Редуктор привода цилиндрических соосных несущих винтов мотора вертолета
Полезная модель относится к авиационной технике и может быть использована при разработке или модернизации вертолетов с соосными несущими винтами. Предлагаемая полезная модель решает задачу уменьшения габаритов корпуса редуктора по высоте, упрощения технологии демонтажа внутреннего выходного вала и полного извлечения его из редуктора с целью обеспечения возможности транспортирования вертолета в стандартном контейнере или в грузовом отсеке самолета, а также с целью замены внутреннего выходного вала при эксплуатации редуктора по техническому состоянию. Поставленная задача решена благодаря тому, что редуктор привода соосных несущих винтов вертолета, содержащий корпус, ведущие валы, механизм их кинематической связи с соосными противоположного вращения внутренним и наружным выходными валами, при этом верхняя опора внутреннего выходного вала снабжена втулкой и подшипником, взаимодействующим с внутренним выходным валом, а его нижняя опора выполнена в виде шарикоподшипника, установленного в нижней части корпуса и зафиксированного упорной крышкой, причем механизм кинематической связи ведущих валов с выходными валами выполнен в виде выходной ступени, состоящей из двух ведомых цилиндрических колес, установленных на выходных валах редуктора, двух ведущих цилиндрических колес, соединенных с ведомым цилиндрическим колесом наружного выходного вала, двух промежуточных блоков из двух связанных между собой верхнего и нижнего цилиндрических колес каждый, причем верхние цилиндрические колеса установлены в зоне средней части корпуса редуктора между ведомыми цилиндрическими колесами выходной ступени, двух ведущих цилиндрических колес, соединенных с ведомым цилиндрическим колесом внутреннего выходного вала через
цилиндрические колеса промежуточных блоков, двух конических ступеней, состоящих из ведомых конических колес, соединенных соответственно с ведущими цилиндрическими колесами выходной ступени, и ведущих конических колес, соединенных с ведущими валами, подшипник верхней опоры внутреннего выходного вала установлен во втулке, соединенной шлицами с наружным выходным валом и зафиксированной на нем резьбовым соединением, при этом внутренний выходной вал установлен с возможностью осевого перемещения относительно подшипника, на верхней части ступицы ведомого цилиндрического колеса внутреннего выходного вала установлен цилиндрический подшипник, связывающий ее с корпусом редуктора, а на ее нижней части закреплен шарикоподшипник нижней опоры внутреннего выходного вала, внутренний выходной вал связан со ступицей центрирующей поверхностью и шлицевым соединением, ограничивающим его осевое перемещение вниз и зафиксирован в ступице затяжной гайкой, установленной на его нижнем конце, при этом нижняя опора внутреннего выходного вала дополнительно снабжена упорной втулкой, корончатой гильзой и пружинным кольцом, образующими быстроразъемное стопорное соединение, фиксирующее затяжную гайку от осевого перемещения.
Полезная модель относится к авиационной технике и может быть использована при разработке или модернизации вертолетов с соосными несущими винтами.
Известна конструкция редуктора привода соосных несущих винтов вертолета, описанная в патенте РФ №69489, МПК7 В64D 35/06, 2007 г.
Редуктор привода соосных несущих винтов вертолета содержит корпус, ведущие валы, механизм их кинематической связи с соосными противоположного вращения внутренним и наружным выходными валами, включающий планетарную передачу, при этом верхняя опора внутреннего выходного вала снабжена втулкой и подшипником, взаимодействующим с внутренним выходным валом, а его нижняя опора выполнена в виде шарикоподшипника, установленного в нижней части корпуса, наружное кольцо которого зафиксировано от осевых перемещений упорной крышкой при помощи гаек.
Конструкцией редуктора предусматривается возможность уменьшения его габаритов по высоте перед транспортированием в составе вертолета. Сокращение габаритных размеров достигается смещением внутреннего выходного вала вниз до совпадения его верхнего торца с верхним торцем наружного выходного вала.
Недостаток такой конструкции заключается в том, что указанное смещение вала возможно только при наличии свободного пространства в кабине вертолета под редуктором, а габарит редуктора по высоте не может быть меньше длины внутреннего выходного вала.
Механизм кинематической связи входных валов с внутренним и наружным выходными валами, включающий планетарную передачу,
ограничивает также возможность уменьшения высоты корпуса редуктора, что ограничивает возможность компоновки грузопассажирской кабины в зоне, близкой к оси несущих винтов (оси выходных валов редуктора) или под ними, что особенно важно для центровки вертолета.
Кроме того, крепление упорной крышки к нижней части корпуса редуктора при помощи гаек усложняет технологию демонтажа нижней опоры внутреннего выходного вала редуктора перед транспортированием его в составе вертолета.
Предлагаемая полезная модель решает задачу уменьшения габаритов корпуса редуктора по высоте, упрощения технологии демонтажа внутреннего выходного вала и полного извлечения его из редуктора с целью обеспечения возможности транспортирования вертолета в стандартном контейнере или в грузовом отсеке самолета, а также с целью замены внутреннего выходного вала при эксплуатации редуктора по техническому состоянию.
Поставленная задача решена благодаря тому, что редуктор привода соосных несущих винтов вертолета, содержащий корпус, ведущие валы, механизм их кинематической связи с соосными противоположного вращения внутренним и наружным выходными валами, при этом верхняя опора внутреннего выходного вала снабжена втулкой и подшипником, взаимодействующим с внутренним выходным валом, а его нижняя опора выполнена в виде шарикоподшипника, установленного в нижней части корпуса и зафиксированного упорной крышкой, причем механизм кинематической связи ведущих валов с выходными валами выполнен в виде выходной ступени, состоящей из двух ведомых цилиндрических колес, установленных на выходных валах редуктора, двух ведущих цилиндрических колес, соединенных с ведомым цилиндрическим колесом наружного выходного вала, двух промежуточных блоков из двух связанных между собой верхнего и нижнего цилиндрических колес каждый, причем
верхние цилиндрические колеса установлены в зоне средней части корпуса редуктора между ведомыми цилиндрическими колесами выходной ступени, двух ведущих цилиндрических колес, соединенных с ведомым цилиндрическим колесом внутреннего выходного вала через цилиндрические колеса промежуточных блоков, двух конических ступеней, состоящих из ведомых конических колес, соединенных соответственно с ведущими цилиндрическими колесами выходной ступени, и ведущих конических колес, соединенных с ведущими валами, подшипник верхней опоры внутреннего выходного вала установлен во втулке, соединенной шлицами с наружным выходным валом и зафиксированной на нем резьбовым соединением, при этом внутренний выходной вал установлен с возможностью осевого перемещения относительно подшипника, на верхней части ступицы ведомого цилиндрического колеса внутреннего выходного вала установлен цилиндрический подшипник, связывающий ее с корпусом редуктора, а на ее нижней части закреплен шарикоподшипник нижней опоры внутреннего выходного вала, внутренний выходной вал связан со ступицей центрирующей поверхностью и шлицевым соединением, ограничивающим его осевое перемещение вниз и зафиксирован в ступице затяжной гайкой, установленной на его нижнем конце, при этом нижняя опора внутреннего выходного вала дополнительно снабжена упорной втулкой, корончатой гильзой и пружинным кольцом, образующими быстроразъемное стопорное соединение, фиксирующее затяжную гайку от осевого перемещения.
Быстроразъемное стопорное соединение выполнено в виде наружных выступов на нижнем конце внутреннего выходного вала и установленной на нем упорной втулки с внутренними выступами, совмещенными с наружными выступами на нижнем конце внутреннего выходного вала в осевой плоскости симметрии, между которыми вставлена корончатая гильза, зафиксированная от осевого перемещения относительно
упорной втулки пружинным кольцом, установленным под корончатой гильзой в кольцевой выточке, выполненной на упорной втулке.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где:
на фиг.1 - общий вид редуктора в сборе с выходными валами;
на фиг.2 - фрагмент общего вида фиг.1;
на фиг.3 - вид А фиг.2;
на фиг.4 - сечение Б-Б фиг.3;
на фиг.5 - узел I фиг.2;
на фиг.6 - схема сборки быстроразъемного стопорного соединения;
на фиг.7 - общий вид редуктора с демонтированным внутренним выходным валом;
Редуктор привода соосных несущих винтов вертолета содержит корпус 1, два ведущих вала 2, соединяющих редуктор с двигателями (не показаны), механизм кинематической связи 3 ведущих валов 2 с соосными противоположного вращения внутренним выходным валом 4 и наружным выходным валом 5.
Верхняя опора 6 внутреннего выходного вала 4 снабжена втулкой 7 и подшипником 8, а его нижняя опора 9 выполнена в виде шарикоподшипника 10, установленного в нижней части корпуса 1 и зафиксированного от осевых перемещений упорной крышкой 11.
Механизм кинематической связи 3 ведущих валов 2 с внутренним выходным валом 4 и наружным выходным валом 5 выполнен в виде выходной ступени и двух конических ступеней.
Выходная ступень состоит из ведомого цилиндрического колеса 12, установленного на внутреннем выходном валу 4, и ведомого цилиндрического колеса 13, установленного на наружном выходном валу 5, ведущих цилиндрических колес 14, соединенных с ведомым
цилиндрическим колесом 13 наружного выходного вала 5, промежуточных блоков 15 из связанных между собой верхнего 16 и нижнего 17 цилиндрических колес каждый, причем верхние цилиндрические колеса 16 установлены в зоне средней части корпуса 1 между ведомыми цилиндрическими колесами 12, 13 выходной ступени, и ведущих цилиндрических колес 18, соединенных с ведомым цилиндрическим колесом 12 внутреннего выходного вала 4 через верхние цилиндрические колеса 16 и нижние цилиндрические колеса 17 промежуточных блоков 15.
Конические ступени состоят из ведомых конических колес 19, соединенных с ведущими цилиндрическими колесами 14, 18 выходной ступени соответственно, и ведущих конических колес 20, соединенных с ведущими валами 2.
Подшипник 8 верхней опоры 6 внутреннего выходного вала 4 установлен во втулке 7, соединенной шлицами 21 с наружным выходным валом 5 и зафиксированной на нем резьбовым соединением 22, при этом внутренний выходной вал 4 установлен с возможностью осевого перемещения относительно подшипника 8, на верхней части ступицы 23 ведомого цилиндрического колеса 12 внутреннего выходного вала 4 установлен цилиндрический подшипник 24, связывающий ее с корпусом 1 редуктора, а на ее нижней части закреплен шарикоподшипник 10 нижней опоры 9 внутреннего выходного вала 4, внутренний выходной вал 4 связан со ступицей 23 центрирующей поверхностью 25 и шлицевым соединением 26, ограничивающим его осевое перемещение вниз, и зафиксирован в ступице 23 затяжной гайкой 27, установленной на его нижнем конце, при этом нижняя опора 9 внутреннего выходного вала 4 дополнительно снабжена упорной втулкой 28, корончатой гильзой 29 и пружинным кольцом 30, образующими быстроразъемное стопорное соединение, фиксирующее затяжную гайку 27 от осевого перемещения.
Быстроразъемное стопорное соединение упорной втулки 28 с
внутренним выходным валом 4 выполнено в виде наружных выступов 31 на нижнем конце внутреннего выходного вала 4 и установленной на нем упорной втулки 28 с внутренними выступами 32, совмещенными с наружными выступами 31 на нижнем конце внутреннего выходного вала 4 в осевой плоскости симметрии, между которыми вставлена корончатая гильза 29, зафиксированная от осевого перемещения относительно упорной втулки 28 пружинным кольцом 30, установленным под корончатой гильзой 29 в кольцевой выточке 33, выполненной на упорной втулке 28.
Внутренний выходной вал 4 и наружный выходной вал 5 имеют посадочные места 34 и 35 соответственно под втулки верхнего и нижнего несущих винтов (не показаны).
Расположение верхних цилиндрические колес 16 двух промежуточных блоков 15 между ведомыми цилиндрическими колесами 12, 13 в зоне средней части корпуса 1 обеспечивает компактную компоновку зубчатых колес механизма кинематической связи 3 в корпусе 1 редуктора и позволяет уменьшить его габариты по высоте.
Фиксация затяжной гайки 27 от осевого перемещения относительно внутреннего выходного вала 4 выполнена в виде двух отдельных контровочных устройств - связанной с ним упорной втулки 28 и фиксирующей ее от поворота корончатой гильзы 29, связанных пружинным кольцом 30.
Работает редуктор следующим образом.
При вращении ведущих валов 2 от двигателей вертолета (не показаны) приводятся во вращение через муфты свободного хода (не показаны) ведущие конические колеса 20 и находящиеся в зацеплении с ними ведомые конические колеса 19 конических ступеней редуктора (фиг.1, 2).
Вращение, а соответственно и мощность от ведомых конических
колес 19 передается через ведущие цилиндрические колеса 14 и соединенное с ними ведомое цилиндрическое колесо 13 на наружный выходной вал 5 нижнего несущего винта (не показан), а через ведущие цилиндрические колеса 18, верхние цилиндрические колеса 16 и нижние цилиндрические колеса 17 промежуточных блоков 15 и соединенное с ними ведомое цилиндрическое колесо 12 на внутренний выходной вал 4 верхнего несущего винта (не показан).
Таким образом, на конических ступенях происходит изначальное разделение мощности от двигателей на два потока, что позволяет оптимизировать зубчатые передачи каждой ступени по совокупному критерию, учитывающему разбивку передаточного отношения по ступеням, геометрию зуба колес, его контрактную прочность и работоспособность подшипниковых опор, и как следствие получить относительно меньшую массу и габариты элементов зубчатых передач при заданной долговечности и эксплуатационной надежности.
Верхней опорой 6 внутреннего выходного вала 4 является подшипник 8, установленный во втулке 7, соединенной шлицами 21 с наружным выходным валом 5 и зафиксированной на нем резьбовым соединением 22, при этом внутренний выходной вал 4 установлен с возможностью осевого перемещения относительно подшипника 8 (фиг.1, 6).
На верхней части ступицы 23 ведомого цилиндрического колеса 12 внутреннего выходного вала 4 установлен цилиндрический подшипник 24, связывающий ее с корпусом 1 редуктора, а на ее нижней части закреплен шарикоподшипник 10 нижней опоры 9 внутреннего выходного вала 4.
Внутренний выходной вал 4 связан со ступицей 23 центрирующей поверхностью 25 и шлицевым соединением 26, ограничивающим его осевое перемещение вниз, и зафиксирован в ступице 23 затяжной гайкой 27, установленной на его нижнем конце (фиг.2, 4).
Нижняя опора 9 внутреннего выходного вала 4 снабжена упорной
втулкой 28, корончатой гильзой 29 и пружинным кольцом 30, образующими быстроразъемное стопорное соединение, фиксирующее затяжную гайку 27 от осевого перемещения (фиг.3, 4).
Фиксация затяжной гайки 27 показана на схеме сборки быстроразъемного стопорного соединения (фиг.6).
Демонтаж внутреннего выходного вала и полное извлечение его из редуктора выполняется следующим образом:
1. С втулки верхнего несущего винта демонтируются установленные на ней лопасти верхнего несущего винта вертолета, разъединяются тяги механизмов управления верхним несущим винтом, связывающие их с механизмами управления нижним несущим винтом (не показаны), затем втулка (при необходимости) демонтируется с посадочного места 34 на внутреннем выходном валу 4;
2. Разбирается быстроразъемное соединение, фиксирующее затяжную гайку 27 на внутреннем выходном валу 4. Для этого с упорной втулки 28 снимается пружинное кольцо 30 и корончатая гильза 29, затем упорная втулка 28 поворачивается, при этом ее внутренние выступы 32 выводятся из зацепления с наружными выступами 31 на нижнем конце внутреннего выходного вала 4, освобождая связь упорной втулки 28 с затяжной гайкой 27 (см. фиг.4, 6);
3. Отворачивается и снимается с нижнего конца внутреннего выходного вала 4 затяжная гайка 27, связывающая его со ступицей 23 ведомого цилиндрического колеса 12.
4. Специальным приспособлением внутренний выходной вал 4 выталкивается вверх до его выхода из шлицевого соединения 26 и центрирующей поверхности 25, извлекается из корпуса 1 редуктора и демонтируется с вертолета. При этом верхняя опора 6 внутреннего выходного вала 4 с подшипником 8 остается закрепленной резьбовым соединением 22 на наружном выходном валу 5 редуктора (фиг.6, 7).
5. При транспортировке затяжная гайка 27 устанавливается на нижний конец внутреннего выходного вала 4 и фиксируется быстроразъемным соединением (фиг.6).
Монтаж внутреннего выходного вала выполняется в обратном порядке.
Возможность осуществления демонтажа внутреннего выходного вала редуктора проверена при изготовлении и испытаниях модифицированных редукторов ВР-226Н для вертолета Ка-226.
Использование предлагаемой полезной модели обеспечивает:
1. Компактность размещения ступеней зубчатых передач в корпусе 1 редуктора за счет расположения верхних цилиндрические колес 16 промежуточных блоков 15 между ведомыми цилиндрическими колесами 12, 13 в зоне средней части корпуса 1 позволяет существенно уменьшить габаритный размер корпуса 1 редуктора по высоте, что в свою очередь делает возможным размещение грузопассажирской кабины в зоне, близкой к оси несущего винта (оси внутреннего выходного вала 4 и наружного выходного вала 5) или под ним, что особенно важно для центровки вертолета;
2. Технологичность демонтажа внутреннего вала без съема редуктора с вертолета за счет применения быстроразъемного стопорного соединения упорной втулки 28 с внутренним выходным валом 4;
3. Повышенную надежность крепления съемной затяжной гайки 27 за счет двух отдельных контровочных устройств - при помощи упорной втулки 28, корончатой гильзы 29 и пружинного кольца 30, что соответствует требованиям, установленным Нормами летной годности вертолетов (Нормы летной годности винтокрылых аппаратов транспортной категории, Авиационные правила, часть 29, Межгосударственный Авиационный комитет, 1995 г. §29.607 «Детали крепления»).
1. Редуктор привода соосных несущих винтов вертолета, содержащий корпус, ведущие валы, механизм их кинематической связи с соосными противоположного вращения внутренним и наружным выходными валами, при этом верхняя опора внутреннего выходного вала снабжена втулкой и подшипником, взаимодействующим с внутренним выходным валом, а его нижняя опора выполнена в виде шарикоподшипника, установленного в нижней части корпуса и зафиксированного упорной крышкой, отличающийся тем, что механизм кинематической связи ведущих валов с выходными валами выполнен в виде выходной ступени, состоящей из двух ведомых цилиндрических колес, установленных на выходных валах редуктора, двух ведущих цилиндрических колес, соединенных с ведомым цилиндрическим колесом наружного выходного вала, двух промежуточных блоков из двух связанных между собой верхнего и нижнего цилиндрических колес каждый, причем верхние цилиндрические колеса установлены в зоне средней части корпуса редуктора между ведомыми цилиндрическими колесами выходной ступени, двух ведущих цилиндрических колес, соединенных с ведомым цилиндрическим колесом внутреннего выходного вала через цилиндрические колеса промежуточных блоков, двух конических ступеней, состоящих из ведомых конических колес, соединенных соответственно с ведущими цилиндрическими колесами выходной ступени, и ведущих конических колес, соединенных с ведущими валами, подшипник верхней опоры внутреннего выходного вала установлен во втулке, соединенной шлицами с наружным выходным валом и зафиксированной на нем резьбовым соединением, при этом внутренний выходной вал установлен с возможностью осевого перемещения относительно подшипника, на верхней части ступицы ведомого цилиндрического колеса внутреннего выходного вала установлен цилиндрический подшипник, связывающий ее с корпусом редуктора, а на ее нижней части закреплен шарикоподшипник нижней опоры внутреннего выходного вала, внутренний выходной вал связан со ступицей центрирующей поверхностью и шлицевым соединением, ограничивающим его осевое перемещение вниз, и зафиксирован в ступице затяжной гайкой, установленной на его нижнем конце, при этом нижняя опора внутреннего выходного вала дополнительно снабжена упорной втулкой, корончатой гильзой и пружинным кольцом, образующими быстроразъемное стопорное соединение, фиксирующее затяжную гайку от осевого перемещения.
2. Редуктор привода соосных несущих винтов вертолета по п.1, отличающийся тем, что быстроразъемное стопорное соединение выполнено в виде наружных выступов на нижнем конце внутреннего выходного вала и установленной на нем упорной втулки с внутренними выступами, совмещенными с наружными выступами на нижнем конце внутреннего выходного вала в осевой плоскости симметрии, между которыми вставлена корончатая гильза, зафиксированная от осевого перемещения относительно упорной втулки пружинным кольцом, установленным под корончатой гильзой в кольцевой выточке, выполненной на упорной втулке.
