CN213928581U - 一种单轴齿轮传动涡扇发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及飞行器动力技术领域，尤其涉及一种单轴齿轮传动涡扇发动机包括设置于发动机壳体内的高速轴和低速轴，其中，高速轴上设有压气机，低速轴上设有风扇部件，高速轴和低速轴采用减速机构连接，减速机构用于调节高速轴与低速轴的转速配比，在发动机壳体内分别设置高速轴和低速轴，将压气机安装于高速轴上，风扇部件安装于低速轴上，高速轴和低速轴采用减速机构连接，通过减速机构调节转速的功能，使高速轴和低速轴同时达到能够满足压气机和风扇部件的最佳转速要求，从而有效解决风扇部件和压气机的转速不匹配问题，提高风扇、压气机效率，降低耗油率。

Description

一种单轴齿轮传动涡扇发动机

技术领域

本实用新型涉及飞行器动力技术领域，尤其涉及一种单轴齿轮传动涡扇发动机。

背景技术

目前，小型飞行器动力设计普遍采用单轴涡扇如俄罗斯MS400或双轴涡扇如美国F107方案，常规的，单轴涡扇发动机的风扇部件和压气机设置于同转速的转轴上，由于发动机的风扇部件和压气机需求的最优转速要求不同，因此不能通过调节转轴的转速同时使风扇部件和压气机的效率达到最优，采用双轴涡扇发动机解决了风扇-压气机转速不匹配的问题，但结构复杂，成本普遍较高。

综上所述，目前亟需一种单轴齿轮传动涡扇发动机。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对现有单轴涡扇发动机的风扇部件和压气机设置于同转速的转轴上不能同时达到最优转速要求问题，提供一种单轴齿轮传动涡扇发动机。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种单轴齿轮传动涡扇发动机，包括设置于发动机壳体内的高速轴和低速轴，其中，高速轴上设有压气机，低速轴上设有风扇部件，高速轴和低速轴采用减速机构连接，减速机构用于调节高速轴与低速轴的转速配比。

在发动机壳体内分别设置高速轴和低速轴，将压气机安装于高速轴上，风扇部件安装于低速轴上，高速轴和低速轴采用减速机构连接，通过减速机构调节转速的功能，使高速轴和低速轴同时达到能够满足压气机和风扇部件的最佳转速要求，从而有效解决风扇部件和压气机的转速不匹配问题，提高风扇、压气机效率，降低耗油率。

优选的，所述减速机构包括浮动轴和内齿圈，浮动轴和内齿圈可拆卸连接。

优选的，低速轴的末端与支撑座为一体式结构。能够增强低速轴和支撑座的整体强度。

优选的，浮动轴与风扇部件采用套齿花键连接。

优选的，减速机构包括行星架盖板，行星架盖板内设有内齿圈、行星轮和太阳轮，内齿圈与行星轮啮合，行星轮与太阳轮啮合，太阳轮内设有用于安装高速轴的内孔。高速轴安装于太阳轮的内孔中，太阳轮与行星轮啮合，行星轮与内齿圈啮合，浮动轴和内齿圈可拆卸连接，通过内齿圈带动浮动轴转动，进而带动低速轴转动，从而实现高速轴作为输入轴通过减速机构带动低速轴转动，通过减速机构内的齿轮相互啮合，有效协调高速轴和低速轴的转速，使风扇部件和压气机同时达到最优转速配比。

优选的，所述高速轴与太阳轮的内孔可拆卸连接。

优选的，高速轴和低速轴为中空轴。可降低发动机的重量，从而降低油耗。

优选的，减速机构为行星齿轮箱。

优选的，发动机壳体还包括内涵道和外函道，内函道与燃烧室连通，外函道与喷管连通。外涵空气通过外函道经外涵喷管直接排出产生推力，内涵空气进入压气机进一步压缩后通过内函道进入燃烧室燃烧，燃烧产生的高温燃气驱动涡轮带转同轴的压气机、风扇部件以及负载，涡轮出口燃气经内涵喷管排出产生推力。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型一种单轴齿轮传动涡扇发动机，在发动机壳体内分别设置高速轴和低速轴，将压气机安装于高速轴上，风扇部件安装于低速轴上，高速轴和低速轴采用减速机构连接，通过减速机构调节转速的功能，使高速轴和低速轴同时达到能够满足压气机和风扇部件的最佳转速要求，从而有效解决风扇部件和压气机的转速不匹配问题，提高风扇、压气机效率，降低耗油率。

本申请其他实施方式的有益效果是：

1. 高速轴安装于太阳轮的内孔中，太阳轮与行星轮啮合，行星轮与内齿圈啮合，浮动轴和内齿圈可拆卸连接，通过内齿圈带动浮动轴转动，低速轴的末端与浮动轴为一体式结构，进而带动低速轴转动，从而实现高速轴作为输入轴通过减速机构带动低速轴转动，通过减速机构内的齿轮相互啮合，有效协调高速轴和低速轴的转速，使风扇部件和压气机同时达到最优转速配比。

2.外涵空气通过外函道经外涵喷管直接排出产生推力，内涵空气进入压气机进一步压缩后通过内函道进入燃烧室燃烧，燃烧产生的高温燃气驱动涡轮带转同轴的压气机、风扇部件以及负载，涡轮出口燃气经内涵喷管排出产生推力。

附图说明

图1为本实用新型一种单轴齿轮传动涡扇发动机的结构示意图；

图2为本实用新型减速机构的外形结构示意图；

图3为本实用新型减速机构的剖视图。

附图标记

1-发动机壳体、2-高速轴、3-低速轴、4-压气机、5-风扇部件、6-减速机构、6a-浮动轴、6b-内齿圈、6c-行星架、6d-行星轮、6e-太阳轮。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如附图1、附图2和附图3所示本实施例一种单轴齿轮传动涡扇发动机，风扇部件5通过套齿花键与浮动轴连接构成行星齿轮箱的输出轴；减速机构6包括行星架6c，行星架6c内设有5个行星轮6d和1个太阳轮6e，每个行星轮6d内设置有安装支撑轴承的内孔，支撑轴承通过销轴和行星架6c固定在行星齿轮箱的支座上，然后通过安装螺栓固定在发动机承力机匣上；太阳轮6e通过套齿花键与压气机4连接构成行星齿轮箱的输入轴；内齿圈6b通过螺栓与浮动轴6a连接；行星轮6d通过人字齿与内齿圈6b内啮合，且通过人字齿与太阳轮6e外啮合，整个行星齿轮箱放置在发动机内流道，不影响发动机总体气动性能；通过行星齿轮箱实现单转子发动机的高速轴2和低速轴3同心共轴，使风扇部件5和压气机4不同转速下工作；5个行星轮6d可以实现功率分流、载荷分配，从而实现体积小，结构紧凑；采用浮动花键连接，降低了装配难度，且传动轴的直径小、传动平稳、寿命长；内齿圈6b采用分半结构可实现人字齿行星轮6d和太阳轮6e的装配、拆解简单、方便；行星齿轮箱采用人字齿可减小齿轮箱的体积，且斜齿产生的轴向力互相抵消，不会给发动机主轴带来附加的轴向力；整个行星齿轮减速箱通过内齿圈6b和太阳轮6e实现均载功能，提高了减速机构6可靠性和寿命。

在发动机壳体1内分别设置高速轴2和低速轴3，将压气机4安装于高速轴2上，风扇部件5安装于低速轴3上，高速轴2和低速轴3采用减速机构6连接，通过减速机构6调节转速的功能，使高速轴2和低速轴3同时达到能够满足压气机4和风扇部件5的最佳转速要求，从而有效解决风扇部件5和压气机4的转速不匹配问题，提高风扇、压气机效率，降低耗油率。

高速轴2安装于太阳轮6e的内孔中，太阳轮6e与行星轮6d啮合，行星轮6d与内齿圈6b啮合，浮动轴6a和内齿圈6b可拆卸连接，通过内齿圈6b带动浮动轴6a转动，低速轴3的末端与浮动轴6a为一体式结构，进而带动低速轴3转动，从而实现高速轴2作为输入轴通过减速机构6带动低速轴3转动，并通过减速机构6内的齿轮相互啮合，有效协调高速轴2和低速轴3的转速，使风扇部件5和压气机4同时达到最优转速配比，外涵空气通过外函道经外涵喷管直接排出产生推力，内涵空气进入压气机进一步压缩后通过内函道进入燃烧室燃烧，燃烧产生的高温燃气驱动涡轮带转同轴的压气机4、风扇构件5以及负载，涡轮出口燃气经内涵喷管排出产生推力。

以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但本实用新型不局限于上述具体实施方式，因此任何对本实用新型进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种单轴齿轮传动涡扇发动机，其特征在于：包括设置于发动机壳体（1）内的高速轴（2）和低速轴（3），其中，高速轴（2）上设有压气机（4），低速轴（3）上设有风扇部件（5），高速轴（2）和低速轴（3）采用减速机构（6）连接，减速机构（6）用于调节高速轴（2）与低速轴（3）的转速配比。

2.根据权利要求1所述的一种单轴齿轮传动涡扇发动机，其特征在于：所述减速机构（6）包括浮动轴（6a）和内齿圈（6b），浮动轴（6a）和内齿圈（6b）可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的一种单轴齿轮传动涡扇发动机，其特征在于：低速轴（3）的末端与浮动轴（6a）为一体式结构。

4.根据权利要求3所述的一种单轴齿轮传动涡扇发动机，其特征在于：浮动轴（6a）与风扇部件（5）采用套齿花键连接。

5.根据权利要求2所述的一种单轴齿轮传动涡扇发动机，其特征在于：减速机构（6）还包括行星架（6c），行星架（6c）内设有行星轮（6d）和太阳轮（6e），内齿圈（6b）与行星轮（6d）啮合，行星轮（6d）与太阳轮（6e）啮合，太阳轮（6e）内设有用于安装高速轴（2）的内孔。

6.根据权利要求5所述的一种单轴齿轮传动涡扇发动机，其特征在于：所述高速轴（2）与太阳轮（6e）的内孔可拆卸连接。

7.根据权利要求1~6任一所述的一种单轴齿轮传动涡扇发动机，其特征在于：高速轴（2）和低速轴（3）为中空轴。

8.根据权利要求1所述的一种单轴齿轮传动涡扇发动机，其特征在于：减速机构（6）为行星齿轮箱。

9.根据权利要求1所述的一种单轴齿轮传动涡扇发动机，其特征在于：发动机壳体（1）还包括内涵道和外函道，内函道与燃烧室连通，外函道与喷管连通。

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