой через паразитные шестерни,
четыре ведущих шестерни четвертой ступени, установленные на валах вращения ведомых колес третьей ступени и находящиеся в зацеплении с общим ведомым колесом вала несущего винта,
при этом в каждой из указанных линий второй вал связан с приводом коробки агрегатов вертолета, и на втором валу установлена ведущая шестерня для привода вала хвостового винта.
Указанный технический результат также достигается в частных вариантах реализации изобретения за счет того, что:
- ведущие шестерни первой, третьей и четвертой ступеней, а также ведомые колеса первой и третьей ступеней выполнены цилиндрическими, а ведущие шестерни и ведомые колеса второй ступени выполнены коническими,
- ведущие шестерни для привода хвостового вала каждой линии выполнены коническими,
- в каждой линии ведущая шестерня для привода хвостового вала находится в зацеплении с ведомым коническим колесом привода хвостового вала, установленным на дополнительном валу, причем на дополнительном валу также установлена дополнительная ведущая коническая шестерня для привода хвостового вала, находящаяся в зацеплении с общим ведомым колесом для привода хвостового вала.
Основным отличием заявленного изобретения от известных аналогов, использующих непланетарные кинематические схемы, является то, что в третьей ступени редукции заявленного устройства при помощи паразитных зубчатых колес происходит разделение каждого потока мощности от каждого приводного двигателя на четыре потока, которые в четвертой ступени редукции преобразуются в восемь потоков, суммирующихся на одном общем колесе, передающем крутящий момент на несущий винт, что позволяет снизить вес редуктора, а также снизить нагрузку на подшипники качения валов на четвертой ступени.
Изобретение поясняется фигурой 1, на которой показана принципиальная кинематическая система заявленного редуктора.
Заявленный редуктор имеет многопоточную непланетарную схему с применением цилиндрических передач внешнего зацепления, а также конических зубчатых передач. При этом редуктор содержит две линии передачи крутящего момента от двух приводных двигателей (1) на общее ведомое колесо (2) для привода вала (3) несущего винта, а также на общее ведомое колесо (4) для привода вала (5) хвостового винта.
Каждая линия включает четыре ступени редукции.
На первой ступени каждая линия имеет ведущую цилиндрическую шестерню (6) первой ступени, установленную на первом входном валу (7), связанном с двигателем (1), и находящееся с ним в зацеплении ведомое цилиндрическое колесо (8) первой ступени, установленное на втором валу (9). При этом первый и второй валы в каждой линии установлены, по существу, параллельно.
На второй ступени установлены ведущая коническая шестерня (10) второй ступени, размещенная на втором валу (9), и находящееся с ней в зацеплении ведомое коническое колесо (11) второй ступени, размещенное на третьем валу (12). При этом третий вал (12) расположен под углом ко второму валу (9).
На третьей ступени установлены ведущая цилиндрическая шестерня (13) третьей ступени, размещенная на третьем валу (12), и четыре ведомых цилиндрических колеса (14), каждое из которых вращается на отдельном валу (15) (четвертый вал). При этом первая пара ведомых колес (14) находится в непосредственном зацеплении с ведущей шестерней (13), а каждое колесо второй пары связано с одним из колес первой пары через соответствующую паразитную шестерню (16) (в каждой линии установлено по две паразитные шестерни).
Четвертая ступень каждой линии включает четыре ведущих цилиндрических шестерни (17) четвертой ступени, установленные на четырех валах (15) вращения ведомых колес (14) третьей ступени. При этом указанные шестерни (17) находятся в зацеплении с общим ведомым цилиндрическим колесом (2) для привода вала (3) несущего винта.
В заявленном редукторе также осуществляется передача крутящего момента на вал (5) привода хвостового винта. Для этого в каждой из двух линий на втором валу (9) установлена ведущая коническая шестерня (18) для привода вала (5) хвостового винта. Указанная шестерня (18) связана с ведомым коническим колесом (19) привода хвостового вала, установленным на дополнительном валу (20), на котором также размещена дополнительная ведущая коническая шестерня (21) для привода хвостового вала, причем данная шестерня (21) находится в зацеплении с общим ведомым цилиндрическим колесом (4) для привода хвостового вала.
Заявленный редуктор обеспечивает передачу крутящего момента на дополнительные агрегаты вертолета (вентилятор, генератор, гидронасос и т.д.), для чего второй вал (9) каждой линии связан с приводом (22) коробки указанных агрегатов.
В таблице 1 в качестве примера приведены параметры шестерней (зубчатых колес) одного из вариантов реализации главного редуктора согласно заявленной схеме.
Устройство работает следующим образом.
Крутящий момент от каждого двигателя (1) через первый входной вал (7) передается на ведущую шестерню (6) первой ступени, которая вращает ведомое колесо (8) первой ступени, приводящее во вращение второй вал (9). Второй вал (9) передает вращение на коническую шестерню второй ступени (10) для привода несущего винта, коническую шестерню (18) для привода хвостового винта, а также привод (22) коробки агрегатов.
В каждой линии от шестерни (18) через дополнительные шестерни (колеса) (19) и (21), установленные на дополнительном валу (20), вращение передается на единое ведомое колесо (4) вала (5) для привода хвостового винта.
Коническая шестерня (10) второй ступени редукции вращает коническое колесо (11), которое через третий вал (12) приводит в движение шестерню (13) третьей ступени. За счет использования паразитных шестерней (16) вращение от шестерни (13) передается на четыре ведомых колеса (14) третьей ступени, за счет чего происходит разделение одного потока в каждой линии на четыре потока. На четвертой ступени редукции крутящий момент от каждого колеса (14) посредством индивидуальных валов (15) передается на шестерни (17) четвертой ступени, которые вращают общее ведомое колесо (2) привода несущего вала (3).
Таким образом, в заявленном устройстве осуществляется разделение двух потоков мощности от приводных двигателей на восемь потоков, суммирующихся на общем ведомом колесе, что позволяет увеличить ресурс подшипников качения валов (15) четвертой ступени. Кроме того, указанная конструктивная особенность, а также общая компоновка элементов кинематической системы редуктора позволяют снизить общий вес конструкции за счет возможности уменьшения габаритов деталей устройства.