ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ РЕДУКТОР ХВОСТОВОЙ ТРАНСМИССИИ ВЕРТОЛЕТА
INTERMEDIATE GEARBOX OF HELICOPTER TAIL TRANSMISSION

Изобретение относится к конструкции зубчатой передачи, а именно к конструкции промежуточного редуктора трансмиссии вертолета. Промежуточный редуктор хвостовой трансмиссии вертолета предназначен для изменения направления оси хвостового вала и передачи крутящего момента от главного редуктора к хвостовому редуктору.
Известна конструкция промежуточного редуктора вертолета Ми-8 («Вертолет Ми-8», Техническое описание, книга II, «Машиностроение», 1970, с.94-96, рис.109), а также известен его модернизированный вариант по патенту RU 2280593, 2006 г.
Приведенные известные конструкции промежуточного редуктора предназначены для изменения направления оси хвостового вала трансмиссии на 45° в соответствии с изгибом хвостовой балки вертолета и содержат пару конических зубчатых колес. Передача осуществляется без изменения числа оборотов и без изменения направления вращения.
Промежуточный редуктор хвостовой трансмиссии вертолета по патенту RU 2280593 характеризуется тем, что крепление внутренних колец подшипников передней опоры и внутренних колец задней опоры вместе со шлицевой втулкой каждого из зубчатых колес выполнено с помощью одного фланцевого стяжного болта, установленного внутри валика зубчатого колеса и примыкающего своим фланцем к внутреннему кольцу подшипников передней опоры, и двух гаек. При этом валик зубчатого колеса имеет внутренний фланец со сквозным отверстием для прохода резьбового хвостовика стяжного болта, при этом первая гайка примыкает к внутреннему фланцу валика и предназначена для крепления внутренних колец подшипников передней опоры, а вторая гайка через упорную втулку взаимодействует со шлицевой втулкой и предназначена для крепления внутренних колец подшипников задней опоры зубчатого колеса. Крепление наружных колец подшипников задних опор зубчатых колес в стакане осуществлено с внутренней стороны стаканов. Это позволило увеличить ресурс редуктора и одновременно обеспечить взаимозаменяемость с существующим промежуточным редуктором, устанавливаемым на серийно выпускаемом вертолете.
Более близким аналогом по конструкции к заявляемому принят промежуточный редуктор в соответствии с техническим описанием («Вертолет Ми-8», Техническое описание, книга II, «Машиностроение», 1970, с.94-96, рис.109). Он состоит из картера, стакана с ведущим зубчатым колесом и стакана с ведомым зубчатым колесом. Каждый стакан имеет фланец для его крепления к картеру с помощью шпилек и фланец для болтов крепления в стакане наружных колец роликового и шарикового подшипников. Последние образуют заднюю опору зубчатого колеса. Валик зубчатых колес - пустотелый, на нем, со стороны хвостовика, установлены внутренние кольца упомянутых шарикового и роликового подшипников и шлицевая втулка. Передняя опора зубчатого колеса образована передним радиальным роликоподшипником, внутреннее кольцо которого установлено на носке валика зубчатого колеса и закреплено специальной гайкой. Для крепления промежуточного редуктора к силовым элементам фюзеляжа использован фланец, расположенный по периметру картера со стороны валика ведомого зубчатого колеса, и шпангоут концевой балки с узлами крепления промежуточного редуктора. Передача осуществляется без изменения числа оборотов и без изменения направления вращения.
Задачей заявляемого изобретения является создание конструкции промежуточного редуктора с изменением направления вращения ведомого зубчатого колеса относительно ведущего, а также с передачей крутящего момента при заданном изменении направления оси хвостового вала трансмиссии и с учетом конструктивных особенностей оборудования силовой установки и компоновки агрегатов в пространстве хвостовой части модернизированного вертолета. Кроме того, новая компоновка агрегатов поставила вопрос обеспечения редуктора средствами крепления его к соответствующим силовым элементам концевой балки фюзеляжа.
Поставленная задача решена благодаря тому, что в конструкции промежуточного редуктора хвостовой трансмиссии вертолета, содержащей картер, ведущее и ведомое конические зубчатые колеса, выполненные заодно с валиками и установленные в картере каждый на двух подшипниковых опорах, причем ось ведомого зубчатого колеса расположена под заданным углом относительно оси ведущего зубчатого колеса, в соответствии с предлагаемым изобретением - зубчатые колеса выполнены и установлены между собой с изменением направления вращения ведомого зубчатого колеса относительно ведущего, причем зона зацепления их зубчатых венцов расположена между передней и задней подшипниковой опорой валика как ведущего, так и ведомого зубчатого колеса, при этом картер выполнен с передней стенкой, изогнутой с наклоном верхней части вперед, в соответствии с положением зубчатых колес, установленных с заданным углом между осями, и с двумя крышками, причем в расточке в нижней части передней стенки установлен роликовый подшипник передней опоры валика ведущего зубчатого колеса, а в расточке с внутренней стороны нижней крышки установлен двухрядный шариковый подшипник задней опоры валика ведущего зубчатого колеса; а также в расточке с внутренней стороны в верхней части передней стенки установлен роликовый подшипник передней опоры валика ведомого зубчатого колеса, а в расточке верхней крышки установлен двухрядный шариковый подшипник задней опоры валика ведомого зубчатого колеса.
Промежуточный редуктор хвостовой трансмиссии отличается также тем, что для крепления редуктора к фюзеляжу сверху на передней стенке картера на фланце установлен кронштейн, выполненный по ширине передней стенки, с верхними крепежными узлами редуктора, расположенными по высоте на уровне зоны зацепления зубчатых венцов, а по бокам картера и под передней его частью на фланцах установлено по две лапы с подкосами, которые попарно соединены в два боковых крепежных узла редуктора, которые расположены в одной вертикальной плоскости с верхними крепежными узлами.
Выполнение картера заявленной формы, с наклонной передней стенкой и с двумя крышками связано с расположением зубчатых колес, которое соответствует изменению направления вращения зубчатой передачи и заданному изменению положения наклонной части хвостового вала (в соответствии с изменением направления оси хвостового вала трансмиссии) и обуславливает выбранное оптимальное расположение крепежных узлов валиков зубчатых колес в передней стенке и в крышках, а также выбор соответствующих шариковых и роликовых подшипниковых опор.
Выполнение промежуточного редуктора с установкой зубчатых колес в картере на подшипниковых опорах с размещением зоны зацепления венцов зубчатых колес между передней и задней подшипниковыми опорами позволяет уменьшить изгибные нагрузки (в отличие от редуктора-аналога, где зубчатые колеса установлены консольно). Крепление промежуточного редуктора продиктовано новой его формой, его положением в пространстве фюзеляжа и расположением соответствующих силовых элементов фюзеляжа. Предложенная конструкция позволяет решить поставленную задачу: осуществить компактное конструктивное решение промежуточного редуктора хвостовой трансмиссии вертолета с заданными техническими характеристиками, с оптимальным размещением элементов редуктора в корпусе картера и его крышках и с возможностью крепления редуктора в соответствии с компоновкой внутреннего пространства хвостовой части редуктора.
Конструкция промежуточного редуктора хвостовой трансмиссии вертолета поясняется чертежами, на которых изображены:
Фиг.1 - продольный разрез промежуточного редуктора;
Фиг.2 - вид А фиг.1;
Фиг.3 - вид Б фиг.2.
Промежуточный редуктор хвостовой трансмиссии вертолета состоит из картера 1 с крышками 2 и 3, ведущего зубчатого колеса 4 и ведомого зубчатого колеса 5 (фиг.1). Ведущее и ведомое конические зубчатые колеса 4 и 5 изготовлены каждое за одно целое со своим валиком и установлены в картере 1 в соответствии с заданным положением оси наклонной части хвостового вала относительно положения оси его горизонтальной части, а именно - так, что ось ведомого зубчатого колеса 5 расположена под заданным углом относительно оси ведущего зубчатого колеса 4. Кроме того, зубчатые колеса 4 и 5 выполнены с зубчатыми венцами и установлены между собой с изменением направления вращения ведомого зубчатого колеса 5 относительно ведущего зубчатого колеса 4 в соответствии с заданным направлением вращения рулевого винта вертолета.
Картер 1 при этом выполнен с изогнутой передней стенкой (фиг.1, 3) с наклоном верхней части стенки вперед, в соответствии с положением зубчатых колес 4 и 5. При этом с задней стороны картера 1 имеются нижний и верхний фланцы со шпильками для крепления верхней крышки 2 и нижней крышки 3, которые расположены в соответствии с осями расположения ведущего и ведомого зубчатых колес 4 и 5.
Передней опорой валика ведущего зубчатого колеса 4 является роликовый радиальный подшипник 6, наружная обойма которого расположена в картере 1, в расточке в нижней части его передней стенки (фиг.1). Подшипник 6 затянут гайкой 7, которая застопорена замятием стопора 8 в паз гайки 7. Для уплотнения валика в картере 1 установлена манжета 9. Второй, задней опорой валика ведущего зубчатого колеса 4 является двухрядный шариковый подшипник 10, наружная обойма которого расположена в расточке нижней крышки 3 картера 1. Подшипник 10 затягивается гайкой 11, которая стопорится замятием стопора 12 в паз гайки. Подшипник 10 зафиксирован в крышке 3 прижимным фланцем 13. С задней стороны валик ведущего зубчатого колеса 4 закрыт заглушкой 14, а в его торец установлен стальной фланец 15, зафиксированный стопорным кольцом 16. Крышка 3 имеет фланец с отверстиями для крепления к картеру 1 и снабжена резиновым кольцом 17 и регулировочной прокладкой 18.
Передней или нижней опорой валика ведомого зубчатого колеса 5 является роликовый подшипник 19, наружная обойма которого расположена в картере 1, в расточке с его внутренней стороны в верхней части передней стенки картера 1 (фиг.1). Подшипник 19 затянут гайкой 20, которая застопорена винтом 21. Второй, задней или верхней опорой валика зубчатого колеса 5 является спаренный (двухрядный) шариковый подшипник 22, установленный в расточке верхней крышки 2 картера 1. Подшипник 22 затянут гайкой 23, застопоренной замятием стопора 24 в паз гайки. Торец валика ведомого зубчатого колеса 5 вверху закрыт заглушкой, а на конце его выполнены шлицы, на который устанавливается фланец шлицевой муфты наклонной части хвостового вала трансмиссии вертолета (не показаны). Крышка 2 снабжена регулировочной прокладкой 25 и имеет снаружи прямоугольный паз для резинового кольца 26 и расточку для манжеты 27. По окружности крышка 2 имеет фланец с отверстиями под шпильки крепления к картеру 1. Сверху на крышке 2 установлен суфлер (не показан), одновременно служащий заливной горловиной для масла.
Для крепления редуктора к фюзеляжу на фланце картера 1, выполненном на наклонной части передней стенки (фиг.1-3), установлен кронштейн 28, выполненный по ширине передней стенки, с верхними крепежными узлами (узлами верхнего силового пояса редуктора), расположенными по высоте на уровне зоны зацепления зубчатых венцов). На фланцах по бокам картера и под передней частью картера установлено по две лапы 29 с подкосами, которые попарно соединены в два боковых крепежных узла 30 (узлы нижнего силового пояса редуктора), которые расположены в одной вертикальной плоскости с верхними крепежными узлами.
Установленные в картере ведущее и ведомое конические зубчатые колеса 4 и 5 промежуточного редуктора обеспечивают изменение направления наклонной части хвостового вала трансмиссии на заданный угол. Крутящий момент от главного редуктора передается через хвостовой вал на шлицевый конец ведущего зубчатого колеса 4 промежуточного редуктора, которое входит в зацепление с ведомым зубчатым колесом 5 и передает крутящий момент на наклонную часть хвостового вала. При этом направление вращения валика ведущего зубчатого колеса 4 редуктора - по часовой стрелке (если смотреть на фланец входного вала редуктора), а направление вращения валика ведомого зубчатого колеса 5 - против часовой стрелки.