專利名稱：周向彎角可調(diào)式靜葉機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種葉輪機械技術領域的機構，具體是一種周向彎角可調(diào) 式靜葉機構。
背景技術：
在壓縮機、航空發(fā)動機等葉輪機械中往往存在多級葉片，其動靜葉片間的 相互干涉，將引起葉輪機械氣動性能的下降和噪聲的增大。尤其在航空發(fā)動機 上，進氣風扇與外涵道的一級靜葉之間的干涉噪聲是航空發(fā)動機的主要噪聲， 彎掠葉片技術已成功應用于進氣風扇上， 一級靜葉結構也應該做相應的調(diào)整， 其周向彎角應該和前面的動葉相匹配。
經(jīng)對現(xiàn)有技術的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，葉片適當?shù)闹芟驈澢苡行У臄U大葉輪機 械穩(wěn)定工作范圍，延遲葉輪機械失速，降低動靜葉片間的干涉噪聲。Edmane Envia (Design selection and analusis of a swept and leaned stator concept. Journal of Sound and vibration, 1999， 228(4) :793-836.)曾做過相關的實 驗研究證實，前彎30°的靜葉能夠降低動靜干涉噪聲，其制作了兩個葉片具有 一定周向彎角的靜葉輪，但該葉輪上的葉片周向彎角是固定的。市場上還沒有 葉片周向彎角連續(xù)可調(diào)的靜葉葉輪。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的不足，提出一種周向彎角可調(diào)式靜葉機構，使 其通過可調(diào)節(jié)葉片周向彎曲的角度，和動葉輪進行合理的搭配，有效地改善動 靜葉輪之間的流動，穩(wěn)定葉輪機械工作范圍，降低動靜干涉噪聲，提高整個機 組的性能。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的
本發(fā)明包括葉片、輪轂、導流椎、前蓋板，主動齒輪、從動齒輪、契塊，
從動齒輪和固定在導流椎上的契塊構成輪轂，契塊后端固定在導流椎上，從動 齒輪嵌在契塊之間，葉片固定在從動齒輪上，主動齒輪設置在從動齒輪圍繞的
3中心，分別與從動齒輪嚙合，前蓋板和契塊通過螺絲固定在一起。
所述契塊，相鄰契塊之間形成的輪廓與嵌入其中的從動齒輪外頂圓相切，
且該從動齒輪軸心位于該輪廓外側兩端點的連線與內(nèi)側兩端點的連線之間，使
得從動齒輪只能沿其軸向方向移動。
所述契塊，其長度與主動齒輪、從動齒輪的厚度一致。
所述的輪轂套在從動齒輪和契塊外面，輪轂上設置有允許葉片穿過的葉片 翼型開縫，葉片和從動齒輪繞從動齒輪的軸線周向旋轉。
所述輪轂，其內(nèi)圓與契塊相切，并且能在契塊上周向滑動。
所述前蓋板，其上設置有若干通孔，主動齒輪和從動齒輪的旋轉軸可插設 在對應通孔中，并在其中自由轉動。
所述前蓋板上設置有旋鈕，該旋鈕與主動齒輪的旋轉軸固定在一起，
所述主動齒輪，為全齒結構的漸開線直齒輪。
所述從動齒輪，為部分齒輪結構，開齒范圍為120度。從動齒輪和主動齒 輪的模數(shù)、齒輪厚度一致。
本發(fā)明通過旋轉前蓋板上的旋鈕帶動主動齒輪轉動，主動齒輪然后帶動從 動齒輪繞著從動齒輪的旋轉軸轉動，在從動齒輪轉動的同時，固定在從動齒輪 上的葉片也隨著葉片繞該從動齒輪的旋轉軸轉動，從而達到連續(xù)調(diào)整葉片周向 彎角的目的。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明結構簡單，設計合理，在保留原有葉輪結構參數(shù) 的前提下，通過在輪轂內(nèi)部設置齒輪傳動結構，達到葉片的周向彎角可連續(xù)調(diào) 整的目的，同時保證了葉片在輪轂處的相貫線保持不變。


圖l為本發(fā)明的葉輪整體結構圖2為本發(fā)明的葉輪正視圖3為本發(fā)明的前蓋板立體圖4為本發(fā)明的葉片周向旋轉示意圖中葉片l、輪轂2、導流椎3、前蓋板4、主動齒輪5、從動齒輪6、契塊7。
具體實施方式
如圖l、 2所示，本實施例包括葉片l、輪轂2、導流椎3、前蓋板4、主 動齒輪5、從動齒輪6、契塊7，從動齒輪6和固定在導流椎3上的契塊7構成 輪轂2，契塊7后端固定在導流椎3上，從動齒輪6嵌在契塊7之間，葉片l固 定在從動齒輪6上，主動齒輪5設置在從動齒輪6圍繞的中心，分別與從動齒 輪6嚙合，前蓋板4和契塊7通過螺絲固定在一起。
所述契塊7，相鄰契塊7之間形成的輪廓與嵌入其中的從動齒輪6外頂圓相 切，且該從動齒輪6軸心位于該輪廓外側兩端點的連線與內(nèi)側兩端點的連線之 間，使得從動齒輪6只能沿其軸向方向移動。
所述契塊7，其長度與主動齒輪5、從動齒輪6的厚度一致。
所述前蓋板4，其上設置有若干通孔，主動齒輪5和從動齒輪6的旋轉軸可 插設在對應通孔中，并在其中自由轉動。
所述從動齒輪6，為部分齒輪結構，開齒范圍為120度。該從動齒輪6的齒 形和主動齒輪5的模數(shù)、齒輪厚度與一致。
所述的輪轂2，套在從動齒輪6和契塊7外面，輪轂2上設置葉片1穿過的 翼型開縫，葉片1和從動齒輪6繞從動齒輪6的軸線周向旋轉。
所述輪轂2，其內(nèi)圓與契塊7相切，并且能在契塊7上周向滑動。
如圖2所示，所述主動齒輪5，為全齒結構，齒輪為漸開線直齒輪，齒輪的 外頂圓直徑D1約為輪轂2內(nèi)圓直徑D的1/3，齒輪的厚度根據(jù)葉片1的弦長選 擇，本實施例定為1.2倍的葉片1弦長。
如圖3所示，所述前蓋板4上設置有旋鈕8，旋鈕8與主動齒輪5的旋轉軸 固定在一起，旋鈕的外徑D5大約為1/5D。所述前蓋板4，其外徑D2與輪轂2 的內(nèi)徑D—致，且輪轂2的長度等于前蓋板4的厚度加上齒輪的厚度。其上開 有小孔，小孔的中心分別與主動齒輪和從動齒輪的旋轉軸對應，且小孔的直徑 D3與齒輪旋轉軸的直徑D4 —致。
本實施例在工作時，通過旋轉旋鈕8，帶動主動齒輪5，主動齒輪5帶動從 動齒輪6，從而使葉片1繞著從動齒輪6的軸線進行周向旋轉，實現(xiàn)了葉片l周 向彎角可以調(diào)整變化的目的。如圖4所示，從葉輪前端觀察，葉片1逆時針旋 轉定義為周向前彎，反之，定義為后彎。
本實施例的葉片1進行周向彎曲后，動靜干涉噪聲降低了 3-4dB。在高速透平機械中如壓氣機、航空發(fā)動機上均可應用，通過調(diào)節(jié)靜葉的周向彎角，使之 與前面的動葉相匹配，達到最佳效果。靜葉工作時，旋轉前蓋板4上的旋鈕調(diào)
節(jié)靜葉的周向角度，并評估此時動靜葉匹配的氣動性能和噪聲特性，選擇效果 最優(yōu)的靜葉角度為最終的調(diào)節(jié)角度。
權利要求
1、一種周向彎角可調(diào)式靜葉機構，其特征在于，包括葉片、輪轂、導流椎，主動齒輪、從動齒輪，其特征在于，還包括前蓋板、契塊，從動齒輪和固定在導流椎上的契塊構成輪轂，契塊后端固定在導流椎上，從動齒輪嵌在契塊之間，葉片固定在從動齒輪上，主動齒輪設置在從動齒輪圍繞的中心，分別與從動齒輪嚙合，前蓋板和契塊通過螺絲固定在一起。
2、 根據(jù)權利要求l所述的周向彎角可調(diào)式靜葉機構，其特征是所述契塊， 相鄰契塊之間形成的輪廓與嵌入其中的從動齒輪外頂圓相切，且該從動齒輪軸 心位于該輪廓外側兩端點的連線與內(nèi)側兩端點的連線之間。
3、 根據(jù)權利要求2所述的周向彎角可調(diào)式靜葉機構，其特征是所述契塊， 其長度與主動齒輪厚度一致。
4、 根據(jù)權利要求l所述的周向彎角可調(diào)式靜葉機構，其特征是所述前蓋 板，其上設置有若干通孔，主動齒輪和從動齒輪的旋轉軸可插設在對應通孔中， 并在其中自由轉動。
5、 根據(jù)權利要求1或4所述的周向彎角可調(diào)式靜葉機構，其特征是所述 前蓋板，其上設置有旋鈕，該旋鈕與主動齒輪的旋轉軸固定在一起。
6、 根據(jù)權利要求1或3所述的周向彎角可調(diào)式靜葉機構，其特征是所述 主動齒輪，其為全齒結構的漸開線直齒輪，其厚度為葉片弦長的1.2倍。
7、 根據(jù)權利要求l所述的周向彎角可調(diào)式靜葉機構，其特征是所述從動 齒輪，為部分齒輪結構。
8、 根據(jù)權利要求7所述的周向彎角可調(diào)式靜葉機構，其特征是所述從動 齒輪，其開齒范圍為120度。
9、 根據(jù)權利要求l所述的周向彎角可調(diào)式靜葉機構，其特征是，所述的輪轂，套在從動齒輪和契塊外面，輪轂上設置葉片穿過的翼型開縫。
10、 根據(jù)權利要求9所述的周向彎角可調(diào)式靜葉機構，其特征是所述輪轂，其內(nèi)圓與契塊相切，在契塊上周向滑動。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種葉輪機械技術領域的周向彎角可調(diào)式靜葉機構。包括葉片、輪轂、導流椎、前蓋板，主動齒輪、從動齒輪、楔塊，從動齒輪和固定在導流椎上的楔塊構成輪轂，楔塊后端固定在導流椎上，從動齒輪嵌在楔塊之間，葉片固定在從動齒輪上，主動齒輪設置在從動齒輪圍繞的中心，分別與從動齒輪嚙合，前蓋板和楔塊通過螺絲固定在一起。本發(fā)明結構簡單，設計合理，在保留原有葉輪結構參數(shù)的前提下，通過在輪轂內(nèi)部設置齒輪傳動結構，達到葉片的周向彎角可連續(xù)調(diào)整的目的，同時保證了葉片在輪轂處的相貫線保持不變。
文檔編號F01D17/20GK101539034SQ20091004940
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月16日 優(yōu)先權日2009年4月16日
發(fā)明者吳亞東, 江 杜, 歐陽華, 杰 田, 竺曉程 申請人:上海交通大學