本公开提供了一种用于飞行器的引擎(10)，所述引擎包括：引擎核心(11)，所述引擎核心包括涡轮(19)、压缩机(14)以及将所述涡轮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的上游，所述风扇包括多个风扇叶片；以及齿轮箱(30)。用于飞行器的所述齿轮箱(30)被布置成接收来自芯轴(26)的输入并将驱动输出至风扇(23)，以便以比所述芯轴低的旋转速度驱动所述风扇。齿轮箱(30)是周转齿轮箱并且包括太阳齿轮(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)。行星架(34)的扭转刚度与行星架(34)的径向抗弯刚度或倾斜刚度的比率在指定范围内。具体地，径向抗弯刚度与扭转架刚度比为：可在0.030至2.0的范围内。附加地或另选地，倾斜刚度与扭转架刚度比为：可在0.7至20的范围内。还公开了一种操作此类引擎(10)的方法。方法。方法。
【技术实现步骤摘要】
高功率周转齿轮箱及其操作
[0001]本公开涉及用于飞行器引擎的齿轮箱，涉及包括此类齿轮箱的飞行器引擎，并且涉及操作此类飞行器的方法。此类齿轮箱可以是周转齿轮箱，其包括具有满足规定标准的刚度的行星架。
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上延伸的距离或在轴向平面中在轴向上延伸的距离。
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；以及齿轮箱，所述齿轮箱被布置成接收来自芯轴的输入并将驱动输出至所述风扇，以便以比所述芯轴低的旋转速度驱动所述风扇。所述齿轮箱是周转齿轮箱，所述周转齿轮箱包括太阳齿轮、多个行星齿轮、环形齿轮以及所述行星齿轮安装在其上的行星架。行星架的径向抗弯刚度等于或大于1.20
×
109N/m。
[0004]行星架的径向抗弯刚度可以小于或等于1.00
×
10
12
N/m。
[0005]行星架的径向抗弯刚度可以等于或大于2.0
×
109N/m，以及/或者任选地在1.20
×
109N/m至1.00
×
10
12
N/m或2.0
×
109N/m至1.5
×
10
11
N/m的范围内。
[0006]行星架的倾斜刚度可以大于或等于6.00
×
108Nm/弧度，并且任选地可在1.3
×
109Nm/弧度至1.2
×
10
11
Nm/弧度的范围内。
[0007]风扇可具有在240cm至280cm的范围内的风扇直径。在此类实施方案中，行星架的径向抗弯刚度可以等于或大于1.5
×
109N/m，并且任选地小于或等于5
×
10
10
N/m。
[0008]另选地，风扇可具有在330cm至380cm的范围内的风扇直径。在此类实施方案中，行星架的径向抗弯刚度可以等于或大于2.0
×
109N/m，并且任选地小于或等于1.6
×
10
11
N/m。
[0009]根据第二方面，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；以及齿轮箱，所述齿轮箱被布置成接收来自芯轴的输入并将驱动输出至所述风扇，以便以比所述芯轴低的旋转速度驱动所述风扇。所述齿轮箱是周转齿轮箱，所述周转齿轮箱包括太阳齿轮、多个行星齿轮、环形齿轮以及所述行星齿轮安装在其上的行星架。行星架的倾斜刚度大于或等于6.0
×
108Nm/
rad。
[0010]行星架的倾斜刚度可以小于或等于2.8
×
10
11
Nm/rad。
[0011]任选地，行星架的倾斜刚度可以大于或等于1.3
×
109Nm/弧度，并且任选地在1.3
×
109Nm/弧度至1.2
×
10
11
Nm/弧度的范围内。
[0012]行星架的径向抗弯刚度可以等于或大于1.20
×
109N/m，并且任选地在1.20
×
109N/m至1
×
10
12
N/m或2.0
×
109N/m至1.5
×
10
11
N/m的范围内。
[0013]风扇可具有在240cm至280cm的范围内的风扇直径。在此类实施方案中，行星架的倾斜刚度可以大于或等于2.2
×
109Nm/弧度，并且任选地小于或等于1.4
×
10
11
Nm/弧度。
[0014]另选地，风扇可具有在330cm至380cm的范围内的风扇直径。在此类实施方案中，行星架的倾斜刚度可以大于或等于2.3
×
109Nm/弧度，并且任选地小于或等于2.8
×
10
11
Nm/弧度。
[0015]根据第三方面，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；以及齿轮箱，所述齿轮箱被布置成接收来自芯轴的输入并将驱动输出至所述风扇，以便以比所述芯轴低的旋转速度驱动所述风扇。所述齿轮箱是周转齿轮箱，所述周转齿轮箱包括太阳齿轮、多个行星齿轮、环形齿轮以及所述行星齿轮安装在其上的行星架。行星架的扭转刚度大于或等于1.60
×
108Nm/rad，并且任选地小于或等于1.00
×
10
11
Nm/rad。
[0016]专利技术人发现，将架的一个或多个刚度保持在本文要求的范围内可以允许补偿齿轮的未对准(例如，由于制造公差内的变化和/或操作期间的磨损)，同时避免齿轮箱的明显变形。该补偿可导致齿轮上和/或齿轮之间的负载的降低的可变性(例如，更均匀的负载分担)。这继而可以允许降低齿轮的质量，同时仍保持飞行器应用所需的寿命和效率。
[0017]因此，可以将架的一个或多个刚度选择为相对较高，以减少或避免架的有害卷起或变形和/或架所携带的齿轮的未对准。使刚度的一个或多个刚度保持足够低以允许足够的柔性以校正由于制造问题引起的任何轻微的齿轮未对准可能是有益的。专利技术人发现，在一些布置结构中，将刚度的一个或多个刚度保持在对应的指定范围内提供这些效果的有益组合。
[0018]已经发现，保持行星齿轮之间的负载的均匀分布对于改善齿轮箱的寿命和可靠性是期望的。专利技术人发现，将架刚度的一个或多个架刚度保持在适用的指定范围内允许架具有足够的柔性，从而通过允许行星齿轮相对于彼此和/或相对于架移动，以便于获得更均匀的负载分担(即改进的负载分担系数)。在一些布置结构中，如果架刚度过高，则由于无法适应任何预先存在的未对准或在使用期间产生的任何未对准，负载分担系数可能会降低。
[0019]因此，具有定义的一个或多个刚度的各种实施方案的架设计可以有助于获得和/或保持正确的齿轮对准。...
【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(19)、压缩机(14)以及将所述涡轮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的上游，所述风扇包括多个风扇叶片；以及齿轮箱(30)，所述齿轮箱被布置成接收来自所述芯轴(26)的输入并将驱动输出至所述风扇(23)，以便以比所述芯轴低的旋转速度驱动所述风扇，所述齿轮箱(30)是周转齿轮箱，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)，并且其中：(i)径向抗弯刚度与扭转架刚度比为：大于或等于0.030；以及/或者(ii)倾斜刚度与扭转架刚度比为：在0.7至20的范围内。2.根据权利要求1所述的气体涡轮引擎(10)，其中所述径向抗弯刚度与扭转架刚度比在0.030至2.0的范围内，并且可选地在0.060至0.30或0.060至1.0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)，其中以下项中的一者或多者成立：(i)所述行星架(34)的径向抗弯刚度等于或大于1.20x109N/m，并且任选地在1.20x109N/m至1.00x10
12
N/m或2.0x109N/m至1.5
×
10
11
N/m的范围内；(ii)所述行星架(34)的有效线性扭转刚度大于或等于7.00x109N/m，并且任选地在7.00x109N/m至1.20x10
11
N/m或9.1
×
109N/m至8.0x10
10
N/m的范围内；(iii)所述行星架(34)的倾斜刚度大于或等于6.00
×
108Nm/弧度，并且任选地在1.3
×
109Nm/弧度至1.2
×
10
11
Nm/弧度的范围内；以及/或者(iv)所述行星架(34)的扭转刚度大于或等于1.60x108Nm/rad，并且任选地在1.60
×
108Nm/rad至1.00
×
10
11
Nm/rad的范围内，或者在2.7
×
108Nm/rad至1
×
10
10
Nm/rad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)，其中所述倾斜刚度与扭转架刚度比在0.7至7.3的范围内。5.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...
【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
国别省市：
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