CN113247273A

CN113247273A - 用于燃气涡轮发动机的行星齿轮箱

Info

Publication number: CN113247273A
Application number: CN202110118326.4A
Authority: CN
Inventors: L·米特罗维奇
Original assignee: Pratt and Whitney Canada Corp
Current assignee: Pratt and Whitney Canada Corp
Priority date: 2020-01-28
Filing date: 2021-01-28
Publication date: 2021-08-13
Also published as: EP3859134A1; CA3106655A1; US11377199B2; EP3859134B1; US20210229796A1

Abstract

一种飞行器包括：第一和第二发动机；与第一和第二发动机相关联的一个或多个飞行器转子；第一周转齿轮箱，其具有：a）输出，其可操作地连接所述一个或多个飞行器转子中的至少一个，以及b）输入，其由所述第一周转齿轮箱的太阳齿轮限定；以及第二周转齿轮箱，其具有：a）输出，其可操作地连接到所述一个或多个飞行器转子中的至少一个，以及b）输入，其由所述第二周转齿轮箱的太阳齿轮限定。第一周转齿轮箱的输出由支架限定。第二周转齿轮箱的输出由其齿圈限定。还描述了多发动机飞行器和操作多发动机飞行器的方法。

Description

用于燃气涡轮发动机的行星齿轮箱

技术领域

本公开总体上涉及飞行器发动机，并且更具体地涉及用于诸如燃气涡轮发动机的飞行器发动机中的齿轮箱。

背景技术

涡轮螺旋桨发动机是经由减速齿轮箱联接到推进器的燃气涡轮发动机。一种已知类型的减速齿轮箱是行星齿轮箱。与涡轮风扇发动机相反，在涡轮风扇发动机中，旁路气流和核心排气气流用于产生推力，涡轮螺旋桨发动机驱动推进器以产生向前运动。然而，涡轮的旋转速度可能太高而不能直接联接到推进器。因此，现有技术中存在减速齿轮箱，用于降低推进器相对于涡轮的旋转速度。虽然现有技术的齿轮箱装置可能适合于它们的预期目的，但是航空航天工业中的改进总是期望的。

发明内容

在一方面，提供了一种飞行器，包括：第一发动机和第二发动机；与所述第一发动机和所述第二发动机相关联的一个或多个飞行器转子；第一周转齿轮箱，具有：a）输出，其可操作地连接所述一个或多个飞行器转子中的至少一个，以及b）输入，其由所述第一周转齿轮箱的太阳齿轮限定；以及第二周转齿轮箱，具有：a）输出，其可操作地连接到所述一个或多个飞行器转子中的至少一个，以及b）输入，其由所述第二周转齿轮箱的太阳齿轮限定；并且其中：第一发动机可操作地连接到第一周转齿轮箱的输入；第二发动机可操作地连接到第二周转齿轮箱的输入；第一周转齿轮箱和第二周转齿轮箱的每一个具有由支架承载的齿轮以及与齿轮啮合的齿圈，第一周转齿轮箱的输出由第一周转齿轮箱的支架限定，并且第二周转齿轮箱的输出由第二周转齿轮箱的齿圈限定。

如上文和这里所限定的飞行器、发动机和/或齿轮箱还可以整体或部分地以及以任何组合包括以下特征中的一个或多个。

在一些实施例中，第一周转齿轮箱的齿圈的旋转被阻止，并且第二周转齿轮箱的支架的旋转被阻止。

在一些实施例中，第二周转齿轮箱的支架的齿轮中的每个齿轮包括：大半径齿轮，其与所述第二周转齿轮箱的所述太阳齿轮啮合；小半径齿轮，其附接到该大半径齿轮并与第二周转齿轮箱的齿圈啮合，该大半径齿轮、该小半径齿轮和齿圈形成互连的一组三个齿轮；所述互连的一组三个齿轮中的每个齿轮的一个齿与所述互连的一组三个齿轮中的其它两个齿轮中的每个齿轮的一个齿对准；第二周转齿轮箱的每个齿轮具有多个齿；所述互连的一组三个齿轮的所有三个齿轮的齿数是偶数和奇数中的一个；并且第二周转齿轮箱的太阳齿轮和齿圈中的每一个的齿数都可以被第二周转齿轮箱的支架的齿数整除。

在一些实施例中，在第一周转齿轮箱和第二周转齿轮箱的每个齿轮箱中，该齿轮箱的支架的每个齿轮包括：与该齿轮箱的太阳齿轮啮合的大半径齿轮、附接到该大半径齿轮并与该齿轮箱的齿圈啮合的小半径齿轮，并且大半径齿轮、小半径齿轮和齿圈的齿成形为使得在旋转时：a）大半径齿轮的齿中的每个齿的顶点与小半径齿轮的齿中的齿的顶点同时经过上止点位置，以及b）当在上止点位置时，小半径齿轮的齿的顶点与齿圈的齿之间的空间的谷部对准，所述谷部此时由小半径齿轮的齿接合。

在一些实施例中，第二周转齿轮箱的输出经由转子轴组件可操作地连接到一个或多个飞行器转子中的至少一个；并且第二周转齿轮箱的齿圈具有径向向内面向表面和径向向外面向表面，并且：包括在径向向内面向表面和径向向外面向表面上的齿，经由径向向内面向表面上的齿与第二周转齿轮箱的支架的齿轮中的每个齿轮的小齿轮配合，并且经由包括径向向外面向表面上的齿的花键连接与转子轴组件连接。

在一些实施例中，转子轴组件包括齿圈联接件；并且齿圈联接件具有齿，所述齿与第二周转齿轮箱的齿圈的径向向外面向表面上的齿配合，并且限定花键连接。

在一些实施例中，飞行器包括标记，该标记设置在每个大半径齿轮上、每个小半径齿轮上以及每个齿圈上，位于与上止点位置相对应的相应位置处。

在一些实施例中，第二周转齿轮箱包括壳体；所述第二周转齿轮箱的所述齿圈联接件、所述齿圈、所述支架和所述太阳齿轮设置在所述壳体内；并且第二周转齿轮箱的支架花键连接到壳体。

在一些实施例中，所述壳体包括后部部分和前部部分，所述前部部分可操作地连接到所述后部部分以便可从所述后部部分移除；并且转子轴组件连接到前部部分，以便可与前部部分一起相对于后部部分移除。

在一些实施例中，当第一发动机操作时，第一发动机沿给定方向驱动第一周转齿轮箱的太阳齿轮，并且当第二发动机操作时，第二发动机沿给定方向驱动第二周转齿轮箱的太阳齿轮。

在另一方面，提供了一种具有多个飞行器转子的多发动机飞行器，包括：第一发动机，所述第一发动机可操作地连接至第一周转齿轮箱的输入，所述第一周转齿轮箱的所述输入由所述第一周转齿轮箱的太阳齿轮限定，所述第一周转齿轮箱具有输出，所述输出可操作地连接至所述多个飞行器转子中的第一飞行器转子；以及第二发动机，其可操作地连接到第二周转齿轮箱的输入，所述第二周转齿轮箱的输入由所述第二周转齿轮箱的太阳齿轮限定，所述第二周转齿轮箱具有输出，所述输出可操作地连接到所述多个飞行器转子中的第二飞行器转子；并且其中，第一周转齿轮箱和第二周转齿轮箱的每一个具有由支架承载的齿轮和与该支架的齿轮啮合的齿圈，第一周转齿轮箱的输出由第一周转齿轮箱的支架限定，并且第二周转齿轮箱的输出由第二周转齿轮箱的齿圈限定。

在一些实施例中，第一周转齿轮箱的齿圈的旋转被静态地或可变地限制，并且第二周转齿轮箱的支架的旋转被静态地或可变地限制。

在一些实施例中，第一周转齿轮箱的齿圈的旋转被静态地限制，并且第二周转齿轮箱的支架的旋转被静态地限制。

在另一方面，提供了一种操作具有第一燃气涡轮发动机和第二燃气涡轮发动机的多发动机飞行器的方法，该方法包括：使所述第一燃气涡轮发动机的第一周转齿轮箱中的太阳齿轮旋转，并且使所述第二燃气涡轮发动机的第二周转齿轮箱中的太阳齿轮旋转，所述太阳齿轮啮合到所述第一周转齿轮箱和所述第二周转齿轮箱的所述支架的相应齿轮；相对于所述第一周转齿轮箱的齿圈旋转所述第一周转齿轮箱的支架，并且将所述第一周转齿轮箱的支架的旋转传递到所述飞行器的第一转子轴；以及使第二周转齿轮箱的齿圈相对于第二周转齿轮箱的支架旋转，并将第二周转齿轮箱的齿圈的旋转传递到飞行器的第二转子轴。

如上文和这里所限定的方法还可以整体或部分地以及以任何组合包括以下特征/步骤中的一个或多个。

在一些实施例中，该方法包括限制以下中的至少一个的旋转：第一周转齿轮箱的齿圈；以及第二周转齿轮箱的支架。

在一些实施例中，将第二周转齿轮箱的齿圈的旋转传递至第二转子轴是经由第二周转齿轮箱的齿圈的径向向外面向表面来执行的。

在一些实施例中，旋转第一周转齿轮箱的太阳齿轮与旋转第二周转齿轮箱的太阳齿轮在相同的方向上。

在一些实施例中，该方法包括将第一转子轴的旋转传递到飞行器的第一转子，以及将第二转子轴的旋转传递到飞行器的第二转子。

在一些实施例中，第一转子和第二转子分别是第一推进器和第二推进器。

在一些实施例中，旋转第一周转齿轮箱的太阳齿轮是经由飞行器的第一燃气涡轮发动机的涡轮区段来执行的；并且旋转第二周转齿轮箱的太阳齿轮是经由飞行器的第二燃气涡轮发动机的涡轮区段来执行的。

以上是本技术的可能实施例的示例，并且因此是非限制性的。

附图说明

现在参考附图，在附图中：

图1是燃气涡轮发动机的示意性截面图；

图2是燃气涡轮发动机的一部分的截面图，示出了行星齿轮箱；

图3是图2的行星齿轮箱的三维视图；

图4是图3的行星齿轮箱沿线4-4的截面图；

图5是根据另一实施例的行星齿轮箱的截面图；

图6是图5的行星齿轮箱的一部分的三维视图；

图7是图5的齿轮箱的齿轮的示意性正视图，示出了齿轮与对应标记的对准；

图8是具有可操作地连接到其发动机之一的图2的齿轮箱和可操作地连接到其发动机中的另一个的图5的齿轮箱的多发动机飞行器的示意图；以及

图9是操作多发动机飞行器的方法。

具体实施方式

在随后的至少一些附图和/或描述中，一些元件出现不止一次（例如，在给定实施例中，可以存在给定部件的两个、三个等）。因此，为了保持附图的清楚，仅标记每个给定元件的第一实例。

图1示出了优选地设置用于亚音速飞行中并且构造成用于驱动诸如但不限于推进器或直升机转子的负载12的类型的燃气涡轮发动机10。根据预期用途，发动机10可以是任何合适的飞行器发动机。例如，发动机10可以是燃气涡轮发动机，诸如涡轮螺旋桨发动机，或涡轮轴发动机，间歇燃烧发动机，诸如汪克尔发动机，或一个或多个不同发动机类型的组合。在本实施例中，发动机10是燃气涡轮发动机，更特别地为涡轮螺旋桨发动机，并且通常包括处于串联流动连通的用于加压空气的压缩机区段14、压缩空气在其中与燃料混合并且被点燃以产生热燃烧气体的环形流的燃烧器16、以及用于从燃烧气体提取能量的涡轮区段18。

图1中所示的示例性实施例是“逆流”发动机，因为气体从发动机10后部部分处的入口17流到发动机10前部部分处的排气出口19。这与“通流”燃气涡轮发动机形成对比，在“通流”燃气涡轮发动机中，气体从前部部分到后部部分流过发动机的核心。发动机10可以是逆流发动机（如图所示）或通流发动机。

在所示的实施例中，涡轮区段18具有与高压压缩机14A驱动接合的高压涡轮18A。高压涡轮18A和高压压缩机14A安装在高压轴15上。涡轮18具有低压涡轮，也称为动力涡轮18B，其构造成驱动负载12。动力涡轮18B构造成通过低压轴22驱动低压压缩机14B。行星齿轮箱20被构造为减速齿轮箱，并且可操作地将由动力涡轮18B驱动的低压轴22连接到与负载12驱动接合的轴24，同时在其间提供减速比。在本实施例中，负载12是飞行器的转子，并且更具体地为推进器12，并且因此驱动飞行器转子12的轴24被称为转子轴。

周转或行星齿轮箱20允许负载12以给定速度被驱动，该给定速度不同于低压涡轮18B的旋转速度。行星齿轮箱20允许负载12和低压涡轮18B两者以它们各自不同的最佳速度旋转。在所示的实施例中，行星齿轮箱20轴向地安装在发动机10的前端处。

现在参考图1-图4，行星齿轮箱20也可以称为周转齿轮系、周转齿轮箱等，但是在本文中通常称为周转齿轮箱或行星齿轮箱。行星齿轮箱20具有安装在太阳齿轮连接器34上的太阳齿轮32，该太阳齿轮连接器连接到与低压轴22连接的副轴22a，但是也可以设想其它操作连接。例如，在替代实施例中，太阳齿轮32可直接连接到低压轴22。副轴22a，也称为扭矩轴，可沿其旋转轴线扭转一定量。副轴22a的扭转可被监测以指示其传递的扭矩。

行星齿轮箱20还具有可旋转地安装在相应轴38上的一组行星齿轮36。在本实施例中，存在三个行星齿轮36，尽管行星齿轮箱20可以具有两个或多于三个行星齿轮36。在所示的实施例中，行星齿轮36的所有轴38经由相应的轴承或任何其它合适的旋转组件连接到行星齿轮架40，以形成如图2至图4所示的行星齿轮组件30。在所示的实施例中，行星齿轮架40可相对于行星齿轮箱20的壳体（H）绕中心旋转轴线（X）旋转。

尽管在其它实施例中可使用不同的操作连接，但在本实施例中，连接器44将行星齿轮架40连接到转子轴24以将行星齿轮架40的旋转传递到负载12。作为示例，替代性地，行星齿轮架40可直接连接到转子轴24。在一些实施例中，行星齿轮架40可以是零扭转支架，以通过从对应于行星齿轮36的对称平面的轴向位置驱动行星齿轮36来减小扭矩下的扭转变形。在特定实施例中，零扭转支架如美国专利No.6,663,530中所述。

每个行星齿轮36具有主（大直径）齿轮46、前和后（小直径）齿轮48，所述前和后（小直径）齿轮48设置在主齿轮46的相对侧上并经由任何合适的结构和/或方法附接到主齿轮46以与主齿轮46整体旋转。小直径齿轮48在本文也可以称为小半径齿轮48。类似地，大直径齿轮46在本文也可以称为大半径齿轮48。主齿轮46与太阳齿轮32啮合。在所示的实施例中，主齿轮46和太阳齿轮32是正齿轮，但是也可以使用其它类型的齿轮，诸如斜齿轮。在所示的实施例中，太阳齿轮32的直径50小于主齿轮46的直径52，以在太阳齿轮32与行星齿轮组件36的主齿轮46之间产生行星齿轮箱20的第一旋转速度比。在一些实施例中，行星齿轮36中的一个或多个可各自具有仅一个小直径的齿轮48。

参考图2和图3，在本实施例中并且尽管不是在所有实施例中都必须如此，行星齿轮箱20具有与行星齿轮组件36的小直径齿轮48啮合的两个齿圈54。在本非限制性实施例中，齿圈54对称地设置在主齿轮46的每侧上，使得轴承上的反作用负载沿轴承的纵向轴线相等。根据齿轮箱20和齿轮箱20的其它齿轮的每个给定实施例，（一个或多个）齿圈54可以是例如正齿轮和/或斜齿轮。斜齿轮在一些应用中可以更安静。

在特定实施例中，前齿轮48的齿可相对于后齿轮48的齿以相反的方式成角度，使得前齿轮48和后齿轮48可相对于彼此成镜像。在操作中，这种非限制性实施例的大直径齿轮46在扭矩作用下可趋向于相对于太阳齿轮32自对中。这可增强齿圈54之间的负载分配。在所示的实施例中，前齿轮48和后齿轮48的直径56小于主齿轮46的直径52。因此，行星齿轮箱20产生行星齿轮36和齿圈54之间的第二旋转速度比。

行星齿轮箱20可以提供太阳齿轮32和行星齿轮架40之间的旋转速度比，这将需要至少两个常规的行星齿轮箱来实现。在特定实施例中，需要较少的移动部件，这可导致燃气涡轮发动机10的成本和重量降低。此外，这种齿轮箱的移动部件需要润滑。通过具有更少的部件，可以需要更少的油。这可以降低所需油系统的容量，并且由于产生较少的热量，所以可以减小用于冷却行星齿轮箱20的油的所需热交换器的尺寸。在特定实施例中，可通过如下来减小燃气涡轮发动机10的总长度：通过具有如本文所述的行星齿轮箱20而不是串联地设置在发动机10中的至少两个常规齿轮箱来实现与行星齿轮箱20等同的减速比。

在所示的实施例中，涡轮轴22可操作地连接到太阳齿轮32。转子轴24例如通过花键连接而连接到行星齿轮架40的连接器44，并因此可操作地连接到行星齿轮架40。在本实施例中，例如通过如图2所示那样使齿圈54固定到壳体（H）来限制齿圈54的旋转。应当理解的是，在本实施例中，齿圈54的旋转通过被阻止（即齿圈54相对于壳体（H）不旋转）而被限制。在其它实施例中，齿圈54的旋转可被部分地和/或可变地限制，以便改变由行星齿轮箱提供的齿轮比。减速比定义为输入（在本实施例中，低压轴22/太阳齿轮32）的旋转速度相对于输出（在本实施例中，转子轴24）的旋转速度的比。在该布置结构中，轴22和24相对于彼此沿相同的方向旋转。

在替代实施例中，可以使用星形布置结构。在星形布置结构中，行星齿轮架40的旋转受到限制，并且转子轴24可操作地连接到齿圈54。应当理解的是，限制行星齿轮架40的旋转包括完全阻止所述行星齿轮架的旋转。在该替代实施例中，齿圈54都安装并连接到转子轴24上。在该替代实施例中，转子轴24和涡轮轴22沿相反方向旋转。

通过使两个齿圈54设置在主齿轮46的相对侧上，负载相对于平面P对称地分布，太阳齿轮32的旋转轴线A垂直于平面P，平面P位于主齿轮46的厚度T的一半处。通过对称地分布负载，行星齿轮箱可适于承受更高的扭矩，并可适于使用滑动轴承代替更重和更昂贵的滚动元件轴承。

行星齿轮箱20可用于除了燃气涡轮发动机之外的多种应用中，其中需要两个旋转部件之间的旋转速度比。在这种实施例中，输入被提供到太阳齿轮32、行星齿轮架40和齿圈54中的一个，并且输出被连接到太阳齿轮32、行星齿轮架40和齿圈54中的另一个。太阳齿轮32、行星齿轮架40和齿圈54中的未连接到输入或输出的剩余一个的旋转被限制。

行星齿轮箱20适于改变旋转部件相对于另一旋转部件的旋转速度。在所示实施例中，旋转部件是低压轴22，而另一个旋转部件是轴24。在所示实施例中，轴24连接到负载12，但它也可以连接到任何其它合适的部件，诸如但不限于直升机转子或燃气涡轮发动机10的附件。

为了改变轴24相对于轴22的旋转速度，行星齿轮箱20首先经由太阳齿轮32接收低压轴22的扭矩。然后，该扭矩被传递到与太阳齿轮32啮合的一组行星齿轮36的主齿轮46。每个行星齿轮36包括设置在主齿轮46的相对侧上的后齿轮和前齿轮48。在所示的实施例中，通过使太阳齿轮32的直径50小于主齿轮46的直径52来产生第一旋转速度比。

然后，扭矩从前齿轮48和后齿轮48传递到与前齿轮48和后齿轮48啮合的行星齿轮架40和齿圈54中的一个，而行星齿轮架40和齿圈54中的另一个被固定以便不旋转。通过使前齿轮48和后齿轮48的直径56小于主齿轮46的直径52，产生第二旋转速度比。可以调整直径50、52和56，以实现期望的减速比。

现在参考图5，示出了另一周转齿轮箱58。齿轮箱58包括由太阳齿轮60限定的输入和由齿圈62限定的输出。由支架66承载的齿轮箱58的多个星形齿轮64将输入60操作地连接到输出62。更特别地，每个星形齿轮64包括啮合到太阳齿轮60的大直径齿轮64A （又称第一级齿轮64A），以及附接到大半径齿轮64A （在该实施例中，但不必在所有实施例中，通过与大半径齿轮64A成一体）并与齿圈62啮合的小半径齿轮64B （又称第二级齿轮64B）。齿圈联接件68花键连接到齿圈62的径向向外面向的表面62A （在该实施例中，但不必在所有实施例中，经由其在每端处的自由花键，该自由花键接合齿圈62并因此接合输出轴24），以从齿圈62接收扭矩并因此由齿圈62绕相应的旋转轴线（X）旋转。更特别地，并且如图5中所示，齿圈62的径向向外面向表面62A具有与由齿圈联接件68的径向向内面向表面68B限定的径向向内面向齿配合的径向向外面向齿。

在该实施例中，太阳齿轮60、齿圈62、行星齿轮架66和齿圈联接件68同轴。参考图7，如图所示，在该实施例中，齿轮64并且更特别地在该实施例中第一级齿轮64A和第二级齿轮64B例如通过电子束（EB）焊接在一起，或通过任何其它合适的制造/方法/结构而彼此附接，使得每个第一级齿轮64A的一个齿与对应的第二级齿轮64B的一个齿和与齿圈62的一个齿对准（即，如图7中所示，具有12点钟、4点钟和8点钟处的相应平面，这些平面中的每一个包含太阳齿轮60的旋转轴线以及第一级齿轮64A、第二级齿轮64B和齿圈62的每个相应组的一个齿）。因此，如图7中所示，在本实施例中，齿轮箱58包括三个互连的成组的三个齿轮（即，每组具有三个互连的齿轮，并且这三组共用齿圈62）。每组包括第一级齿轮64A中的一个、第二级齿轮64B中的一个以及齿圈62，其中这三个齿轮62、64A、64B中的每一个的一个齿与这三个齿轮62、64A、64B中的另外两个的每一个的一个齿对准。

在该实施例中，并且如图7中所示，该对准由齿轮62、64A、64B中的每一个上的在包含在所述平面的相应平面中的相应位置中的相应标记64C、64D指示。这些齿轮62、64A、64B中的每一个的齿数是以下中的一个：奇数和偶数，而太阳齿轮60和齿圈62的数量可被星形齿轮64的数量整除。在一方面，这种布置结构提供了可能的间距误差的减小。在一方面，尽管在一些实施例中可能不存在，但是标记可以有助于使组装更容易。虽然在该实施例中是这种情况，但是标记64C、64D不需要在所有实施例中都定位在上止点位置（TDC）处。在一些实施例中，在组装齿轮箱58之前，通过使用从动太阳齿轮（未示出）与星形第一级齿轮64A啮合，可以进一步便于组装。在一些实施例中，齿圈62、大半径齿轮64A和小半径齿轮64B的齿可以成形为使得当组装以及相对于旋转轴线X组装时，每个小半径齿轮64B的每个齿的顶点与大半径齿轮64A中的对应一个的齿的顶点同时到达上止点位置（TDC）（即，离旋转轴线X最远的位置），并且这些顶点可以与当时由对应的小半径齿轮64B的上止点位置（TDC）齿接合的齿圈的齿之间的空间的谷部的顶点对准。

这种对准用平面P1、P2、P3示出，这些平面包含旋转轴线X并将围绕旋转轴线X的360度分成相等的120度部分，其中平面中的一个P1与上止点位置（TDC）对准。相应的标记64C、64D可设置在齿轮62、64A、64B上，以在组装期间提供帮助。作为示例，在该实施例中，标记64C、64D可设置在对应于并指示上止点位置（TDC）的位置处，并包括在每个大半径齿轮64A上、每个小半径齿轮64B上和齿圈62上的标记。在一些实施例中，齿轮箱20具有类似的对准和类似的标记64C、64D。因为对准和标记64C、64D可以是类似的，所以图7示出了用于齿轮箱20和齿轮箱58两者的对准和标记64C、64D。

仍然参考图5，太阳齿轮60、齿圈62、行星齿轮架66和齿圈联接件68可以设置在齿轮箱58的壳体70内。壳体70包括后部部分70A和可移除地连接到后部部分70A的前部部分70B。可包括转子轴72A和支撑其旋转的轴承72B的转子轴组件72可连接到后部部分70A，以便与前部部分70B一起相对于后部部分70A是可移除的。在一些实施例中，诸如本实施例中，但不必在所有实施例中，转子轴组件72包括连接到两部件式齿轮箱壳体70的前部部分70B的齿圈62，并且是独立的组装单元，这意味着其作为单个组装件从后部部分70A移除。虽然在一些应用中提供一些优点，与类似尺寸和应用的至少一些现有技术设计相比，为了有助于组装，在其它实施例中，壳体70可具有不同数量的部件和/或不同的构造。例如，附加的壳体部件可设置在前部部分70A和后部部分70B之间，使得后部部分70A可操作地连接到后部部分70A，以便与转子轴组件72一起可从后部部分70A移除，具有或不具有一个或多个插入部件。

在该实施例中，通过将支架66花键连接到壳体70B上，并且在该特定实施例中花键连接到其后部部分70A上，支架66相对于旋转轴线（X）的旋转被阻止。虽然花键连接可提供一些益处，诸如相对改进的组装和维护的简易性，但预期可使用用于阻挡支架66的旋转的不同结构。在一些实施例中，支架66相对于旋转轴线（X）的旋转可被限制，例如可变地限制，以便改变由齿轮箱58提供的总齿轮比。

现在参考图8，示意性地示出了飞行器1。飞行器具有第一发动机10A，其可以是上述发动机10，以及第二发动机10B，其可以类似于上述发动机10，除了装备有齿轮箱58而不是齿轮箱20。发动机10B与齿轮箱58的输入和输出之间的连接可以类似于发动机10A与齿轮箱20的输入和输出之间的连接，因此这些细节在此不再重复。如图所示，发动机10A、10B驱动相应的转子，在该实施例中，转子是推进器12P。在其他实施例中，转子可以是不同的（例如，在飞行器是直升机的情况下，转子可以是直升机转子）。在其它实施例中，发动机10A、10B可经由例如合适的传动装置驱动单个输出，诸如直升机转子。在这样的实施例中，合适的传动装置可以可操作地设置在发动机10A、10B的输出和齿轮箱20、58之间。

在本实施例中，当发动机10A、10B操作时，齿轮箱20、58沿相反方向驱动推进器12P。例如，发动机10A的推进器12P可绕发动机10A的发动机轴线Xa顺时针驱动，在这种情况下，发动机10B的推进器12P可绕发动机10B的发动机轴线Xb逆时针驱动。在其它实施例中，旋转方向可颠倒。

现在参考图9，本技术还提供了一种操作多发动机飞行器1的方法90，包括：旋转第一周转齿轮箱20的太阳齿轮32和第二周转齿轮箱58的太阳齿轮60，所述太阳齿轮32、60啮合到第一周转齿轮箱20和第二周转齿轮箱58的相应行星齿轮36、64，相对于第一周转齿轮箱20的齿圈54旋转第一周转齿轮箱20的行星齿轮架40，并将第一周转齿轮箱20的行星齿轮架40的旋转传递到飞行器1的第一转子轴24A；以及相对于第二周转齿轮箱58的支架66旋转第二周转齿轮箱58的齿圈62，并将第二周转齿轮箱58的齿圈62的旋转传递到飞行器1的第二转子轴24B。

在一些实施例中，方法90可包括限制以下中的至少一个的旋转：第一周转齿轮箱20的齿圈54；以及第二周转齿轮箱58的支架66。如上可见，在一些实施例中，限制第一周转齿轮箱20的齿圈54和第二周转齿轮箱58的支架66中的至少一个的旋转包括阻止第一周转齿轮箱20的齿圈54和第二周转齿轮箱58的支架66中的至少一个的旋转。

此外，在一些实施例中，方法90可包括通过保持第二周转齿轮箱58的支架66与第二周转齿轮箱58的壳体70之间的花键连接（例如，如上所述）来阻止第二周转齿轮箱58的支架66的旋转。在一些实施例中，方法90可包括可变地限制支架66的旋转，例如，以改变由第二周转齿轮箱58提供的齿轮比。在一些实施例中，方法90可包括可变地限制第一周转齿轮箱20的齿圈54的旋转，例如，以改变由第一周转齿轮箱20提供的齿轮比。在一些这样的实施例中，第一周转齿轮箱20的太阳齿轮32的旋转可以沿与第二周转齿轮箱58的太阳齿轮60的旋转相同的方向，分别将第一转子轴的旋转传递到飞行器的第一转子，以及将第二转子轴的旋转传递到飞行器的第二转子。

在一些这样的实施例中，旋转第一周转齿轮箱20的太阳齿轮32可以经由飞行器1的第一燃气涡轮发动机10A的涡轮部分18来执行，并且旋转第二周转齿轮箱58的太阳齿轮60经由飞行器1的第二燃气涡轮发动机10B的涡轮部分18来执行。

本文献中所描述的实施例提供了本技术的可能实现方式的非限制性示例。在阅读本公开内容后，本领域普通技术人员将认识到，在不背离本技术的范围的情况下，可以对本文描述的实施例进行改变。鉴于本公开，本领域普通技术人员可以实现进一步的修改，这些修改将在本技术的范围内。

Claims

1.一种飞行器（1），包括：

第一发动机和第二发动机（10、10A、10B）；

与所述第一发动机和所述第二发动机（10、10A、10B）相关联的一个或多个飞行器转子（12、12P）；

第一周转齿轮箱（20），其具有：a）输出，所述输出可操作地连接所述一个或多个飞行器转子（12、12P）中的至少一个，以及b）输入，所述输入由所述第一周转齿轮箱（20）的太阳齿轮（32）限定；以及

第二周转齿轮箱（58），其具有：a）输出，所述输出可操作地连接到所述一个或多个飞行器转子（12、12P）中的至少一个，以及b）输入，所述输入由所述第二周转齿轮箱（58）的太阳齿轮（60）限定；以及

其中：

所述第一发动机（10、10A）可操作地连接到所述第一周转齿轮箱（20）的输入；

所述第二发动机（10、10B）可操作地连接到所述第二周转齿轮箱（58）的输入；

所述第一周转齿轮箱和第二周转齿轮箱（20、58）中的每一个都具有由支架（40、66）承载的齿轮（36、64），以及与所述齿轮（36、64）啮合的齿圈（54、62），

所述第一周转齿轮箱（20）的输出由所述第一周转齿轮箱（20）的支架（40）限定，并且

所述第二周转齿轮箱（58）的输出由所述第二周转齿轮箱（58）的齿圈（62）限定。

2.根据权利要求1所述的飞行器，其中，所述第一周转齿轮箱（20）的所述齿圈（54）的旋转被阻止，并且所述第二周转齿轮箱（58）的所述支架（66）的旋转被阻止。

3.根据权利要求1或2所述的飞行器，其中，所述第二周转齿轮箱（58）的所述支架（66）的所述齿轮（64）中的每个齿轮包括：

大半径齿轮（64A），其与所述第二周转齿轮箱（58）的所述太阳齿轮（60）啮合；

小半径齿轮（64B），其附接至所述大半径齿轮（64A）并且与所述第二周转齿轮箱（58）的所述齿圈（62）啮合，

所述大半径齿轮（64A）、所述小半径齿轮（64B）和所述齿圈（62）形成互连的一组三个齿轮（62、64A、64B）；

所述互连的一组三个齿轮（62、64A、64B）中的每个齿轮的一个齿与所述互连的一组三个齿轮（62、64A、64B）中的其它两个齿轮中的每个齿轮的一个齿对准；

所述第二周转齿轮箱（58）的每个齿轮具有多个齿；

所述互连的一组三个齿轮（62、64A、64B）的所有三个齿轮的齿的数量是偶数和奇数中的一个；以及

所述第二周转齿轮箱（58）的太阳齿轮（60）和齿圈（62）中的每一个的齿数能够被所述第二周转齿轮箱（58）的支架（66）的齿轮（64）的数量整除。

4.根据权利要求1或2所述的飞行器，其中，在所述第一周转齿轮箱和所述第二周转齿轮箱（20、58）的每个齿轮箱中，该齿轮箱的所述支架（40、66）的齿轮（36、64）中的每个齿轮包括：

大半径齿轮（46、64A），其与该齿轮箱的所述太阳齿轮（32、60）啮合，

小半径齿轮（48、64B），其附接到所述大半径齿轮（46、64A）并与该齿轮箱的齿圈（54、62）啮合，以及

所述大半径齿轮（46、64A）、所述小半径齿轮（48、64B）和所述齿圈（54、62）的齿成形为使得在旋转时：

a）所述大半径齿轮（46、64A）的齿中的每个齿的顶点与所述小半径齿轮（48、64B）的齿中的齿的顶点同时通过上止点位置，以及

b）当在所述上止点位置时，所述小半径齿轮（48、64B）的齿的顶点与所述齿圈（54、62）的齿之间的空间的谷部对准，所述谷部此时由所述小半径齿轮（48、64B）的齿接合。

5.根据权利要求4所述的飞行器，其中，所述第二周转齿轮箱（58）的输出经由转子轴组件（72）可操作地连接所述一个或多个飞行器转子（12、12P）中的所述至少一个；并且所述第二周转齿轮箱（58）的所述齿圈（62）具有径向向内面向表面（68B）和径向向外面向表面（62A），并且：

包括在所述径向向内面向表面（68B）和所述径向向外面向表面（62A）两者上的齿，

经由所述径向向内面向表面（68B）上的齿与第二周转齿轮箱（58）的支架（66）的每个齿轮（64）的小半径齿轮（64B）配合，以及

经由花键连接而连接到所述转子轴组件（72），所述花键连接包括在所述径向向外面向表面（62A）上的所述齿。

6.根据权利要求5所述的飞行器，其中：

所述转子轴组件（72）包括齿圈联接件（68），所述齿圈联接件（68）具有与所述第二周转齿轮箱（58）的齿圈（62）的径向向外面向表面（62A）上的齿配合的齿并且限定所述花键连接，并且可选地其中所述大半径齿轮、所述小半径齿轮和所述齿圈均在其上包括在对应于所述上止点位置的相应位置处的标记。

7.根据权利要求6所述的飞行器，其中：

所述第二周转齿轮箱（58）包括壳体（70）；

所述第二周转齿轮箱（58）的所述齿圈联接件（68）、所述齿圈（62）、所述支架（66）和所述太阳齿轮（60）设置在所述壳体（70）内；以及

所述第二周转齿轮箱（58）的所述支架（66）花键连接到所述壳体（70）。

8. 根据权利要求7所述的飞行器，其中：

所述壳体（70）包括后部部分（70A）和前部部分（70B），所述前部部分可操作地连接到所述后部部分以能够从所述后部部分移除；以及

所述转子轴组件（72）连接到所述前部部分（70B）以便能够与所述前部部分一起相对于所述后部部分（70A）移除。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的飞行器，其中，当所述第一发动机操作时，所述第一发动机（10A）沿给定方向驱动所述第一周转齿轮箱（20）的所述太阳齿轮（32），并且当所述第二发动机操作时，所述第二发动机（10B）沿所述给定方向驱动所述第二周转齿轮箱（58）的所述太阳齿轮（60）。

10.一种操作具有第一燃气涡轮发动机和第二燃气涡轮发动机（10、10A、10B）的多发动机飞行器（1）的方法，所述方法包括：

使所述第一燃气涡轮发动机（10A）的第一周转齿轮箱（20）中的太阳齿轮（32）旋转并且使所述第二燃气涡轮发动机（10B）的第二周转齿轮箱（58）中的太阳齿轮（60）旋转，所述太阳齿轮（32、60）啮合到所述第一周转齿轮箱和所述第二周转齿轮箱（20、58）的支架（40、66）的相应齿轮（36、64）；

使所述第一周转齿轮箱（20）的支架（40）相对于所述第一周转齿轮箱（20）的齿圈（54）旋转，并且将所述第一周转齿轮箱（20）的所述支架（40）的旋转传递到所述飞行器（1）的第一转子轴（24A）；以及

相对于所述第二周转齿轮箱（58）的支架（66）旋转所述第二周转齿轮箱（58）的齿圈（62），并且将所述第二周转齿轮箱（58）的所述齿圈（62）的旋转传递至所述飞行器（1）的第二转子轴（24B）。

11. 根据权利要求10所述的方法，包括限制以下中的至少一个的旋转：

所述第一周转齿轮箱（20）的所述齿圈（54）；以及

所述第二周转齿轮箱（58）的所述支架（66）。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，将所述第二周转齿轮箱（58）的所述齿圈（62）的旋转传递至所述第二转子轴（24B）是经由所述第二周转齿轮箱（58）的所述齿圈（62）的径向向外面向表面（62A）执行的。

13.根据权利要求10至12中的任一项所述的方法，其中，沿与使所述第二周转齿轮箱（58）的所述太阳齿轮（60）旋转相同的方向来使所述第一周转齿轮箱（20）的所述太阳齿轮（32）旋转。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，包括将所述第一转子轴（24A）的旋转传递至所述飞行器（1）的第一转子（12、12P），以及将所述第二转子轴（24B）的旋转传递至所述飞行器（1）的第二转子（12、12P），并且可选地其中，所述第一转子和所述第二转子分别是第一推进器（12P）和第二推进器（12P）。

15. 根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其中：

经由所述飞行器（1）的第一燃气涡轮发动机（10A）的涡轮部分（18）执行使所述第一周转齿轮箱（20）的所述太阳齿轮（32）旋转；以及

经由所述飞行器（1）的第二燃气涡轮发动机（10B）的涡轮部分（18）执行使所述第二周转齿轮箱（58）的太阳齿轮（60）旋转。