一种用于压气机多级可调静叶的调节系统及其调节装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于压气机多级可调静叶的调节系统及其调节装置

背景技术：

可调叶片在航空发动机中得到广泛运用，用于提高压气机稳定工作范围。一般压气机中同时存在多级可调叶片，每一级所调节的角度均不相同，为了使各级可以协调工作，需要设计一套调节系统。现有的多级可调静叶的调节系统主要分为如下两类：

第一类是如图1所示的扭力杆式可调叶片操纵机构，如ge90系列。其中，液压作动筒(801)带动扭力杆(803)转动，扭力杆(803)上的主动端及从动端同时转动且转角相同，带动各级连杆组件(805)同时转动实现各级连动环组件(802、806、807、809)连动，从而带动调节各级叶片。

第二类是如图2所示的曲柄连杆式可调叶片操纵机构，如cfm56系列。其中，液压作动筒(901)带动一级曲柄(902)驱动主连杆(903)，主连杆(903)带动各级曲柄(907、910、913)转动，各级曲柄(902、907、910、913)主动端及从动端同时转动且转角相同，带动各级拉杆(904、908、911、914)同时转动实现各级连动环组件(905、909、912、915)连动。

然而发明人发现，上述两类调节系统中都采用连动环组件，由于连动环组件都为悬空状态，其是为局部受力，容易造成连动环变形不均匀、运动过程与机匣不同心(偏心运动)等问题。同时，绝大多数连动环为了适应对开机匣结构而做成半环，中间部分采用搭接结构连接，连动环自身结构的不均匀进一步造成了连动环的变形不均匀，影响调节叶片转动精度，造成同级叶片转动角度不一致，进而影响发动机性能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种调节装置，其能够提高各级静子叶片转动的一致性。

本实用新型的另一目的在于提供一种用于压气机多级可调静叶的调节系统，其包括前述调节装置。

为实现前述目的的调节装置，用于调节沿壳体的圆周方向分布的一组可调静叶，各可调静叶包括在所述壳体的外周侧露出的传动端，所述调节装置包括多个静叶齿轮、多个换向齿轮，所述多个静叶齿轮和所述多个换向齿轮在所述壳体的圆周方向上一一交替设置，任一所述换向齿轮设置成与相邻所述静叶齿轮分别啮合，以确保相邻所述静叶齿轮的转动方向相同，任一所述静叶齿轮均对应有所述换向齿轮与其啮合，所述静叶齿轮用于与可调静叶的传动端相结合，可做同心转动，所述多个静叶齿轮中的一个设置成主动齿轮，所述主动齿轮用于接收输入的转动力矩，所述主动齿轮带动与其两侧啮合的换向齿轮，换向齿轮再带动相应的静叶齿轮，进而使得所述多个静叶齿轮按照相同的方向转动。

在一个或多个实施方式中，所述静叶齿轮、所述换向齿轮分别为锥齿轮。

在一个或多个实施方式中，所述多个静叶齿轮和所述多个换向齿轮在所述壳体的整个圆周方向上交替设置。

在一个或多个实施方式中，所述主动齿轮的一个端面具有沿轴向凸出的凸部，所述凸部具有外花键，该主动齿轮还包括外套于凸部的外套件，所述外套件具有内花键，从而与所述外花键连接，所述主动齿轮通过所述外套件接收转动力矩。

在一个或多个实施方式中，所述外套件具有向外延伸出的摇臂。

为实现前述目的的用于压气机多级可调静叶的调节系统，该调节系统包括对应每一级可调静叶的调节装置，所述调节装置是如前所述的调节装置，所述壳体为机匣。

在一个或多个实施方式中，所述主动齿轮的一个端面具有沿轴向凸出的凸部，所述凸部具有外花键，该主动齿轮还包括外套于凸部的外套件，所述外套件具有内花键，从而与所述外花键连接，所述主动齿轮通过所述外套件接收转动力矩。

在一个或多个实施方式中，所述外套件具有向外延伸出的摇臂，所述调节系统还包括驱动梁，所述驱动梁与各所述调节装置的所述摇臂铰接，所述驱动梁设置成可往复平动。

本实用新型的有益效果在于：

通过设置静叶齿轮带动可调静叶转动，同时在相邻静叶齿轮之间均设置换向齿轮，以连动一组内的可调静叶均按照相同的方向进行转动，相比传统方案中的静叶调节装置中的连动环传递结构，避免了因连动环运动偏心、变形不均匀造成同级叶片转动角度不一致，提高了叶片运动一致性。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1示出了传统扭力杆式可调叶片操纵机构的示意图；

图2示出了传统曲柄连杆式可调叶片操纵机构的示意图；

图3示出了可调静叶的调节装置一个实施方式的示意图；

图4示出了可调静叶的调节装置的剖视示意图；

图5示出了可调静叶的调节装置一个实施方式的俯视示意图。

具体实施方式

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本发明的保护范围进行限制。例如在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一和第二特征之间可以不直接联系。另外，这些公开内容中可能会在不同的例子中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一和第二元件间接地相连或彼此结合。

需要注意的是，在使用到的情况下，如下描述中的上、下、左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。

可调静叶的调节装置，用于调节静叶的转动。如图3示出了可调静叶的调节装置一个实施方式的示意图，壳体2呈圆环状，一组可调静叶1沿壳体2的圆周方向分布，每个可调静叶1具有露出于壳体2外周侧上的传动端10。其中，调节装置3包括多个静叶齿轮30以及多个换向齿轮31，多个静叶齿轮30与多个换向齿轮31在壳体2的圆周方向上呈一一交替设置，且任一换向齿轮31均设置成与其相邻的静叶齿轮30分别啮合，用于在两相邻的静叶齿轮30之间传递转动力矩。由于每两个相邻啮合齿轮的转动方向相反，在每两个相邻的静叶齿轮30之间设置换向齿轮31并能够保证每个相邻的静叶齿轮30的转动方向均相同。同时每个静叶齿轮30均对应有换向齿轮31与其啮合，以保证每个静叶齿轮均能被带动转动。

静叶齿轮30用于和可调静叶1的传动端10之间可传动结合，从而当静叶齿轮转动时，能够带动可调静叶1的传动端10作同心转动。多个静叶齿轮30的其中一个设置成为主动齿轮30a，其用于接收外部的转动力矩。当主动齿轮30a接收到外部转动力矩时，主动齿轮30a会转动，进而带动与其两侧啮合的换向齿轮31转动，每个换向齿轮31再带动对应的静叶齿轮30转动，使得每个静叶齿轮30均在主动齿轮30a的带动下按照相同的方向转动，进而由传动端10带动可调静叶1按照相同方向进行转动。

通过静叶齿轮30带动可调静叶1转动，同时在相邻静叶齿轮30之间均设置换向齿轮31，以连动一组内的可调静叶1均按照相同的方向进行转动，相比传统方案中，如图1至2所示的静叶调节装置中的连动环传递结构，避免了因连动环运动偏心、变形不均匀造成同级叶片转动角度不一致，提高了叶片运动一致性。

虽然本可调静叶的调节装置的一个实施例如上所述，但是在本可调静叶的调节装置的其他实施例中，可调静叶的调节装置中的各个部件相对于上述实施例在许多方面都可以具有更多的细节，并且这些细节的至少一部分可以具有多样的变化。下面以一些实施例对这细节和些变化中的至少一部分进行说明。

在可调静叶的调节装置的一个实施方式中，静叶齿轮30以及换向齿轮31均为锥齿轮，从而能够实现沿圆环状壳体2的圆周方向上的一一交替传动连接。

在可调静叶的调节装置的一个实施方式中，静叶齿轮30以及换向齿轮31在壳体2的整个圆周方向上交替设置。在可调静叶的调节装置的另一实施方式中，静叶齿轮30和换向齿轮31形成环绕壳体轴向设置的传动链，其中，处于传动链中存在两个静叶齿轮30，该两个静叶齿轮30之间可以不设置换向齿轮31，即传动链可以是绕壳体2周向设置、未封闭的环状，如此设置仍能保证任一静叶齿轮30与至少一个换向齿轮31啮合，同样可以在传动链中保证每个静叶齿轮30均接收到主动齿轮30a所传递的力矩。

图4示出了可调静叶的调节装置的剖视示意图，主动齿轮30a的一个端面具有沿其轴向凸出的凸部301，凸部301上具有外花键，在主动齿轮30a上还包括有外套设在凸部301上的外套件302，外套件302上具有与凸部301上外花键相配合连接的内花键，当外套件302转动时，通过外花键与内花键配合，向主动齿轮30a传递转动力矩，从而带动主动齿轮30a的随动。

在可调静叶的调节装置的一个实施方式中，外套件302还具有向外延伸出的摇臂303，通过摇臂303带动外套件302转动。

前述各实施方式中的可调静叶的调节装置可应用于压气机多级可调静叶的调节系统中。此时壳体2为机匣，机匣2呈圆筒状，在机匣2的内周侧设置有可调静叶1，同级可调静叶1沿机匣2的周向分布，不同级的各可调静叶之间沿机匣2的轴向分布。可调静叶的调节装置分别对应各级可调静叶1设置，以使得同级可调静叶1之间同步转动。

图5示出了压气机多级可调静叶的调节系统一个实施方式的俯视示意图，请参见图4以及图5，可调静叶的调节系统还包括驱动梁304，驱动梁304与摇臂303相铰接，驱动梁304与摇臂303铰接端的另一端与如摆动电机或是油缸传动连接，使得驱动梁304被驱动并往复平动，并带动摇臂303以及外套件302转动，以带动主动齿轮30a转动，并连动各静叶齿轮30转动，进而带动可调静叶1的传动端10连同可调静叶1与静叶齿轮30作同心转动。

如图5所示，由于驱动梁304分别通过摇臂303与各级可调静叶1的主动齿轮30a均传动连接，当驱动梁304作往复平动时，能够带动各级可调静叶进行同步转动。

在可调静叶的调节装置的一个实施方式中，每个静叶齿轮30均为可独立更换的锥齿轮，从而能够更换以适应各级可调静叶1调节角度及范围的变化。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。