全文摘要
本实用新型涉及一种涡扇发动机，其包括：低压转子；风扇，其包括风扇轴；以及减速器，所述低压转子通过所述减速器为所述风扇提供动力；所述减速器包括：第一转子，与所述风扇轴连接；以及第二转子，与所述低压转子连接；所述第一转子与所述第二转子之间通过磁力组件传动。本实用新型提供的减速器采用非接触式传动方式，克服了减速器采用机械齿轮传动存在的振动大、接触应力大，以及制造、装配难度大的问题，提高了减速器的寿命和可靠性，同时降低了涡扇发动机的使用和维护成本。
主设计要求
1.一种涡扇发动机，其特征在于，包括：低压转子(1)；风扇，其包括风扇轴(2)；以及减速器(3)，所述低压转子(1)通过所述减速器(3)为所述风扇提供动力；所述减速器(3)包括：第一转子(31)，与所述风扇轴(2)连接；以及第二转子(32)，与所述低压转子(1)连接；所述第一转子(31)与所述第二转子(32)之间通过磁力组件传动。
设计方案
1.一种涡扇发动机，其特征在于，包括：
低压转子(1)；
风扇，其包括风扇轴(2)；以及
减速器(3)，所述低压转子(1)通过所述减速器(3)为所述风扇提供动力；所述减速器(3)包括：
第一转子(31)，与所述风扇轴(2)连接；以及
第二转子(32)，与所述低压转子(1)连接；所述第一转子(31)与所述第二转子(32)之间通过磁力组件传动。
2.如权利要求1所述的涡扇发动机，其特征在于，所述第一转子(31)的截面呈环形，所述第一转子(31)设于所述第二转子(32)的外周。
3.如权利要求1所述的涡扇发动机，其特征在于，所述磁力组件包括：
第一永磁体(33)，设于所述第一转子(31)；
第二永磁体(34)，设于所述第二转子(32)；以及
调磁件(35)，设于所述第一转子(31)与所述第二转子(32)之间；所述调磁件(35)上设有多个调磁部位(36)，所述调磁部位(36)用于调节第一永磁体(33)和第二永磁体(34)通过所述调磁件(35)的磁密度谐波。
4.如权利要求3所述的涡扇发动机，其特征在于，
所述第一转子(31)上按N、S极成对排列有N1对第一永磁体(33)；
所述第二转子(32)上按N、S极成对排列有N2对第二永磁体(34)；
所述调磁件(35)上设有n个调磁部位(36)，且n＝N1+N2。
5.如权利要求4所述的涡扇发动机，其特征在于，所述第二转子(32)的转速V2与所述第一转子(31)的转速V1的比值等于所述第一永磁体(33)的对数N1与所述第二永磁体(34)的对数N2的比值。
6.如权利要求1所述的涡扇发动机，其特征在于，所述第二转子(32)的转速V2与所述第一转子(31)的转速V1的比值等于低压转子(1)的转速与预设的风扇轴(2)的转速的比值。
7.如权利要求3所述的涡扇发动机，其特征在于，包括发动机承力框架(4)，所述调磁件(35)固定设于所述发动机承力框架(4)。
8.如权利要求3所述的涡扇发动机，其特征在于，所述第一转子(31)的截面为环形，所述第一永磁体(33)设于所述第一转子(31)的内壁周向。
9.如权利要求3所述的涡扇发动机，其特征在于，所述第二永磁体(34)设于所述第二转子(32)的外周向。
10.如权利要求3所述的涡扇发动机，其特征在于，所述调磁件(35)的截面为环形。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及发动机领域，尤其涉及一种涡扇发动机。
背景技术
当前的大部分大涵道比涡扇发动机中，风扇均由低压涡轮直接传动，由于受风扇叶尖切线速度的限制，增压级压气机和低压涡轮只能在较低的转速下工作，不能发挥其最佳的工作效率。
为了满足传动风扇的功率需要以及发动机总体性能的需要，可以在风扇转子与由低压压气机及低压涡轮组成的低压转子间安装一套减速器。即：低压转子工作在最佳转速下，通过减速器将转速降低到风扇的最佳转速来传动风扇工作，这样就能使风扇、低压压气机、低压涡轮均工作在最佳转速下。
为了实现风扇的减速传动，一个性能优良的减速器必不可少，该减速器应能稳定工作在较高的转速下，而且其功率损失小、体积小、重量轻，并且具有较高的可靠性。
然而，机械齿轮传动的减速器需要很高的制造精度、安装精度，以及较高的接触表面粗糙度要求，否则会引起强烈的振动和噪声，同时，由于减速器采用机械齿轮，因摩擦、振动等将会导致发热，产生噪声等，严重制约减速器的运动转速，而且，机械齿轮传动形式存在较高的接触应力和摩擦损伤。
实用新型内容
本实用新型的其中一个目的是提出一种涡扇发动机，用于缓解振动和噪声大的问题。
本实用新型的一些实施例提供了一种涡扇发动机，其包括：低压转子；风扇，其包括风扇轴；以及减速器，所述低压转子通过所述减速器为所述风扇提供动力；所述减速器包括：第一转子，与所述风扇轴连接；以及第二转子，与所述低压转子连接；所述第一转子与所述第二转子之间通过磁力组件传动。
在一些实施例中，所述第一转子的截面呈环形，所述第一转子设于所述第二转子的外周。
在一些实施例中，所述磁力组件包括：第一永磁体，设于所述第一转子；第二永磁体，设于所述第二转子；以及调磁件，设于所述第一转子与所述第二转子之间；所述调磁件上设有多个调磁部位，所述调磁部位用于将其中一个永磁体的磁场调制成与另外一个永磁体的磁极对数相同的磁密度谐波。
在一些实施例中，所述第一转子上按N、S极成对排列有N1对第一永磁体；所述第二转子上按N、S极成对排列有N2对第二永磁体；所述调磁件上设有n个调磁部位，且n＝N1+N2。
在一些实施例中，所述第二转子的转速V2与所述第一转子的转速V1的比值等于所述第一永磁体的对数N1与所述第二永磁体的对数N2的比值。
在一些实施例中，所述第二转子的转速V2与所述第一转子的转速V1的比值等于低压转子的转速与预设的风扇轴的转速的比值。
在一些实施例中，涡扇发动机包括发动机承力框架，所述调磁件固定设于所述发动机承力框架。
在一些实施例中，所述第一转子的截面为环形，所述第一永磁体设于所述第一转子的内壁周向。
在一些实施例中，所述第二永磁体设于所述第二转子的外周向。
在一些实施例中，所述调磁件的截面为环形。
基于上述技术方案，本实用新型至少具有以下有益效果：
在一些实施例中，低压转子通过减速器驱动风扇转子做功；减速器的第一转子与风扇轴连接；减速器的第二转子与低压转子连接；第一转子与第二转子之间通过磁力组件传动，该传动方式为非接触式传动方式，克服了减速器采用机械齿轮传动存在的振动大、接触应力大，以及制造、装配难度大的问题，提高了减速器的寿命和可靠性，同时降低了涡扇发动机的使用和维护成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型一些实施例提供的涡扇发动机的局部结构示意图；
图2为本实用新型一些实施例提供的减速器的示意图。
附图中标号：
1-低压转子；
2-风扇轴；
3-减速器；31-第一转子；32-第二转子；33-第一永磁体；34-第二永磁体；35-调磁件；36-调磁部位；
4-发动机承力框架。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
如图1所示，为一些实施例提供的涡扇发动机的局部结构示意图。
在一些实施例中，涡扇发动机包括压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮以及风扇等。
在一些实施例中，高压涡轮用于驱动压气机。
在一些实施例中，低压涡轮用于驱动风扇。
在一些实施例中，涡扇发动机包括高压转子，高压转子设于高压涡轮。
在一些实施例中，涡扇发动机包括低压转子1，低压转子1设于低压涡轮。
在一些实施例中，涡扇发动机包括减速器3，低压转子1通过减速器3为风扇提供动力。
在一些实施例中，涡扇发动机的工作原理为：燃气做功，驱动低压转子1，低压转子1通过减速器3驱动风扇转子做功，减速器3用于降低风扇的转速。
在一些实施例中，风扇包括风扇轴2。
在一些实施例中，如图1所示，减速器3包括第一转子31，第一转子31与风扇轴2连接。可选地，风扇轴2通过螺栓与减速器3的第一转子31连接。
在一些实施例中，减速器3包括第二转子32，第二转子32与低压转子1连接。可选地，低压转子1通过套齿与第二转子32连接。
在一些实施例中，第二转子32的转速V2与第一转子31的转速V1的比值等于低压转子1的转速与预设的风扇轴2的转速的比值。
在一些实施例中，第一转子31与第二转子32之间通过磁力组件传动。
在一些实施例中，减速器3的第一转子31与第二转子32之间通过磁力组件传动，该传动方式为非接触式传动方式，克服了减速器3采用机械齿轮传动存在的振动大、接触应力大，以及制造、装配难度大的问题，提高了减速器3的寿命和可靠性，同时降低了减速器3的使用和维护成本。
在一些实施例中，第一转子31的截面呈环形，第一转子31设于第二转子32的外周。
在一些实施例中，第二转子32的截面呈环形，第二转子32设于低压转子1的外周。
在一些实施例中，如图1、图2所示，磁力组件包括第一永磁体33，第一永磁体33设于第一转子31。进一步地，磁力组件包括多个第一永磁体33，各第一永磁体33间隔设于第一转子31。
在一些实施例中，磁力组件包括第二永磁体34，第二永磁体34设于第二转子32。进一步地，磁力组件包括多个第二永磁体34，各第二永磁体34间隔设于第二转子32。
在一些实施例中，磁力组件包括调磁件35，调磁件35设于第一转子31与第二转子32之间。
在一些实施例中，调磁件35的截面呈环形。
在一些实施例中，如图2所示，调磁件35上设有多个调磁部位36，调磁部位36用于调节第一永磁体33和第二永磁体34通过调磁件35的磁密度谐波。
调磁部位36用于将其中一个永磁体的磁场调制成与另外一个永磁体的磁极对数相同的磁密度谐波。
例如：调磁部位36用于将第一永磁体33的磁场调制成与第二个永磁体34的磁极对数相同的磁密度谐波。
在一些实施例中，第一转子31为低速转子，调磁件35为静子件，第二转子32为高速转子。
在一些实施例中，减速器3采用非接触式的磁力传动形式，无需润滑，不存在机械齿轮固有的振动问题和强度问题，同时，磁力组件的制造装配精度要求大大低于机械齿轮传动形式，提高了减速器3的寿命和可靠性，同时降低了减速器3的使用和维护成本。
在一些实施例中，如图2所示，第一转子31上按N、S极成对排列有N1对第一永磁体33。进一步地，第一转子31的内壁按N、S极成对排列有N1对第一永磁体33。
在一些实施例中，如图2所示，第二转子32上按N、S极成对排列有N2对第二永磁体34。进一步地，第二转子32的外壁按N、S极成对排列有N1对第一永磁体33。
在一些实施例中，调磁件35上设有n个调磁部位36，且n＝N1+N2。
在一些实施例中，第二转子32的转速V2与第一转子31的转速V1的比值等于第一永磁体33的对数N1与第二永磁体34的对数N2的比值。
在一些实施例中，通过调磁部位36对气隙磁场进行调制，充分利用谐波磁场，可以产生恒定的有效转矩，使第二转子32的转速V2与第一转子31的转速V1之比等于第一永磁体33的对数N1与第二永磁体34的对数N2的比值，即：
从而达到传递功率，改变转速的目的。
本公开提供的减速器3的工作原理为：燃气做功驱动低压转子1以转速V2转动，低压转子1通过套齿连接带动减速器3第二转子32和固定在第二转子32上的第二永磁体34以转速V2转动，第一转子31及固定在第一转子31上的第一永磁体33通过调磁部位36调制后的谐波磁场作用，以转速V1转动，第一转子31以同样的转速带动风扇轴2转动，风扇轴2通过套齿连接驱动风扇盘转动做功，从而达到传递功率，降低风扇转速的目的。
在一些实施例中，涡扇发动机包括发动机承力框架4，调磁件35固定设于发动机承力框架4。调磁件35相对于涡扇发动机的壳体为静止状态，为静子件。
在一些实施例中，第一转子31的截面为环形，第一永磁体33设于第一转子31的内壁周向。
在一些实施例中，第二永磁体34设于第二转子32的外周向。
在一些实施例中，调磁件35的截面为环形，调磁部位36沿调磁件35的周向间隔设置。
在一些实施例中，本公开提供的减速器3采用非接触传动形式，克服了机械齿轮振动大、接触应力高的问题，提高了减速器3的使用寿命。
再者，由于本公开提供的减速器3为非接触传动，无需润滑，制造安装精度要求不高，结构简单，提高了减速器3的可靠性、可维护性；减速器3通过磁感应传动，能够进行过载自我保护，提高了涡扇发动机的安全性。
综上所述，本公开提供的减速器3能够从整体上提高涡扇发动机的可靠性、可维护性，降低了涡扇发动机的使用和维护成本。
在一些实施例中，涡扇发动机用于航空发动机。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
以上结合的实施例对于本实用新型的实施方式做出详细说明，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和实质精神的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、等效替换和变型仍落入在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920030497.X
申请日:2019-01-08
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:授权编号:CN209621493U
授权时间:20191112
主分类号:F02K 3/06
专利分类号:F02K3/06;F02C7/36;H02K49/10
范畴分类:28B;
申请人:中国航发商用航空发动机有限责任公司
第一申请人:中国航发商用航空发动机有限责任公司
申请人地址:200241上海市闵行区莲花南路3998号
发明人:何春亮;马会防
第一发明人:何春亮
当前权利人:中国航发商用航空发动机有限责任公司
代理人:宋少娜
代理机构:11038
代理机构编号:中国国际贸易促进委员会专利商标事务所
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计