飞行器发动机动力齿轮箱的薄缘行星齿轮的设备和系统技术方案

一种行星齿轮包括环形行星齿轮缘，该环形行星齿轮缘具有沿着整个轴向长度的恒定的内半径和限定为到齿轮齿根的径向距离的外半径。环形行星齿轮缘还具有限定在恒定的内半径与外半径之间的中途点处的平均缘半径。平均缘半径和缘厚度限定比率，该比率包括从(且包括)约4至(且包括)约9的范围内的值。公开包括行星齿轮的齿轮组件和涡轮机。

【技术实现步骤摘要】
飞行器发动机动力齿轮箱的薄缘行星齿轮的设备和系统
本公开内容的领域大体上涉及用于管理航空发动机中的齿轮箱上的负载的系统和方法，且更特别地涉及用于航空发动机中的齿轮箱中的薄缘行星齿轮的设备和系统。
技术介绍
飞行器发动机典型地包括通过低压轴以串联构造旋转地联接的风扇、低压压缩机和低压涡轮。低压轴旋转地联接到低压涡轮和动力齿轮箱。动力齿轮箱包括多个齿轮，且旋转地联接到低压风扇和低压压缩机。飞行器发动机可在低压轴上生成显著的扭转负载。低压轴上的扭转负载可对动力齿轮箱内的齿轮施加扭力。另外，如果没有最佳地设计，通过行星齿轮传递的这些扭转负载可对行星齿轮内的轴承元件施加不均匀分布的负载。这些不均匀分布的负载导致更高峰值的滚子负载，其将在行星齿轮、行星滚动元件与行星内圈之间引起更高的接触应力且降低行星轴承以及动力齿轮箱的可靠性。
技术实现思路
在一方面，行星齿轮包括环形行星齿轮缘和滚动元件轴承组件。环形行星齿轮缘具有沿着整个轴向长度的恒定的内半径和限定为到齿轮齿根的径向距离的外半径。恒定的内半径和外半径限定它们之间的齿轮缘厚度。环形行星齿轮缘还具有限定在恒定的内半径与外半径之间中途的点处的平均缘半径，其中多个齿轮齿力的横向分量施加到行星齿轮缘，且其中平均缘半径除以缘厚度的比率在4至9的范围内。滚动元件轴承组件包括内环形轴承环和围绕该内环形轴承环周向设置的多个滚动轴承元件。环形行星齿轮缘围绕多个滚动轴承元件周向设置，且其中多个滚动轴承元件由内环形轴承环轴向保持。在另一方面，齿轮组件包括太阳齿轮、环形齿轮以及联接到环形齿轮和太阳齿轮的多个行星齿轮。多个行星齿轮中的每个行星齿轮包括环形行星齿轮缘和滚动元件轴承组件。环形行星齿轮缘具有沿着整个轴向长度的恒定的内半径和限定为到齿轮齿根的径向距离的外半径。恒定的内半径和外半径限定它们之间的齿轮缘厚度。环形行星齿轮缘还具有限定在恒定的内半径与外半径之间的点处的平均缘半径，其中当多个齿轮齿力的径向分量和横向分量施加到行星齿轮缘时行星齿轮缘内应力和应变为零，且其中平均缘半径除以缘厚度的比率在4至9的范围内。滚动元件轴承组件包括内环形轴承环和围绕该内环形轴承环周向设置的多个滚动轴承元件。环形行星齿轮缘围绕多个滚动轴承元件周向设置。多个滚动轴承元件由内环形轴承环轴向保持。在又一方面，涡轮机包括动力轴和齿轮组件。动力轴旋转地联接到齿轮组件。齿轮组件包括太阳齿轮、环形齿轮以及联接到环形齿轮和太阳齿轮的多个行星齿轮。多个行星齿轮中的每个行星齿轮包括环形行星齿轮缘和滚动元件轴承组件。环形行星齿轮缘具有沿着整个轴向长度的恒定的内半径和限定为到齿轮齿根的径向距离的外半径。恒定的内半径和外半径限定它们之间的齿轮缘厚度。环形行星齿轮缘还具有限定在恒定的内半径与外半径之间的点处的平均缘半径，其中当多个齿轮齿力的径向分量和横向分量施加到行星齿轮缘时行星齿轮缘内应力和应变为零，且其中平均缘半径除以缘厚度的比率在4至9的范围内。滚动元件轴承组件包括内环形轴承环和围绕该内环形轴承环周向设置的多个滚动轴承元件。环形行星齿轮缘围绕多个滚动轴承元件周向设置。多个滚动轴承元件由内环形轴承环轴向保持。技术方案1.一种行星齿轮，所述行星齿轮包括：环形行星齿轮缘，所述环形行星齿轮缘具有沿着整个轴向长度的恒定的内半径和限定为到齿轮齿根的径向距离的外半径，所述恒定的内半径和所述外半径限定它们之间的齿轮缘厚度，所述环形行星齿轮缘还具有限定在所述恒定的内半径与所述外半径之间中途的点处的平均缘半径，其中多个齿轮齿力的横向分量施加到所述行星齿轮缘，且其中所述平均缘半径除以所述缘厚度的比率在4至9的范围内；以及滚动元件轴承组件，所述滚动元件轴承组件包括内环形轴承环和围绕所述内环形轴承环周向设置的多个滚动轴承元件，其中所述环形行星齿轮缘围绕所述多个滚动轴承元件周向设置，且其中所述多个滚动轴承元件由所述内环形轴承环轴向保持。技术方案2.根据任意前述技术方案所述的行星齿轮，其中，所述行星齿轮还包括轴，其中所述滚动元件轴承组件围绕所述轴设置且能够与其旋转。技术方案3.根据任意前述技术方案所述的行星齿轮，其中，所述滚动元件轴承组件联接到所述轴的外表面。技术方案4.根据任意前述技术方案所述的行星齿轮，其中，所述联接方法包括压配合和楔入中的至少一种。技术方案5.根据任意前述技术方案所述的行星齿轮，其中，所述行星齿轮缘的平均缘半径能够响应于施加到所述行星齿轮缘的所述多个齿轮齿力来调节。技术方案6.根据任意前述技术方案所述的行星齿轮，其中，所述行星齿轮缘厚度能够调节以改进所述多个滚动轴承元件的负载分配。技术方案7.根据任意前述技术方案所述的行星齿轮，其中，所述行星齿轮缘偏转以将齿轮齿力均匀地分布到所述滚动轴承元件和最大数量的滚动元件。技术方案8.一种齿轮组件，所述齿轮组件包括：太阳齿轮；环形齿轮；以及多个行星齿轮，所述多个行星齿轮联接到所述环形齿轮和所述太阳齿轮，其中所述多个行星齿轮中的每个行星齿轮包括：环形行星齿轮缘，所述环形行星齿轮缘具有沿着整个轴向长度的恒定的内半径和限定为到齿轮齿根的径向距离的外半径，所述恒定的内半径和所述外半径限定它们之间的齿轮缘厚度，所述环形行星齿轮缘还具有限定在所述恒定的内半径与所述外半径之间的点处的平均缘半径，其中当多个齿轮齿力的径向和横向分量施加到所述行星齿轮缘时所述行星齿轮缘内应力和应变为零，且其中所述平均缘半径除以所述缘厚度的比率在4至9的范围内；以及滚动元件轴承组件，所述滚动元件轴承组件包括内环形轴承环和围绕所述内环形轴承环周向设置的多个滚动轴承元件，其中所述环形行星齿轮缘围绕所述多个滚动轴承元件周向设置，且其中所述多个滚动轴承元件由所述内环形轴承环轴向保持。技术方案9.根据任意前述技术方案所述的齿轮组件，其中，所述太阳齿轮、所述多个行星齿轮、所述环形齿轮和所述托架构造成行星构造。技术方案10.根据任意前述技术方案所述的齿轮组件，其中，所述太阳齿轮、所述多个行星齿轮、所述环形齿轮和所述托架构造成星形构造。技术方案11.根据任意前述技术方案所述的齿轮组件，其中，所述太阳齿轮、所述多个行星齿轮、所述环形齿轮和所述托架构造成太阳构造。技术方案12.根据任意前述技术方案所述的齿轮组件，其中，所述齿轮组件还包括联接到所述托架的动力轴。技术方案13.根据任意前述技术方案所述的齿轮组件，其中，所述齿轮组件还包括联接到所述环形齿轮的动力轴。技术方案14.一种涡轮机，所述涡轮机包括：动力轴和齿轮组件，所述动力轴旋转地联接到所述齿轮组件；所述齿轮组件包括：太阳齿轮；环形齿轮；以及多个行星齿轮，所述多个行星齿轮联接到所述环形齿轮和所述太阳齿轮，其中所述多个行星齿轮中的每个行星齿轮包括：环形行星齿轮缘，所述环形行星齿轮缘具有沿着整个轴向长度的恒定的内半径和限定为到齿轮齿根的径向距离的外半径，所述恒定的内半径和所述外半径限定它们之间的齿轮缘厚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种行星齿轮，所述行星齿轮包括：/n环形行星齿轮缘，所述环形行星齿轮缘具有沿着整个轴向长度的恒定的内半径和限定为到齿轮齿根的径向距离的外半径，所述恒定的内半径和所述外半径限定它们之间的齿轮缘厚度，所述环形行星齿轮缘还具有限定在所述恒定的内半径与所述外半径之间中途的点处的平均缘半径，其中多个齿轮齿力的横向分量施加到所述行星齿轮缘，且其中所述平均缘半径除以所述缘厚度的比率在4至9的范围内；以及/n滚动元件轴承组件，所述滚动元件轴承组件包括内环形轴承环和围绕所述内环形轴承环周向设置的多个滚动轴承元件，其中所述环形行星齿轮缘围绕所述多个滚动轴承元件周向设置，且其中所述多个滚动轴承元件由所述内环形轴承环轴向保持。/n

【技术特征摘要】
20190225 US 16/2843581.一种行星齿轮，所述行星齿轮包括：
环形行星齿轮缘，所述环形行星齿轮缘具有沿着整个轴向长度的恒定的内半径和限定为到齿轮齿根的径向距离的外半径，所述恒定的内半径和所述外半径限定它们之间的齿轮缘厚度，所述环形行星齿轮缘还具有限定在所述恒定的内半径与所述外半径之间中途的点处的平均缘半径，其中多个齿轮齿力的横向分量施加到所述行星齿轮缘，且其中所述平均缘半径除以所述缘厚度的比率在4至9的范围内；以及
滚动元件轴承组件，所述滚动元件轴承组件包括内环形轴承环和围绕所述内环形轴承环周向设置的多个滚动轴承元件，其中所述环形行星齿轮缘围绕所述多个滚动轴承元件周向设置，且其中所述多个滚动轴承元件由所述内环形轴承环轴向保持。


2.根据权利要求1所述的行星齿轮，其特征在于，所述行星齿轮还包括轴，其中所述滚动元件轴承组件围绕所述轴设置且能够与其旋转。


3.根据权利要求2所述的行星齿轮，其特征在于，所述滚动元件轴承组件联接到所述轴的外表面。


4.根据权利要求3所述的行星齿轮，其特征在于，所述联接方法包括压配合和楔入中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的行星齿轮，其特征在于，所述行星齿轮缘的平均缘半径能够响应于施加到所述行星齿轮缘的所述多个齿轮齿力来调节。


6.根据权利要求1所述的行星齿轮，其特征在于，所述行星齿轮缘厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：KL费希尔，DL哈尔曼，BH埃尔塔斯，DA布拉德利，H利加塔，WH哈斯丁，方宁，GJ范德默维，MA罗兹，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US