CN111810299A - 调相齿轮箱 - Google Patents

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Abstract

一种燃气涡轮发动机，包括：压缩机、涡轮和发动机轴，该发动机轴联接到压缩机和涡轮；齿轮组件，该齿轮组件包括传动轴和附件齿轮箱，传动轴可通过发动机轴旋转，附件齿轮箱可通过传动轴旋转，附件齿轮箱包括AGB输出部，并且齿轮组件限定发动机轴和AGB输出部之间的第一总齿轮比；以及调相齿轮箱，该调相齿轮箱联接到附件齿轮箱且包括PGB输出部，并且调相齿轮箱限定附件齿轮箱的AGB输出部和PGB输出部之间的第二总齿轮比，其中第二总齿轮比是第一总齿轮比的倒数。

Description

调相齿轮箱
技术领域
本公开主体大体涉及调相齿轮箱和包括调相齿轮箱的燃气涡轮发动机。
背景技术
当制造燃气涡轮发动机时，通常必须平衡发动机的线轴(spool)，以确保其在设计规范限制范围内。这通常可以通过在适度的一段时间内经由发动机操作以高速度旋转线轴，并使用适当放置的加速计测量旋转速度、不平衡和不平衡位置(相位)等旋转信息来实现。然后可以使用计算机算法来确定线轴是否适当平衡，如果不平衡，则计算并应用使其达到适当平衡所需的重量的位置和大小。
可以通过使用位于发动机内的光学指示器扫描正在平衡的线轴上的正时标记(timing mark)来测量该旋转信息。这通常需要将光学指示器定位在核心内，并有一条通向线轴的视线。对于至少某些燃气涡轮发动机，这可能需要一个相对复杂的过程来移除燃气涡轮发动机的面板和其他部件，以为光学指示器提供这样的视线。例如，对于至少某些发动机，此过程可能需要10到15个工时。此外，光学装置通常不提供有利于精确平衡的“干净的、清晰的”输出信号。
因此，本公开的发明人发现，在不需要相同程度的拆卸的情况下，用于确定发动机的一个或多个轴的位置的方法将是有用的。
发明内容
本发明的方面和优点将在下面的描述中部分阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践来了解。
在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括：压缩机、涡轮和发动机轴，该发动机轴联接到压缩机和涡轮；齿轮组件，该齿轮组件包括传动轴和附件齿轮箱，传动轴可通过发动机轴旋转，附件齿轮箱可通过传动轴旋转，附件齿轮箱包括AGB输出部，以及齿轮组件限定发动机轴和AGB输出部之间的第一总齿轮比；以及调相齿轮箱，该调相齿轮箱联接到附件齿轮箱且包括PGB输出部，并且调相齿轮箱限定附件齿轮箱的AGB输出部和PGB输出部之间的第二总齿轮比，其中第二总齿轮比是第一总齿轮比的倒数。
在某些示例性实施例中，第一总齿轮比是无理数，并且其中第二总齿轮比是第一总齿轮比的精确倒数(exactinverse)。
在某些示例性实施例中，齿轮组件包括多个GA齿轮组，其中调相齿轮箱包括多个PGB齿轮组，并且其中每个PGB齿轮组限定PGB齿轮比，该PGB齿轮比是齿轮组件的多个GA齿轮组的一个GA齿轮组的GA齿轮比的倒数。
在某些示例性实施例中，齿轮组件包括第一GA齿轮组和第二GA齿轮组，其中调相齿轮箱包括第一PGB齿轮组和第二PGB齿轮组，其中第一PGB齿轮组限定第一PGB齿轮比，该第一PGB齿轮比是第一GA齿轮组的第一GA齿轮比的倒数，并且其中第二PGB齿轮组限定第二PGB齿轮比，该第二PGB齿轮比是第二GA齿轮组的第二GA齿轮比的倒数。
在某些示例性实施例中，附件齿轮箱包括内部线轴，其中齿轮组件包括将传动轴匹配到发动机轴的第一GA齿轮组、将传动轴匹配到内部线轴的第二GA齿轮组和将内部线轴匹配到AGB输出部的第三GA齿轮组。
例如，在某些示例性实施例中，调相齿轮箱包括第一PGB齿轮组、第二PGB齿轮组和第三PGB齿轮组，其中第一PGB齿轮组限定第一PGB齿轮比，该第一PGB齿轮比是第一GA齿轮组的第一GA齿轮比的倒数，其中第二PGB齿轮组限定第二PGB齿轮比，该第二PGB齿轮比是第二GA齿轮组的第二GA齿轮比的倒数，并且其中，第三PGB齿轮组限定第三PGB齿轮比，该第三PGB齿轮比是第三GA齿轮组的第三GA齿轮比的倒数。
在某些示例性实施例中，调相齿轮箱的PGB输出部包括PGB输出轴和圆形构件，该圆形构件包括多个位置指示器，该多个位置指示器在圆形构件上周向地间隔开。
在某些示例性实施例中，调相齿轮箱包括壳体和端盖面板，并且其中端盖面板限定用于查看PGB输出部的开口。
在某些示例性实施例中，调相齿轮箱包括壳体和端盖面板，并且其中端盖面板包括测斜仪。
在某些示例性实施例中，调相齿轮箱包括壳体和端盖面板，并且其中端盖面板包括用于允许冷却空气在其中流动的气流筛(airflowscreen)。
例如，在某些示例性实施例中，调相齿轮箱的PGB输出部包括PGB输出轴和圆形构件，圆形构件包括多个叶片，该多个叶片在圆形构件上周向地间隔开，用于在操作期间引起冷却空气流动经过端盖面板的气流筛。
在某些示例性实施例中，压缩机和涡轮部分地限定核心空气流路，并且其中，附件齿轮箱位于核心空气流路的外部。
在本公开的另一个示例性实施例中，提供了一种用于包括发动机轴和齿轮组件的燃气涡轮发动机的调相齿轮箱，齿轮组件包括具有AGB输出部的附件齿轮箱，齿轮组件限定发动机轴和AGB输出部之间的第一总齿轮比。调相齿轮箱包括PGB输入轴，该PGB输入轴被配置为联接到AGB输出部或与AGB输出部一起旋转；PGB输出部；以及多个PGB齿轮组，该多个PGB齿轮组位于PGB输入轴和PGB输出部之间，该多个PGB齿轮组限定第二总齿轮比，第二总齿轮比是第一总齿轮比的倒数。
在某些示例性实施例中，第一总齿轮比是无理数，并且其中第二总齿轮比是第一总齿轮比的精确倒数。
在某些示例性实施例中，调相齿轮箱的多个齿轮组的每个齿轮组限定PGB齿轮比，该PGB齿轮比是一个GA齿轮组的GA齿轮比的倒数。
在某些示例性实施例中，多个PGB齿轮组包括第一PGB齿轮组和第二PGB齿轮组，其中第一PGB齿轮组限定第一PGB齿轮比，该第一PGB齿轮比是第一GA齿轮组的第一GA齿轮比的倒数，并且其中，第二PGB齿轮组限定第二PGB齿轮比，该第二PGB齿轮比是第二GA齿轮组的第二GA齿轮比的倒数。
在某些示例性实施例中，调相齿轮箱的PGB输出部包括PGB输出轴和圆形构件，其中圆形构件包括多个位置指示器，该多个位置指示器在圆形构件上周向地间隔开。
在某些示例性实施例中，调相齿轮箱还包括壳体；以及端盖面板，其中端盖面板限定用于查看PGB输出部的位置的开口。
在某些示例性实施例中，调相齿轮箱还包括壳体；以及端盖面板，其中端盖面板包括测斜仪和温度传感装置。
在某些示例性实施例中，调相齿轮箱的PGB输出部包括PGB输出轴和圆形构件，调相齿轮箱还包括：壳体；以及端盖面板，其中端盖面板包括气流筛，并且其中，PGB输出部的圆形构件包括多个气流构件，该多个气流构件在圆形构件上周向地间隔开，用于在操作期间引起冷却空气流动经过端盖面板的气流筛。
参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点。包含在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
本说明书参照附图，对本领域普通技术人员阐述了本发明的全部和使能的公开，包括本发明的最佳模式：
图1是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意图。
图2是根据本公开的示例性实施例的联接到发动机轴的齿轮组件和调相齿轮箱的示意图。
图3是图2的示例性调相齿轮箱的多个PGB齿轮组的示意图。
图4是根据本公开的示例性实施例的未安装端盖面板的调相齿轮箱的立体图。
图5是图4的包括端盖面板的示例性调相齿轮箱的立体图。
图6是图4的示例性调相齿轮箱的几个轴向气流冷却通道的特写横截面视图，该冷却通道围绕示例性调相齿轮箱的外围定位。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的现有实施例，在附图中示出了其中的一个或多个示例。详细的描述使用数字名称和字母名称来指代附图中的特征。附图和说明书中的类似或相似名称被用来指代本发明的类似或相似部分。
如本文所使用的，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用以区分一个部件和另一个部件，并且不意在表示各个部件的位置或重要性。
术语“上游”和“下游”是指流体路径中流体流动的相对方向。例如，“上游”指流体流出的方向，以及“下游”指流体流向的方向。
除非本文另有规定，术语“联接”、“固定”、“附接到”等指直接联接、固定或附接，以及通过一个或多个中间部件或特征的间接联接、固定或附接。
除非上下文另有明确规定，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代。
本说明书和权利要求中使用的近似语言，用于修改允许变化的任何定量表示，而不会导致与之相关的基本功能的改变。因此，通过一个或多个术语(例如“大约”、“近似地”和“基本上”)修改的值，不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于测量值的仪器的精度，或者对应于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指在10％的范围内。
现在参考附图，其中相同的数字表示整个附图中的相同元件，图1提供了根据本公开的示例性实施例的发动机的示意性横截面视图。发动机可以并入运载工具中。例如，发动机可以是安装在飞行器上或并入飞行器的航空发动机。可替代地，然而，发动机可以是用于任何其他合适的运载工具或任何其他用途(例如，发电站、陆地运载工具推进站、流体泵站等)的任何其他合适类型的发动机。
对于所描述的实施例，发动机被配置为高旁路涡轮风扇发动机100。如图1所示，涡轮风扇发动机100限定轴向方向A(平行于供参考的纵向中心线101延伸)、径向方向R和周向方向(围绕轴向方向A延伸；图1中未示出)。一般而言，涡轮风扇发动机100包括风扇区段102和设置在风扇区段102下游的涡轮机104。
所示的示例性涡轮机104通常包括基本上为管状的外壳体106，其限定环形入口108。外壳体106以串行流动关系包围：压缩机区段，该压缩机区段包括增压器或低压(LP)压缩机110和高压(HP)压缩机112；燃烧区段114；涡轮区段，该涡轮区段包括高压(HP)涡轮116和低压(LP)涡轮118；以及核心喷射排气喷嘴区段120。压缩机区段、燃烧区段114和涡轮区段一起至少部分地限定从环形入口108延伸到喷射排气喷嘴区段120的核心空气流路121。涡轮风扇发动机还包括一个或多个轴向驱动轴。更具体地，涡轮风扇发动机包括将HP涡轮116驱动地连接到HP压缩机112的高压(HP)轴或线轴122，以及将LP涡轮118驱动地连接到LP压缩机110的低压(LP)轴或线轴124。
对于所描述的实施例，风扇区段102包括风扇126，该风扇126具有以间隔方式联接到盘130的多个风扇叶片128。风扇叶片128和盘130通过LP轴124围绕纵向轴线201一起旋转。盘130通过可旋转的前轮毂旋转器132覆盖，该旋转器132具有空气动力学轮廓，以促进通过多个风扇叶片128的气流。此外，周向地围绕风扇126和/或涡轮机104的至少一部分设置环形风扇壳体或外机舱134。机舱134通过多个周向地间隔的出口导向轮叶136相对于涡轮机104被支撑。机舱134的下游区段138延伸到涡轮机104的外部，以在其间限定环形风扇旁路气流通道140。
仍然参考图1，涡轮风扇发动机100附加地包括齿轮组件200，该齿轮组件200包括传动轴202和附件齿轮箱204。对于所示的实施例，附件齿轮箱204位于通过压缩机区段的压缩机(即压缩机110、112)和涡轮区段的涡轮(即涡轮116、118)部分地限定的核心空气流路121的外部，在涡轮机104的外壳体106和核心空气流路121之间限定的整流罩内和下方区域。
齿轮组件200还包括第一齿轮组件(“GA”)齿轮组206，其将齿轮组件的传动轴202匹配到涡轮机104的HP轴122。如下文将更详细地解释的，第一GA齿轮组206通常包括一对锥齿轮，其中一个锥齿轮联接到HP轴122，并且另一个锥齿轮联接到传动轴202，使得HP轴122围绕传动轴202的自身轴线旋转传动轴202。另外，应当理解的是，对于所示的实施例，传动轴202是通常沿着径向方向R延伸的径向传动轴。因此，对于所示的实施例，传动轴202的自身轴线平行于径向方向R。
对于所示的实施例，传动轴202通常从HP轴122延伸，穿过核心空气流路121，并延伸到附件齿轮箱204，驱动/旋转附件齿轮箱204。以这种方式，应当理解的是，附件齿轮箱204联接到涡轮机104的HP轴122并通过其驱动。此外，如下文将更详细地讨论的，涡轮机100还包括调相齿轮箱210，其经由例如附件齿轮箱204的附件安装垫联接到附件齿轮箱204。如将从下面的描述中了解到的，调相齿轮箱210可以传送关于发动机线轴的信息(或者更具体地，对于所描述的实施例，是关于HP轴122的信息)，以允许在不显著拆卸涡轮风扇发动机100的情况下平衡发动机线轴，或者在某些实施例中，在不拆卸涡轮风扇发动机100的情况下平衡发动机线轴。
然而，应当理解的是，图1中所示的示例性涡轮风扇发动机100仅作为示例提供。在其他示例性实施例中，任何其他合适的发动机可以与本公开的方面一起使用。例如，在其他实施例中，发动机可以是任何其他合适的燃气涡轮发动机，例如涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷射发动机等。以这种方式，将进一步理解，在其他实施例中，燃气涡轮发动机可以具有任何其他合适的配置，例如任何其他合适数量或布置的轴、压缩机、涡轮、风扇等。此外，尽管图1中所示的示例性燃气涡轮发动机示意性地示出为直接驱动、固定螺距的涡轮风扇发动机100，但在其他实施例中，本公开的燃气涡轮发动机可以是齿轮燃气涡轮发动机(即，包括风扇126和驱动风扇的轴(例如LP轴124)之间的齿轮箱)，可以是可变螺距燃气涡轮发动机(即，包括具有围绕其各自俯仰轴线可旋转的多个风扇叶片128的风扇126)等。此外，尽管本文未描述，在其他实施例中，燃气涡轮发动机可以是任何其他合适类型的燃气涡轮发动机，例如并入发电系统的工业燃气涡轮发动机、船用燃气涡轮发动机等。
现在参考图2，提供齿轮组件200和调相齿轮箱210的示意图，其与机械地联接到燃气涡轮发动机的压缩机和涡轮的发动机轴相互作用。更具体地，齿轮组件200和调相齿轮箱210是图1的齿轮组件200和调相齿轮箱210，使得所描述的发动机轴是HP轴122(联接到涡轮风扇发动机100的HP压缩机112和HP涡轮116，参见图1)。
如上所述，齿轮组件200包括传动轴202和附件齿轮箱204。此外，应当理解的是，齿轮组件200包括多个GA齿轮组。多个GA齿轮组包括将齿轮组件200的传动轴202匹配到HP轴122的第一GA齿轮组206和将传动轴202匹配到附件齿轮箱204的第二GA齿轮组212。更具体地，应当理解的是，附件齿轮箱204包括内部轴214和附件齿轮箱(“AGB”)输出部216，也被称为AGB附件驱动垫。值得注意的是，尽管图2中描绘了单个内部轴214，但在其他实施例中，附件齿轮箱204可以包括多个内部轴214。
第二GA齿轮组212相应地将驱动轴202匹配到附件齿轮箱204的内部轴214，并且齿轮组件200的多个GA齿轮组还包括第三GA齿轮组218，其将附件齿轮箱204的内部轴214匹配到附件齿轮箱204的AGB输出部216。简单地说，将进一步理解的是，调相齿轮箱210包括调相齿轮箱(“PGB”)输入轴220。AGB输出部216和PGB输入轴220通常被配置为(或包括)轴，并且对于示出的实施例，PGB输入轴220通过花键连接222联接到AGB输出部216，以便于安装和拆卸。然而，在其它实施例中，PGB输入轴220可以以任何其它合适方式联接到AGB输出部216。
值得注意的是，尽管附件齿轮箱204被示意性地描述为仅包括单个输出部(即，输出部216)，但在大多数配置中，附件齿轮箱204将包括多个输出部(如上所述，有时也称为AGB附件驱动垫)，用于联接/驱动燃气涡轮发动机的各种附件系统(包括附件齿轮箱204)。例如，在其他实施例中，附件齿轮箱204可以包括一个或多个输出部(或驱动垫)，用于联接到/驱动润滑油系统、燃油泵、可变频率启动马达/发电机、液压系统等。此外，应当理解的是，在发动机轴的平衡之后，可以移除调相齿轮箱210(即，PGB输入轴220从AGB输出部216分离)，然后AGB输出部216可以安装一个或多个这些附件系统，例如可变频率启动马达/发电机。
仍然参考图2，将理解的是，齿轮组件200限定发动机轴/HP轴122和附件齿轮箱204的AGB输出部216之间的第一总齿轮比。更具体地，对于示出的实施例，第一GA齿轮组206限定第一GA齿轮比，第二GA齿轮组212限定第二GA齿轮比，并且第三GA齿轮组218限定第三GA齿轮比。更具体地，第一GA齿轮组206、第二GA齿轮组212和第三GA齿轮组218中的每一个GA齿轮组分别包括第一齿轮206A、212A、218A和第二齿轮206B、212B、218B。每个齿轮组的齿轮比通常可以是第一齿轮上的齿数与第二齿轮上的齿数的比率。例如，第一GA齿轮比是第一齿轮206A上的齿数与第二齿轮206B上的齿数的比率。对于示出的实施例，第一总齿轮比等于第一GA齿轮比乘以第二GA齿轮比乘以第三GA齿轮比。
为了降低在燃气涡轮发动机(包括齿轮组件200)的操作期间产生共振频率的可能性，第一GA齿轮比、第二GA齿轮比和第三GA齿轮比中的一个或多个GA齿轮比通常可以是无理数。例如，第一GA齿轮比、第二GA齿轮比和第三GA齿轮比中的每一个GA齿轮比可以是无理数。因此，第一总齿轮比也可以是无理数。然而，应当理解的是，在其他实施例中，第一GA齿轮比、第二GA齿轮比和/或第三GA齿轮比可以不是无理数。
如上所述，调相齿轮箱210通常被配置成指示有关HP轴122的某些信息(例如，位置和/或角速度)，而无需显著拆卸燃气涡轮发动机，或无需拆卸燃气涡轮发动机。更具体地，现在也参考图3，提供图2的示例性调相齿轮箱210的内部部件的示意图，将理解的是，调相齿轮箱210还包括PGB输出部224，调相齿轮箱210限定PGB输入轴220(其通过花键连接222与AGB输出部216以1:1关系旋转)和PGB输出部224之间的第二总齿轮比。第二总齿轮比是第一总齿轮比的倒数。以这种方式，PGB输出部224以精确的1:1关系(例如，以相同的旋转速度)与HP轴122旋转。简单地说，将理解的是，PGB输出部224通常包括PGB输出轴225和圆形构件236(下文进一步描述)。
例如，对于所描述的实施例，调相齿轮箱210包括多个PGB齿轮组。调相齿轮箱210的多个PGB齿轮组的每个PGB齿轮组限定PGB齿轮比，该PGB齿轮比是齿轮组件200的多个GA齿轮组中的一个GA齿轮组的GA齿轮比的倒数。例如，如上所述，齿轮组件200包括第一GA齿轮组206、第二GA齿轮组212和第三GA齿轮组218。调相齿轮箱210相似地包括第一PGB齿轮组226、第二PGB齿轮组228和第三PGB齿轮组230。第一PGB齿轮组226限定第一PGB齿轮比，第二PGB齿轮组228限定第二PGB齿轮比，以及第三PGB齿轮组230限定第三PGB齿轮比。第一PGB齿轮比是第一GA齿轮比的倒数，第二PGB齿轮比是第二GA齿轮比的倒数，以及第三PGB齿轮比是第三GA齿轮比的倒数。
与多个GA齿轮组一样，多个PGB齿轮组226、228、230中的每一个PGB齿轮组通常分别包括第一齿轮226A、228A、230A和第二齿轮226B、228B、230B。第一PGB齿轮比等于第一PGB齿轮组226的第一齿轮226A上的齿数与第一PGB齿轮组226的第二齿轮226B上的齿数的比率；第二PGB齿轮比等于第二PGB齿轮组228的第一齿轮228A上的齿数与第二PGB齿轮组228的第二齿轮228B上的齿数的比率；以及第三PGB齿轮比等于第三PGB齿轮组230的第一齿轮230A上的齿数与第三PGB齿轮组230的第二齿轮230B上的齿数的比率。
第一PGB齿轮组226、第二PGB齿轮组228和第三PGB齿轮组230的PGB齿轮比可以分别是第一GA齿轮组206、第二GA齿轮组212和第三GA齿轮组218中单个GA齿轮组的GA齿轮比的精确倒数。例如，在某些实施例中，第一PGB齿轮比可以是第一GA齿轮比的精确倒数，第二PGB齿轮比可以是第二GA齿轮比的精确倒数，以及第三PGB齿轮比可以是第三GA齿轮比的精确倒数。更具体地，例如，第一PGB齿轮组226的第一齿轮226A可以包括与第一GA齿轮组206的第二齿轮206B相同的齿数，并且，第一PGB齿轮组226的第二齿轮226B可以包括与第一GA齿轮组206的第一齿轮206A相同的齿数。第二PGB齿轮组228和第二GA齿轮组212可以以相似的方式配置，并且第三PGB齿轮组230和第三GA齿轮组218也可以以相似的方式配置。因此，将理解的是，第二总齿轮比可以是第一齿轮比的精确倒数。此外，将理解的是，对于某些实施例，例如所描述的实施例，可以简单地通过将主动齿轮上的齿数与从动齿轮上的齿数颠倒来提供颠倒的比率，反之亦然。
简单地说，还将理解的是，第一GA齿轮组206的第一齿轮206A联接到发动机轴/HP轴122并与之旋转(参见图2)；AGB输出部216联接到第三GA齿轮组218的第二齿轮218B并与之旋转(参见图2)；PGB输入轴220联接到第一PGB齿轮组226的第一齿轮226A并与之旋转(参见图3)；以及PGB输出部224联接到第三PGB齿轮组230的第二齿轮230B并与之旋转(参见图3)。因此，将理解的是，PGB输出部224被配置成以与发动机轴/HP轴122完全相同的速度旋转，使得可以通过在PGB输出部224上(例如在PGB输出部224的圆形构件236上)测量位置和旋转速度来确定HP轴122的位置和HP轴122的旋转速度。
现在参考图4和图5，提供了上面参考图1-3描述的示例性调相齿轮箱210的立体图。图4提供了示出调相齿轮箱210的PGB输出部224的示例性调相齿轮箱210的立体图，以及图5提供了联接有端盖面板242的示例性调相齿轮箱210的立体图。
如将理解的，调相齿轮箱210通常在第一端232和第二端234之间延伸，PGB输入轴220位于第一端232(未示出)处和PGB输出部224位于第二端234(见图4)处。如上所述，对于示出的实施例，PGB输出部224包括圆形构件236，该圆形构件236联接到PGB输出轴225，并且被配置成以与第三PGB齿轮组230的第二齿轮230B处相同的旋转速度旋转。圆形构件236(分度指示器和风扇叶轮)包括多个位置指示器238，其在圆形构件236上周向地间隔开。位置指示器238可以是，例如，以期望的间隔(例如，15度间隔)在0度到360度之间的范围的度数指示。如将理解的，圆形构件236通过与第三PGB齿轮组230的第二齿轮230B旋转，以与HP轴122完全相同的速度(和方位角位置)旋转，使得确定圆形构件236的位置可以允许用户确定HP轴122的位置。
特别参考图5，将理解的是，调相齿轮箱210还包括环绕/围绕多个PGB齿轮组的壳体240，并且端盖面板242联接在第二端234处。对于示出的实施例，端盖面板242包括开口244，透明窗口246覆盖开口244，允许用户查看PGB输出部224。因此，用户可以通过端盖面板242中的开口244观看PGB输出部224来确定发动机轴的位置。开口244上方的透明窗口246可以包括竖直线或在其上刻划的其他指示，以允许在内部精确地读取位置指示238。
如图所示，端盖面板242包括测斜仪248。为了将PGB在AGB204驱动垫上“归零”，可能需要在拧紧其附接夹之前旋转地调整PGB。内部润滑油槽可以容纳一定量的“非水平面”安装。在至少某些示例性实施例中，多个PGB齿轮组可以位于调相齿轮箱210的空腔(未示出)内、外壳体240的内部，并且至少部分地浸入润滑油中。测斜仪248可以确保调相齿轮箱210以某种方式旋转地安装，以确保多个PGB齿轮组在操作期间被充分地润滑。
此外，对于示出的实施例，端盖面板242包括用于允许冷却空气在其中流动的气流筛250。更具体地，简单地回顾图4，将理解的是，PGB输出部224的圆形构件225还包括多个气流构件252，该多个气流构件252沿着其周向间隔开并沿着径向方向延伸。多个气流构件252更具体地配置为气流叶片，用于在操作期间通过气流筛250并径向地向外产生冷却气流。气流可以沿着PGB输出部224的圆形构件径向地向外流动，并且经过多个气流通道254，气流通道254通常在外壳体240内部沿着轴向方向(图4)延伸。外壳体240在调相齿轮箱210的第一端232处进一步限定环形气流通道254的排气口256。参考图6，提供多个轴向气流通道254的特写横截面视图，将理解的是，对于示出的实施例，外壳体240包括齿轮箱壳体258和外壳259。在一个实施例中，齿轮箱壳体258可以例如通过铸造或使用任何其他合适的成形方法来形成。随后，可以在齿轮箱壳体258的外表面中形成通道，并且外壳259可以安装在齿轮箱壳体258的外表面上以形成通道254。多个轴向气流通道可以在操作期间进一步降低调相齿轮箱210和润滑油的内部温度。如将理解的，在其他实施例中，通道254可以以任何其他合适的方式形成，可以以任何合适的方向延伸，并且可以以任何其他合适的方式配置(例如，可以是一起形成环形流路的少量通道)。
此外，仍然回顾图4和图5，将理解的是，调相齿轮箱210还包括传感器，用于感测关于PGB输出部224的旋转信息，例如PGB输出部224的角速度。更具体地，PGB输出部224的圆形构件225(更具体地，还有一个气流构件252)包括亚铁目标(ferroustarget)260，并且盖面板242包括磁性传感器262(例如霍尔效应传感器)，用于感测亚铁目标260并由此确定每转一次的关于PGB输出部224的旋转位置信息(通过HP轴122的延伸)。值得注意的是，示例性端盖面板242还包括通信网络输出部264，其可操作地联接到传感器262，用于将感测信息通信到例如控制器或其他计算装置。此外，热电偶安装在齿轮箱壳体258空腔的底部，并连接到外部传感硬件，以在操作中提供油温的实时指示。
将理解的是，通过将调相齿轮箱210安装到燃气涡轮发动机的附件齿轮箱204，可以确定燃气涡轮发动机的发动机轴的位置和角速度，而无需对发动机进行任何显著拆卸。具体地，对于联接到附件齿轮箱204的燃气涡轮发动机的附件系统(例如发电机)，所需的全部是切换调相齿轮箱210。这样可以允许发动机轴的平衡，以确定发动机轴是否满足某些设计规范限制，例如，在燃气涡轮发动机的初始装配后，是否满足最小设置的需求。
简单地说，应当理解的是，所描述的示例性调相齿轮箱210仅作为示例。在其他实施例中，调相齿轮箱210可以具有任何其他合适的配置。例如，在其他实施例中，齿轮组件200可以具有任何其他合适数量的GA齿轮组，并且调相齿轮箱210可以具有任何合适的齿轮配置以限定与多个GA齿轮组的总齿轮比互为倒数的总齿轮比。例如，调相齿轮箱210可以包括与GA齿轮组数量相同数量的PGB齿轮组。可替代地，调相齿轮箱210可以具有任何其他齿轮布置。此外，调相齿轮箱210可以具有任何其他合适的PGB输出部配置、端盖面板设计、用于联接到附件齿轮箱204的联接系统，可以不包括所描述的所有特征，可以包括未描述的附加特征等。此外，在其他的实施例中，调相齿轮箱210可以联接到附件齿轮箱的任何合适的驱动垫。
此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合并的方法。本发明的可专利范围通过权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的文字语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的文字语言没有实质性不同的等效结构元件，则这些示例意在在权利要求的范围内。
本发明的进一步方面通过以下条项的主题提供：
1.一种燃气涡轮发动机，包括：压缩机、涡轮和发动机轴，所述发动机轴联接到所述压缩机和所述涡轮；齿轮组件，所述齿轮组件包括传动轴和附件齿轮箱，所述传动轴能够通过所述发动机轴旋转，所述附件齿轮箱能够通过所述传动轴旋转，所述附件齿轮箱包括AGB输出部，并且所述齿轮组件限定所述发动机轴和所述AGB输出部之间的第一总齿轮比；以及调相齿轮箱，所述调相齿轮箱联接到所述附件齿轮箱且包括PGB输出部，并且所述调相齿轮箱限定所述附件齿轮箱的所述AGB输出部和所述PGB输出部之间的第二总齿轮比，其中所述第二总齿轮比是所述第一总齿轮比的倒数。
2.根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中所述第一总齿轮比是无理数，并且其中所述第二总齿轮比是所述第一总齿轮比的精确倒数。
3.根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中所述齿轮组件包括多个GA齿轮组，其中所述调相齿轮箱包括多个PGB齿轮组，并且其中每个PGB齿轮组限定PGB齿轮比，所述PGB齿轮比是所述齿轮组件的所述多个GA齿轮组的一个GA齿轮组的GA齿轮比的倒数。
4.根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中所述齿轮组件包括第一GA齿轮组和第二GA齿轮组，其中所述调相齿轮箱包括第一PGB齿轮组和第二PGB齿轮组，其中所述第一PGB齿轮组限定第一PGB齿轮比，所述第一PGB齿轮比是所述第一GA齿轮组的第一GA齿轮比的倒数，并且其中所述第二PGB齿轮组限定第二PGB齿轮比，所述第二PGB齿轮比是所述第二GA齿轮组的第二GA齿轮比的倒数。
5.根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中所述附件齿轮箱包括内部线轴，其中所述齿轮组件包括将所述传动轴匹配到所述发动机轴的第一GA齿轮组、将所述传动轴匹配到所述内部线轴的第二GA齿轮组和将所述内部线轴匹配到所述AGB输出部的第三GA齿轮组。
6.根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中所述调相齿轮箱包括第一PGB齿轮组、第二PGB齿轮组和第三PGB齿轮组，其中所述第一PGB齿轮组限定第一PGB齿轮比，所述第一PGB齿轮比是所述第一GA齿轮组的第一GA齿轮比的倒数，其中所述第二PGB齿轮组限定第二PGB齿轮比，所述第二PGB齿轮比是所述第二GA齿轮组的第二GA齿轮比的倒数，并且其中所述第三PGB齿轮组限定第三PGB齿轮比，所述第三PGB齿轮比是所述第三GA齿轮组的第三GA齿轮比的倒数。
7.根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中所述调相齿轮箱的所述PGB输出部包括PGB输出轴和圆形构件，所述圆形构件包括多个位置指示器，所述多个位置指示器在所述圆形构件上周向地间隔开。
8.根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中所述调相齿轮箱包括壳体和端盖面板，并且其中所述端盖面板限定用于查看所述PGB输出部的开口。
9.根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中所述调相齿轮箱包括壳体和端盖面板，并且其中所述端盖面板包括测斜仪。
10.根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中所述调相齿轮箱包括壳体和端盖面板，并且其中所述端盖面板包括用于允许冷却空气在其中流动的气流筛。
11.根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中所述调相齿轮箱的所述PGB输出部包括PGB输出轴和圆形构件，所述圆形构件包括多个叶片，所述多个叶片在所述圆形构件上周向地间隔开，用于在操作期间引起所述冷却空气流动经过所述端盖面板的所述气流筛。
12.根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中所述压缩机和所述涡轮部分地限定核心空气流路，并且其中所述附件齿轮箱位于所述核心空气流路的外部。
13.一种用于燃气涡轮发动机的调相齿轮箱，所述燃气涡轮发动机包括发动机轴和齿轮组件，所述齿轮组件包括具有AGB输出部的附件齿轮箱，所述齿轮组件限定所述发动机轴和所述AGB输出部之间的第一总齿轮比，所述调相齿轮箱包括：PGB输入轴，所述PGB输入轴配置为联接到所述AGB输出部或与所述AGB输出部一起旋转；PGB输出部；以及多个PGB齿轮组，所述多个PGB齿轮组位于所述PGB输入轴和所述PGB输出部之间，所述多个PGB齿轮组限定第二总齿轮比，所述第二总齿轮比是所述第一总齿轮比的倒数。
14.根据任何在前条项的调相齿轮箱，其中所述第一总齿轮比是无理数，并且其中所述第二总齿轮比是所述第一总齿轮比的精确倒数。
15.根据任何在前条项的调相齿轮箱，其中所述调相齿轮箱的所述多个齿轮组的每个齿轮组限定PGB齿轮比，所述PGB齿轮比是一个GA齿轮组的GA齿轮比的倒数。
16.根据任何在前条项的调相齿轮箱，其中所述多个PGB齿轮组包括第一PGB齿轮组和第二PGB齿轮组，其中所述第一PGB齿轮组限定第一PGB齿轮比，所述第一PGB齿轮比是第一GA齿轮组的第一GA齿轮比的倒数，并且其中所述第二PGB齿轮组限定第二PGB齿轮比，所述第二PGB齿轮比是第二GA齿轮组的第二GA齿轮比的倒数。
17.根据任何在前条项的调相齿轮箱，其中所述调相齿轮箱的所述PGB输出部包括PGB输出轴和圆形构件，其中所述圆形构件包括多个位置指示器，所述多个位置指示器在所述圆形构件上周向地间隔开。
18.根据任何在前条项的调相齿轮箱，进一步包括：壳体；以及端盖面板，其中所述端盖面板限定用于查看所述PGB输出部的位置的开口。
19.根据任何在前条项的调相齿轮箱，进一步包括：壳体；以及端盖面板，其中所述端盖面板包括测斜仪和温度传感装置。
20.根据任何在前条项的调相齿轮箱，其中所述调相齿轮箱的所述PGB输出部包括PGB输出轴和圆形构件，并且其中所述调相齿轮箱进一步包括：壳体；以及端盖面板，其中所述端盖面板包括气流筛，并且其中所述PGB输出部的所述圆形构件包括多个气流构件，所述多个气流构件在所述圆形构件上周向地间隔开，用于在操作期间引起冷却空气流动经过所述端盖面板的所述气流筛。

Claims (10)

1.一种燃气涡轮发动机，其特征在于，包括：
压缩机、涡轮和发动机轴，所述发动机轴联接到所述压缩机和所述涡轮；
齿轮组件，所述齿轮组件包括传动轴和附件齿轮箱，所述传动轴能够通过所述发动机轴旋转，所述附件齿轮箱能够通过所述传动轴旋转，所述附件齿轮箱包括AGB输出部，并且所述齿轮组件限定所述发动机轴和所述AGB输出部之间的第一总齿轮比；以及
调相齿轮箱，所述调相齿轮箱联接到所述附件齿轮箱且包括PGB输出部，并且所述调相齿轮箱限定所述附件齿轮箱的所述AGB输出部和所述PGB输出部之间的第二总齿轮比，其中所述第二总齿轮比是所述第一总齿轮比的倒数。
2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中所述第一总齿轮比是无理数，并且其中所述第二总齿轮比是所述第一总齿轮比的精确倒数。
3.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中所述齿轮组件包括多个GA齿轮组，其中所述调相齿轮箱包括多个PGB齿轮组，并且其中每个PGB齿轮组限定PGB齿轮比，所述PGB齿轮比是所述齿轮组件的所述多个GA齿轮组的一个GA齿轮组的GA齿轮比的倒数。
4.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中所述齿轮组件包括第一GA齿轮组和第二GA齿轮组，其中所述调相齿轮箱包括第一PGB齿轮组和第二PGB齿轮组，其中所述第一PGB齿轮组限定第一PGB齿轮比，所述第一PGB齿轮比是所述第一GA齿轮组的第一GA齿轮比的倒数，并且其中所述第二PGB齿轮组限定第二PGB齿轮比，所述第二PGB齿轮比是所述第二GA齿轮组的第二GA齿轮比的倒数。
5.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中所述附件齿轮箱包括内部线轴，其中所述齿轮组件包括将所述传动轴匹配到所述发动机轴的第一GA齿轮组、将所述传动轴匹配到所述内部线轴的第二GA齿轮组和将所述内部线轴匹配到所述AGB输出部的第三GA齿轮组。
6.根据权利要求5所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中所述调相齿轮箱包括第一PGB齿轮组、第二PGB齿轮组和第三PGB齿轮组，其中所述第一PGB齿轮组限定第一PGB齿轮比，所述第一PGB齿轮比是所述第一GA齿轮组的第一GA齿轮比的倒数，其中所述第二PGB齿轮组限定第二PGB齿轮比，所述第二PGB齿轮比是所述第二GA齿轮组的第二GA齿轮比的倒数，并且其中所述第三PGB齿轮组限定第三PGB齿轮比，所述第三PGB齿轮比是所述第三GA齿轮组的第三GA齿轮比的倒数。
7.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中所述调相齿轮箱的所述PGB输出部包括PGB输出轴和圆形构件，所述圆形构件包括多个位置指示器，所述多个位置指示器在所述圆形构件上周向地间隔开。
8.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中所述调相齿轮箱包括壳体和端盖面板，并且其中所述端盖面板限定用于查看所述PGB输出部的开口。
9.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中所述调相齿轮箱包括壳体和端盖面板，并且其中所述端盖面板包括测斜仪。
10.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中所述调相齿轮箱包括壳体和端盖面板，并且其中所述端盖面板包括用于允许冷却空气在其中流动的气流筛。
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