[發明專利]行星齒輪裝置的行星架和設置有該行星架的行星齒輪裝置

有效

• 申請號: 201510595761.0
• 申請日: 2015-09-17
• 公開（公告）號: CN105422824B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 米凱萊·格雷維納
• 申請（專利權）人: GE亞飛歐有限責任公司
• 主分類號: F16H57/08
• 分類號: F16H57/08;F16H1/32
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 徐穎聰

本申請涉及用于行星齒輪裝置(1)的行星架(5)和設置有行星架的行星齒輪裝置。該行星架具有環狀結構(9)，環狀結構設置有耦接部(10)，耦接部用于以成角度固定的方式連接至旋轉構件或靜態結構，并且行星架具有環形件(15)，環形件沿傳動軸線(3)與環狀結構同軸且由圍繞傳動軸線彼此交替的多個板狀區段(16)和多個附接區段(17)組成；板狀區段位于與傳動軸線正交的平面(P)上且相對于成對銷(19)固定，銷在相對的方向上從板狀區段處突出且適于承載各自的行星齒輪(2)；每個附接區段通過相應的成對臂(31)緊固至環狀結構，臂朝向環形件彼此收攏且能彈性變形以允許在載荷下環形件與環狀結構之間的相對移動。

技術領域

本發明涉及一種用于行星齒輪裝置的行星架，尤其涉及一種用于航空應用的行星架，下文的描述將涉及航空應用，但是本發明將不失任何通用性。

背景技術

眾所周知，行星齒輪裝置廣泛用于航空發動機領域，用于在渦輪發動機(具有高速度和低扭矩)與至少一個推進元件(具有高扭矩和低速度)之間傳動和轉換功率，因為行星齒輪裝置對于執行這些功能非常有效同時保持重量和體積減小。

在航空工業以外，特別是風力發電機建造領域存在相似的設計解決方案，其中，齒輪裝置執行倍速器(speed multiplier)的功能，而不是執行減速器的功能。

除了重量上的自然節省之外，在正在研究的用于減少消耗和污染的新航空發動機結構(諸如非直接驅動型渦輪風扇和開式轉子的結構)中尤其感覺需要盡可能地減小齒輪的體積。在這些結構中，行星齒輪裝置實際上與渦輪發動機整體形成，其中，齒輪裝置的直徑包絡(diametral envelope)用于調節空氣或燃燒氣體的流動的通道的幾何形狀，從而決定性地影響渦輪發動機的效率。

用于實現這些齒輪裝置的一個有利的解決方案考慮使用具有環形板的行星架，該環形板支撐布置在板的相對的側上的兩組行星齒輪。具體地，行星齒輪的各自的銷上安裝有軸承，銷在平行于齒輪裝置的軸線的相對的方向上從板突出。例如，該類型的解決方案從申請人名下的EP2339208和WO2013065024中是已知的。

在該類型的解決方案的領域中，強烈地需要尋求使載荷在齒輪裝置中沿著多種扭矩傳遞路徑平均分布。該平均分布是實現齒輪裝置最輕的重量和最小整體體積的必要條件。事實上，可能的載荷分布不均和估算分布不均的不確定性獨立于齒輪裝置的組件的有效應力狀態在齒輪裝置的組件(鈍齒輪、軸承等)的設計和確定尺寸時使用過載因素，導致所有的部件過大，甚至導致實際上受應力較小部件的過大。

載荷分布不均基本上由于以下因素：

-行星齒輪裝置(也依據采用的具體解決方案)可變成超靜定的，扭矩傳遞路徑從而不可避免地承受更大的應力，其中，提供了更大的剛性；

-相對于標稱裝配和幾何條件，齒輪裝置不可避免地具有導致各個組件相對于通過設計規劃的組件產生相對位移的構造誤差和裝配誤差以及公差，從而產生過載；

-在齒輪裝置的連接接合部處可以從外部施加載荷/位移的不對稱。

通常，可將能夠使上文指出的前兩個因素最小化的主要解決方案如下分類：

-旨在使沿著各個扭矩傳遞路徑的幾何差異(不對稱)最小化并引入可定向元件或柔性元件以支撐行星齒輪的解決方案，可定向元件或柔性元件例如為所謂的柔性銷型的(其中，支撐行星齒輪的銷能局部彎曲)；以及

-旨在通過使各個扭矩傳遞路徑上的剛性適當地平衡來補償不對稱的解決方案。

在WO2013065024中描述的解決方案通過引入徑向連接部有效地減小載荷分布不均從而支撐該板。然而，該解決方案需要相對大量的組件并且連接部在摩擦耦接的部件上經受磨損，因此該解決方案具有較低的可靠性。

因此，優選的是直接設計行星架不具有連接部的解決方案。