[發明專利]用于飛行器渦輪機的機械齒輪箱

在審

• 申請號: 202110654252.6
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113803419A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 紀堯姆·朱利安·貝克;達弗·吉里比;西蒙·羅伊克·克萊門特·勒費弗爾;昆廷·皮埃爾·亨利·皮戈特;阿德瑞安·路易斯·西蒙
• 申請（專利權）人: 賽峰傳動系統公司
• 主分類號: F16H1/32
• 分類號: F16H1/32;F16H57/023;F16H57/021;F16H57/04;F16H57/08
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 陳鑫;姚開麗

本申請涉及用于飛行器渦輪機(1)的機械齒輪箱(160)，渦輪機尤其是飛行器渦輪機，齒輪箱包括：太陽齒輪(70)，太陽齒輪具有旋轉軸線；圍繞太陽齒輪(70)的環形齒輪(90)；與太陽齒輪(70)和環形齒輪(90)嚙合的行星齒輪(80)，各行星齒輪(80)具有與太陽齒輪(84)嚙合的第一齒接部和與環形齒輪(84)嚙合的第二齒接部，第一齒接部(82)包括一系列上游齒(82d1)和一系列下游齒(82d2)，位于垂直于太陽齒輪(70)的旋轉軸線(X)的平面(H)兩側，第二齒接部(84)包括一系列上游齒(84d1)和一系列下游齒(84d2)，位于平面(H)的兩側并由第一齒接部(82)彼此分隔開，這些齒彼此平行并且平行于行星齒輪(80)的旋轉軸線。

技術領域

本發明涉及用于渦輪機的機械齒輪箱領域，特別是用于飛行器渦輪機的機械齒輪箱。

背景技術

現有技術尤其包括文件WO-A1-2010/092263、FR-A1-2987416、FR-A1-3008462、FR-A1-3008463、FR-A1-3041054、EP-A1-3726031和US-A-3307433。

機械齒輪箱的作用是改變機械系統的輸入軸和輸出軸之間的速度比和轉矩比。

新一代的多流渦輪機，尤其是具有高涵道比的多流渦輪機，包括機械齒輪箱以驅動推進器(例如，風扇)的軸。通常，齒輪箱的目的是將動力渦輪機的軸的所謂的快速旋轉速度轉換成用于風扇的驅動軸的較慢的旋轉速度。

這種齒輪箱包括被稱為太陽齒輪的中心齒輪、環形齒輪和被稱為行星齒輪的齒輪，行星齒輪被嚙合在太陽齒輪和環形齒輪之間。行星齒輪由稱為行星架的框架保持。太陽輪，齒圈和行星架是行星裝置，因為它們的旋轉軸線與渦輪機的縱向軸線X重合。行星齒輪具有不同的旋轉軸線，并且旋轉軸線圍繞行星的軸線均勻地分布相同的運行直徑上。這些軸線平行于縱向軸線X。

齒輪箱的架構有多種。在現有技術的多流渦輪機中，齒輪箱是行星或游星(epicyclic)式的。在其他類似的應用中，存在所謂的差動或“復合”架構。

對于行星齒輪箱，行星架是固定的，環形齒輪為該裝置的輸出軸，該輸出軸的旋轉方向與太陽齒輪相反。

對于游星齒輪箱，環形齒輪是固定的，行星架為該裝置的輸出軸，該輸出軸的旋轉方向與太陽齒輪相同。

對于復合齒輪箱，沒有元件在旋轉時是固定的。環形齒輪沿與太陽齒輪和行星架相反的方向旋轉。

齒輪箱可以包括一個或多個嚙合級。這種嚙合通過不同方式實現，例如通過接觸，摩擦或通過磁場實現。接觸嚙合具有幾種類型，例如直齒齒接、螺旋齒接或人字齒齒接。

目標發動機的構架的減速比的增加導致了所謂的“雙級”齒輪箱的使用。事實上，超過6或7的減速比，所謂的“單級”技術就失去了它的意義，因為它不再足夠緊湊。則必須使用所謂的“雙級”齒輪箱。

在單級技術中，行星齒輪的相同齒接部與太陽齒輪和環形齒輪配合。在雙級技術中，行星齒輪的與太陽齒輪配合的齒接部和行星齒輪的與環形齒輪配合的齒接部是不同的。一般情況下，行星齒輪的分別與太陽齒輪和環形齒輪配合的齒接部具有不同的平均直徑。

雙級齒輪箱(每個級或齒接部包括單組齒)的主要問題在于，這些齒輪箱關于垂直于軸線X的平面是不對稱的。因此，從內側的下游進入和從外側的上游離開的動力在行星齒輪處產生顯著的力矩(表述“上游”和“下游”參照渦輪機中氣體的總體流動)。

該問題的一個解決方案是使兩個齒接部關于垂直于軸線X的平面的對稱布置(每個級或齒接部包括雙組齒)。這兩個齒接部是人字形的，即，它們各自包括與一系列下游齒軸向分隔開的一系列上游齒。上游齒基本上彼此平行并相對于軸線X傾斜。下游齒也基本上彼此平行并相對于軸線X和相對于上游齒傾斜，使得上游齒和下游齒形成圍繞行星齒輪的多個人字形。在人字齒接部中，兩組齒的螺旋角具有相同的值(和相反的傾斜度)，從而使這些組的齒產生具有相同值的相反軸向力。