[科普中国]-减速器传动技术

减速器的传动方案是多样的，但是它们不外乎为简单式、游星式、差动式三种基本形式，以及它们的不同组合。航空发动机减速器传动方案取决于发动机的型式与传动对象。涡桨发动机减速器通常设置在发动机的前面，涡轴发动机体减的部位主要取决于直升机与发动机的总体安排，有的在前，有的在后，有的甚至设置在发动机的中间。

简介齿轮减速器是航空发动机驱动螺桨和旋翼必不可少的部件，它是涡桨发动机、涡轴发动机和直升机旋翼传动系统的组成部分。它的一端与发动机的转子或动力涡轮相联，另一端与螺桨或旋翼相接。

尽管减速器的传动方案是多样的，但是它们不外乎为简单式、游星式、差动式三种基本形式，以及它们的不同组合。航空发动机减速器传动方案取决于发动机的型式与传动对象。涡桨发动机减速器通常设置在发动机的前面，涡轴发动机体减的部位主要取决于直升机与发动机的总体安排，有的在前，有的在后，有的甚至设置在发动机的中间1。

简单式传动方案简单传动是由一对齿轮啮合而成，可以是外啮合的，也可以是内啮合的，一般情况下，它们的输入轴与输出轴均呈平行的，有时称为平行轴式，如果要使输入轴与输出轴呈同心式的，那么它们的转轴数起码有三根。可见，它是由两级简单传动串联而成，这种同心的简单式传动又称为定轴传动轮系，它由两个中心轮与若干个中间轮组成，有时称为恒星型式。它能实现多路并联的传动，减少每对啮合齿的受力。

同样外廓尺寸时，内外啮合传动可以获得较大的转动比，但因采用了内齿轮，在加工和中间轴的支承方面都是比较复杂的。

涡轴发动机体减的传动比不太大，但转速却很高，为使结构简单和效率高，趋于采用外啮合的简单式传动2。

游星式传动方案在游星式传动方案中，各个齿轮间的相对位置与定轴轮系差不多，不过它的一个中心轮是不动的。而中间轮用轴装在与输出轴联接在一起的游星架上，绕中心旋转，因此，中间轮改称游星轮，既作自转，又作公转。

游星式传动方案分为单游星式传动方案和重游星式传动方案。

这种游星式传动方案的输入与输出轴的转向是相同的。它具有尺寸小、重量轻、传动比大、效率高等优点，故常用于涡桨发动机上。但须注意的是，由于游星架的转，离心力所加给游星齿轮轴承的载荷可达其总载荷的80%左右，并且过高的转速还会引起游星架的风阻和搅拌润滑等损失，致使整个减速器效率急剧下降，故而游星架的转速不宜过大3。

差动式传动方案在差动式传动方案中，各个齿轮间的相对位置与游星轮系和定轴轮系的差不多，它在游星轮系基础上，去掉对固定齿轮的约束，使其成为可转动的中心轮，从而与游星架形成了差动旋转，共同成为该传动方案的输出端。

差动式传动方案分为单游星差动式传动方案和重游星差动式传动方案。

在径向尺寸相同时，双桨差动重游星式方案的传动比较单桨重游星式方案的大得多。

双桨传动方案中，内轴轴承的安排是比较困难的。在结构设计时，对它的型式与位置确定必须予以仔细考虑。

如果将差动式双桨传动方案与单桨游星式方案比较，当传动比一定时，前者径向尺寸小，重量轻、齿轮啮合的相对速度小、磨损小、效率高;游星齿轮的离心力小，轴承寿命容易保证，无扭矩传给机匣。然而，由于要使双桨的转速确定，减速器的构造和操纵系统较复杂。当用两个变距螺桨时，需要两个转速调节器。如果两螺桨扭矩相差大，那么还需采用不同的螺桨(扭矩差不大时，采用不同的安装角即可)3。

组合式传动方案组合式传动方案是将简单式、游星式与差动式传动方案按不同顺序与方式组合而成，从而获得各种各样复杂的传动方案。

常见的有简单-游星组合的双极传动方案、两个单游星组合的双极传动方案、封闭差动式传动方案和封闭差动双桨传动方案2。

轮齿数目选择条件在选定传动方案后，需要确定各齿轮的齿数与模数。齿数的确定除了不允许在加工时齿根出现过度切削以外，对于同心式减速器，还应满足以下四个条件:

(1)保证实现给定的传动比。

(2)保证与若干个中间轮(或游星轮)啮合的两个中心轮的轴线重合，即满足同心条件。

(3)保证各中间轮(或游星轮)能够均匀地装人两中心轮之间，即满足安装条件。

(4)保证各中间轮(或游星轮)不致互相碰撞，即满足邻接条件。

此外，为了改善轮齿的啮合工作条件，对于相互啮合的齿轮，它们的轮齿数目最好没有公约数3。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所