CN107013669B - 带有座圈内润滑设计的圆柱滚子轴承的行星齿轮箱 - Google Patents

带有座圈内润滑设计的圆柱滚子轴承的行星齿轮箱 Download PDF

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Abstract

本发明涉及带有座圈内润滑设计的圆柱滚子轴承的行星齿轮箱。具体而言，一种可在带有圆柱形滚子的行星轴承上旋转的行星齿轮安装至周转齿轮传动布置的支架。支撑销的圆柱形外表面或行星轴承的内圈的相对的圆柱形内表面包括互连凹槽的网络。支撑销包括与凹槽相交的供油孔。穿过行星轴承的内圈的通道也连接至凹槽。一种燃气涡轮发动机包括风扇和将压缩机连接至涡轮的LP轴。一种周转齿轮传动布置具有来自连接至太阳齿轮的LP轴的单个输入、连接至风扇的轴的单个输出以及带有互连凹槽的网络的行星轴承。

Description

带有座圈内润滑设计的圆柱滚子轴承的行星齿轮箱
技术领域
本公开大体涉及圆柱滚子轴承，或更具体而言涉及用于燃气涡轮发动机中的周转齿轮箱中的行星齿轮的圆柱滚子轴承。
背景技术
燃气涡轮发动机大体包括风扇和核心，它们布置成彼此处于流连通，其中核心在通过燃气涡轮的流方向上设置在风扇下游。燃气涡轮发动机的核心大体包括处于串行流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。关于多轴燃气涡轮发动机，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)，以及涡轮区段可类似地包括低压涡轮(LP涡轮)，其设置在高压涡轮(HP涡轮)下游。关于这种构造，HP压缩机通过高压轴(HP轴)与HP涡轮联接，并且LP压缩机通过低压轴(LP轴)与LP涡轮联接。
在运行中，越过风扇的空气的至少一部分被提供给核心的入口。空气的此部分被LP压缩机逐渐压缩且然后被HP压缩机压缩，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和燃烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段传送通过HP涡轮和然后通过LP涡轮。通过涡轮区段的燃烧气体流驱动HP涡轮和LP涡轮，HP涡轮和LP涡轮各自又通过HP轴和LP轴驱动HP压缩机和LP压缩机中的相应一个。燃烧气体然后传送通过排气区段，例如，到达大气。
LP涡轮驱动LP轴，LP轴驱动LP压缩机。除了驱动LP压缩机，LP轴还可通过周转齿轮传动布置的风扇齿轮箱驱动风扇，这允许风扇以低于LP轴的转速的单位时间转数旋转，从而获得更高的效率。风扇齿轮箱可旋转地支撑关于环形齿轮和多个行星齿轮居中地设置的太阳齿轮，行星齿轮围绕太阳齿设置并在太阳齿轮和环形齿轮之间啮合。LP轴通过联接至太阳齿轮而提供输入给周转齿轮传动布置，而风扇可联接成与行星齿轮的支架或环形齿轮共同旋转。各个行星齿轮与太阳齿轮和环形齿轮啮合。支架或环形齿轮中的一个可保持固定，但不是两者都是。各个行星齿轮在它自身的轴承上是可旋转的，轴承安装在支撑销上，支撑销容纳在行星齿轮箱内，行星齿轮箱固定至周转齿轮传动布置的支架的外周区域。风扇的轴在它自身的轴承上是可旋转的，该轴承容纳在又称为风扇齿轮箱的太阳齿轮箱中。
对于任何给定的燃气涡轮发动机应用，行星齿轮设计成在LP轴的旋转速度和风扇轴的旋转速度之间提供设定的减速比。因为容纳各个行星齿轮的各个行星齿轮箱设置在燃气涡轮发动机的流径内，所以挑战一方面在于设计满足发动机的所有飞行条件的可靠和牢靠的行星齿轮箱，而另一方面在于设计行星齿轮箱，该行星齿轮箱足够紧凑以配合在流路内，使得不要求整个发动机大小与本来适应行星齿轮箱所需要的相比更大和更重。
因为行星齿轮箱被用作在从构件到构件的功率传递中的减速器或增速器，所以齿轮箱效率是很重要的。给支撑行星齿轮的行星轴承提供适当的润滑和冷却是必要的，以使行星轴承的寿命以及行星轴承的承载能力最大限度地增加。但是，提供给行星轴承的油的量将在齿轮箱的效率上具有不利的影响。因此，提供分布和调节至行星轴承的油的流以助于使润滑和冷却行星轴承所需要的油最大限度地减少同时仍给行星轴承提供适当的润滑和冷却的润滑设计是有用的。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从该描述中显而易见，或者可通过本发明的实践学习到。
在本公开的一个示例性实施例中，提供一种轴承，其用于燃气涡轮发动机的动力齿轮箱的行星齿轮。动力齿轮箱包括具有至少两个行星轴承的周转齿轮传动布置。涡轮风扇发动机的LP轴将旋转输入提供给动力齿轮箱，且提供来自动力齿轮箱的输出以使涡轮风扇发动机的风扇轴旋转。在一个示例性行星实施例中，各个行星齿轮具有外圈，其包括齿轮齿表面，齿轮齿表面与太阳齿轮输入和固定环形齿轮啮合，以将减小旋转速度的输出施加给行星齿轮的支架。在另一个示例性星形实施例中，每个行星齿轮具有外圈，其包括齿轮齿表面，齿轮齿表面与太阳齿轮输入啮合，而支架保持固定，以将减小旋转速度的输出施加给环形齿轮。
各个行星轴承的内圈的圆柱形内表面不可旋转地连接至支撑销的圆柱形外表面，支撑销固定至周转齿轮传动布置的支架。在一些实施例中，行星齿轮、太阳齿轮和环形齿轮中每一者上的齿合乎需要地以关于太阳齿轮和环形齿轮两者轴向地约束行星齿轮的双螺旋型式布置。行星轴承使用多个圆柱形滚子，圆柱形滚子具有可旋转地接触内座圈和外座圈的圆柱形外表面，外座圈由行星齿轮的外圈的圆柱形内表面形成。行星轴承合乎需要地是内座圈引导式的，且在一些实施例中，内圈合乎需要地是具有至少一个滚子轨道的单件。对于各个滚子轨道而言，相应滚子保持架设置在内圈和外圈之间。
支撑销的圆柱形外表面或内圈的相对的圆柱形内表面中的一者包括互连凹槽的网络。支撑销还由与圆柱形外表面相对设置且包括多个供油孔的圆柱形内表面限定为中空圆柱。各个供油孔在支撑销的内表面和外表面之间延伸，且与限定在支撑销的圆柱形外表面或内圈的相对的圆柱形内表面中的一者中的凹槽的网络相交。此外，多个通道的每一个合乎需要地限定穿过内圈，各个通道的一端限定穿过内圈的内表面的内开口，其中内开口设置成与限定在支撑销的圆柱形外表面或内圈的相对的圆柱形内表面中的一者中的互连凹槽的网络中的至少一个凹槽流体连通。各个通道的相对端限定穿过内圈的外表面的外开口，其中各个通道的外开口设置成与限定在内圈的外表面中的至少一个轨道流体连通。
在本公开的另一个示例性实施例中，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经由周转齿轮传动布置将低压压缩机机械地连接至低压涡轮的低压轴，周转齿轮传动布置包括动力齿轮箱，动力齿轮箱包括两个或更多行星齿轮，各个行星齿轮分别由相应的行星轴承可旋转地支撑，如上文简要描述且将在后文中更详细描述的那样。
技术方案1.一种行星齿轮箱，用于连接到周转齿轮传动布置的支架，所述周转齿轮传动布置仅具有单个输入和单个输出且包括太阳齿轮以及环绕所述行星齿轮箱和所述太阳齿轮的环形齿轮，所述行星齿轮箱包括：
支撑销，其构造成固定至所述支架且限定圆柱形外表面，所述圆柱形外表面与在轴向方向上延伸的中心轴线径向地等距，所述支撑销还由与所述圆柱形外表面相对设置的圆柱形内表面限定为中空圆柱，所述支撑销包括多个供油孔，每个供油孔在所述支撑销的内表面和外表面之间延伸穿过所述支撑销且在所述支撑销的外表面处限定出口开口；
内圈，其限定圆柱形内表面，所述圆柱形内表面不可旋转地连接至所述支撑销的圆柱形外表面，所述内圈限定外表面，所述外表面限定至少一个轨道，限定在所述外表面中的各个轨道构造成在其中接收且可旋转地引导相应多个圆柱形滚子；
可旋转地设置在所述内圈的各个相应轨道内的相应多个圆柱形滚子；
外圈，其限定接触各个相应多个圆柱形滚子的内圆柱形表面，所述外圈限定外圆柱形表面，所述外圆柱形表面限定构造成与所述太阳齿轮和所述环形齿轮两者啮合的齿轮齿面；
对于各个相应轨道，相应滚子保持架设置在所述内圈和所述外圈之间；以及
限定在所述支撑销的圆柱形外表面和所述内圈的圆柱形内表面中的一者中的互连凹槽的网络，其中穿过所述支撑销的各个供油孔设置成与凹槽的所述网络相交。
技术方案2.根据技术方案1所述的行星齿轮箱，其中，互连凹槽的所述网络包括至少一个螺旋形凹槽，所述螺旋形凹槽包括在不平行于所述中心轴线的方向上延伸的轴向延伸的凹槽。
技术方案3.根据技术方案2所述的行星齿轮箱，其中，互连凹槽的所述网络包括多个周向延伸的凹槽，所述周向延伸的凹槽中的至少一个在垂直于所述中心轴线的方向上延伸。
技术方案4.根据技术方案3所述的行星齿轮箱，其中，所述周向延伸的凹槽中的至少一个围绕所述支撑销的圆柱形外表面和所述内圈的圆柱形内表面中的一者的圆周完全地延伸。
技术方案5.根据技术方案3所述的行星齿轮箱，其中，所述螺旋形凹槽中的至少一个与在所述螺旋形凹槽的相对端的每一端互连的周向延伸的凹槽相交。
技术方案6.根据技术方案5所述的行星齿轮箱，其中，所述周向延伸的凹槽中的至少一个围绕所述支撑销的圆柱形外表面和所述内圈的圆柱形内表面中的一者的圆周完全地延伸。
技术方案7.根据技术方案1所述的行星齿轮箱，其中，互连凹槽的所述网络包括多个H形凹槽，每个H形凹槽包括在平行于所述中心轴线的方向上延伸的相应轴向延伸的凹槽的相对端的每一端互连的周向延伸的凹槽。
技术方案8.根据技术方案1所述的行星齿轮箱，其中，互连凹槽的所述网络包括多个轴向延伸的凹槽，所述多个轴向延伸的凹槽中的每一个在平行于所述中心轴线的方向上延伸。
技术方案9.根据技术方案1所述的行星齿轮箱，其中，互连凹槽的所述网络包括多个周向延伸的凹槽，所述多个周向延伸的凹槽中的每一个在垂直于所述中心轴线的方向上延伸。
技术方案10.根据技术方案9所述的行星齿轮箱，其中，所述周向延伸的凹槽中的至少一个围绕所述支撑销的圆柱形外表面和所述内圈的圆柱形内表面中的一者的圆周完全地延伸。
技术方案11.根据技术方案1所述的行星齿轮箱，其中，多个通道限定穿过所述内圈，每个通道的一端限定穿过所述内圈的内表面的内开口，其中所述内开口设置成与限定在所述支撑销的圆柱形外表面和所述内圈的圆柱形内表面中的一者中的互连凹槽的所述网络中的至少一个凹槽流体连通。
技术方案12.根据技术方案11所述的行星齿轮箱，其中，限定穿过所述内圈的多个通道中的每一个沿着从所述中心轴线的径向线延伸。
技术方案13.根据技术方案11所述的行星齿轮箱，其中，每个通道的一端限定穿过所述内圈的外表面的外开口，其中多个通道中的每一个的外开口设置成与限定在所述内圈的外表面中的轨道中的相应一个轨道流体连通。
技术方案14.根据技术方案1所述的行星齿轮箱，其中，多个通道限定穿过所述内圈，其中所述多个通道中的每一个的一端限定穿过所述内圈的外表面的外开口，其中每条轨道包括一对导轨，每个导轨包括围绕所述内圈的外表面在周向方向上连续延伸且从限定在所述内圈的外表面中的环形滚道沿径向向外延伸的外表面，每个导轨由沿所述滚道的两个周向延伸的末端边缘中的一个延伸的侧壁部分地限定，每个侧壁在所述滚道的相应末端边缘和相应导轨的外表面的相应一个之间径向地延伸，其中至少一个通道的外开口设置成与限定在所述内圈的外表面中的至少一个导轨的外表面流体连通。
技术方案15.根据技术方案14所述的行星齿轮箱，其中，限定穿过所述内圈的所述多个通道中的每一个的一端限定穿过所述内圈的内表面的内开口，且其中所述多个通道中的至少一个的内开口通往限定在所述支撑销的外表面中的互连凹槽的所述网络中的至少一个凹槽。
技术方案16.根据技术方案1所述的行星齿轮箱，其中，多个通道限定穿过所述内圈，其中所述多个通道中的每一个的一端限定穿过所述内圈的外表面的外开口，其中每条轨道包括一对导轨，每个导轨包括围绕所述内圈的外表面在周向方向上连续延伸且从限定在所述内圈的外表面中的环形滚道沿径向向外延伸的外表面，每个导轨由沿所述滚道的两个周向延伸的末端边缘中的一个延伸的侧壁部分地限定，每个侧壁在所述滚道的相应末端边缘和相应导轨的外表面的相应一个之间径向地延伸，其中相应底切通路围绕所述滚道的相应末端边缘周向地延伸，且限定在所述滚道的相应末端边缘和从所述滚道的相应末端边缘延伸的相应侧壁之间，其中至少一个通道的外开口在限定于所述内圈的外表面中的至少一个底切通路内限定。
技术方案17.根据技术方案16所述的行星齿轮箱，其中，限定穿过所述内圈的所述多个通道中的每一个的一端限定穿过所述内圈的内表面的内开口，其中所述多个通道中的至少一个的内开口通往限定在所述支撑销的外表面中的互连凹槽的所述网络中的至少一个凹槽。
技术方案18.根据技术方案1所述的行星齿轮箱，其中，穿过所述内圈的内表面的内开口以使得各个相继内开口在轨道的交替侧上交错的方式布置。
技术方案19.一种燃气涡轮发动机，包括：
风扇，其包括从毂径向地延伸且可围绕居中地限定穿过所述毂的第一旋转轴线旋转的多个叶片；
设置在所述风扇下游的压缩机；
设置在所述压缩机下游的涡轮；
机械地连接所述压缩机以与所述涡轮一起旋转的可旋转输入轴；
周转齿轮传动布置，其仅具有一个输入且包括支架、可围绕平行于所述第一旋转轴线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形齿轮、由所述支架承载且容纳可关于所述支架围绕平行于所述第二旋转轴线的第三旋转轴线旋转的行星齿轮的至少一个行星齿轮箱，其中所述至少一个行星齿轮与所述太阳齿轮和所述环形齿轮两者啮合；和
围绕所述风扇、所述压缩机、所述涡轮和所述周转齿轮传动布置的发动机外壳，其中所述环形齿轮和所述支架中的一者不可旋转地连接至所述发动机外壳；且
所述行星齿轮箱还包括：
支撑销，其构造成固定至所述支架且限定圆柱形外表面，所述圆柱形外表面与在轴向方向上延伸的中心轴线径向等距，所述支撑销还由与所述圆柱形外表面相对设置的圆柱形内表面限定为中空圆柱，所述支撑销包括多个供油孔，每个供油孔在所述支撑销的内表面和外表面之间延伸穿过所述支撑销，
内圈，其限定圆柱形内表面，所述圆柱形内表面不可旋转地连接至所述支撑销的圆柱形外表面，所述内圈限定外表面，所述外表面限定至少一个轨道，各个轨道构造成在其中接收且可旋转地引导相应多个圆柱形滚子；
外圈，其限定外圆柱形表面，所述外圆柱形表面限定所述行星齿轮的齿轮齿面且构造成与所述太阳齿轮和所述环形齿轮两者啮合，所述外圈限定与所述外圈的外圆柱形表面相对的内圆柱形表面，
设置在所述内圈的各个轨道内的多个滚子，每个滚子可围绕平行于所述第三旋转轴线的第四旋转轴线自由旋转，每个滚子限定接触所述内圈和所述外圈的内圆柱形表面两者的圆柱形外表面，以及
对于各个相应轨道，相应滚子保持架设置在所述内圈和所述外圈之间，其中在每个滚子保持架和所述内圈之间存在紧密间隙，以及
限定在所述支撑销的圆柱形外表面和所述内圈的圆柱形内表面中的一者中的互连凹槽的网络，其中穿过所述支撑销的各个供油孔设置成与凹槽的所述网络相交。
技术方案20.根据技术方案19所述的燃气涡轮发动机，其中，多个通道限定穿过所述内圈，每个通道的一端限定穿过所述内圈的内表面的内开口，其中所述多个通道中的至少一个的内开口设置成与限定在所述支撑销的圆柱形外表面和所述内圈的圆柱形内表面中的一者中的互连凹槽的所述网络的至少一个凹槽流体连通。
参照以下描述和所附权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。附图结合在本说明书中且构成说明书的一部分，附图示出本发明的实施例，并且和描述共同用来说明本发明的原理。
附图说明
在说明书中阐述本发明的对于本领域普通技术人员来说完整和能够实施的公开，包括其最佳模式，说明书参照了附图，其中：
图1为根据本公开的多个实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意性横截面图。
图2为图1的示例性燃气涡轮发动机的风扇轴和LP轴之间的周转齿轮传动布置的四分之一节段的构件的局部透视和局部横截面图。
图3为大体沿着图2中的标记为3-3的视线得到的构件中的一些的示意性横截面图。
图4是大致沿着图2中的视线3-3得到的拆开的轴承构件的局部透视图和局部横截面图的示意性展示。
图5为图2的示例性齿轮布置的拆开的示例性构件的正视透视图。
图6是图2的示例性传动布置的拆开的示例性构件的正视透视图，其中某些特征的示意性展示被隐藏并用虚线画出。
图7是润滑油从支撑销穿过图2的周转齿轮传动布置的行星齿轮箱的实施例的行星齿轮的流动的示意性展示。
图8是在周转齿轮传动布置的行星轴承的支撑销的外表面中的凹槽的示例性实施例和穿过内圈(以虚线轮廓示出)的通道的示例性实施例之间的流体连通的示意性展示。
图9是润滑油从支撑销穿过周转齿轮传动布置的行星齿轮箱的行星齿轮的区段的备选流动的示意性展示。
构件清单
10 涡轮风扇喷气发动机
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
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 风扇壳或机舱
52 出口导向导叶
54 下游区段
56 旁通空气流通道
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 定子导叶
70 涡轮转子叶片
72 定子导叶
74 涡轮转子叶片
76 风扇喷嘴排气区段
78 热气路
80 太阳齿轮
81 太阳齿轮80的齿轮齿
82 支架
84 行星轴承的行星齿轮外座圈
85 行星齿轮84的齿轮齿
86 环形齿轮
87 环形齿轮86的齿轮齿
88 环形齿轮86的中心周向凸缘
89 穿过凸缘88的轴向孔
90 支架的前壁
91 穿过前壁90的孔
92 支架的后壁
93 穿过后壁92的孔
94 支架的沿轴向延伸的侧壁
95 支撑销86的前壁
96 用于行星轴承的支撑销
97 销96的带螺纹的减小直径的表面
98 销96的环形的沿径向向外延伸的凸缘
99 用于销96的固持器
101 销96的圆柱形外表面
102 内圈
103 限定行星齿轮84的外座圈的圆柱形内表面
104 圆柱形滚子
106 销96的中心轴线和行星齿轮84的旋转轴线
107 内圈102的前滚道
108 用于内圈102的导轨
109 内圈102的后滚道
110 内圈102的导轨108的侧壁
112 内圈102的圆柱形内表面
113 内圈102的圆柱形外表面
114 滚子的圆柱形外表面
116 行星轴承的外座圈
118 滚子保持架
119 滚子保持架118的肩部元件
120 滚子保持架118的肋部元件
121 周向延伸的凹槽
122 螺旋形凹槽
123 轴向延伸的凹槽
124 穿过内圈102的通道
125 支撑销96的圆柱形内表面
126 穿过支撑销96的供油孔
127 滚道107中的底切通路
128 导轨108的外表面
129 滚道109中的底切通路
130 支撑销96的外表面101处的出口开口
131 穿过内圈102的内表面112的通道124的内开口
132 穿过内圈102的外表面113的外开口。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的当前实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标号来表示图中的特征。图和描述中的相同或类似标号被用来表示本发明的相同或类似部件。如本文使用，用语“第一”、“第二”和“第三”可互换地用来使一个构件与另一个区别开，而不意图表示独立构件的位置或相对重要性。用语“上游”和“下游”表示相对于流体路径中的流体流的相对方向。例如，“上游”表示流体流出的方向，而“下游”表示流体流到的方向。如本文使用，流体可为诸如空气的气体或诸如润滑剂的液体。
现在参照附图，在附图中，相同标号贯穿附图指示相同元件，图1为根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面图。更具体而言，对于图1的实施例，燃气涡轮发动机为高旁通涡轮风扇喷气发动机10，其在本文称为“涡轮风扇发动机10”。如图1中显示，涡轮风扇发动机10限定轴向方向A(其平行于提供来用于参照的纵向中心线12而延伸)和垂直于轴向方向A的径向方向R。大体上，涡轮风扇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。
所描绘的示例性核心涡轮发动机16大体包括基本管状的外壳18，其限定环形入口20。如图1中示意性显示的那样，外壳18以连续流关系包围：压缩机区段，其包括增压器或低压(LP)压缩机22，增压器或低压(LP)压缩机22的下游是高压(HP)压缩机24；燃烧区段26；涡轮区段，其包括高压(HP)涡轮28，高压(HP)涡轮28的下游是低压(LP)涡轮30；以及喷气排气喷嘴区段32。高压(HP)轴或转轴34将HP涡轮28传动地连接至HP压缩机24，以使它们一致地旋转。低压(LP)轴或转轴36将LP涡轮30传动地连接至LP压缩机22，以使它们一致地旋转。压缩机区段、燃烧区段26、涡轮区段和喷嘴区段32共同限定核心空气流路。
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，其具有以间隔开的方式联接至盘42的多个风扇叶片40。如图1中描绘的那样，风扇叶片40大体沿着径向方向R从盘42向外延伸。各个风扇叶片40可相对于盘42围绕变桨轴线P旋转，因为风扇叶片40操作地联接至适当的促动部件44，促动部件44构造成共同一致地改变风扇叶片40的桨距。风扇叶片40、盘42和促动部件44可经由风扇轴45围绕纵向轴线12一起旋转，通过LP轴36经过动力齿轮箱46对风扇轴45提供动力。动力齿轮箱46包括多个齿轮，以相对于LP轴36将风扇轴45且因而风扇38的旋转速度调整成更高效的旋转风扇速度。
仍然参照图1的示例性实施例，盘42由可旋转前毂48覆盖，前毂48在外形上成空气动力学以促进空气流穿过多个风扇叶片40。另外，示例性风扇区段14包括环形风扇壳或外机舱50，其沿周向围绕风扇38和/或核心涡轮发动机16的至少一部分。应当理解，机舱50可构造成相对于核心涡轮发动机16由多个沿周向间隔开的出口导向导叶52支撑。备选地，机舱50还可由结构风扇框架的支柱支撑。此外，机舱50的下游区段54可越过核心涡轮发动机16的外部部分延伸，以便在它们之间限定旁通空气流凹槽56。
在涡轮风扇发动机10的运行期间，一定量的空气58通过机舱50和/或风扇区段14的相关联的入口60进入涡轮风扇10。当一定量的空气58经过风扇叶片40时，由箭头62指示的空气58的第一部分被引导或传送到旁通空气流凹槽56中，并且由箭头64指示的空气58的第二部分被引导或传送到核心空气流路的上游区段中，或者更特别地进入到LP压缩机22的入口20中。空气的第一部分62和空气的第二部分64之间的比率通常称为旁通比。然后空气的第二部分64的压力随着其传送通过高压(HP)压缩机24且进入到燃烧区段26中而增大，在燃烧区段26中，高度加压的空气与燃烧混合且燃烧，以提供燃烧气体66。
燃烧气体66传送到HP涡轮28中且通过它而膨胀，在HP涡轮28中，来自燃烧气体66的热和/或动能的一部分经由联接至外壳18的HP涡轮定子导叶68和联接至HP轴或转轴34上的HP涡轮转子叶片70的连续级获取，因此引起HP轴或转轴34旋转，从而支持HP压缩机24的运行。然后燃烧气体66传送到LP涡轮30中且通过它而膨胀，在LP涡轮30中，热和动能的第二部分经由联接至外壳18的LP涡轮定子导叶72和联接至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获取，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的运行和风扇38的旋转。
燃烧气体66随后传送通过核心涡轮发动机16的喷气排气喷嘴区段32，以提供推进推力。同时，当空气的第一部分62传送通过旁通空气流凹槽56时，空气的第一部分62的压力显著提高，然后空气的第一部分62从涡扇10的风扇喷嘴排气区段76排出，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路78以用于将燃烧气体66传送通过核心涡轮发动机16。
但应当理解的是，图1中描绘的示例性涡轮风扇发动机10仅仅是作为示例，而且在其它示例性实施例中，涡轮风扇发动机10可具有任何其它适当的构造。例如，在其它示例性实施例中，风扇38可按任何其它适当的方式构造而成(例如，构造成固定桨距风扇)，并且进一步可使用任何其它适当的风扇框架构造来支撑。此外，还应当理解，在其它示例性实施例中，可利用任何其它适当的LP压缩机22构造。还应当理解，在还有其它示例性实施例中，本公开的方面可结合到任何其它适当的燃气涡轮发动机中。例如，在其它示例性实施例中，本公开的方面可结合到例如涡轮轴发动机、涡轮螺桨发动机、涡轮核心发动机、涡轮喷气发动机等中。
图2描绘了根据本公开的一个方面构建的动力齿轮箱46的构件。为了示出可旋转地支撑各个行星齿轮的行星轴承的特征，图2示意性地示出部分透视且部分横截面的图，其集中在合乎需要地充当图1中标识的动力齿轮箱46的构件的行星齿轮箱构造的示例性实施例的四分之一区段的行星轴承构件上。动力齿轮箱46是周转类型的，并且具有与图1中显示的纵向轴线12重合的中心旋转轴线，且包括四个行星齿轮。
如例如图2中示意性显示的那样，动力齿轮箱46(图1)包括居中定位的太阳齿轮80，其可围绕图1中显示的纵向轴线12旋转。已经从图中省略旋转地支撑太阳齿轮80的轴承，因为太阳齿轮80的轴承不是本公开的焦点。太阳齿轮80合乎需要地具有双螺旋型式的齿轮齿81。支架围绕太阳齿轮80，太阳齿轮80可相对于支架旋转。支架承载至少一个行星齿轮84且合乎需要地承载成环形阵列的行星齿轮84，在图2中两个行星齿轮84的局部是可见的。在动力齿轮箱46(图1)的示出的示例中，存在四个行星齿轮84，但可使用不同数量的行星齿轮84。各个行星齿轮84合乎需要地具有双螺旋型式的齿轮齿85，其构造成与太阳齿轮80的齿轮齿81啮合。
如例如图2和图3中示意性显示的那样，动力齿轮箱46合乎需要地是周转齿轮传动布置，其具有沿周向围绕太阳齿轮80和行星齿轮84设置的环形齿轮86。在一个示例性实施例中，围绕太阳齿轮80和行星齿轮84的环形齿轮86通过以图中未示出的方式联接至外壳18来得到固定，因为可用多个传统方式中的任一个来进行这种特定组装，其中任一个都适合示出本公开的示例性实施例。例如，环形齿轮86可经由中心周向凸缘88固定至(以机械的方式栓接或焊接)外壳18，如图2中显示的那样通过中心周向凸缘88钻出多个轴向孔89。在采用星形构造的周转齿轮传动布置的备选示例性实施例中，支架联接至外壳18，并且这种联接的具体细节对于阐明本发明的期望方面也不是必要的。但是，在两个实施例中，并且如例如图3中示意性显示的那样，环形齿轮86可旋转地与各个行星齿轮84啮合，行星齿轮84也可旋转地与太阳齿轮80啮合，并且因而环形齿轮86也合乎需要地具有双螺旋型式的齿轮齿87，其构造成与行星齿轮84的齿85啮合。
太阳齿轮80、行星齿轮84和环形齿轮86共同构成齿轮系。如例如图3中示意性显示的那样，各个行星齿轮84与太阳齿轮80和环形齿轮86两者啮合。太阳齿轮80、行星齿轮84和环形齿轮86可由钢合金制成。本文设想到的周转齿轮传动布置的一个示例性实施例合乎需要地是行星构造，它仅具有单个输入和单个输出，并且环形齿轮86保持固定。在运行中，太阳齿轮80被输入转动，输入是LP轴，而承载行星齿轮箱的支架则联接至机械负载，机械负载是图1中显示的风扇轴45。因而，动力齿轮箱46对于以已知方式将太阳齿轮80的旋转速度降低到适合联接至支架的负载的旋转速度(即风扇轴45的旋转)是有效的。
各个行星齿轮84可由轴承旋转地承载，轴承又由行星齿轮箱承载，行星齿轮箱又由支架承载。将在理解到各个行星齿轮84是相同地构造和安装但安装在支架上的不同的点的情况下描述用于一个行星齿轮84的轴承的构造和安装。
如例如图2和图7中示意性显示的那样，支架包括前壁90和沿轴向与前壁90间隔开的后壁92，并且它们共同形成各个行星齿轮箱的支架的一部分。如图7中示意性显示的那样，前壁90和后壁92中的各个相应地限定通过其中的相应同轴的孔91和93。如图2中示意性显示的那样，支架合乎需要地包括多个侧壁94，它们沿轴向在支架的前壁90和后壁92之间延伸，并且连接前壁90和后壁92。合乎需要地，成对的侧壁94设置在相应地限定在支架的相应的前壁90和后壁92中的同轴孔91、93的相反侧上。
在采用行星构造的周转齿轮传动布置的一个示例性实施例中，支架以常规方式不可旋转地联接至风扇轴45，使得它们以相同的速度一致地旋转，但这种联接的方式对于理解本公开不是至关重要的，并且因而不必进一步讨论。在采用星形构造的周转齿轮传动布置的备选实施例中，环形齿轮86以常规方式不可旋转地联接至风扇轴45，使得它们以相同的速度一致地旋转，但这种联接的方式对于理解本公开不是至关重要的，并且因而不必进一步讨论。
如例如图2、图5、图6、图7和图8中显示的那样，支撑销96是中空、大体圆柱形的，并且具有前端和后端。支撑销96设为将行星齿轮84的轴承安装至支架，并且因而构造成固定至支架。如例如图2中显示的那样，支撑销96的各个相反端接收在限定在支架中的孔91和93中的一个中。如例如图2中显示的那样，支撑销96的前端包括带螺纹的直径减小的表面97，而后端则包括环形的沿径向向外延伸的凸缘98。固持器99(在这个示例中，带螺纹的防松螺母)在前端处接合直径减小的表面97，以使支撑销96固定就位，以防向后的轴向移动。
如例如图2、图5、图6、图7和图8中显示的那样，支撑销96限定圆柱形外表面101。例如，如例如图5和图8中示意性显示的那样，支撑销96的圆柱形外表面101从在轴向方向上延伸穿过支撑销96的中心轴线106径向等距地设置。该中心轴线106还限定行星齿轮84的旋转轴线。如例如图5、图6、图7和图8中显示的那样，支撑销96还通过相对于圆柱形外表面101设置的圆柱形内表面125限定为中空圆柱。如例如图2中显示的那样，支撑销96的前端被前壁95完全封闭，前壁限定内腔的限定在支撑销96中的一部分。尽管在图2所描绘的横截面图中只有一半的前壁95是可见的，但是该前壁95完全跨过支撑销96的前端延伸。
如例如图2、图5、图6、图7和图8中显示的那样，支撑销96合乎需要地包括多个穿过支撑销形成的供油孔126。各个供油孔126在支撑销96的圆柱形内表面125和圆柱形外表面101之间延伸穿过支撑销96。如例如图7中显示的那样，各个供油孔126合乎需要地在径向方向上从圆柱形内表面125延伸至支撑销96的圆柱形外表面101。如例如图7显示的那样，各个供油孔126在支撑销96的外表面101处限定出口开口130。这些供油孔126尺寸确定为计量供应受控的油流以用于润滑和冷却行星轴承。
在运行中，压力下的油通过支撑销96后端处的开口供应，然后进入由前壁95部分限定的中空支撑销96的内腔，前壁与支撑销96的后端处的开口相对且例如如图2中显示的那样设置。进入支撑销96的该内腔的油在压力下从内腔沿径向向外流过该供油孔126。例如，在图2中显示的双轨道实施例中，典型地对于行星轴承的每条轨道提供四个围绕支撑销周向地设置且彼此等距间隔(90度间隔)的供油孔126。在支撑销的内腔中的油压在大约65磅每平方英寸的情况下，每条轨道的四个供油孔126中的每一个合乎需要地具有大约0.039英寸的直径以产生从支撑销96的内腔到行星轴承计量的大约1.1加仑每分钟的油流。
如在下面更完整地描述的那样，油流出出口开口130然后进入形成在支撑销96的外表面101和内圈102(在下面描述)的内表面112中的一者中的凹槽的网络中，从而给行星轴承提供冷却和润滑。因为提供给由支撑销96的圆柱形内表面125限定的中空油腔的该油所处的压力可根据特定的行星齿轮84和发动机10而变化，所以穿过支撑销96的供油孔126将相应地确定尺寸以便保证油在有效油压下的合适流率，以便给行星轴承提供充分的润滑和冷却。
如例如图2、图3和图4中显示的那样，行星轴承包括内圈102。图4是内圈102的一半的示意性展示，其为局部透视图和局部横截面图。如例如图4中显示的那样，内圈102限定圆柱形内表面112。如例如图7和图9中显示的那样，内圈102的圆柱形内表面112不可旋转地连接至支撑销96的圆柱形外表面101。合乎需要地，内圈102的圆柱形内表面112压配合至支撑销96的圆柱形外表面101。
合乎需要地，行星轴承合乎需要地是内座圈引导式的且形成为单一整体构件。如例如图4中显示的那样，单一构件内圈102合乎需要地具有与其内表面112相对设置的外表面113，该外表面限定至少一个滚子轨道，轨道限定构成行星轴承的内座圈的至少一个滚子滚道107、109。在双轨道实施例中，限定在内圈102中的成对轨道的每一个在轴向方向上与成对轨道的另一个间隔开。在双轨道实施例中，内圈102的外表面113限定并排设置且在轴向方向A上与彼此间隔开的两个滚子滚道107、109，轴向方向A平行于行星轴承84的旋转轴线106。滚子滚道107、109中的每一个起作用为双轨道行星轴承的内座圈107、109。如例如图4中显示的那样，成对轨道中的每一个围绕内圈102的外表面周向地延伸。成对轨道中的每一个在周向方向上相对于成对轨道中的另一个轨道平行地设置。
如例如图4中显示的那样，每条相应的轨道由成对的导轨108限定，导轨在轴向方向A上与彼此间隔开且围绕内圈102周向地延伸。如本文构想的那样，内圈102可包括单条轨道或者多条轨道，诸如双轨道内圈102或三轨道内圈102等。然而，本文中对行星齿轮箱的结构和运行的阐述将使用双轨道内圈102的特定示例，因此告知额外的轨道如何适应或如何在消除双轨道中的一个后保留单轨道。
因此，如例如图4中显示的那样，在双轨道实施例中，内圈102的外表面113包括两对导轨108，导轨在周向方向上围绕内圈102连续地延伸。成对轨道的每一个限定滚道107或109的形式的表面，所述滚道关于内圈102的圆柱形内表面112周向地且同心地延伸。每一对导轨108分别限定彼此轴向间隔开的两个环形内座圈107、109中的一个，前滚道107和后滚道109。因此，每条轨道包括提供接触多个滚子104(图3)中的每一个的圆柱形外表面114的表面的相应滚道107、109，滚子可旋转地设置在内圈102的相应轨道内。带有彼此轴向间隔开的双滚道107、109的单个内圈102的使用提供了多组滚子104之间的良好的同心度，但是两个独立的内圈102也可使用。内圈102的轴向大小合乎需要地确定尺寸以使得内圈102不能相对于支架的相对的轴向间隔开的壁90、92轴向移动。
如例如图4中示意性显示的那样，每个导轨108包括外表面128，外表面128围绕内圈102的外表面113在周向方向上连续地延伸且从限定在内圈102的外表面113上的相应环形滚道107、109沿径向向外设置。每个导轨108的外表面128限定内圈102的外表面113的最大直径大小，并且给各个相应滚子保持架118提供相应的引导表面(在下面更详细地描述)。
如例如图4中示意性显示的那样，每个导轨10还由沿相应滚道107、109的两个周向延伸的末端边缘中的一个延伸的内侧壁110部分地限定。因此，在内圈102的双轨道实施例中的每一对轨道中的每个轨道的导轨108限定在轴向方向上彼此间隔开的相应成对径向延伸的内侧壁110。单个轨道的每个导轨108的每个内侧壁110在相应滚道107、109的相应末端边缘和相应导轨108的外表面128的内自由边缘的相应一个之间沿径向延伸。每一对导轨108的相应内侧壁110限定成对滚道107、109中的一个的两个末端边缘，所述滚道形成限定在双轨道内圈102的外表面113中的成对轨道中的一个的一部分。
如例如图4中示意性显示的那样，相应底切通路127，129在相应滚道107、109的两个相应末端边缘中的每一个的周围周向地延伸。各个相应底切127、129限定在相应滚道107、109的两个相应末端边缘中的一个和从相应滚道107、109的相应末端边缘延伸的相应内侧壁110之间。各个相应底切127、129在相应轨道的各个末端边缘处(相应内侧壁110与相应滚道107、109的相应末端边缘会合之处)限定相应的转角离隙。
如例如图2和图7中显示的那样，行星齿轮84合乎需要地是形成行星轴承的外座圈103和齿轮齿面85的单件构件。行星轴承的行星齿轮84的圆柱形内表面103接触并保持行星轴承的滚子104。因此，行星轴承的外圈84的外圆柱形表面由齿轮齿面85限定，齿轮齿面85构造成与太阳齿轮80的齿轮齿面81和环形齿轮86的齿轮齿面87两者啮合。合乎需要地，如例如图2中显示的那样，各个圆柱形外圈84的齿轮齿面85型式确定为双螺旋齿轮齿面，其中外圈84的两个双螺旋齿轮齿面中的每一个的偏斜设置得不平行于外圈84的两个双螺旋齿轮齿面中的另一个。
如例如图2中显示的那样，多个圆柱形滚子104设置在内圈102和行星齿轮84的圆柱形内表面103(其作用为行星轴承的外座圈103)之间。如例如图3中示意性显示的那样，内圈102中的成对轨道中的每一个构造成接收且其中可旋转地引导相应多个圆柱形滚子104，滚子能相对于内滚道107、109以及行星轴承的外座圈103两者自由旋转。如例如图2中显示的那样，行星齿轮的外圈84的内圆柱形表面103可旋转地接触第一多个圆柱形滚子104和第二多个圆柱形滚子104。
因此，在内圈102的双轨道实施例中，内圈102的滚道107、109以两个串列环的形式接收滚子104。第一多个圆柱形滚子104可旋转地设置在内圈102的成对轨道的第一轨道内的前滚道107上。类似地，第二多个圆柱形滚子104可旋转地设置在内圈102的成对轨道的第二轨道内的后滚道109上。因此，内圈102的滚道107、109接触设置在相应轨道中的圆柱形滚子104的各个圆柱形外表面114的一部分。圆柱形滚子104可包括已知成分的陶瓷材料，例如碳化硅(Si3N4)
在附图中所示的内座圈引导式行星齿轮箱的示例性双轨道实施例中，两个单独的滚子保持架118合乎需要地设置在内圈102和外圈84之间。各个滚子保持架118能关于内圈102和外圈84两者自由转动，但是转速不同于外圈84的转速。在例如图7中示意性显示的实施例中，因为内圈102具有并排的双轨道，单独的滚子保持架118设置在双轨道中的每个轨道上。各个滚子保持架118限定其自身的大致矩形开口的周向排(设置在内圈102的成对轨道的相应轨道上方)。如例如图7中示意性显示的那样，第一滚子保持架118限定第一周向排，且第二滚子保持架118限定与第一周向排在轴向方向上间隔开的第二周向排。
各个滚子保持架118中的各个周向排限定多个大致矩形的开口。滚子保持架118的各个大致矩形的开口由轴向方向上的长轴和周向方向上的短轴限定。如例如图2中显示的那样，滚子保持架118的各个大致矩形的开口由在轴向方向上伸长的一对平行的、相对且间隔开的腹板元件120限界。如例如图3中显示的那样，滚子保持架118的各个大致矩形的开口由在周向方向上伸长的一对相对的、平行且间隔开的肩部元件119限界。如例如图7中显示的那样，各个滚子保持架118的相应腹板元件120设置成在滚子保持架118的相对的肩部元件119之间轴向地延伸。两个滚子保持架118的所有腹板120相同地构造和定尺寸。各个滚子保持架118构造成带有周向延伸的肩部元件119和轴向延伸的腹板元件120，以在内圈102的带有其相应滚道107、109的各个相应轨道中保持在此相应轨道中每一对周向相邻的圆柱形滚子中的各个相应圆柱形滚子104之间在周向方向上的相应分开。
各个滚子保持架118的各个大致矩形的开口的长轴构造成适应单个滚子104的长度L，而各个大致矩形的开口的短轴构造成适应单个滚子104的直径D。各排中的开口围绕滚子保持架118沿周向等距地间隔开，其中各排中的开口的数量等于设置在滚子保持架118的相应排下方的成对轨道的相应一个中的圆柱形滚子104的数量。因此，如例如图2中显示的那样，各个相应圆柱形滚子104设置为使其圆柱形外表面114延伸穿过由滚子保持架118限定的相应开口。
如例如图2和图7中显示的那样，各个滚子保持架118的各个相应肩部元件119设置在内圈102的相应导轨108的上方，其中肩部元件119和导轨108的两个相应的相对表面之间存在紧密间隙。因为行星轴承是内座圈引导式的，所以滚子保持架118设计为在由保持架118的肩部元件119限定的圆柱形周向内表面与由内圈102的导轨108的圆柱形周向外表面128之间带有紧密间隙，且这种紧密间隙合乎需要地为大约0.005至0.050英寸(包含在内)。
根据本发明的方面，图5和图8示出了限定在支撑销96的圆柱形外表面101或内圈102的圆柱形内表面112的至少一个中的互连凹槽的网络。根据本发明的方面，穿过支撑销96的各个供油孔126设置成与互连凹槽的网络相交。不同于使供油孔126在与内圈102的轨道中的给滚子104供应润滑油的通道124直接对准地径向延伸，本发明的互连凹槽的网络将油的供应分配到内圈102的内表面112，以在油到达内圈102的轨道之前利用油的冷却效果。供油孔126与互连凹槽121、122、123的网络相交的位置取决于互连凹槽121、122、123的网络的具体型式，并且这些相交位置合乎需要地选择成确保油流均匀地分配给引导油穿过内圈102且到内圈102的轨道中的各个通道124。在这种情况下，一旦油到达内圈102的轨道，可减少冷却所需的油的量而不削弱油的润滑效果。因此，本发明的互连凹槽的网络使润滑所需的油的使用更加有效率，这通过在将油从支撑销96的内腔引导穿过供油孔126和互连凹槽121、122、123的网络到内圈102的轨道时使油在行星轴承上的冷却效果最大化。
图7和图9是润滑油从支撑销96穿过行星齿轮箱的实施例的行星齿轮的流动的可能路径的示意性展示。在图7和图9中，实心粗线示意地展示了油用于润滑和冷却目的采取的路径。支撑销96的外表面101和内圈102的内表面112之间的粗线表示流过与通道124的内开口131相交的互连凹槽121、122、123的网络的油。如图7中显示的那样，这些通道124的部分或全部可注入内圈102的轨道中的底切通路127、129。如图9中显示的那样，这些通道124的部分或全部可穿过滚子保持架的导轨108，并注入导轨108和滚子保持架118的肩部元件119的两个相应的相对表面之间的紧密间隙。此外，图7中描绘的通道124的布置和图9中描绘的通道124的布置可以以不同的组合提供，其可在这些通道124的每种类型的布置的相对数量和这些通道124的每种类型的布置的相对定位方面均不同，注入底切通路127、129或从内圈102的导轨108腾空且注入肩部元件119和导轨108的两个相应的相对表面之间的紧密间隙。
图5和图8中的每一个示意地示出了限定在支撑销96的圆柱形外表面101中的凹槽的网络的不同型式。类似地，图6中的虚线示意地示出了限定在内圈102的圆柱形内表面112中的凹槽的网络的示例性型式。
如例如图5、图6和图8中示意性显示的那样，互连凹槽的网络的示例性实施例合乎需要地包括多个周向延伸的凹槽121，且周向延伸的凹槽121中的至少一个在垂直于中心轴线106的方向上延伸。如例如图5和图6中示意性显示的那样，在互连凹槽的示例性网络的实施例中，周向延伸的凹槽121中的至少一个围绕支撑销96的圆柱形外表面101(图5)和内圈102的圆柱形内表面125(图6)中的一者的圆周完全地延伸。
如例如图5、图6和图8中示意性显示的那样，互连凹槽的网络的示例性实施例合乎需要地包括至少一个螺旋形凹槽122，其包括在不平行于中心轴线106的方向上延伸的轴向延伸的凹槽122。互连凹槽的网络中的螺旋形凹槽122中的至少一个合乎需要地与在螺旋形凹槽122的相对端的每一端互连的周向延伸的凹槽121相交。
如例如图8中示意性显示的那样，互连凹槽的网络的示例性实施例合乎需要地包括多个H形凹槽。各个H形凹槽限定一对周向延伸的凹槽121和在平行于中心轴线106的方向上轴向地延伸的轴向延伸的凹槽123。各个H形凹槽合乎需要地包括在平行于中心轴线106的方向上延伸的相应轴向延伸的凹槽123的相对端的每一端互连的周向延伸的凹槽121。此外，在至少一个H型凹槽中，成对周向延伸的凹槽121中的每一个周向延伸的凹槽121合乎需要地围绕支撑销96的圆柱形外表面101和内圈102的圆柱形内表面125中的一者的圆周不完全地延伸。
取决于内圈102中的轨道的数量和被认为对行星轴承的润滑和冷却合乎需要的油流的理想分配，可对于互连凹槽121、122、123的网络选择其他的型式。例如，两个螺旋凹槽122可以以相交的角度引导且在相交位置处连接以形成类似等腰三角形的顶角的锐角，且多个这些成对的螺旋凹槽122基本上沿着支撑销96或内圈102的整个长度设置。在类似的示例中，两个螺旋凹槽122可以以相交的角度引导且在相交位置处连接以形成锐角，且该锐角可通过带有设置在周向凹槽121的中点处的供油孔126的周向凹槽122连接到其他相似地构造的成对螺旋凹槽122。另一种网络可包括在周向方向上间隔开且通过至少一个螺旋凹槽122或备选地多个螺旋凹槽122连接的一对轴向凹槽123，且在每一种情况下都包括设置在螺旋凹槽122的中点处的供油孔126。成对的轴向凹槽123可基本上延伸内圈102的整个长度或者仅其短的区段。此外，在前述示例中的每一个中，螺旋凹槽122的节距可从关于轴向方向A大约60°调整到关于轴向方向A大约25°。因此，形成网络的凹槽121、122、123的几何布置的组合并不限于本文中明确地描绘或以文字描述的示例性型式。
如例如图3、图4、图7、图8和图9中示意性显示的那样，多个通道124限定穿过内圈102。合乎需要地，如例如图4中示意性显示的那样，限定穿过内圈102的多个通道124中的每一个沿着从中心轴线106的径向线偏离大约7°的线延伸。角偏移的程度取决于钻出通道124的机器的要求和为了使该机器能处理底切通路127、129和钻出通道124所需要的空间。内圈102的直径越大，从径向线的角偏移就越小，直到在内圈102的某一直径和钻孔机的尺寸要求下，将没有角偏移，且通道124将沿从中心轴线106的径向线延伸。如例如图4中示意性显示的那样，该多个通道124的各个通道124的一端限定穿过内圈102的内表面112的内开口131。如例如图8中示意性显示的那样，各个通道124的内开口131设置成与限定在支撑销96的圆柱形外表面101和内圈102的圆柱形内表面125中的一者中的互连凹槽的网络的凹槽121、122、123中的至少一个流体连通。
如例如图4中示意性显示的那样，各个通道124的一端限定穿过内圈102的外表面113的外开口132。如例如图2、图3、图4、图7和图8中示意性显示的那样，多个通道124中的每一个的外开口135中的每一个开口设置成与限定在内圈102的外表面113中的轨道中的相应一个流体连通。如例如图4和图8中示意性显示的那样，至少一个通道124(且合乎需要地多个通道124)的外开口132在限定于内圈102的外表面113中的每条轨道的底切通路127、129中的至少一个内限定，且因此设置成与限定在内圈102的外表面113中的轨道中的至少一个流体连通。如例如图9中示意性显示的那样，至少一个通道124(且合乎需要地多个通道124)的外开口132设置成与限定在内圈102的外表面113中的至少一个导轨108的外表面128流体连通。取决于应用和设计规范，在任何给出的实施例中，所有通道124的所有外开口132可直接地连接至底切通路127、129，或者所有通道124的所有外开口132可直接地连接至导轨108的外表面128，或者只有其中一些开口132可连接至底切通路127、129而其中一些开口132可连接至导轨108的外表面128。
如例如图4中示意性显示的那样，穿过内圈102的内表面112的内开口131以使得在轨道的交替侧上的各个相继的外开口132交错的型式布置。因为穿过内圈102的各个通道124沿着轴线延伸，该轴线形成在中心轴线106上具有一端的半径，所以如图4中描绘的内圈102的内表面112中的内开口131的型式也限定在内圈102的外表面113处存在的外开口132的型式。因此，穿过内圈102的外表面113的外开口132也以使得在轨道的交替侧上的各个相继的外开口132交错的型式布置。这种穿过内圈102的通道124的外开口132的交错型式用来使通道124的数量最大限度减少，同时提供有助于冷却行星轴承的更好的周向分布的油流。
对于所描绘的实施例，行星滚子轴承可由任何适当的材料形成。例如，在至少某些示例性实施例中，滚子轴承可由适当的金属材料形成，诸如铬钢或高碳铬钢。备选地，在其它示例性实施例中，行星滚子轴承可包括由适当的陶瓷材料形成的一个或多个构件。
本文中所描述的带有行星轴承设备的行星齿轮箱具有优于现有技术的多个优点。通过采用凹槽121、122、123的互连网络来提高供应至行星轴承的内圈102的油流的冷却效率，由行星轴承接收的油流可被更高效地使用。这种凹槽121、122、123的互连网络用来使润滑和冷却行星轴承所需要的油的总量最大限度减少。通过使到行星轴承的油流最大限度减少，在行星齿轮箱中遭受的损失最大限度减少，且整个发动机10的效率因此提高。另外，使润滑和冷却行星轴承所需要的油流最大限度减少允许整个油系统的尺寸的缩小。
该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何包含的方法。本发明可申请专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这些其它示例具有不与权利要求的字面语言不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差异的等同结构要素，则意在使这些其它示例处于权利要求的范围内。
虽然描述了本发明的特定实施例，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下可对其进行各种修改。因此，本发明的优选实施例和用于实践本发明的最佳模式的前述描述提供来仅用于说明目的而不用于限制。

Claims (20)

1.一种行星齿轮箱，用于连接到周转齿轮传动布置的支架，所述周转齿轮传动布置仅具有单个输入和单个输出且包括太阳齿轮以及环绕所述行星齿轮箱和所述太阳齿轮的环形齿轮，所述行星齿轮箱包括：
支撑销，其构造成固定至所述支架且限定圆柱形外表面，所述圆柱形外表面与在轴向方向上延伸的中心轴线径向地等距，所述支撑销还由与所述圆柱形外表面相对设置的圆柱形内表面限定为中空圆柱，所述支撑销包括多个供油孔，每个供油孔在所述支撑销的内表面和外表面之间延伸穿过所述支撑销且在所述支撑销的外表面处限定出口开口；
内圈，其限定圆柱形内表面，所述圆柱形内表面不可旋转地连接至所述支撑销的圆柱形外表面，所述内圈限定外表面，所述外表面限定至少一个轨道，限定在所述外表面中的各个轨道构造成在其中接收且可旋转地引导相应多个圆柱形滚子，其中多个通道限定穿过所述内圈；
可旋转地设置在所述内圈的各个相应轨道内的相应多个圆柱形滚子；
外圈，其限定接触各个相应多个圆柱形滚子的内圆柱形表面，所述外圈限定外圆柱形表面，所述外圆柱形表面限定构造成与所述太阳齿轮和所述环形齿轮两者啮合的齿轮齿面；
对于各个相应轨道，相应滚子保持架设置在所述内圈和所述外圈之间；以及
限定在所述支撑销的圆柱形外表面和所述内圈的圆柱形内表面中的一者中的互连凹槽的网络，其中穿过所述支撑销的各个供油孔设置成与凹槽的所述网络相交。
2.根据权利要求1所述的行星齿轮箱，其特征在于，互连凹槽的所述网络包括至少一个螺旋形凹槽，所述螺旋形凹槽包括在不平行于所述中心轴线的方向上延伸的轴向延伸的凹槽。
3.根据权利要求2所述的行星齿轮箱，其特征在于，互连凹槽的所述网络包括多个周向延伸的凹槽，所述周向延伸的凹槽中的至少一个在垂直于所述中心轴线的方向上延伸。
4.根据权利要求3所述的行星齿轮箱，其特征在于，所述周向延伸的凹槽中的至少一个围绕所述支撑销的圆柱形外表面和所述内圈的圆柱形内表面中的一者的圆周完全地延伸。
5.根据权利要求3所述的行星齿轮箱，其特征在于，所述螺旋形凹槽中的至少一个与在所述螺旋形凹槽的相对端的每一端互连的周向延伸的凹槽相交。
6.根据权利要求5所述的行星齿轮箱，其特征在于，所述周向延伸的凹槽中的至少一个围绕所述支撑销的圆柱形外表面和所述内圈的圆柱形内表面中的一者的圆周完全地延伸。
7.根据权利要求1所述的行星齿轮箱，其特征在于，互连凹槽的所述网络包括多个H形凹槽，每个H形凹槽包括在平行于所述中心轴线的方向上延伸的相应轴向延伸的凹槽的相对端的每一端互连的周向延伸的凹槽。
8.根据权利要求1所述的行星齿轮箱，其特征在于，互连凹槽的所述网络包括多个轴向延伸的凹槽，所述多个轴向延伸的凹槽中的每一个在平行于所述中心轴线的方向上延伸。
9.根据权利要求1所述的行星齿轮箱，其特征在于，互连凹槽的所述网络包括多个周向延伸的凹槽，所述多个周向延伸的凹槽中的每一个在垂直于所述中心轴线的方向上延伸。
10.根据权利要求9所述的行星齿轮箱，其特征在于，所述周向延伸的凹槽中的至少一个围绕所述支撑销的圆柱形外表面和所述内圈的圆柱形内表面中的一者的圆周完全地延伸。
11.根据权利要求1所述的行星齿轮箱，其特征在于，每个通道的一端限定穿过所述内圈的内表面的内开口，其中所述内开口设置成与限定在所述支撑销的圆柱形外表面和所述内圈的圆柱形内表面中的一者中的互连凹槽的所述网络中的至少一个凹槽流体连通。
12.根据权利要求11所述的行星齿轮箱，其特征在于，限定穿过所述内圈的多个通道中的每一个沿着从所述中心轴线的径向线延伸。
13.根据权利要求11所述的行星齿轮箱，其特征在于，每个通道的一端限定穿过所述内圈的外表面的外开口，其中多个通道中的每一个的外开口设置成与限定在所述内圈的外表面中的轨道中的相应一个轨道流体连通。
14.根据权利要求1所述的行星齿轮箱，其特征在于，所述多个通道中的每一个的一端限定穿过所述内圈的外表面的外开口，其中每条轨道包括一对导轨，每个导轨包括围绕所述内圈的外表面在周向方向上连续延伸且从限定在所述内圈的外表面中的环形滚道沿径向向外延伸的外表面，每个导轨由沿所述滚道的两个周向延伸的末端边缘中的一个延伸的侧壁部分地限定，每个侧壁在所述滚道的相应末端边缘和相应导轨的外表面的相应一个之间径向地延伸，其中至少一个通道的外开口设置成与限定在所述内圈的外表面中的至少一个导轨的外表面流体连通。
15.根据权利要求14所述的行星齿轮箱，其特征在于，限定穿过所述内圈的所述多个通道中的每一个的一端限定穿过所述内圈的内表面的内开口，且其中所述多个通道中的至少一个的内开口通往限定在所述支撑销的外表面中的互连凹槽的所述网络中的至少一个凹槽。
16.根据权利要求1所述的行星齿轮箱，其特征在于，所述多个通道中的每一个的一端限定穿过所述内圈的外表面的外开口，其中每条轨道包括一对导轨，每个导轨包括围绕所述内圈的外表面在周向方向上连续延伸且从限定在所述内圈的外表面中的环形滚道沿径向向外延伸的外表面，每个导轨由沿所述滚道的两个周向延伸的末端边缘中的一个延伸的侧壁部分地限定，每个侧壁在所述滚道的相应末端边缘和相应导轨的外表面的相应一个之间径向地延伸，其中相应底切通路围绕所述滚道的相应末端边缘周向地延伸，且限定在所述滚道的相应末端边缘和从所述滚道的相应末端边缘延伸的相应侧壁之间，其中至少一个通道的外开口在限定于所述内圈的外表面中的至少一个底切通路内限定。
17.根据权利要求16所述的行星齿轮箱，其特征在于，限定穿过所述内圈的所述多个通道中的每一个的一端限定穿过所述内圈的内表面的内开口，其中所述多个通道中的至少一个的内开口通往限定在所述支撑销的外表面中的互连凹槽的所述网络中的至少一个凹槽。
18.根据权利要求1所述的行星齿轮箱，其特征在于，穿过所述内圈的内表面的内开口以使得各个相继内开口在轨道的交替侧上交错的方式布置。
19.一种燃气涡轮发动机，包括：
风扇，其包括从毂径向地延伸且可围绕居中地限定穿过所述毂的第一旋转轴线旋转的多个叶片；
设置在所述风扇下游的压缩机；
设置在所述压缩机下游的涡轮；
机械地连接所述压缩机以与所述涡轮一起旋转的可旋转输入轴；
周转齿轮传动布置，其仅具有一个输入且包括支架、可围绕平行于所述第一旋转轴线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形齿轮、由所述支架承载且容纳可关于所述支架围绕平行于所述第二旋转轴线的第三旋转轴线旋转的行星齿轮的至少一个行星齿轮箱，其中所述至少一个行星齿轮与所述太阳齿轮和所述环形齿轮两者啮合；和
围绕所述风扇、所述压缩机、所述涡轮和所述周转齿轮传动布置的发动机外壳，其中所述环形齿轮和所述支架中的一者不可旋转地连接至所述发动机外壳；且
所述行星齿轮箱还包括：
支撑销，其构造成固定至所述支架且限定圆柱形外表面，所述圆柱形外表面与在轴向方向上延伸的中心轴线径向等距，所述支撑销还由与所述圆柱形外表面相对设置的圆柱形内表面限定为中空圆柱，所述支撑销包括多个供油孔，每个供油孔在所述支撑销的内表面和外表面之间延伸穿过所述支撑销，
内圈，其限定圆柱形内表面，所述圆柱形内表面不可旋转地连接至所述支撑销的圆柱形外表面，所述内圈限定外表面，所述外表面限定至少一个轨道，各个轨道构造成在其中接收且可旋转地引导相应多个圆柱形滚子，其中多个通道限定穿过所述内圈；
外圈，其限定外圆柱形表面，所述外圆柱形表面限定所述行星齿轮的齿轮齿面且构造成与所述太阳齿轮和所述环形齿轮两者啮合，所述外圈限定与所述外圈的外圆柱形表面相对的内圆柱形表面，
设置在所述内圈的各个轨道内的多个滚子，每个滚子可围绕平行于所述第三旋转轴线的第四旋转轴线自由旋转，每个滚子限定接触所述内圈和所述外圈的内圆柱形表面两者的圆柱形外表面，以及
对于各个相应轨道，相应滚子保持架设置在所述内圈和所述外圈之间，其中在每个滚子保持架和所述内圈之间存在紧密间隙，以及
限定在所述支撑销的圆柱形外表面和所述内圈的圆柱形内表面中的一者中的互连凹槽的网络，其中穿过所述支撑销的各个供油孔设置成与凹槽的所述网络相交。
20.根据权利要求19所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，多个通道限定穿过所述内圈，每个通道的一端限定穿过所述内圈的内表面的内开口，其中所述多个通道中的至少一个的内开口设置成与限定在所述支撑销的圆柱形外表面和所述内圈的圆柱形内表面中的一者中的互连凹槽的所述网络的至少一个凹槽流体连通。
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