CN107013341B - 齿轮箱行星挤压膜阻尼器 - Google Patents

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Abstract

一种周转齿轮布置包括能够在行星轴承上旋转的行星齿轮(84,841,842),该行星轴承经由支承销(96)安装到该周转齿轮布置的托架(90,92,94)。弹簧膜阻尼器设置在支承销(96)的圆柱形外表面(105)与行星轴承的内环(102)的相对内表面之间,且包括环形间隙。支承销(96)包括油给送孔(961),油给送孔(961)通向相应的环形间隙。燃气涡轮发动机(10)包括具有此种行星轴承的周转齿轮布置。

Description

齿轮箱行星挤压膜阻尼器
技术领域
本主题大体上涉及圆柱形滚柱轴承,或更具体地涉及用于燃气涡轮发动机中的周转齿轮箱(epicyclic gearbox)中的行星齿轮(planet gear)的圆柱形滚柱轴承。
背景技术
燃气涡轮发动机大体上包括布置成与彼此流动连通的风扇和核心,其中核心沿穿过燃气涡轮的流动方向设置在风扇下游。燃气涡轮发动机的核心大体上以串流顺序包括压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在多轴燃气涡轮发动机的情况下,压缩机区段可包括设置在低压压缩机(LP压缩机)下游的高压压缩机(HP压缩机),且涡轮区段可类似地包括设置在高压涡轮(HP涡轮)下游的低压涡轮(LP涡轮)。在此种构造的情况下,HP压缩机经由高压轴(HP轴)与HP涡轮联接,且LP压缩机经由低压轴(LP轴)与LP涡轮联接。
在操作时,风扇上的空气的至少一部分被提供至核心的入口。空气的此种部分由LP压缩机然后由HP压缩机逐渐地压缩,直到压缩空气到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩空气混合且被焚烧,以提供燃烧气体。燃烧气体被从燃烧区段发送穿过HP涡轮且然后穿过LP涡轮。穿过涡轮区段的燃烧气流驱动HP涡轮和LP涡轮,HP涡轮和LP涡轮中的各个又经由HP轴和LP轴驱动HP压缩机和LP压缩机中的相应的一者。燃烧气体然后被发送穿过排气区段,例如,至大气。
LP涡轮驱动LP轴,LP轴驱动LP压缩机。除驱动LP压缩机之外,LP轴可通过周转齿轮布置的动力齿轮箱驱动风扇,这允许风扇为了更高效率而在比LP轴的转速低的每单位时间转数下旋转。动力齿轮箱可旋转地支承太阳齿轮,太阳齿轮相对于环齿轮和多个行星齿轮设置在中心,行星齿轮围绕太阳齿轮设置,且接合在太阳齿轮与环齿轮之间。取决于是使用恒星齿轮箱(star gearbox)还是行星齿轮箱,LP轴通过联接到太阳齿轮上来将输入提供至周转齿轮布置,而风扇可联接成与行星齿轮的托架或与环齿轮一齐旋转。各行星与太阳齿轮且与环齿轮啮合。托架或环齿轮中的一者可保持静止,但并非它们中的二者。各行星齿轮能够在其自身的轴承上旋转,轴承安装在收纳在行星齿轮箱内的支承销上,该支承销固定到周转齿轮布置的托架的外周区域。风扇的轴能够在其自身的轴承上旋转,该轴承收纳在太阳齿轮箱中,该太阳齿轮箱也称为动力齿轮箱。
对于任何给定的燃气涡轮发动机应用,行星齿轮都设计成提供LP轴的转速与风扇轴的转速之间的固定减速比。由于收纳各行星齿轮的各行星齿轮箱设置在燃气涡轮发动机的流动路径内,故难题在于一方面设计满足发动机的所有飞行条件的可靠且稳健的行星齿轮箱,且另一方面设计足够紧凑来以不需要整个发动机大小比在其他情况下容纳行星齿轮箱所需的更大且更重的方式配合在流动路径内的行星齿轮箱。
由于行星齿轮箱在将动力从构件传递至构件时用作减速器或加速器,故齿轮箱效率是最重要的。各种动态问题总会在动力齿轮箱的长期操作期间出现。因此,轴承的容忍和减轻这些动态问题的能力可改善动力齿轮箱的能力、寿命和可靠性,且因此降低发动机维护的频率。此外,向支承行星齿轮的行星轴承(即,支持行星齿轮的旋转的轴承)提供适当的润滑和冷却是使行星轴承的寿命和行星轴承的负载能力最大化所必需的。因此,轴承处理预期动态问题的耐受方面的任何改善必须不会不利地影响对行星轴承的适当润滑和冷却。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐明,或可从描述中清楚,或可通过实施本发明而习得。
在本公开的一个示范实施例中,燃气涡轮发动机的动力齿轮箱包括周转齿轮布置,该周转齿轮布置具有至少两个行星齿轮,各行星齿轮包括行星轴承,行星轴承是滚柱轴承,其具有被支承在托架销上的其自身的一组滚柱的滚柱轴承。各滚柱轴承包括挤压膜阻尼器,该挤压膜阻尼器附接在托架销与滚柱轴承的内环之间,以向系统提供阻尼和座圈下润滑二者。涡扇发动机的LP轴向动力齿轮箱提供旋转输入,且提供来自动力齿轮箱的输出以使涡扇发动机的风扇轴旋转。在处于行星布置形式的该实施例的一个实现方式中,各行星齿轮具有外环,外环包括齿轮齿表面,该齿轮齿表面与太阳齿轮输入和静止环齿轮啮合,以将具有减小的转速的输出给予行星齿轮的托架。在处于恒星布置形式的该实施例的另一个实施方式中,各行星齿轮具有外环,外环包括齿轮齿表面,该齿轮齿表面在托架保持静止时与太阳齿轮输入啮合,以将具有减小的转速的输出给予环齿轮。
在本公开的另一个示范实施例中,一种燃气涡轮发动机的功率齿轮箱包括周转齿轮布置,该周转齿轮布置具有至少两个行星轴承,各行星轴承包括安装在托架销上的滚柱轴承。各滚柱轴承包括挤压膜阻尼器,该挤压膜阻尼器附接在行星齿轮与滚柱轴承的外座圈之间,以向系统提供阻尼和润滑二者。涡扇发动机的LP轴向动力齿轮箱提供旋转输入,且提供来自动力齿轮箱的输出以使涡扇发动机的风扇轴旋转。在处于行星布置形式的该实施例的一个实现方式中,各行星齿轮包括齿轮齿表面,该齿轮齿表面与太阳齿轮输入和静止环齿轮啮合,以将具有减小的转速的输出给予行星齿轮的托架。在处于恒星布置形式的该实施例的另一个实施方式中,各行星齿轮具有齿轮齿表面,该齿轮齿表面在托架保持静止时与太阳齿轮输入啮合,以将具有减小的转速的输出给予环齿轮。
在本公开的又一个示范实施例中,燃气涡轮发动机的动力齿轮箱包括周转齿轮布置,该周转齿轮布置具有至少两个行星轴承,各行星轴承包括安装在托架销上的滚柱轴承。各滚柱轴承包括衰减弹簧,该衰减弹簧附接在行星齿轮与滚柱轴承的外环之间,以向系统提供阻尼。涡扇发动机的LP轴向动力齿轮箱提供旋转输入,且提供来自动力齿轮箱的输出以使涡扇发动机的风扇轴旋转。在处于行星布置形式的该实施例的一个实现方式中,各行星齿轮具有齿轮齿表面,该齿轮齿表面与太阳齿轮输入和静止环齿轮啮合,以将具有减小的转速的输出给予行星齿轮的托架。在处于恒星布置形式的该实施例的另一个实施方式中,各行星齿轮具有齿轮齿表面,该齿轮齿表面在托架保持静止时与太阳齿轮输入啮合,以将具有减小的转速的输出给予环齿轮。
在本公开的另一个示范实施例中,一种燃气涡轮发动机包括具有至少一个压缩机的压缩机区段,和位于压缩机区段的下游且包括至少一个涡轮的涡轮区段。压缩机区段可包括低压压缩机和在低压压缩机下游的高压压缩机。涡轮区段包括高压(HP)涡轮和在HP涡轮下游的低压(LP)涡轮。燃气涡轮发动机还包括低压轴,低压轴将低压压缩机经由周转齿轮布置机械地联接到低压涡轮,该周转齿轮布置包括动力齿轮箱,该动力齿轮箱包括两个或更多个行星齿轮,各行星齿轮由上文概括描述且在下文中更详细描述的相应的行星轴承组件可旋转地支承。
技术方案1. 一种用于连接到周转齿轮布置的托架90, 92, 94的行星齿轮箱,所述周转齿轮布置具有仅单个输入和单个输出,且包括太阳齿轮80和环齿轮86,所述环齿轮86包绕所述行星齿轮箱和所述太阳齿轮80,所述行星齿轮箱包括:
支承销96,其构造成固定到90, 92, 94,所述支承销96包括由圆柱形外表面101限定的中空本体,所述圆柱形外表面101与沿轴向方向延伸的虚拟中心轴线106径向地等距,所述支承销96还由与所述圆柱形外表面101相反地设置的内表面125限定;
内环102,其不可旋转地连接到所述支承销96,且限定与所述支承销96的外表面101相对的内表面112,所述内环102限定外表面,所述外表面限定至少一个轨道,限定在所述内环102的外表面中的各轨道构造成在其中接收且可旋转地引导相应的多个圆柱形滚柱104;
外环84,其限定面朝所述至少一个轨道地设置的内圆柱形表面103,所述外环84限定外圆柱形表面,所述外圆柱形表面限定齿轮齿表面,所述齿轮齿表面面朝所述环齿轮86地设置且构造成与所述太阳齿轮80和所述环齿轮86二者啮合;
相应的多个圆柱形滚柱104,其可旋转地设置在所述内环102的各相应的轨道内,且所述多个滚柱104中的各个可旋转地接触所述外环84的内圆柱形表面103;和
挤压膜阻尼器,其设置在所述支承销96的外表面101与所述内环102的内表面112之间。
技术方案2. 根据技术方案1所述的行星齿轮箱,其中,所述支承销96包括至少第一油给送孔961,所述第一油给送孔961穿过所述支承销96在所述支承销96的内表面125和外表面101之间延伸且在所述支承销96的外表面101处限定出口开口962,其中,所述第一油给送孔961的出口开口962设置成与所述挤压膜阻尼器流体连通。
技术方案3. 根据技术方案1所述的行星齿轮箱,其中,所述挤压膜阻尼器包括环形间隙,所述环形间隙在所述支承销96的圆柱形外表面101与所述内环102的内表面112之间延伸。
技术方案4. 根据技术方案3所述的行星齿轮箱,其中,所述支承销96包括至少第一油给送孔961,所述第一油给送孔961穿过所述支承销96在所述支承销96的内表面125和外表面101之间延伸且在所述支承销96的外表面101处限定出口开口962,其中,所述第一油给送孔961的出口开口962设置成与所述环形间隙流体连通。
技术方案5. 根据技术方案1所述的行星齿轮箱,其中,所述内环102由前端1021和与所述前端1021轴向地间隔开的后端1022限定,所述挤压膜阻尼器包括前凹槽1023,所述前凹槽1023限定在所述内环102的前端中且相对于所述虚拟中心轴线106周向地延伸。
技术方案6. 根据技术方案5所述的行星齿轮箱,其中,所述前凹槽1023限定径向深度,所述径向深度从所述内环102的内表面112沿径向地远离所述虚拟中心轴线106的方向延伸,且所述挤压膜阻尼器还包括设置在所述前凹槽1023内的前回弹性密封件130,所述前回弹性密封件103限定内径和大于所述内径的外径,使得所述内径与所述外径之间之差限定所述前回弹性密封件130的未压缩厚度,且所述前回弹性密封件130的未压缩厚度大于所述前凹槽1023的径向深度。
技术方案7. 根据技术方案6所述的行星齿轮箱,其中,所述挤压膜阻尼器包括环形间隙,所述环形间隙限定在所述支承销96的圆柱形外表面101与所述内环102的内表面112之间,且其中,所述挤压膜阻尼器包括在所述环形间隙的前端处的回弹性前环型密封件130,和在所述环形间隙的后端处的回弹性后环型密封件130。
技术方案8. 根据技术方案6所述的行星齿轮箱,其中,所述挤压膜阻尼器包括后凹槽1024,所述后凹槽1024限定在所述内环102的后端1022中且相对于所述虚拟中心轴线106周向地延伸,所述后凹槽1024限定径向深度,所述径向深度从所述内环102的内表面112沿径向地远离所述虚拟中心轴线106的方向延伸,且所述挤压膜阻尼器还包括设置在所述后凹槽1024内的后回弹性密封件130,所述后回弹性密封件130限定内径和大于所述内径的外径,使得所述后回弹性密封件130的内径与外径之间之差限定所述后回弹性密封件130的未压缩厚度,且所述后回弹性密封件130的未压缩厚度大于所述后凹槽1024的径向深度。
技术方案9. 根据技术方案8所述的行星齿轮箱,其中,所述挤压膜阻尼器包括环形间隙,所述环形间隙在所述支承销96的圆柱形外表面101与所述内环102的内表面112之间沿径向地远离所述虚拟中心轴线106的方向延伸,且其中,在围绕所述挤压膜阻尼器的圆周的任何点处的所述环形间隙的尺寸取决于所述回弹性密封件130的压缩程度。
技术方案10. 根据技术方案8所述的行星齿轮箱,其中,所述回弹性前密封件130和所述回弹性后密封件130中的各个是环型密封件130。
技术方案11. 一种燃气涡轮发动机10,其包括:
风扇38,其包括多个叶片40,所述多个叶片40从毂48径向地延伸且能够围绕穿过所述毂48限定在中心的第一旋转轴线旋转;
压缩机22,其设置在所述风扇38的下游;
涡轮30,其设置在所述压缩机22的下游;
可旋转的输入轴34,其机械地联接所述压缩机22来与所述涡轮30一齐旋转;
周转齿轮布置,其仅具有单个输入,且包括托架90, 92, 94、能够围绕与所述第一旋转轴线平行的第二旋转轴线旋转的太阳齿轮80、围绕所述太阳齿轮80周向地设置的环齿轮86、至少一个行星齿轮箱,所述至少一个行星齿轮箱由所述托架90, 92, 94承载且收纳能够相对于所述托架90, 92, 94围绕与所述第二旋转轴线平行的第三旋转轴线106旋转的行星齿轮84,其中,该至少一个行星齿轮84与所述太阳齿轮80和所述环齿轮86二者啮合;和
发动机封壳18,其包绕所述风扇38、所述压缩机、所述涡轮30和所述周转齿轮布置,其中,所述环齿轮86和所述托架90, 92, 94中的一者不可旋转地联接到所述发动机封壳18;且
所述行星齿轮箱还包括:
支承销96,其构造成固定到所述托架90, 92, 94,所述支承销96包括由圆柱形外表面101限定的中空本体,所述圆柱形外表面101与沿轴向方向延伸的所述第三旋转轴线106径向地等距,所述支承销96还由设置成与所述圆柱形外表面101相反的内表面125限定;
内环102,其不可旋转地连接到所述支承销96且限定与所述支承销96的外表面101相对的内表面112,所述内环102限定外表面,所述外表面限定至少一个轨道,限定在所述外表面中的各轨道构造成在其中接收且可旋转地引导相应的多个圆柱形滚柱104;
行星齿轮84,其限定面朝所述至少一个轨道地设置的内圆柱形表面103,所述行星齿轮84限定外表面,所述外表面限定齿轮齿表面,所述齿轮齿表面面朝所述环齿轮86地设置且构造成与所述太阳齿轮80和所述环齿轮86二者啮合;
相应的多个圆柱形滚柱104,其可旋转地设置在所述内环102的各相应的轨道内,且所述多个滚柱104中的各个可旋转地接触所述行星齿轮84的内圆柱形表面103;和
挤压膜阻尼器,其设置在所述支承销96的外表面101与所述内环102的内表面112之间。
技术方案12. 根据技术方案11所述的燃气涡轮发动机10,其中,所述支承销96包括至少第一油给送孔961,所述第一油给送孔961穿过所述支承销96在所述支承销96的内表面125和外表面101之间延伸且在所述支承销96的外表面101处限定出口开口962,其中,所述第一油给送孔961的出口开口962设置成与所述挤压膜阻尼器流体连通。
技术方案13. 根据技术方案11所述的燃气涡轮发动机10,其中,所述挤压膜阻尼器包括环形间隙,所述环形间隙在所述支承销96的圆柱形外表面101与所述内环102的内表面112之间延伸。
技术方案14. 根据技术方案11所述的燃气涡轮发动机10,其中,所述挤压膜阻尼器包括在所述环形间隙的前端处的回弹性前环型密封件130,和在所述环形间隙的后端处的回弹性后环型密封件130。
技术方案15. 根据技术方案14所述的燃气涡轮发动机10,其中,所述支承销96包括至少第一油给送孔961,所述第一油给送孔961穿过所述支承销96在所述支承销96的内表面125和外表面101之间延伸且在所述支承销96的外表面101处限定出口开口962,其中,所述第一油给送孔961的出口开口962设置成与所述环形间隙流体连通。
技术方案16. 根据技术方案11所述的燃气涡轮发动机10,其中,所述内环102由前端1021和与所述前端1021轴向地间隔开的后端1022限定,所述挤压膜阻尼器包括前凹槽1023,所述前凹槽1023限定在所述内环102的前端1021中且相对于所述虚拟中心轴线106周向地延伸。
技术方案17. 根据技术方案16所述的燃气涡轮发动机10,其中,所述前凹槽1023限定径向深度,所述径向深度从所述内环102的内表面112沿径向地远离所述虚拟中心轴线106的方向延伸,且所述挤压膜阻尼器还包括设置在所述前凹槽1023内的前回弹性密封件130,所述前回弹性密封件130限定内径和大于所述内径的外径,使得所述内径与所述外径之间之差限定所述前回弹性密封件130的未压缩厚度,且所述前回弹性密封件130的未压缩厚度大于所述前凹槽1023的径向深度。
技术方案18. 根据技术方案17所述的燃气涡轮发动机10,其中,所述挤压膜阻尼器包括环形间隙,所述环形间隙限定在所述支承销96的圆柱形外表面101与所述内环102的内表面112之间,且其中,所述挤压膜阻尼器包括在所述环形间隙的前端处的回弹性前环型密封件130,和在所述环形间隙的后端处的回弹性后环型密封件130。
技术方案19. 根据技术方案17所述的燃气涡轮发动机10,其中,所述挤压膜阻尼器包括后凹槽1024,所述后凹槽1024限定在所述内环102的后端1022中且相对于所述虚拟中心轴线106周向地延伸,所述后凹槽1024限定径向深度,所述径向深度从所述内环102的内表面112沿径向地远离所述虚拟中心轴线106的方向延伸,且所述挤压膜阻尼器还包括设置在所述后凹槽1024内的后回弹性密封件130,所述后回弹性密封件130限定内径和大于所述内径的外径,使得所述后回弹性密封件130的内径和外径之间之差限定所述后回弹性密封件130的未压缩厚度,且所述后回弹性密封件130的未压缩厚度大于所述后凹槽1024的径向深度。
技术方案20. 根据技术方案19所述的燃气涡轮发动机10,其中,所述挤压膜阻尼器包括环形间隙,所述环形间隙在所述支承销96的圆柱形外表面101与所述内环102的内表面112之间沿径向地远离所述虚拟中心轴线106的方向延伸,且其中,在围绕所述挤压膜阻尼器的圆周的任何点处的所述环形间隙的尺寸取决于所述回弹性密封件130的压缩程度。
实施方案1. 一种用于连接到周转齿轮布置的托架的行星齿轮箱,所述周转齿轮布置具有仅单个输入和单个输出,且包括太阳齿轮和环齿轮,所述环齿轮包绕所述行星齿轮箱和所述太阳齿轮,所述行星齿轮箱包括:
支承销,其构造成固定到所述托架,所述支承销包括由圆柱形外表面限定的中空本体,所述圆柱形外表面与沿轴向方向延伸的虚拟中心轴线径向地等距,所述支承销还由与所述圆柱形外表面相反地设置的内表面限定;
内环,其不可旋转地连接到所述支承销,且限定与所述支承销的外表面相对的内表面,所述内环限定外表面,所述外表面限定至少一个轨道,限定在所述外表面中的各轨道构造成在其中接收且可旋转地引导相应的多个圆柱形滚柱;
外环,其限定面朝所述至少一个轨道地设置的内圆柱形表面,所述外环限定外圆柱形表面,所述外圆柱形表面限定齿轮齿表面,所述齿轮齿表面面朝所述环齿轮地设置且构造成与所述太阳齿轮和所述环齿轮二者啮合;
相应的多个圆柱形滚柱,其可旋转地设置在所述内环的各相应的轨道内,且所述多个滚柱中的各个可旋转地接触所述外环的内圆柱形表面;和
挤压膜阻尼器,其设置在所述支承销的外表面与所述内环的内表面之间。
实施方案2. 根据实施方案1所述的行星齿轮箱,其中,所述支承销包括至少第一油给送孔,所述第一油给送孔穿过所述支承销在所述支承销的内表面和所述支承销的外表面之间延伸且在所述支承销的外表面处限定出口开口,其中,所述第一油给送孔的出口开口设置成与所述挤压膜阻尼器流体连通。
实施方案3. 根据实施方案1所述的行星齿轮箱,其中,所述挤压膜阻尼器包括环形间隙,所述环形间隙在所述支承销的圆柱形外表面与所述内环的内表面之间延伸。
实施方案4. 根据实施方案3所述的行星齿轮箱,其中,所述支承销包括至少第一油给送孔,所述第一油给送孔穿过所述支承销在所述支承销的内表面和所述支承销的外表面之间延伸且在所述支承销的外表面处限定出口开口,其中,所述第一油给送孔的出口开口设置成与所述环形间隙流体连通。
实施方案5. 根据实施方案1所述的行星齿轮箱,其中,所述内环由前端和与所述前端轴向地间隔开的后端限定,所述挤压膜阻尼器包括前凹槽,所述前凹槽限定在所述内环的前端中且相对于所述虚拟中心轴线周向地延伸。
实施方案6. 根据实施方案5所述的行星齿轮箱,其中,所述前凹槽限定径向深度,所述径向深度从所述内环的内表面沿径向地远离所述虚拟中心轴线的方向延伸,且所述挤压膜阻尼器还包括设置在所述前凹槽内的前回弹性密封件,所述前回弹性密封件限定内径和大于所述内径的外径,使得所述内径与所述外径之间之差限定所述前回弹性密封件的未压缩厚度,且所述前回弹性密封件的未压缩厚度大于所述前凹槽的径向深度。
实施方案7. 根据实施方案6所述的行星齿轮箱,其中,所述挤压膜阻尼器包括环形间隙,所述环形间隙限定在所述支承销的圆柱形外表面与所述内环的内表面之间,且其中,所述挤压膜阻尼器包括在所述环形间隙的前端处的回弹性前环型密封件,和在所述环形间隙的后端处的回弹性后环型密封件。
实施方案8. 根据实施方案6所述的行星齿轮箱,其中,所述挤压膜阻尼器包括后凹槽,所述后凹槽限定在所述内环的后端中且相对于所述虚拟中心轴线周向地延伸,所述后凹槽限定径向深度,所述径向深度从所述内环的内表面沿径向地远离所述虚拟中心轴线的方向延伸,且所述挤压膜阻尼器还包括设置在所述后凹槽内的后回弹性密封件,所述后回弹性密封件限定内径和大于所述内径的外径,使得所述后回弹性密封件的内径与外径之间之差限定所述后回弹性密封件的未压缩厚度,且所述后回弹性密封件的未压缩厚度大于所述后凹槽的径向深度。
实施方案9. 根据实施方案8所述的行星齿轮箱,其中,所述挤压膜阻尼器包括环形间隙,所述环形间隙在所述支承销的圆柱形外表面与所述内环的内表面之间沿径向地远离所述虚拟中心轴线的方向延伸,且其中,在围绕所述挤压膜阻尼器的圆周的任何点处的所述环形间隙的尺寸取决于所述回弹性密封件的压缩程度。
实施方案10. 根据实施方案8所述的行星齿轮箱,其中,所述回弹性前密封件和所述回弹性后密封件中的各个是环型密封件。
实施方案11. 一种燃气涡轮发动机,其包括:
风扇,其包括多个叶片,所述多个叶片从毂径向地延伸且能够围绕穿过所述毂限定在中心的第一旋转轴线旋转;
压缩机,其设置在所述风扇的下游;
涡轮,其设置在所述压缩机的下游;
可旋转的输入轴,其机械地联接所述压缩机来与所述涡轮一齐旋转;
周转齿轮布置,其仅具有单个输入,且包括托架、能够围绕与所述第一旋转轴线平行的第二旋转轴线旋转的太阳齿轮、围绕所述太阳齿轮周向地设置的环齿轮、至少一个行星齿轮箱,所述至少一个行星齿轮箱由所述托架承载且收纳能够相对于所述托架围绕与所述第二旋转轴线平行的第三旋转轴线旋转的行星齿轮,其中,该至少一个行星齿轮与所述太阳齿轮和所述环齿轮二者啮合;和
发动机封壳,其包绕所述风扇、所述压缩机、所述涡轮和所述周转齿轮布置,其中,所述环齿轮和所述托架中的一者不可旋转地联接到所述发动机封壳;且
所述行星齿轮箱还包括:
支承销,其构造成固定到所述托架,所述支承销包括由圆柱形外表面限定的中空本体,所述圆柱形外表面与沿轴向方向延伸的虚拟中心轴线径向地等距,所述支承销还由设置成与所述圆柱形外表面相反的内表面限定;
内环,其不可旋转地连接到所述支承销且限定与所述支承销的外表面相对的内表面,所述内环限定外表面,所述外表面限定至少一个轨道,限定在所述外表面中的各轨道构造成在其中接收且可旋转地引导相应的多个圆柱形滚柱;
行星齿轮,其限定面朝所述至少一个轨道地设置的内圆柱形表面,所述行星齿轮限定外圆柱形表面,所述外圆柱形表面限定齿轮齿表面,所述齿轮齿表面面朝所述环齿轮地设置且构造成与所述太阳齿轮和所述环齿轮二者啮合;
相应的多个圆柱形滚柱,其可旋转地设置在所述内环的各相应的轨道内,且所述多个滚柱中的各个可旋转地接触所述行星齿轮的内圆柱形表面;和
挤压膜阻尼器,其设置在所述支承销的外表面与所述内环的内表面之间。
实施方案12. 根据实施方案11所述的燃气涡轮发动机,其中,所述支承销包括至少第一油给送孔,所述第一油给送孔穿过所述支承销在所述支承销的内表面和所述支承销的外表面之间延伸且在所述支承销的外表面处限定出口开口,其中,所述第一油给送孔的出口开口设置成与所述挤压膜阻尼器流体连通。
实施方案13. 根据实施方案11所述的燃气涡轮发动机,其中,所述挤压膜阻尼器包括环形间隙,所述环形间隙在所述支承销的圆柱形外表面与所述内环的内表面之间延伸。
实施方案14. 根据实施方案11所述的燃气涡轮发动机,其中,所述挤压膜阻尼器包括在所述环形间隙的前端处的回弹性前环型密封件,和在所述环形间隙的后端处的回弹性后环型密封件。
实施方案15. 根据实施方案14所述的燃气涡轮发动机,其中,所述支承销包括至少第一油给送孔,所述第一油给送孔穿过所述支承销在所述支承销的内表面和所述支承销的外表面之间延伸且在所述支承销的外表面处限定出口开口,其中,所述第一油给送孔的出口开口设置成与所述环形间隙流体连通。
实施方案16. 根据实施方案11所述的燃气涡轮发动机,其中,所述内环由前端和与所述前端轴向地间隔开的后端限定,所述挤压膜阻尼器包括前凹槽,所述前凹槽限定在所述内环的前端中且相对于所述虚拟中心轴线周向地延伸。
实施方案17. 根据实施方案16所述的燃气涡轮发动机,其中,所述前凹槽限定径向深度,所述径向深度从所述内环的内表面沿径向地远离所述虚拟中心轴线的方向延伸,且所述挤压膜阻尼器还包括设置在所述前凹槽内的前回弹性密封件,所述前回弹性密封件限定内径和大于所述内径的外径,使得所述内径与所述外径之间之差限定所述前回弹性密封件的未压缩厚度,且所述前回弹性密封件的未压缩厚度大于所述前凹槽的径向深度。
实施方案18. 根据实施方案17所述的燃气涡轮发动机,其中,所述挤压膜阻尼器包括环形间隙,所述环形间隙限定在所述支承销的圆柱形外表面与所述内环的内表面之间,且其中,所述挤压膜阻尼器包括在所述环形间隙的前端处的回弹性前环型密封件,和在所述环形间隙的后端处的回弹性后环型密封件。
实施方案19. 根据实施方案17所述的燃气涡轮发动机,其中,所述挤压膜阻尼器包括后凹槽,所述后凹槽限定在所述内环的后端中且相对于所述虚拟中心轴线周向地延伸,所述后凹槽限定径向深度,所述径向深度从所述内环的内表面沿径向地远离所述虚拟中心轴线的方向延伸,且所述挤压膜阻尼器还包括设置在所述后凹槽内的后回弹性密封件,所述后回弹性密封件限定内径和大于所述内径的外径,使得所述后回弹性密封件的内径和外径之间之差限定所述后回弹性密封件的未压缩厚度,且所述后回弹性密封件的未压缩厚度大于所述后凹槽的径向深度。
实施方案20. 根据实施方案19所述的燃气涡轮发动机,其中,所述挤压膜阻尼器包括环形间隙,所述环形间隙在所述支承销的圆柱形外表面与所述内环的内表面之间沿径向地远离所述虚拟中心轴线的方向延伸,且其中,在围绕所述挤压膜阻尼器的圆周的任何点处的所述环形间隙的尺寸取决于所述回弹性密封件的压缩程度。
本公开的以上示范实施例中的各个通过将挤压膜阻尼器或衰减弹簧直接地并入行星轴承自身中来以非常紧凑且有效的方式将阻尼加至系统。这些实施例中的各个使轴承的动态耐受能力最大化,以使轴承的负载能力、可靠性和使用寿命最大化,而不会有损行星轴承的润滑和冷却的有效性。因此,各个实施例改善了发动机的服役时间。
通过参照以下描述和所附权利要求,本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。并入说明书中且构成其一部分的附图例示出本发明的实施例,且与描述一起用于阐释本发明的原理。
附图说明
本发明的针对本领域技术人员的完整且能够实现的公开,包括其最佳实施方式,在参照附图的说明书中得到阐述,在附图中:
图1为根据本公开的各种实施例的示范燃气涡轮发动机的示意性截面图。
图2为图1的示范燃气涡轮发动机的风扇轴与LP轴之间的周转齿轮布置的四分之一节段的构件的部分透视且部分截面的视图。
图3为在图2中标为图3的点划线矩形内截取的一些构件的示意性截面。
图4为图1的示范燃气涡轮发动机的风扇轴与LP轴之间的周转齿轮布置的另一实施例的四分之一节段的构件的部分透视且部分截面的视图。
图5为图4中标为图5的点划线矩形内截取的一些构件的一个实施例的示意性截面图。
图6为图4中标为图6的点划线矩形内截取的一些构件的另一实施例的示意性截面图。
部件列表
10 涡扇喷气发动机
12 纵向或轴向中心线
14 风扇区段
16 核心涡轮发动机
18 外壳体
20 入口
22 低压压缩机
24 高压压缩机
26 燃烧区段
28 高压涡轮
30 低压涡轮
32 喷气排气区段
34 高压轴/转轴
36 低压轴/转轴
38 风扇
40 叶片
42 盘
44 促动部件
45 风扇轴
46 动力齿轮箱
48 机舱
50 风扇壳体或机舱
52 引出口引导静叶
54 下游区段
56 旁通空气流通路
58 空气
60 入口
62 空气的第一部分
64 空气的第二部分
66 燃烧气体
68 定子静叶
70 涡轮转子叶片
72 定子静叶
74 涡轮转子叶片
76 风扇喷嘴排气区段
78 热气体路径
80 太阳齿轮
81 太阳齿轮80的齿轮齿
82 外环841的油给送孔82
821 外环841的外表面843处的油给送孔82的出口开口
822 示意性指出的箭头
83 外环841与行星轴承的行星齿轮842之间的连接机构
84 行星轴承的行星齿轮(842)外座圈
841 图4,5和6的行星轴承的外环
842 图4,5和6的行星轴承的行星齿轮
8421 行星齿轮842的前端
8422 行星齿轮842的后端
8423 行星齿轮842的前端中的前凹槽
8424 行星齿轮842的后端中的后凹槽
843 外环841的圆柱形外表面
844 行星齿轮842 的圆柱形内表面
85 行星齿轮(842)(84)的齿轮齿
86 环齿轮
87 环齿轮86的齿轮齿
88 环齿轮86的中心周向凸缘
89 穿过凸缘88的轴向孔
90 托架的前壁
91 穿过前壁90的开孔
92 托架的后壁
93 穿过后壁92的开孔
94 托架的轴向地延伸的侧壁
95 支承销96的前壁
96 用于行星轴承的支承销
961 穿过支承销96的油给送孔
962 支承销96的外表面101处的孔961的出口开口
97 销96的螺纹、减小直径的表面
98 支承销96的环形、径向向外延伸的凸缘
99 用于支承销96的固持件
100 图3中的示意性地表示来自支承销96的内腔的在压力下流动的油的箭头
1001 图3中的进入挤压膜阻尼器的环形间隙的油流
1002 图3中的来自环形间隙的润滑滚柱104的油流
101 支承销96的圆柱形外表面
1011 支承销96的圆柱形外表面101的前端
1012 支承销96的圆柱形外表面101的后端
102 内环
1021 内环102的前端
1022 内环102的后端
103 限定行星齿轮(842)84的外座圈的圆柱形内部表面
104 圆柱形滚柱
106 销96的中心轴线和行星齿轮(842)84的旋转轴线
107 内环102的前滚道
108 用于内环102的导轨
109 内环102的后滚道
112 内环102的圆柱形内表面
114 滚柱104的圆柱形外表面
116 行星轴承的外座圈
118 滚柱罩(roller cage)118的侧轨
120 滚柱罩118的肋条元件
121 周向地延伸的凹槽
122 螺线形凹槽
123轴向地延伸的凹槽
124 穿过内环102的通路
125 支承销96的圆柱形内表面
127 滚道107中的底切通道
128 导轨108的外部表面
129 滚道109中的底切通道
130 回弹性密封件
131 回弹性密封件130的内径
132 回弹性密封件130的外径
140 衰减弹簧。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例,其一个或更多个实例在附图中示出。该详细描述使用了数字和字母标号来表示附图中的特征。附图和描述中的相似或类似的标记用于表示本发明的相似或类似的部分。如本文使用的用语“第一”、“第二”和“第三”可以可互换地使用,以将一个构件与另一个区分开,且不旨在表示单独构件的位置或相对重要性。用语“上游”和“下游”是指相对于流体通路中的流体流的相对方向。例如,“上游”是指流体从其流动的方向,且“下游”指示流体流至的方向。如本文使用的流体可为气体(诸如空气)或液体(诸如润滑剂)。
现在参看附图,其中相同的数字表示贯穿附图的相同元件,图1为根据本公开的示范实施例的燃气涡轮发动机的示意性截面图。更具体而言,对于图1的实施例,燃气涡轮发动机为在本文中称为“涡扇发动机10”的高旁通涡扇喷气发动机10。如图1中所示,涡扇发动机10限定轴向方向A(与为了参照提供的纵向中心线12平行地延伸)和与轴向方向A正交的径向方向R。大体上,涡扇10包括风扇区段14和设置在风扇区段14下游的核心涡轮发动机16。
所绘出的示范核心涡轮发动机16大体上包括基本上管状的外壳体18,外壳体18限定环形入口20。如图1中示意性地示出的,外壳体18以串流关系包围:压缩机区段,其包括增压器或低压(LP)压缩机22,在下游后面跟着高压(HP)压缩机24;燃烧区段26;涡轮区段,其包括高压(HP)涡轮28,在下游后面跟着低压(LP)涡轮30;和喷气排气喷嘴区段32。高压(HP)轴或转轴34将HP涡轮28驱动地连接到HP压缩机24来使它们一齐旋转。低压(LP)轴或转轴36将LP涡轮30驱动地连接到LP压缩机22来使它们一齐旋转。压缩机区段、燃烧区段26、涡轮区段和喷嘴区段32一起限定核心空气流动路径。
对于图1中描绘的实施例,风扇区段14包括可变桨距风扇38,可变桨距风扇38具有以间隔开的方式联接到盘42的多个风扇叶片40。如图1中描绘的,风扇叶片40从盘42大体上沿径向方向R向外延伸。各风扇叶片40能够通过风扇叶片40操作地联接到适合的促动部件44来围绕桨距轴线P相对于盘42旋转,促动部件44构造成一齐共同地改变风扇叶片40的桨距。风扇叶片40、盘42和促动部件44能够经由风扇轴45一起围绕纵轴线12旋转,风扇轴45由跨过动力齿轮箱46的LP轴供能。动力齿轮箱46包括用于将风扇轴45且因此风扇38相对于LP轴36的转速调整至更有效率的旋转风扇速度的多个齿轮。
仍参看图1的示范实施例,盘42由空气动力地形成轮廓的可旋转前毂48覆盖,以促进穿过多个风扇叶片40的空气流。此外,示范风扇区段14包括环形风扇壳体或外机舱50,环形风扇壳体或外机舱50周向地包绕风扇38和/或核心涡轮发动机16的至少一部分。应认识到的是,机舱50可构造成由多个周向地间隔的引出口引导静叶52相对于核心涡轮发动机16支承。备选地,机舱50也可由结构风扇框架的支柱支承。此外,机舱50的下游区段54可在核心涡轮发动机16的外部分上方延伸,以便在其间限定旁通空气流凹槽56。
在涡扇发动机10的操作期间,一定体积的空气58通过机舱50和/或风扇区段14的相关入口60进入涡扇10。在该体积的空气58行进跨过风扇叶片40时,由箭头62指出的空气58的第一部分被引导或发送到旁通空气流凹槽56中,且由箭头64指出的空气58的第二部分被引导或发送到核心空气流动路径的上游区段中,或更具体而言到LP压缩机22的入口20中。空气的第一部分62与空气的第二部分64之间的比率通常称为函道比。空气的第二部分64的压力然后在其被发送穿过高压(HP)压缩机24且进入燃烧区段26中时增大,在燃烧区段26处,高度加压的空气与燃料混合且被焚烧以提供燃烧气体66。
燃烧气体66被发送到HP涡轮28中且膨胀穿过HP涡轮28,在HP涡轮28处,经由联接到外壳体18的HP涡轮定子静叶68和联接到HP轴或转轴34的HP涡轮转子叶片70的连续级提取来自燃烧气体66的热能和/或动能的一部分,从而引起HP轴或转轴34旋转,从而支持HP压缩机24的操作。燃烧气体66然后被发送到LP涡轮30中且膨胀穿过LP涡轮30,在LP涡轮30处,经由联接到外壳体18的LP涡轮定子静叶72和联接到LP轴或转轴36的LP涡轮转子叶片74的连续级从燃烧气体66提取热能和动能的第二部分,因此引起LP轴或转轴36旋转,从而经由动力齿轮箱46支持LP压缩机22的操作和风扇38的旋转。
燃烧气体66随后被发送穿过核心涡轮发动机16的喷气排气喷嘴区段32来提供推进推力。同时,空气的第一部分62的压力在空气的第一部分62在其从涡扇10的风扇喷嘴排气区段76排放之前被发送通过旁通空气流凹槽56时显著地增加,从而也提供推进推力。HP涡轮28、LP涡轮30和喷气排气喷嘴区段32至少部分地限定热气体路径78,以用于将燃烧气体66发送穿过核心涡轮发动机16。
然而,应当认识到的是,图1中所描绘的示范涡扇发动机10仅作为示例,且在其他示范实施例中,涡扇发动机10可具有任何其他适合的构造。例如,在其他示范实施例中,风扇38可以以任何其他适合的方式(例如,作为固定桨距风扇)构造,且还可使用任何其他适合的风扇框架构造来得到支承。而且,还应当认识到的是,在其他示范实施例中,可使用任何其他适合的LP压缩机22构造。还应认识到的是,在其他示范实施例中,本公开的方面可并入任何其他适合的燃气涡轮发动机中。例如,在其他示范实施例中,本公开的方面例如可并入涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮核心发动机、涡轮喷气发动机等中。
如图2和4中示意性地示出的,例如,动力齿轮箱46期望为周转齿轮布置,其具有环齿轮86,环齿轮86围绕太阳齿轮80和行星齿轮84周向地设置。如图1中示意性地示出的,位于中心的太阳齿轮80能够围绕图1中所示的纵轴线12旋转。由于旋转地支承太阳齿轮80的轴承不是本公开的焦点,故将其从附图中省略。
例如,如图2和4中示意性地示出的,示出了太阳齿轮80的四分之一节段,且行星齿轮84中的各个与环齿轮86和太阳齿轮80二者啮合,太阳齿轮80期望具有齿轮齿81的双螺线图案。因此,各行星齿轮84期望具有构造成与太阳齿轮80的齿轮齿81啮合的齿轮齿85的双螺线图案,且因此环齿轮86也期望具有构造成与各行星齿轮84的齿85啮合的齿轮齿87的双螺线图案。共同地,太阳齿轮80、行星齿轮84和环齿轮86构成齿轮系,且这些齿轮80,84,86可由钢合金制成。
例如,如图2和4中示意性地示出的,托架90,92,94包绕太阳齿轮80,太阳齿轮80能够相对于托架旋转。托架承载至少一个行星齿轮84,且期望承载行星齿轮84的环形阵列,其中两个行星齿轮84的断面部分在图2和4中可见,各图均以部分透视图且部分截面图表现。在动力齿轮箱46(图1)的所例示实例中,存在四个行星齿轮84,但可使用变化数目的行星齿轮84。
如图2和4中示意性地示出的,例如,托架包括前壁90和后壁92,后壁92与前壁90轴向地间隔开,且一起形成各行星齿轮箱的托架的部分。如图2和4中示意性地示出的,前壁90和后壁92中的各个分别限定穿过其的相应的同轴开孔91和93。如图2和4中示意性地示出的,托架期望包括多个侧壁94,侧壁94在托架的前壁和后壁90,92之间轴向地延伸且连接前壁和后壁90,92。期望地,成对的侧壁94设置在分别限定在托架的相应前壁和后壁90,92中的同轴开孔91,93的相反侧上。
本文中构想的周转齿轮布置的第一示范实施例期望采用行星构造(行星齿轮84的旋转轴线围绕太阳齿轮80的旋转轴线旋转),该构造具有仅单个输入和单个输出,且包绕太阳齿轮80和行星齿轮84的环齿轮86通过以附图中未例示的方式联接到外壳体18来保持静止,因为该特定布置可以以均适合用于例示本公开的示范实施例的多种常规方式中的任一种来执行。例如,环齿轮86可经由中心周向凸缘88固定(如通过机械地螺接或焊接)到外壳体18,凸缘88钻有穿过其的多个轴向孔89,例如如图2和4中所示。在该行星构造中,太阳齿轮80由输入转动,输入是LP轴36(图1),而承载行星齿轮箱的托架(图2和4中的90,92,94)联接到机械负载,机械负载是图1中所示的风扇轴45。在该示范行星构造中,托架以常规方式不可旋转地联接到风扇轴45,以便它们在相同速度下一齐旋转,但此联接方式对于理解本公开而言不是关键的,且因此不必进一步论述。因此,在该示范实施例中,动力齿轮箱46以已知的方式将太阳齿轮80(其在LP轴的速度下旋转)的转速有效减小至适于联接到托架的负载(即,风扇轴45的旋转)的转速。
本文中构想的周转齿轮布置的第二示范实施例采用恒星构造(环齿轮86围绕太阳齿轮80旋转,同时行星齿轮84的旋转轴线保持相对于太阳齿轮80的旋转轴线固定),且环齿轮86以常规方式不可旋转地联接到风扇轴45,以便它们在相同速度下一齐旋转。然而,如上文在行星齿轮实施例中提到的那样,此联接方式对于理解本公开而言同样不是关键的,且因此不需要进一步论述。在采用周转齿轮布置的恒星构造的该备选示范实施例中,托架联接到外壳体18,且该联接的细节对于解释本发明的期望方面而言不是必需的。
然而,在两个实施例(行星和恒星)中,且例如如在图2和4中示意性地示出的,环齿轮86与各行星齿轮84可旋转地啮合,且行星齿轮84中的各个由轴承可旋转地承载,该轴承又由行星齿轮箱承载,该行星齿轮箱又由托架90,92,94承载。在理解尽管是到托架90,92,94上的不同点,但行星齿轮84中的各个相同地构造和安装的情况下,将描述用于一个行星齿轮84的轴承的构造和安装。
例如,如图2,3(部分地)和4中示出的,支承销96是中空、大体上圆柱形的本体,且限定圆柱形外表面101。例如,如图2和4中示意性地示出的,支承销96的圆柱形外表面101与虚拟中心轴线106沿径向等距地设置,虚拟中心轴线106沿轴向方向延伸穿过支承销96。该虚拟中心轴线106还限定用于行星齿轮84的旋转轴线。例如,如图2和4中示意性地示出的,支承销96还由与圆柱形外表面101相反地设置的内表面125限定为本体。例如,在图2和4中描绘的实施例中,内表面125是圆柱形的具有圆形的横向形状,且因此,内表面125期望相对于圆柱形外表面101同心地设置。
例如,如图2,3(部分地)和4中示意性地示出的,支承销96具有前端,前端与支承销96的后端在轴向方向上间隔开且相反。例如,如图2和4中所示,支承销96的前端由前壁95完全地封闭,前壁95限定在支承销96中限定的内部腔的一部分。尽管前壁95的仅一半在图2和4中绘出的截面图中可见,但该前壁95完全延伸跨过支承销96的前端。
提供支承销96以将行星齿轮84的轴承安装到托架90,92,94,且因此支承销96构造成相对于托架不可旋转地固定。例如,如图2和4中所示,支承销96的各相反端(前和后)被接收在限定于托架90,92,94中的开孔91和93中的相应一个中,且例如通过压配合而被不可旋转地保持在其中。例如如图2和4中所示,支承销96的前端包括有螺纹、减小直径的表面97,而后端包括环形、径向向外延伸的凸缘98。固持件99(在该实例中,螺纹锁紧螺母)在前端处接合该减小直径的表面97,以克服向后的轴向移动将支承销96装固就位。
例如,如图3中的数字961表示的箭头示意性地示出的,支承销96期望包括穿过其形成的多个油给送孔126。各油给送孔961在支承销96的圆柱形内表面125与圆柱形外表面101之间延伸穿过支承销96。例如如图3中示意性地示出的,各油给送孔961期望沿径向方向从支承销96的圆柱形内表面125延伸至圆柱形外表面101。例如,如图3中示意性地示出的,各油给送孔961在支承销96的外表面101处限定出口开口962。这些给送孔961在大小方面确定为计量用于润滑和冷却行星轴承的受控的油流。
在操作中,油在压力下以任何常规方式给送穿过支承销96的后端处的开口,且进入中空支承销96的内腔中,该内腔由与支承销96的后端处的开口相反地设置的前壁95部分地限定且例如图2和4中所示。进入支承销96的该内腔的油如标为100的箭头在图3中示意性地表示的那样在压力下从内腔流动,且沿径向向外穿过此种油给送孔961。例如,在图2和4中所示的行星轴承的双轨道实施例中,对于行星轴承的轨道中的各个,通常将提供围绕支承销周向地设置且在与彼此等距地分开(90度间隔)的四个油给送孔961。然而,两个轨道中的各个的这四个孔961中的仅一个在图3的视图中可见。由于该油被提供至由支承销96的圆柱形内表面125限定的中空油腔的压力可根据特定的行星齿轮84和发动机10而变化,故穿过支承销96的油给送孔961将相应地确定大小,以便确保在可用油压力下的油的适当流速,以便向行星轴承供应足够的润滑和冷却。在支承销的内腔内的大约每平方英寸65磅的油压力下,各轨道的四个油给送孔961中的各个将期望具有大约0.039英寸的直径,以产生从支承销96的内腔到行星轴承计量的大约1.1加仑每分钟的油流。
如下文更完整地描述的那样,油流出出口开口962,且进入挤压膜阻尼器(下文所述)的环形间隙中。该环形间隙在支承销96的外表面101与内环102(下文所述)的内表面112之间既沿径向又沿轴向延伸。如图3中的箭头和标为1002的粗黑线示意性地示出的,来自挤压膜阻尼器的环形间隙的油流对滚柱104和行星轴承的罩提供冷却和润滑二者。
例如,如图2,3,4,5和6中所示,行星轴承包括内环102,但限定内环102的轨道的导轨108的仅部分在图5和6中所示的视图中可见。图2和4中的各个绘出了内环102的半截面的示意图,其部分为透视图且部分为截面图。例如,如图2,3和4中所示,内环102限定圆柱形内表面112。例如,如图3中示意性地示出的,内环102的前端1021的圆柱形内表面112不可旋转地连接到支承销96的圆柱形外表面101的前端1011。类似地,内环102的后端1022不可旋转地连接到支承销96的圆柱形外表面101的后端1012。因此,行星轴承的内环102和支承销96是两个单独的构件,它们在它们的相反端处不可旋转地连接在一起,且相对于彼此同心地设置,但与彼此间隔开,以限定环形间隙,该环形间隙在内环102与支承销96的相应相反端之间既沿径向又沿轴向延伸。这些不可旋转的附接元件中的各个例如由图2中的数字83标识的特征示意性地代表,且不可旋转的连接的焊接或机械紧固件或其他常规器件可用于将内环102装固到支承销96。
行星轴承期望为内座圈引导的,且形成为单个整体构件。例如,如图3中所示,单个构件内环102期望与其内表面112相反地设置外表面,该外表面限定至少一个滚柱轨道,该轨道限定构成行星轴承的内座圈的至少一个滚柱滚道107或109。如本文中构想的那样,内环102可包括单个轨道或多个轨道,诸如双轨道内环102或多轨道内环102等。然而,本文的行星齿轮箱的结构和操作的阐释将使用双轨道内环102的特定实例,因此表明将如何容纳额外的轨道,或在双轨道中的一个消除之后仍存在单个轨道。
例如,如图2和4中所示,各相应的轨道由一对导轨108限定,导轨108沿轴向方向与彼此间隔开,且围绕内环102周向地延伸。因此,在双轨道实施例中,内环102的外表面包括两对导轨108,这两对导轨108围绕内环102沿周向方向连续地延伸。滚柱滚道107,109中的各个作用为双轨道行星轴承的内座圈107,109。各对导轨108限定分别与彼此轴向地间隔开的两个环形内座圈107,109前滚道107和后滚道109中的一者。
成对轨道中的各个限定处于滚道107或109形式的表面,该表面相对于内环102的圆柱形内表面112周向地且同心地延伸。因此,各轨道包括相应的滚道107,109,滚道107,109提供接触多个滚柱104中的各个的圆柱形外表面114(图3)的表面,滚柱104可旋转地设置在内环102的相应轨道内。具有与彼此轴向地间隔开的双滚道107,109的单个内环102的使用提供了成组滚柱104之间的良好同心度,但也可使用两个单独的内环102。内环102的轴向尺寸期望在大小方面确定为以便内环102不可相对于托架的相对且轴向地间隔开的壁90,92轴向地移动。
例如,如图3中示意性地示出的,各导轨108包括外部表面128,外部表面128围绕内环102的外表面113沿周向方向连续地延伸,且从限定在内环102的外表面中的相应的环形滚道107,109径向向外设置。各导轨108的外部表面128限定内环102的外表面的最大直径尺寸,且向各相应的侧轨118提供相应的引导表面,侧轨118作为各轨道的滚柱罩的一部分周向地延伸。
在图2和3中所示的实施例中,挤压膜阻尼器设置在支承销96的外表面101与内环102的内表面112之间。参看图2和3中描绘的实施例,如上文提到的,内环的前端1021的前部和后端1022的后部的内圆柱形表面112中的各个相对于相应的支承销96的圆柱形外表面101的前端1011的前部和后端1012的后部在径向方向上相反地不可旋转地设置。因此,行星轴承的内环102和支承销96是两个单独的构件,它们在它们的相反端处不可旋转地连接在一起,且相对于彼此同心地设置,但与彼此间隔开,以限定环形间隙,该环形间隙在内环102和支承销96的相应相反端之间既沿径向又沿轴向延伸。例如,这些不可旋转的附接元件中的各个由图2由数字83标识的特征示意性地代表。
然而,内环102的前端1021的后部由前凹槽1023限定,前凹槽1023相对于虚拟中心轴线106周向地延伸,且形成挤压膜阻尼器的前端,挤压膜阻尼器设置在支承销96的外表面101与内环102的内表面112之间。类似地,内环102的后端1022的前部由后凹槽1024限定,后凹槽1024相对于虚拟中心轴线106周向地延伸,且形成挤压膜阻尼器的后端,挤压膜阻尼器设置在支承销96的外表面101与内环102的内表面112之间。如图3中所示,前凹槽1023和后凹槽1024中的各个限定径向深度,该径向深度从内环102的内表面112沿径向地远离行星轴承的虚拟中心轴线106的方向延伸。
如图3中所示,挤压膜阻尼器还包括设置在前凹槽1023内的前回弹性密封件130和设置在后凹槽1024内的后回弹性密封件130。各回弹性密封件130期望为形成为连续的“O形”环的中空管状元件,其在其未压缩状态下具有圆形截面。限定该中空管状元件的壁具有同心的内表面和外表面,内表面和外表面也期望在回弹性密封件130的未压缩状态下具有圆形截面,回弹性密封件130在图3和5中所示的实施例中是环型密封件(toroidal seal)。然而,回弹性密封件130仅需要提供沿径向方向的回弹性特性的截面形状。例如,具有搭接接头且具有与图3和5中绘出的O形环130的中空环型截面不同的实心矩形截面的开口活塞环也提供期望的回弹性密封件130。具有环型截面的回弹性密封件130的一些其他备选实例包括具有带“Z”、“C”、“I”或“T”形的截面的那些。回弹性密封件的截面的几何参数,诸如材料厚度、腹板角度(angle of the web)、圆角半径等,可选择成向回弹性密封件130提供期望的刚性特性。
前回弹性密封件130和后回弹性密封件130中的各个限定内径131和大于内径的外径132,使得相应的回弹性密封件的内径与外径之间之差限定沿相应的回弹性密封件130的径向方向的未压缩厚度。在图3和5中所示的截面图中,相应回弹性密封件130上的作为回弹性密封件130的内径的一个端点而包含的点由数字131标出。类似地,在图3和5中所示的截面图中的相应回弹性密封件130上的作为回弹性密封件130的外径的一个端点而包含的点由数字132标出。因此,各相应的回弹性密封件130的未压缩的径向厚度大于相应回弹性密封件130设置在其中的相应凹槽1023,1024的径向深度。以此方式,当相应的回弹性密封件130处于它们的未压缩状态下时,挤压膜阻尼器提供上文提到的环形间隙,该环形间隙设置在支承销96的外表面101与内环102的内表面112之间。回弹性密封件130回弹性地抵靠内环102,且封闭环形间隙的前端和后端,且还提供在行星轴承上的径向定心力,该定心力将内环102推入与支承销96同轴的位置。
具有适合的刚度和疲劳寿命的任何材料可用于构造回弹性密封件130。回弹性密封件130截面的几何参数,诸如壁厚、直径等,可选择成提供用于回弹性密封件130的期望刚度特性,例如,沿径向方向的弹簧常数“K”。回弹性密封件130的功能特性可通过使弹簧(未示出)与回弹性密封件130中的各个串联地组合来得到进一步的调节和优化。
例如,如图2,3和4中示意性地示出的,支承销96至少包括第一油给送孔961,第一油给送孔961在支承销96的内表面125(图2和4)和外表面101之间延伸穿过支承销96。例如,如上文提到和图3中示意性地示出的,各油给送孔961在支承销102的外表面处限定出口开口962,其中,各油给送孔961的出口开口962设置成与挤压膜阻尼器的环形间隙流体连通。在围绕挤压膜阻尼器的圆周的任何点处的环形间隙的尺寸取决于油压力、回弹性密封件130的压缩程度、和内环102沿径向方向朝支承销96外表面101的偏转(这可由可在动力齿轮箱46的操作期间出现的各种动态问题引起)。然而,挤压膜阻尼器的环形间隙在径向方向上测得的距离通常为大约几千分之一英寸,且因此使图3中的环形间隙的相对大小的描绘大于实物,且仅是用于例示而作出的示意图。如图3中的箭头和标为1001的粗黑线示意性地示出的,油流进入挤压膜阻尼器的环形间隙,且向行星轴承提供阻尼,以便减轻在动力齿轮箱46的操作期间出现的动态问题。
例如,在图2中所示的实施例中,行星齿轮的外环84期望为单件构件,其形成行星轴承的齿轮齿表面85和限定行星轴承外座圈的圆柱形内部表面103二者。行星轴承的行星齿轮84的圆柱形内部表面103接触且固持行星轴承的滚柱104。因此,例如,在图2中所示的实施例中,行星轴承的外环84的外圆柱形表面由齿轮齿表面85限定,该齿轮齿表面85构造成与太阳齿轮80的齿轮齿表面81和环齿轮86的齿轮齿表面87二者啮合。
然而,在图4,5和6中所示的实施例中,接触且固持行星轴承的滚柱104的表面由与齿轮齿表面85限定的元件分开的元件提供,齿轮齿表面85构造成与太阳齿轮80的齿轮齿表面81和环齿轮86的齿轮齿表面87二者啮合。例如,如图4,5和6中示意性地示出的,行星轴承的外环841和行星齿轮842是两个单独的构件,它们不可旋转地连接在一起,且设置成相对于彼此同心,但与彼此间隔开,以限定环形间隙,该环形间隙在外环841与行星齿轮842之间既沿径向又沿轴向延伸。
例如,如图5和6中示意性地示出的,行星齿轮842限定外表面,该外表面限定齿轮齿表面85,该齿轮齿表面85构造成与环齿轮86的齿轮齿表面87啮合。尽管行星齿轮842与太阳齿轮80之间的关系在图5和6的视图中未绘出,但行星齿轮842的齿轮齿表面85构造成以便其还与太阳齿轮80的齿轮齿表面81啮合。
例如,如图5和6中所示,外环841限定内圆柱形表面103,内圆柱形表面103设置成面朝至少一个轨道,轨道限定在内环102(图4)的各相应对导轨108之间。行星轴承的外环841的圆柱形内部表面103接触且固持行星轴承的滚柱104。
例如,如图5和6中示意性地示出的,行星齿轮842限定内表面844,内表面844与外环841的外表面843面对且相对。如图5和6中所示,外环841的外表面843期望为圆柱形,且设置成面朝环齿轮86。例如,如图5和6中示意性地示出的,行星齿轮842的内表面844相对于外环841的外表面843同心地设置,但间隔开沿径向方向测量的小距离,且在外环841的轴向长度的基本大部分内沿轴向方向延伸,以在其间限定环形间隙。因此,在图4,5和6中所示的实施例中,在行星轴承的外环841的外表面843与行星齿轮842的内表面844之间既沿径向又沿轴向延伸的环形间隙设在行星轴承的外环841与行星齿轮842之间。环形间隙在图6中比图5中更显著地示出,其中粗箭头在图5中的示意图中设置在该环形间隙内。
此外,在图4,5和6中所示的实施例中,行星齿轮842不可旋转地连接到外环841。在图4,5和6中所示的实施例中,不可旋转地将行星轴承的外环841和行星齿轮842连接在一起的元件由数字83标出的结构示意性地表示。该连接机构83可采用任何数目的常规实现方式。因此,连接机构83可由机械紧固件提供,机械紧固件例如可取决于特定应用而根据需要包括或不包括弹簧指外罩。
在图4和5中所示的实施例中,挤压膜阻尼器设置在外环841的外表面843与行星齿轮842的内表面844之间。参看图4和5中描绘的实施例,行星齿轮842的前端8421由前凹槽8423限定,前凹槽8423相对于虚拟中心轴线106(图4)周向地延伸,且形成挤压膜阻尼器的前端,挤压膜阻尼器设置在外环841的外表面843与行星齿轮842的内表面844之间。类似地,行星齿轮842的后端8422由后凹槽8424限定,后凹槽8424相对于虚拟中心轴线106(图4)周向地延伸,且形成挤压膜阻尼器的后端,挤压膜阻尼器设置在外环841的外表面843与行星齿轮842的内表面844之间。如图5中所示,前凹槽8423和后凹槽8424中的各个限定径向深度,该径向深度从行星齿轮842的内表面844沿径向地远离行星轴承的虚拟中心轴线106(图4)的方向延伸。
作为备选,前凹槽和后凹槽可作为行星齿轮842的内表面844的代替限定在外环841的外表面843中,达到相当的效果。
如图5中所示,挤压膜阻尼器还包括设置在前凹槽8423内的前回弹性密封件130和设置在后凹槽8424内的后回弹性密封件130。这些回弹性密封件130的结构和功能已经在上文中结合例如图3中绘出的实施例来阐释,且因此不需要重复。如上文结合图3提到的,挤压膜阻尼器的环形间隙在径向方向上测得的距离通常为大约几千分之一英寸,且因此使图5中的环形间隙的相对大小的描绘大于实物,且仅是用于例示而作出的示意图。
如图5中由数字82标记的箭头示意性地示出的,在图5的实施例中,挤压膜阻尼器通过至少一个油给送孔82而被给送油,油给送孔82穿过外环841在外环831的圆柱形内表面103和圆柱形外表面843之间延伸,期望沿径向方向延伸。尽管图5的截面图仅示出了单个油给送孔82,但期望多个可围绕行星轴承的外环841周向地提供。例如,如图5中示意性地示出的,各油给送孔82在外环841的外表面843处限定出口开口821。如图5中的箭头和标为822的粗黑线示意性地示出的,油流采取流出出口开口962(见图3)且进入挤压膜阻尼器的环形间隙中的路径,且沿箭头822指向的方向轴向地且周向地扩散,以填充挤压膜阻尼器的环形间隙,且因此向行星轴承提供阻尼,以便减轻在动力齿轮箱46的操作期间出现的动态问题。这些油给送孔82在大小方面确定成计量用于润滑和冷却行星轴承,以及用于抑制在动力齿轮箱46的操作期间可出现在行星轴承中的预期动态问题的受控油流。
而且,挤压膜阻尼器可设有至少一个油放出通路,其允许油从环形间隙内且经过回弹性密封件130中的至少一个且回到油槽中以被再加压和再循环的循环。尽管未在任何所示视图中绘出,但油放出通路期望可限定为延伸穿过回弹性密封件130的开孔,或限定为围绕回弹性密封件130的外表面限定的凹槽。当然,各此种油放出通路可在大小方面确定为以便一定维持环形间隙内的足够压力。
在图4和6中所示的实施例中,作为挤压膜阻尼器的代替,衰减弹簧140设置在外环841的外表面843与行星齿轮842的内表面844之间。因此,衰减弹簧140设置在环形间隙内,该环形间隙限定在外环841的外表面843与行星齿轮842的内表面844之间。
图6中所示的视图为截面图,其中截取平面沿径向方向和正交于径向方向的轴向方向二者延伸,且因此仅示出了沿周向方向延伸360°的衰减弹簧140的横截面图。具有适合的刚度和疲劳寿命的任何材料可用于构造衰减弹簧140。衰减弹簧140仅需要具有沿径向方向提供回弹性特性的截面形状。具有图6中描绘的截面的衰减弹簧140的一些备选实例包括具有带“Z”、“C”、“I”或“T”形的截面的那些。衰减弹簧140的直径以及衰减弹簧截面的几何参数,诸如壁厚、腹板的角度、圆角半径等,可选择成提供用于衰减弹簧140的期望刚性特性,例如,沿径向方向的弹簧常数“K”。
例如,在图2,3,4,5和6中所示的实施例中,多个圆柱形滚柱104设置在内环102与行星齿轮84或用作行星轴承外座圈的外环841的圆柱形内部表面103之间。例如,如图3中示意性地示出的,内环102中的一对轨道中的各个构造成在其中接收和可旋转地引导相应的多个圆柱形滚柱104,滚柱104能够相对于行星轴承的内滚道107,109和外座圈二者自由地旋转。
因此,在内环102的双轨道实施例中,内环102的滚道107,109在两个串联的环中接收滚柱104。第一多个圆柱形滚柱104可旋转地设置在内环102的该对轨道中的第一个内的前滚道107上。类似地,第二多个圆柱形滚柱104可旋转地设置在内环102的该对轨道中的第二个内的后滚道109上。因此,内环102的滚道107,109接触设置在相应轨道中的圆柱形滚柱104的各圆柱形外表面114的一部分。圆柱形滚柱104可包括已知成分的陶瓷材料,例如,氮化硅(Si3N4)。
在附图中例示的内座圈引导的行星齿轮箱的示范双轨道实施例中,两个单独的滚柱罩期望设置在内环102与外环84之间。各滚柱罩能够相对于内环102和外环84二者自由地,但在与外环84的转速不同的速度下旋转。例如,在图3中示意性示出的实施例中,由于内环102具有并排的双轨道,故单独的滚柱罩提供在双轨道中的各个上。各滚柱罩限定设置在内环102的该对轨道中的相应轨道上方的其自身的大体上矩形开口的周向排。
各滚柱罩中的各周向排限定多个大体上矩形的开口。如图2和4中示意性地示出的,各滚柱罩的各大体上矩形的开口由沿轴向方向伸长的平行的一对相对且间隔开的腹板元件120界定。例如,如图2,3,4,5和6中所示,滚柱罩的各大体上矩形的开口由沿周向方向伸长的一对相对、平行且间隔开的侧轨118界定。例如,如图2和4中所示,各滚柱罩的相应腹板元件120设置成在滚柱罩的相对的凸肩元件118之间轴向地延伸。两个滚柱罩的所有的腹板120相同地构造且确定尺寸。各滚柱罩构造成与内环102的其相应的滚道107,109一起在各相应轨道中维持在该相应轨道中的各对周向地相邻的圆柱形滚柱104中的各相应的圆柱形滚柱104之间的在周向方向上的相应分离。
例如,如图3,5和6中所示,各滚柱罩的各相应的侧轨118设置在内环102的相应导轨108上方,具有在侧轨118和导轨108的两个相应的相对表面之间的紧密空隙。由于行星轴承期望为内座圈引导的,故滚柱罩设计成具有在由罩的侧轨118限定的圆柱形周向内表面与内环102的导轨108的圆柱形周向外表面128之间的紧密空隙,且该紧密空隙期望为大约0.005到0.050英寸(包括端点)。
图3和5为用于从支承销96穿过行星齿轮箱的实施例的行星齿轮的润滑油流的可能路径的示意图。在图3和5中,粗实线示意性地表示油为了阻尼、润滑和冷却目的而采用的路径。
对于绘出的实施例,行星滚柱轴承可由任何适合的材料形成。例如,在至少某些示范实施例中,滚柱轴承可由适合的金属材料形成,诸如铬钢或高碳铬钢。作为备选,在其他示范实施例中,行星滚柱轴承可包括由适合的陶瓷材料形成的一个或更多个构件。
本公开的以上示范实施例中的各个通过将挤压膜阻尼器或衰减弹簧140直接地并入行星轴承自身中来以非常紧凑且有效的方式将阻尼加至系统。挤压膜阻尼器实施例提供密封功能以及轴承的定心功能,且凹槽可利用标准加工过程来加工,因此使得系统比改善轴承的动态耐受能力的其他方式更廉价。衰减弹簧实施例具有消除加工凹槽的步骤的另一优点。这些实施例中的各个使轴承的动态耐受能力最大化,以使轴承的负载能力、可靠性和使用寿命最大化,而不会有损行星轴承的润滑和冷却的有效性。因此,各实施例延长了发动机10可保持服役的持续时间。
本书面描述使用了实例来公开本发明,包括最佳实施方式,且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明,包括制作和使用任何装置或系统,和执行任何合并的方法。本发明的专利范围由权利要求限定,且可包括本领域的技术人员想到的其他实例。如果此类其他实施例包括并非不同于权利要求的书面语言的结构元件,或如果它们包括与权利要求的书面语言无实质差别的等同结构元件,则意图此类其他实例在权利要求的范围内。例如,例示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例上以产生又一个实施例。
尽管描述了本发明的特定实施例,但本领域的技术人员将清楚,可对其作出各种改型,而不脱离本发明的精神和范围。因此,本发明的优选实施例的以上描述和用于实施本发明的最佳实施方式仅是出于例示目的而非出于限制目的提供的。

Claims (18)

1.一种用于连接到周转齿轮布置的托架的行星齿轮箱,所述周转齿轮布置具有仅单个输入和单个输出,且包括环齿轮,所述环齿轮包绕行星齿轮和太阳齿轮,所述行星齿轮箱包括:
支承销,其构造成固定到所述托架,所述支承销包括由圆柱形外表面限定的中空本体,所述圆柱形外表面与沿轴向方向延伸的虚拟中心轴线径向地等距,所述支承销还由与所述圆柱形外表面相反地设置的内表面限定;
内环,其不可旋转地连接到所述支承销,且限定与所述支承销的外表面相对的内表面,所述内环限定外表面,所述外表面限定至少一个轨道,限定在所述内环的外表面中的各轨道构造成在其中接收且可旋转地引导相应的多个圆柱形滚柱;
外环,其限定面朝所述至少一个轨道地设置的内圆柱形表面,所述外环限定外圆柱形表面,所述外圆柱形表面限定齿轮齿表面,所述齿轮齿表面面朝所述环齿轮地设置且构造成与所述太阳齿轮和所述环齿轮二者啮合;
相应的多个圆柱形滚柱,其可旋转地设置在所述内环的各相应的轨道内,且所述多个滚柱中的各个可旋转地接触所述外环的内圆柱形表面;和
挤压膜阻尼器,其设置在所述支承销的外表面与所述内环的内表面之间;
其中,所述支承销包括至少第一油给送孔,所述第一油给送孔穿过所述支承销在所述支承销的内表面和外表面之间延伸且在所述支承销的外表面处限定出口开口,其中,所述第一油给送孔的出口开口设置成与所述挤压膜阻尼器流体连通。
2.根据权利要求1所述的行星齿轮箱,其中,所述挤压膜阻尼器包括环形间隙,所述环形间隙在所述支承销的圆柱形外表面与所述内环的内表面之间延伸。
3.根据权利要求2所述的行星齿轮箱,其中,所述支承销包括至少第一油给送孔,所述第一油给送孔穿过所述支承销在所述支承销的内表面和外表面之间延伸且在所述支承销的外表面处限定出口开口,其中,所述第一油给送孔的出口开口设置成与所述环形间隙流体连通。
4.根据权利要求1所述的行星齿轮箱,其中,所述内环由前端和与所述前端轴向地间隔开的后端限定,所述挤压膜阻尼器包括前凹槽,所述前凹槽限定在所述内环的前端中且相对于所述虚拟中心轴线周向地延伸。
5.根据权利要求4所述的行星齿轮箱,其中,所述前凹槽限定径向深度,所述径向深度从所述内环的内表面沿径向地远离所述虚拟中心轴线的方向延伸,且所述挤压膜阻尼器还包括设置在所述前凹槽内的前回弹性密封件,所述前回弹性密封件限定内径和大于所述内径的外径,使得所述内径与所述外径之间之差限定所述前回弹性密封件的未压缩厚度,且所述前回弹性密封件的未压缩厚度大于所述前凹槽的径向深度。
6.根据权利要求5所述的行星齿轮箱,其中,所述挤压膜阻尼器包括环形间隙,所述环形间隙限定在所述支承销的圆柱形外表面与所述内环的内表面之间,且其中,所述挤压膜阻尼器包括在所述环形间隙的前端处的回弹性前环型密封件,和在所述环形间隙的后端处的回弹性后环型密封件。
7.根据权利要求5所述的行星齿轮箱,其中,所述挤压膜阻尼器包括后凹槽,所述后凹槽限定在所述内环的后端中且相对于所述虚拟中心轴线周向地延伸,所述后凹槽限定径向深度,所述径向深度从所述内环的内表面沿径向地远离所述虚拟中心轴线的方向延伸,且所述挤压膜阻尼器还包括设置在所述后凹槽内的后回弹性密封件,所述后回弹性密封件限定内径和大于所述内径的外径,使得所述后回弹性密封件的内径与外径之间之差限定所述后回弹性密封件的未压缩厚度,且所述后回弹性密封件的未压缩厚度大于所述后凹槽的径向深度。
8.根据权利要求7所述的行星齿轮箱,其中,所述挤压膜阻尼器包括环形间隙,所述环形间隙在所述支承销的圆柱形外表面与所述内环的内表面之间沿径向地远离所述虚拟中心轴线的方向延伸,且其中,在围绕所述挤压膜阻尼器的圆周的任何点处的所述环形间隙的尺寸取决于所述回弹性密封件的压缩程度。
9.根据权利要求7所述的行星齿轮箱,其中,所述回弹性前密封件和所述回弹性后密封件中的各个是环型密封件。
10.一种燃气涡轮发动机,其包括:
风扇,其包括多个叶片,所述多个叶片从毂径向地延伸且能够围绕穿过所述毂限定在中心的第一旋转轴线旋转;
压缩机,其设置在所述风扇的下游;
涡轮,其设置在所述压缩机的下游;
可旋转的输入轴,其机械地联接所述压缩机来与所述涡轮一齐旋转;
周转齿轮布置,其仅具有单个输入,且包括托架、能够围绕与所述第一旋转轴线平行的第二旋转轴线旋转的太阳齿轮、围绕所述太阳齿轮周向地设置的环齿轮、至少一个行星齿轮箱,所述至少一个行星齿轮箱由所述托架承载且收纳能够相对于所述托架围绕与所述第二旋转轴线平行的第三旋转轴线旋转的行星齿轮,其中,该至少一个行星齿轮与所述太阳齿轮和所述环齿轮二者啮合;和
发动机封壳,其包绕所述风扇、所述压缩机、所述涡轮和所述周转齿轮布置,其中,所述环齿轮和所述托架中的一者不可旋转地联接到所述发动机封壳;且
所述行星齿轮箱还包括:
支承销,其构造成固定到所述托架,所述支承销包括由圆柱形外表面限定的中空本体,所述圆柱形外表面与沿轴向方向延伸的所述第三旋转轴线径向地等距,所述支承销还由设置成与所述圆柱形外表面相反的内表面限定;
内环,其不可旋转地连接到所述支承销且限定与所述支承销的外表面相对的内表面,所述内环限定外表面,所述外表面限定至少一个轨道,限定在所述外表面中的各轨道构造成在其中接收且可旋转地引导相应的多个圆柱形滚柱;
行星齿轮,其限定面朝所述至少一个轨道地设置的内圆柱形表面,所述行星齿轮限定外表面,所述外表面限定齿轮齿表面,所述齿轮齿表面面朝所述环齿轮地设置且构造成与所述太阳齿轮和所述环齿轮二者啮合;
相应的多个圆柱形滚柱,其可旋转地设置在所述内环的各相应的轨道内,且所述多个滚柱中的各个可旋转地接触所述行星齿轮的内圆柱形表面;和
挤压膜阻尼器,其设置在所述支承销的外表面与所述内环的内表面之间;
其中,所述支承销包括至少第一油给送孔,所述第一油给送孔穿过所述支承销在所述支承销的内表面和外表面之间延伸且在所述支承销的外表面处限定出口开口,其中,所述第一油给送孔的出口开口设置成与所述挤压膜阻尼器流体连通。
11.根据权利要求10所述的燃气涡轮发动机,其中,所述挤压膜阻尼器包括环形间隙,所述环形间隙在所述支承销的圆柱形外表面与所述内环的内表面之间延伸。
12.根据权利要求10所述的燃气涡轮发动机,其中,所述挤压膜阻尼器包括在环形间隙的前端处的回弹性前环型密封件,和在所述环形间隙的后端处的回弹性后环型密封件。
13.根据权利要求12所述的燃气涡轮发动机,其中,所述支承销包括至少第一油给送孔,所述第一油给送孔穿过所述支承销在所述支承销的内表面和外表面之间延伸且在所述支承销的外表面处限定出口开口,其中,所述第一油给送孔的出口开口设置成与所述环形间隙流体连通。
14.根据权利要求10所述的燃气涡轮发动机,其中,所述内环由前端和与所述前端轴向地间隔开的后端限定,所述挤压膜阻尼器包括前凹槽,所述前凹槽限定在所述内环的前端中且相对于虚拟中心轴线周向地延伸。
15.根据权利要求14所述的燃气涡轮发动机,其中,所述前凹槽限定径向深度,所述径向深度从所述内环的内表面沿径向地远离所述虚拟中心轴线的方向延伸,且所述挤压膜阻尼器还包括设置在所述前凹槽内的前回弹性密封件,所述前回弹性密封件限定内径和大于所述内径的外径,使得所述内径与所述外径之间之差限定所述前回弹性密封件的未压缩厚度,且所述前回弹性密封件的未压缩厚度大于所述前凹槽的径向深度。
16.根据权利要求15所述的燃气涡轮发动机,其中,所述挤压膜阻尼器包括环形间隙,所述环形间隙限定在所述支承销的圆柱形外表面与所述内环的内表面之间,且其中,所述挤压膜阻尼器包括在所述环形间隙的前端处的回弹性前环型密封件,和在所述环形间隙的后端处的回弹性后环型密封件。
17.根据权利要求15所述的燃气涡轮发动机,其中,所述挤压膜阻尼器包括后凹槽,所述后凹槽限定在所述内环的后端中且相对于所述虚拟中心轴线周向地延伸,所述后凹槽限定径向深度,所述径向深度从所述内环的内表面沿径向地远离所述虚拟中心轴线的方向延伸,且所述挤压膜阻尼器还包括设置在所述后凹槽内的后回弹性密封件,所述后回弹性密封件限定内径和大于所述内径的外径,使得所述后回弹性密封件的内径和外径之间之差限定所述后回弹性密封件的未压缩厚度,且所述后回弹性密封件的未压缩厚度大于所述后凹槽的径向深度。
18.根据权利要求17所述的燃气涡轮发动机,其中,所述挤压膜阻尼器包括环形间隙,所述环形间隙在所述支承销的圆柱形外表面与所述内环的内表面之间沿径向地远离所述虚拟中心轴线的方向延伸,且其中,在围绕所述挤压膜阻尼器的圆周的任何点处的所述环形间隙的尺寸取决于所述回弹性密封件的压缩程度。
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