CN106014491A - 一种新型攻角可变式涡扇发动机叶片调整机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新型攻角可变式涡扇发动机叶片调整机构，适用于微型涡扇发动机。主体包括行星轮系调速机构和蜗轮蜗杆调角机构，其特点是利用主输出轴的动力驱动涡扇叶片高速旋转，同时驱动行星轮系同步、整体高速旋转，从而不产生调节驱动力，再利用小型的伺服电机根据提前计算好的传动比进行行星轮系的调速，从而驱动蜗轮蜗杆系统进行细微的攻角调整，最终实现发动机动力的可调改变，从而实现对不同动力负载的要求。

Description

一种新型攻角可变式涡扇发动机叶片调整机构
技术领域
本发明提供一种新型攻角可变式涡扇发动机叶片调整机构，属于涡扇扇叶攻角自动化调整设备设计技术领域。
背景技术
微型涡扇与涡喷发动机是小型化无人机的关键动力之一，其性能的好坏关乎这无人机整体的使用寿命和安全性等。目前，由于其在民用领域的越来越多的应用，导致其开发也越来越受到关注。提高涡扇发动机的动力一直是一个热门的问题，除了提高转轴的转速外，改变叶片的外形和扭转攻角也是研究的重点之一。而且由于流场分析越来越准确化，这无疑为改进叶片的动力学特性提供了强大的理论依据。然而目前这方面多数集中于研究叶片的叶型和固定攻角，可变式攻角的研究与设计还鲜有报到，但是为了适应动力的有需改变与功率的消耗，采用可变攻角无疑是一个新的方向。
发明内容
针对上述现象，本发明提供一种新型攻角可变式涡扇发动机叶片调整机构，能有效的改变叶片的攻角。
为实现上述目的，本发明采用的技术路线为：一种新型攻角可变式涡扇发动机叶片调整机构，包括整流罩、圆柱型驱动舵机、紧顶小螺丝、中心齿轮驱动架、第一轴承、中心齿轮、行星轮、大齿圈、行星架、拉紧螺栓、动力主轴、第二轴承、小齿轮、小蜗杆、小蜗轮、旋转轴、叶片、连接螺栓、叶片轮毂，其特征在于：所述的叶片轮毂固定安装在动力主轴上，旋转轴转动安装在叶片轮毂的对应孔位中，将叶片通过连接螺栓固定安装在旋转轴的外侧伸出端上，小蜗轮通过过盈配合固定安装在旋转轴的对应轴段上，小蜗杆转动安装在叶片轮毂对应的支座上，同时保证与小蜗轮相啮合，小齿轮与小蜗杆的转轴固定相连；行星架通过第二轴承转动安装在动力主轴对应的轴段上，并调整行星架的位置，使行星架的齿轮面与小齿轮相啮合，四个行星轮转动安装在行星架的行星轮支架上，大齿圈通过若干个拉紧螺栓固定连接在叶片轮毂上，调整大齿圈位置，保证与四个行星轮相啮合，中心齿轮通过第一轴承转动安装在动力主轴的对应轴段上，保证中心齿轮与四个行星轮相啮合，中心齿轮驱动架通过四个驱动柱与中心齿轮固定连接，圆柱型驱动舵机的输出轴与中心齿轮驱动架的轴孔固定连接，并用紧顶小螺丝锁死固定，圆柱型驱动舵机的机体固定安装在整流罩内部的轴座上，整流罩再次通过若干个拉紧螺栓与大齿圈固定连接在一起，保证的是整流罩与大齿圈与叶片轮毂三者都通过拉紧螺栓固定连接在一起。
进一步的，为实现动力输入的需要，所述的动力主轴的动力源依靠其他机构提供。
本发明采用上述技术路线，具有以下优点：能够在合适的范围内调整叶片的攻角，从而实现动力的提高，当不需要较高动力，再次调整叶片攻角，可以达到减少功率消耗，从而兼顾长时间的运转要求；整个机构简单、可靠，而且不会增加较多的转动惯量，具有较好的适用性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的爆炸结构示意图。
图3为本发明的内部结构细节示意图。
附图标号：1-整流罩；2-圆柱型驱动舵机；3-紧顶小螺丝；4-中心齿轮驱动架；5-第一轴承；6-中心齿轮；7-行星轮；8-大齿圈；9-行星架；10-拉紧螺栓；11-动力主轴；12-第二轴承；13-小齿轮；14-小蜗杆；15-小蜗轮；16-旋转轴；17-叶片；18-连接螺栓；19-叶片轮毂。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1至图3所示，一种新型攻角可变式涡扇发动机叶片调整机构，包括整流罩1、圆柱型驱动舵机2、紧顶小螺丝3、中心齿轮驱动架4、第一轴承5、中心齿轮6、行星轮7、大齿圈8、行星架9、拉紧螺栓10、动力主轴11、第二轴承12、小齿轮13、小蜗杆14、小蜗轮15、旋转轴16、叶片17、连接螺栓18、叶片轮毂19，其特征在于：所述的叶片轮毂19固定安装在动力主轴11上，旋转轴16转动安装在叶片轮毂19的对应孔位中，将叶片17通过连接螺栓18固定安装在旋转轴16的外侧伸出端上，小蜗轮15通过过盈配合固定安装在旋转轴16的对应轴段上，小蜗杆14转动安装在叶片轮毂19对应的支座上，同时保证与小蜗轮15相啮合，小齿轮13与小蜗杆14的转轴固定相连；行星架9通过第二轴承12转动安装在动力主轴11对应的轴段上，并调整行星架9的位置，使行星架9的齿轮面与小齿轮13相啮合，四个行星轮7转动安装在行星架9的行星轮支架上，大齿圈8通过若干个拉紧螺栓10固定连接在叶片轮毂19上，调整大齿圈8位置，保证与四个行星轮7相啮合，中心齿轮6通过第一轴承5转动安装在动力主轴11的对应轴段上，保证中心齿轮6与四个行星轮7相啮合，中心齿轮驱动架4通过四个驱动柱与中心齿轮6固定连接，圆柱型驱动舵机2的输出轴与中心齿轮驱动架4的轴孔固定连接，并用紧顶小螺丝3锁死固定，圆柱型驱动舵机2的机体固定安装在整流罩1内部的轴座上，整流罩1再次通过若干个拉紧螺栓10与大齿圈8固定连接在一起，保证的是整流罩1与大齿圈8与叶片轮毂19三者都通过拉紧螺栓10固定连接在一起。
进一步的，为实现动力输入的需要，所述的动力主轴11的动力源依靠其他机构提供。
本发明的工作原理为：当不需要调整叶片攻角时，动力主轴11通过叶片轮毂19带动整个机构一起绕轴心线高速旋转，此时的行星轮系内部相对静止，不会有相对转动，故叶片攻角不会改变，而且会在蜗轮蜗杆的自锁下固定不变；当需要改变攻角时，通过控制圆柱型驱动舵机2正向或反向旋转，这样会使整体的行星轮系出现相对转动速度差，从而通过行星轮系精确的传动比驱动行星架9转动，进而驱动小齿轮13以及蜗轮蜗杆机构进行转动，最终实现叶片攻角的改变，由于行星轮系和蜗轮蜗杆机构能够实现非常大的传动比，故攻角改变的步距将会非常精细，从而可以实现精确的调整，并可以通过检测功率的变化做出反馈调整。

Claims (2)

1.一种新型攻角可变式涡扇发动机叶片调整机构，包括整流罩（1）、圆柱型驱动舵机（2）、紧顶小螺丝（3）、中心齿轮驱动架（4）、第一轴承（5）、中心齿轮（6）、行星轮（7）、大齿圈（8）、行星架（9）、拉紧螺栓（10）、动力主轴（11）、第二轴承（12）、小齿轮（13）、小蜗杆（14）、小蜗轮（15）、旋转轴（16）、叶片（17）、连接螺栓（18）、叶片轮毂（19），其特征在于：所述的叶片轮毂（19）固定安装在动力主轴（11）上，旋转轴（16）转动安装在叶片轮毂（19）的对应孔位中，将叶片（17）通过连接螺栓（18）固定安装在旋转轴（16）的外侧伸出端上，小蜗轮（15）通过过盈配合固定安装在旋转轴（16）的对应轴段上，小蜗杆（14）转动安装在叶片轮毂（19）对应的支座上，同时保证与小蜗轮（15）相啮合，小齿轮（13）与小蜗杆（14）的转轴固定相连；行星架（9）通过第二轴承（12）转动安装在动力主轴（11）对应的轴段上，并调整行星架（9）的位置，使行星架（9）的齿轮面与小齿轮（13）相啮合，四个行星轮（7）转动安装在行星架（9）的行星轮支架上，大齿圈（8）通过若干个拉紧螺栓（10）固定连接在叶片轮毂（19）上，调整大齿圈（8）位置，保证与四个行星轮（7）相啮合，中心齿轮（6）通过第一轴承（5）转动安装在动力主轴（11）的对应轴段上，保证中心齿轮（6）与四个行星轮（7）相啮合，中心齿轮驱动架（4）通过四个驱动柱与中心齿轮（6）固定连接，圆柱型驱动舵机（2）的输出轴与中心齿轮驱动架（4）的轴孔固定连接，并用紧顶小螺丝（3）锁死固定，圆柱型驱动舵机（2）的机体固定安装在整流罩（1）内部的轴座上，整流罩（1）再次通过若干个拉紧螺栓（10）与大齿圈（8）固定连接在一起，保证的是整流罩（1）与大齿圈（8）与叶片轮毂（19）三者都通过拉紧螺栓（10）固定连接在一起。
2.如权利要求1所述的一种新型攻角可变式涡扇发动机叶片调整机构，其特征在于：所述的动力主轴（11）的动力源依靠其他机构提供。
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