齿轮传动气体涡轮引擎制造技术

本发明专利技术题为齿轮传动气体涡轮引擎，其包括：引擎核心，其包括涡轮、压缩机以及将涡轮连接到压缩机的芯轴；风扇，其位于引擎核心的上游并且包括多个风扇叶片；风扇轴；齿轮箱，其接收来自芯轴的输入并且经由风扇轴将驱动输出至风扇，齿轮箱是周转齿轮箱，其包括太阳齿轮、多个行星齿轮、环形齿轮以及行星齿轮安装在其上的行星架；以及齿轮箱支撑件，其被布置成将齿轮箱安装在引擎内。风扇轴、芯轴、齿轮箱和齿轮箱支撑件可一起形成变速器。变速器及其每个部件具有有效线性扭转刚度。齿轮箱具有整体齿轮啮合刚度。整体齿轮啮合刚度与变速器或变速器的一个或多个部件的有效线性扭转刚度的比率在指定范围内。还公开了一种操作此类引擎的方法。方法。方法。

【技术实现步骤摘要】
齿轮传动气体涡轮引擎


[0001]本公开涉及用于飞行器引擎的齿轮箱、用于飞行器的齿轮传动的气体涡轮引擎以及操作此类飞行器的方法。本公开的各方面涉及具有满足指定标准的齿轮啮合刚度的周转齿轮箱，并且涉及包括此类齿轮箱的用于飞行器的推进器，诸如气体涡轮引擎。

技术介绍

[0002]如本文所用，范围“值X至值Y”或“值X和值Y之间”等表示包含范围；包括X和Y的边界值。如本文所用，术语“轴向平面”表示沿引擎的长度、平行于并且包含引擎的轴向中心线延伸的平面，并且术语“径向平面”表示垂直于引擎的轴向中心线延伸的平面，因此包括在径向平面的轴向位置处的所有径向线。轴向平面也可以被称为纵向平面，因为它们沿引擎的长度延伸。因此，径向距离或轴向距离是分别在径向平面中在径向方向上延伸或在轴向平面中在轴向方向上延伸的距离。

技术实现思路

[0003]根据第一方面，提供了一种用于飞行器的气体涡轮引擎，所述引擎包括：引擎核心，所述引擎核心包括涡轮、压缩机以及将所述涡轮连接到所述压缩机的芯轴；风扇，所述风扇位于所述引擎核心的上游，所述风扇包括多个风扇叶片；以及齿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于飞行器的气体涡轮引擎(10)，包括：引擎核心(11)，所述引擎核心包括涡轮机(19)、压缩机(14)、齿轮箱(30)、被布置成将所述齿轮箱(30)安装在所述引擎(10)内的齿轮箱支撑件(40)，以及将所述涡轮机连接到所述压缩机的芯轴(26)；风扇(23)，所述风扇位于所述引擎核心(11)的上游，所述风扇包括多个风扇叶片；和风扇轴(36)；所述齿轮箱(30)，所述齿轮箱被布置成接收来自所述芯轴(26)的输入并经由所述风扇轴(36)将驱动输出至所述风扇，以便以比所述芯轴低的旋转速度来驱动所述风扇，所述齿轮箱(30)是周转齿轮箱(30)，所述周转齿轮箱包括太阳齿轮(28)、多个行星齿轮(32)、环形齿轮(38)以及所述行星齿轮(32)安装在其上的行星架(34)，并且所述齿轮箱(30)具有整体齿轮啮合刚度；所述风扇轴(36)、所述芯轴(26)、所述齿轮箱(30)和所述齿轮箱支撑件(40)一起形成具有有效线性扭转刚度的变速器，并且其中齿轮啮合与变速器刚度之比：齿轮箱(30)的整体齿轮啮合刚度/变速器的有效线性扭转刚度大于或等于0.34。2.根据权利要求1所述的气体涡轮引擎(10)，其中所述齿轮啮合与变速器刚度之比在0.34至11或0.90至4.6的范围内。3.根据权利要求1或权利要求2所述的气体涡轮引擎(10)，其中满足下列中的任一者：(i)所述风扇(23)的风扇直径在240cm至280cm的范围内，并且所述齿轮啮合与变速器刚度之比在1.4至2.7的范围内；或者(ii)所述风扇(23)的风扇直径在330cm至380cm的范围内，并且所述齿轮啮合与变速器刚度之比在0.5至4.6的范围内。4.根据权利要求1或权利要求2所述的气体涡轮引擎(10)，其中：所述齿轮箱支撑件(40)具有有效线性扭转刚度；并且齿轮啮合与齿轮箱支撑件刚度之比：齿轮箱(30)的整体齿轮啮合刚度/齿轮箱支撑件(40)的有效线性扭转刚度大于或等于6.5
×
10-2
。5.根据权利要求4所述的气体涡轮引擎(10)，其中所述齿轮啮合与齿轮箱支撑件刚度之比大于或等于2.6x10-1
，并且任选地在0.26至8.0的范围内。6.根据权利要求1或权利要求2所述的气体涡轮引擎(10)，其中：所述芯轴具有有效线性扭转刚度；所述风扇轴具有有效线性扭转刚度；并且(i)齿轮啮合与风扇轴刚度之比：齿轮箱(30)的整体齿轮啮合刚度/风扇轴(36)的有效线性扭转刚度在0.3至1.6的范围内；或者(ii)齿轮啮合与芯轴刚度之比：齿轮箱(30)的整体齿轮啮合刚度/芯轴(26)的有效线性扭转刚度大于或等于0.20。7.根据权利要求1或权利要求2所述的气体涡轮引擎(10)，其中以下中的至少一者适
用：(i)所述行星齿轮(32)与所述环形齿轮(38)之间的齿轮啮合刚度大于或等于1.40
×
109N/m，并且任选地在2.45
×
109N/m至1.05
×
10
10
N/m的范围内；并且(ii)所述行星齿轮(32)与所述太阳齿轮(28)之间的齿轮啮合刚度大于或等于1.20
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109N/m，并且任选地在2.0
×
109N/m至9.5
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109N/m的范围内。8.根据任一前述权利要求所述的气体涡轮引擎(10)，其中所述风扇在巡航条件下的旋转速度小于2500rpm，并且任选地小于2300rpm。9.根据权利要求1或权利要求2所述的气体涡轮引擎(10)，其中：所述风扇的风扇直径在240cm至280cm的范围内，并且所述风扇在巡航条件下的旋转速度在1700rpm至2500rpm的范围内，并且任选地在1800rpm至2300rpm的范围内；或者所述风扇的风扇直径在330cm至380cm的范围内，并且所述风扇在巡航条件下的旋转速度在1200rpm至2000rpm的范围内，并且任选地在1300rpm至1800rpm的范围内。10.根据权利要求1或权利要求2所述的气体涡轮引擎(10)，其中以下中的至少一者适用：(i)所述芯轴(26)的有效线性扭转刚度大于或等于4.0
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108N/m；(ii)所述风扇轴(36)的有效线性扭转刚度大于或等于1.2
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109N/m；(iii)所述齿轮箱支撑件(40)的有效线性扭转刚度大...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克，
申请(专利权)人：劳斯莱斯有限公司，
类型：发明
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