[發(fā)明專利]一種基于磁齒輪的直升機(jī)無級(jí)變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210839209.1
• 申請(qǐng)日: 2022-07-15
• 公開（公告）號(hào): CN115303494A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓勁;栗付平;倪志銘;陳夢(mèng)浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)北京航空材料研究院
• 主分類號(hào): B64D35/00
• 分類號(hào): B64D35/00;H02K49/10;H02P15/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 張毓靈

本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N基于磁齒輪的直升機(jī)無級(jí)變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括：發(fā)動(dòng)機(jī)，具有發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸；齒輪箱，具有齒輪箱輸入軸和齒輪箱輸出軸，所述齒輪箱輸入軸與所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸連接；磁齒輪，包括內(nèi)環(huán)、外環(huán)、以及設(shè)置在所述內(nèi)環(huán)和所述外環(huán)之間的調(diào)制環(huán)；所述內(nèi)環(huán)與所述齒輪箱輸出軸連接；轉(zhuǎn)速控制模塊，與所述外環(huán)連接；其中，所述轉(zhuǎn)速控制模塊用于控制所述磁齒輪的轉(zhuǎn)速；旋翼輸出軸，與所述調(diào)制環(huán)連接；其中，所述旋翼輸出軸上設(shè)置有旋翼系統(tǒng)；本申請(qǐng)通過磁性齒輪裝置來實(shí)現(xiàn)直升機(jī)旋翼轉(zhuǎn)速的大范圍無級(jí)變速調(diào)整，從而提升直升機(jī)的飛行操控性和效率，大幅減輕了傳動(dòng)系統(tǒng)重量。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于航空裝備傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于磁齒輪的直升機(jī)無級(jí)變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

研究表明，變旋翼轉(zhuǎn)速技術(shù)通過調(diào)整主旋翼轉(zhuǎn)速以適應(yīng)各種飛行條件，可以提高直升機(jī)的操作性能和效率，并得到良好的聲學(xué)特性。調(diào)整旋翼轉(zhuǎn)速，能夠避免前行槳葉槳尖失速，提高最大前飛速度，同時(shí)降低旋翼產(chǎn)生的噪聲，延長航空發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)部件的壽命，給未來的重型直升機(jī)、傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)以及旋翼變體技術(shù)等研究帶來顯著收益。

然而，通過調(diào)整渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，僅能獲得不到3％的速度調(diào)整空間，而傳動(dòng)系統(tǒng)減速器的齒輪傳動(dòng)比是固定的，因此現(xiàn)有的直升機(jī)裝備，旋翼工作中一般可認(rèn)為處于恒定轉(zhuǎn)速狀態(tài)。

現(xiàn)在變轉(zhuǎn)速技術(shù)的研究方向是通過改變傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比來實(shí)現(xiàn)旋翼變速，但主要受限于現(xiàn)有機(jī)械齒輪模式，傳動(dòng)比是由不同齒輪齒數(shù)的關(guān)系決定的，當(dāng)系統(tǒng)組裝完成，一套齒輪對(duì)應(yīng)一個(gè)固定減速比，要實(shí)現(xiàn)類似于汽車的多級(jí)變速，就需要多套齒輪組合，這樣就會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜性大幅增加，同時(shí)重量增加也會(huì)變得讓整機(jī)系統(tǒng)不可接受。

因此，結(jié)構(gòu)簡單、重量可控的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)方法，成為該技術(shù)未來發(fā)展必須克服的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于磁齒輪的直升機(jī)無級(jí)變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括：

發(fā)動(dòng)機(jī)，具有發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸；

齒輪箱，具有齒輪箱輸入軸和齒輪箱輸出軸，所述齒輪箱輸入軸與所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸連接；

磁齒輪，包括內(nèi)環(huán)、外環(huán)、以及設(shè)置在所述內(nèi)環(huán)和所述外環(huán)之間的調(diào)制環(huán)；所述內(nèi)環(huán)與所述齒輪箱輸出軸連接；

轉(zhuǎn)速控制模塊，與所述外環(huán)連接；其中，所述轉(zhuǎn)速控制模塊用于控制所述磁齒輪的轉(zhuǎn)速；

旋翼輸出軸，與所述調(diào)制環(huán)連接；其中，所述旋翼輸出軸上設(shè)置有旋翼系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述齒輪箱包括轉(zhuǎn)向齒輪箱和/或減速齒輪箱。

優(yōu)選地，所述磁齒輪包括同軸徑向調(diào)制型磁齒輪。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)速控制模塊包括：

驅(qū)動(dòng)器，與所述外環(huán)連接；

控制器，與所述驅(qū)動(dòng)器連接；其中，所述控制器用于控制所述外環(huán)的轉(zhuǎn)速。

第二方面，本申請(qǐng)還提供了一種基于磁齒輪的直升機(jī)無級(jí)變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括：

發(fā)動(dòng)機(jī)，具有發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸；

磁齒輪，包括內(nèi)環(huán)、外環(huán)、以及設(shè)置在所述內(nèi)環(huán)和所述外環(huán)之間的調(diào)制環(huán)；所述內(nèi)環(huán)與所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸連接；

轉(zhuǎn)速控制模塊，與所述外環(huán)連接；其中，所述轉(zhuǎn)速控制模塊用于控制所述磁齒輪的轉(zhuǎn)速；

齒輪箱，具有齒輪箱輸入軸和齒輪箱輸出軸，所述齒輪箱輸入軸與所述調(diào)制環(huán)連接；

旋翼系統(tǒng)，與所述齒輪箱輸出軸連接。

優(yōu)選地，所述齒輪箱包括轉(zhuǎn)向齒輪箱和/或減速齒輪箱。

優(yōu)選地，所述磁齒輪包括同軸徑向調(diào)制型磁齒輪。