[發明專利]用于周轉齒輪機構的行星支架

在審

• 申請號: 202010988910.0
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112539253A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: J·赫魯貝奇;M·格拉維納;L·科維洛
• 申請（專利權）人: 通用電氣阿維奧有限責任公司
• 主分類號: F16H1/32
• 分類號: F16H1/32;F16H57/08;F16H57/023
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 郭帆揚;金飛

本發明涉及一種用于減少安裝在周轉齒輪機構中行星支架上的行星齒輪的行星齒輪偏心度的器械和方法。本公開的器械和方法具體地提供了剛度降低特征部、支柱和側板，各自帶有相應的剛度。在一些實施例中，特征部剛度小于支柱剛度，該支柱剛度比側板剛度小至少10％。剛度降低特征部和支柱可以組成具有軸線的塔架。塔架軸線可以與側板形成小于90°且大于20°的角度。

引起本申請的項目已在歐盟Horizon 2020研究與創新計劃下從Clean Sky 2Joint Undertaking在贈予協議No.807085-ENGGAM2018-H2020-IBA-CS2-GAMS-2017/H2020-IBA-CS2-GAMS-2017下獲得資助。

技術領域

本主題主要涉及一種用于周轉齒輪機構(或周轉齒輪傳動機構、行星齒輪裝置，即epicyclic gearing)、特別是用于航空應用的行星支架，下面的描述涉及此但是不失一般性。

背景技術

周轉齒輪機構在航空發動機領域中被廣泛使用，用于在渦輪發動機和諸如風扇的推進元件之間傳遞驅動并轉換動力。使用帶有周轉齒輪機構組件的齒輪箱為了更大的效率允許風扇以比發動機低壓軸的轉動速度更少的每單位時間轉數旋轉。齒輪箱可旋轉地支撐相對于齒圈居中設置的中心齒輪和安裝在行星支架上的多個行星齒輪，所述行星齒輪圍繞中心齒輪設置并接合在中心齒輪和齒圈之間。低壓軸提供輸入給聯接至中心齒輪的周轉齒輪機構組件，而風扇被聯接以與行星支架同步地旋轉。每個行星齒輪與中心齒輪和保持靜止的齒圈嚙合。風扇的軸可在其自身的軸承上旋轉，該軸承容納在中心齒輪箱中，該中心齒輪箱也稱為風扇齒輪箱，該風扇齒輪箱被固定至支架的旋轉中心區域。每個行星齒輪可在軸承上旋轉，該軸承被安裝至行星銷，該行星銷被固定至支架的外圍區域。

對于任何給定的燃氣渦輪發動機應用，行星齒輪被設計成提供在低壓軸的旋轉速度和風扇軸的旋轉速度之間設定的減速比。由于每個容納行星齒輪的周轉齒輪箱都設置在燃氣渦輪發動機的流徑內，因此，挑戰在于一方面要設計一種可靠且堅固的周轉齒輪箱，其滿足發動機的所有飛行條件，同時另一方面，設計一種周轉齒輪箱，該周轉齒輪箱緊湊得足以如此適配于流徑內部，使得不需要整個發動機尺寸比否則本為了接納周轉齒輪箱所需要的更大和更重。

另一個挑戰在于扭矩提取。眾所周知，扭矩提取可在兩排或兩個陣列的齒輪之間引起較高的負載分配系數。該系數相應地可使行星銷承受不相等的位移。抵消這種偏心度(misalignment)的一種已知方法是增大周轉齒輪機構的部件的尺寸。由于上面討論的限制，部件尺寸上的這種增加可能并非在所有應用中都是希望的。一種設計折衷方案可以是將齒輪的數量限制為例如三對齒輪，以便留出足夠的空間來增強行星支架。但是，在一些應用中，可能希望采用大量的行星齒輪，例如五到九對齒輪。如此大量的行星齒輪顯著地限制了對于行星支架增強可用的空間。

因此，用于減少安裝在行星支架上的行星齒輪的偏心度的器械和方法將是有益的。

發明內容

本發明的方面和優點將在下面的描述中部分地闡述，或者可以從描述中變得明顯，或者可以通過實踐本發明而獲知。

根據本公開的一個實施例，提供了一種用于限定傳動軸線的周轉齒輪機構的行星支架。支架可以包括側板。該側板可包括用于將側板連接至旋轉構件或靜態結構的聯接部分。支架可以包括沿著傳動軸線與側板同軸的中心環。多個行星銷可以聯接到中心環。支架還可包括多個支撐塔架(或塔柱，即pylon)，其可包括第一支撐塔架。第一支撐塔架可具有聯接到側板的第一塔架端部和聯接到中心環的第二塔架端部。第一支撐塔架可以包括限定支柱(pillar)剛度的支柱以及限定特征部剛度的剛度降低特征部。剛度降低特征部和支柱可以沿著第一支撐塔架布置。特征部剛度可以小于支柱剛度。