改進阿帕奇直升機減速器

改進阿帕奇直升機減速器

圖1

阿帕奇是米國代表性的武裝直升機。我們說改進其減速器,就是把原有傳動系統中的四級減速器改進為一級減速器,使傳動系統中部分部件的轉速提高,扭矩減小,部件重量減輕,傳動系統效率提高。同理,其他直升機傳動系統的減速器也可以按此方法改進。阿帕奇直升機傳動系統如下圖2:

改進阿帕奇直升機減速器

圖2

圖2中1、2是兩臺渦軸發動機輸入動力,傳動系統左右對稱。a為錐齒輪減速器,傳動比2。124。b為離合器。c為錐齒輪減速器,傳動比2。241。d為齒輪減速器兼作左右合動器,傳動比3。917。e為單排行星排減速器,傳動比3。879 。f為頂槳旋翼。其傳動系統中有a、c、d和e一共四級減速器,總傳動比為2。124*2。241*3。917*3。879=72。3。

直升機額定功率很大,傳動系統中減速所需的大傳動比,都透過多級錐齒輪減速器、齒輪減速器和行星排減速器串聯來達成。阿帕奇直升機傳動系統中,a之前是高速轉動,a與c之間是中高速傳動,c與d之間是中速傳動,d與e之間是中低速傳動,e之後是低速轉動。這些中低速、中速、中高速的傳動部件,因為轉速不高,所以扭矩大、尺寸大、重量大,很有革新改進的餘地。

革新的內容,就是用一級雙排行星排並聯減速器,代替原兩級錐齒輪減速器以及一級齒輪減速器以及一級單排行星排減速器,來實現減速功能。雙排行星排並聯減速器的一級傳動比就達到73。5,大於原總傳動比72。3約1。7%。改用新並聯減速器後,a和c錐齒輪的傳動比可以改為1。0,傳動系統在新並聯減速器之後才是低速轉動,在新並聯減速器之前的傳動部件都是高轉速低扭矩。這些高轉速傳動部件扭矩小,所以可以減小尺寸減輕重量,整個傳動系統減輕重量提高效率。改進後的新傳動系統參見下圖3:

改進阿帕奇直升機減速器

圖3

圖3中1、2是兩臺渦軸發動機輸入動力,傳動系統左右對稱。d行星排和e行星排並聯形成雙排行星排並聯減速器。新並聯減速器中,d行星排的太陽輪與e行星排太陽輪連線,d行星排行星架與e行星排行星架連線作為輸入端,d行星排內齒圈鎖止,e行星排內齒圈作為輸出端與旋翼f 連線。所述連線就是使兩個物件轉速一致。學過行星排的盆友都可以推匯出這種並聯減速器的傳動比式子為1/(1-a1/a2)。其中a1是d行星排的特性引數,a2是e行星排的特性引數。

新並聯減速器內部結構為:d行星排太陽輪設54齒,內齒圈設90齒,採用6個行星輪各設18齒;e行星排太陽輪設58齒,內齒圈設98齒,6個行星輪各設20齒。即a1=90/54,a2=98/58,這時傳動比1/(1-a1/a2)=73。5。

新並聯減速器與毛國直升機上常用的封閉差動行星排減速器算同一大類結構,都是採用兩個行星排,兩個行星排之間有兩路連線並行傳動,算是都屬於並聯行星排減速器大類。傳動相同扭矩相同功率時,減速器的體積、重量和傳動耗損基本一致,但新並聯減速器的傳動比遠大於封閉差動行星排減速器。新並聯減速器的創新在於傳動比非常大,因為其傳動比式子中是減法和除法,而不是加法和乘法。這是機械行業長期無視了的一種高效能大傳動比減速器。

有搞直升機傳動或減速機械的盆友嗎?請相互轉告一下,可以交流探討。新並聯減速器改進阿帕奇直升機減速器,也可以改進其他直升機其他傳動比的減速器。

但本文意不止於此。如果說,還有一種特種行星排減速器,結構更簡單,傳動比也很大,傳動比值可以達70至150範圍,傳動相同扭矩相同功率時,減速器的體積重量能比新並聯減速器再減小三分之一,傳動耗損能再減少三分之二。那才真算是直升機減速器的革命。