JP2015530536A - ガスタービンファン駆動ギアシステムの組立方法 - Google Patents

ガスタービンファン駆動ギアシステムの組立方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2015530536A
JP2015530536A JP2015532186A JP2015532186A JP2015530536A JP 2015530536 A JP2015530536 A JP 2015530536A JP 2015532186 A JP2015532186 A JP 2015532186A JP 2015532186 A JP2015532186 A JP 2015532186A JP 2015530536 A JP2015530536 A JP 2015530536A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gear
carrier
ring gear
hole
teeth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015532186A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6078160B2 (ja
Inventor
イー. マッキューン,マイケル
イー. マッキューン,マイケル
ジー. シェリダン,ウィリアム
ジー. シェリダン,ウィリアム
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Technologies Corp
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US13/629,834 external-priority patent/US8667688B2/en
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of JP2015530536A publication Critical patent/JP2015530536A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6078160B2 publication Critical patent/JP6078160B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/36Power transmission arrangements between the different shafts of the gas turbine plant, or between the gas-turbine plant and the power user
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/04Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
    • F02C3/107Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor with two or more rotors connected by power transmission
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/32Arrangement, mounting, or driving, of auxiliaries
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/02Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • F02K3/04Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
    • F02K3/06Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type with front fan
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/02Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/023Mounting or installation of gears or shafts in the gearboxes, e.g. methods or means for assembly
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/08General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • F16H57/082Planet carriers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/60Assembly methods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/40Transmission of power
    • F05D2260/403Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05D2260/4031Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • F05D2260/40311Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing of the epicyclical, planetary or differential type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/042Guidance of lubricant
    • F16H57/0421Guidance of lubricant on or within the casing, e.g. shields or baffles for collecting lubricant, tubes, pipes, grooves, channels or the like
    • F16H57/0423Lubricant guiding means mounted or supported on the casing, e.g. shields or baffles for collecting lubricant, tubes or pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0456Lubrication by injection; Injection nozzles or tubes therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0467Elements of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0479Gears or bearings on planet carriers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/048Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0482Gearings with gears having orbital motion
    • F16H57/0486Gearings with gears having orbital motion with fixed gear ratio
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49462Gear making
    • Y10T29/49464Assembling of gear into force transmitting device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)

Abstract

遊星歯車列を組み立てる方法は、離間された壁、およびキャリアの外周に提供された周方向に離間された孔を含む、中心軸を有する一体型キャリアを提供するステップを含む。ギアポケットは壁の間に提供され、孔および少なくとも1つの壁内の中心開口まで延在する。複数の中間歯車は、中心開口を通って挿入され、ギアポケットの中に半径方向外方に移動されて孔を通って延在する。太陽歯車は中心開口を通って挿入される。複数の中間歯車は、半径方向内方に移動されて太陽歯車と係合する。歯車減速機も開示される。

Description

本発明は、ターボファンを駆動するために利用される遊星歯車列の組立てに関する。
本出願は、2010年3月5日に出願された米国特許出願第12/718436号の一部継続出願であり、これは2006年7月5日に出願された米国特許出願第11/481,112号の分割出願である。
ガスタービン・エンジンは、エンジンのタービン部に連結された遊星歯車列を利用してもよく、この遊星歯車列はターボファンの駆動のために使用される。通常の遊星歯車列では、太陽歯車は、タービン軸から圧縮機軸を介して回転入力を受領する。キャリアは、太陽歯車を包囲し太陽歯車とかみ合う中間歯車を支持する。リングギアは、中間歯車を包囲し中間歯車とかみ合う。キャリアが回転部に対して固定されている配置では、中間歯車は「星」歯車と呼ばれ、リングギアはターボファンを支持する出力軸に接続される。リングギアが回転部に対して固定される配置では、中間歯車は「プラネタリ」歯車と呼ばれ、キャリアはターボファンを支持する出力軸に接続される。
ハウジングは通常中心平面に沿って分割され、歯車列をキャリアハウジングの半体と組み合わせることができ、次いでキャリアハウジングの両方の半体を合わせて固定される。2分割ハウジングと比べて強度および剛性を向上させるために、遊星歯車列は一体型キャリアハウジングを有することが望ましい。
1つの特徴の実施形態では、遊星歯車列を組み立てる方法は、離間された壁、および周方向に離間された連結構造を含む、中心軸を有する一体型キャリアを提供するステップを含み、一体型キャリアによって、キャリアの外周に提供された周方向に離間された孔が画定される。ギアポケットは、壁の間に提供され、孔および少なくとも1つの壁内の中心開口まで延在する。複数の中間歯車は、中心開口を通って挿入され、ギアポケットの中に半径方向外方に移動されて孔を通って延在する。太陽歯車は中心開口を通って挿入される。複数の中間歯車は、半径方向内方に移動されて太陽歯車と係合する。
先の実施形態による別の実施形態では、複数の中間歯車は、太陽歯車が中心開口を通って挿入された後、半径方向内方に移動されて太陽歯車と係合する。
先のあらゆる実施形態による別の実施形態では、ジャーナル軸受は、複数の中間歯車が半径方向内方に移動されて太陽歯車と係合した後、該中間歯車のそれぞれの中に挿入される。
先のあらゆる実施形態による別の実施形態では、リングギアは、続いて太陽歯車の外周上に置かれて太陽歯車と係合する。
先のあらゆる実施形態による別の実施形態では、太陽歯車および中間歯車はそれぞれ単一の歯車として形成される。リングギアは2分割歯車として形成される。
先のあらゆる実施形態による別の実施形態では、第1のリングギア半体は、まず中間歯車の外周の周囲に置かれる。次いでトルクフレームはキャリアに取り付けられる。
先のあらゆる実施形態による別の実施形態では、第2のリングギア半体は、トルクフレームがキャリアに取り付けられた後、外周に装着される。
先のあらゆる実施形態による別の実施形態では、トルクフレームは、中間歯車の周方向中間位置でキャリア内のスロット内に受領される、軸方向に延在する複数の指部を有する。第1のリングギア半体は、第1のリングギア半体がキャリアの半径方向外表面内の半径方向内方に延在する孔を遮断しないように移動される。次いでピンは孔の中に移動されて指部をスロット内に係止し、次いで第1のリングギア半体は孔上に移動される。
先のあらゆる実施形態による別の実施形態では、第2のリングギア半体は、スロット内の指部の係止に続いて中間歯車上に置かれる。
別の特徴の実施形態では、歯車列をトルクフレームに装着する方法は、離間された壁、および壁を相互連結するための周方向に離間された連結構造が画定する装着部を含む、中心軸を有する一体型キャリアを提供することを含む。離間された孔は、キャリアの外周において装着部の間に提供される。ギアポケットは壁の間に提供され、装着部は孔および少なくとも1つの壁内の中心開口まで延在する。複数の中間歯車および太陽歯車はキャリア内に挿入される。第1のリングギア半体は、中間歯車の外周の周囲に置かれ、トルクフレームをキャリアに取り付ける。
先の実施形態による別の実施形態では、次いで第2のリングギア半体はトルクフレームがキャリアに装着された後、外周に装着される。
先のあらゆる実施形態による別の実施形態では、トルクフレームは、中間歯車の周方向中間位置でキャリア内のスロット内に受領される、軸方向に延在する複数の指部を有する。第1のリングギア半体は、第1のリングギア半体がキャリアの半径方向外表面内の半径方向内方に延在する孔を遮断しないように移動される。次いでピンは孔の中に移動されて指部をスロット内に係止し、次いで第1のリングギア半体は孔上に移動される。
先のあらゆる実施形態による別の実施形態では、第2のリングギア半体は、スロット内の指部の係止に続いて中間歯車上に置かれる。
先のあらゆる実施形態による別の実施形態では、太陽歯車および中間歯車は、それぞれ単一の歯車として形成され、リングギアは形成される。
先のあらゆる実施形態による別の実施形態では、太陽歯車および中間歯車は2つの離間された部分を有し、それぞれの部分は、はすば歯車歯を有する。はすば歯車歯は、反対方向に延在する2つの部分の上に存在する。2つのリングギア半体は、それぞれ1方向のはすば歯車歯を有し、2つのリングギア半体上のはすば歯車歯は反対方向に延在する。
先のあらゆる実施形態による別の実施形態では、ジャーナル軸受は、複数の中間歯車および太陽歯車がキャリア内に挿入される前に、該中間歯車のそれぞれの中に挿入される。
別の特徴の実施形態では、ガスタービン・エンジン内で使用するための歯車減速機は、軸上に中心を置いた単一のキャリアを持ち及び1対の軸方向に離間された側壁を持ち、離間された側壁、中心開口、および中心開口の半径方向外方で周方向に離間されたより小さい開口を画定する、周方向に離間された軸方向に延在する連結構造を持つ。内表面は、周方向に離間された湾曲壁を画定して中間ギアポケットを画定する。中間ギアポケットは、より大きい中心開口から、中間ギアポケット内に受領された中間歯車の直径より長い距離にわたって延在する。中間歯車は中間ギアポケット内に受領され、中間ギアポケット内の半径方向最外領域の半径方向内方の位置に固定される。中間歯車は中心開口内に受領された太陽歯車の歯と係合された歯を有する。リングギアは、リングギア歯が中間歯車の歯と係合するように、半径方向外方の位置で受領される。
先のあらゆる実施形態による別の実施形態では、中間歯車および太陽歯車は単一の歯車体の形をなす。リングギアは2つの個別のリングギア半体の形をなす。中間歯車はブッシングによって固定される。ジャーナル軸受はそれぞれの中間歯車内に挿入される。
先のあらゆる実施形態による別の実施形態では、トルクフレームは、中間歯車の周方向中間位置でキャリア内のスロット内に受領される軸方向に延在する複数の指部、およびキャリアの半径方向の外表面において半径方向内方に延在する孔の内方にピンを有する。ピンは指部をスロット内に係止する。リングギアは、半径方向内方に延在する孔の半径方向外方に受領される。
先のあらゆる実施形態による別の実施形態では、太陽歯車および中間歯車は2つの離間された部分を有し、それぞれの部分ははすば歯車歯を有する。はすば歯車歯は、反対方向に延在する2つの部分上に存在する。2つのリングギア半体は、それぞれ1方向のはすば歯車歯を有し、2つのリングギア半体上のはすば歯車歯は反対方向に延在する。
本発明のこれらの特徴および他の特徴は、下に簡単に記載されている添付図面と共に以下の詳細を読むと明らかになろう。
ターボファン、遊星歯車列および圧縮機部を示す、ガスタービン・エンジンの前部の部分断面図である。 図1に示された遊星歯車列の断面図である。 一体型キャリアを示す図である。 星歯車が設置位置に示された、図2の3−3線に沿って切断した遊星歯車列の端面図である。 太陽歯車および中間歯車が仮想線で示された、図3に示された遊星歯車列の一部の拡大図である。 図2に示された遊星歯車列の一部の拡大図である。 歯車の特徴を示す図である。 組立ステップを示す図である。 後続の組立ステップを示す図である。 別の後続ステップを示す図である。 トルクフレームを示す図である。 後続ステップを示す図である。 別の後続ステップを示す図である。
図1は、ガスタービン・エンジン20を概略的に示す。ガスタービン・エンジン20は、概してファン部22、圧縮機部24、燃焼器部26およびタービン部28を組み込む、2軸ターボファンとして本明細書に開示されている。代替エンジンは、他のシステムまたは特徴の中でとりわけオーグメンタ部(図示せず)を含んでもよい。ファン部22は空気をバイパス流路Bに沿って押し進める一方で、圧縮機部24は、燃焼器部26の中に圧縮および連通し、次いでタービン部28を通って膨張するために空気をコア流路Cに沿って押し進める。開示された非限定的実施形態ではターボファンのガスタービン・エンジンとして描かれているが、本教示は3軸構造を含む他のタイプのタービンエンジンに適用されてもよいので、本明細書に記載された概要は、ターボファンと共に使用することに限定されないことを理解されたい。
エンジン20は、概してエンジン静的構造36に対してエンジンの中心長手軸Aを中心に数個の軸受システム38を介して回転するために装着された、低速スプール30および高速スプール32を含む。様々な軸受システム38が様々な場所で代替的にまたは追加として提供されてもよいことを理解されたい。
低速スプール30は、概してファン42、低圧圧縮機44および低圧タービン46と相互連結する内軸40を含む。内軸40は、ギア付き構造48を通ってファン42に連結されて、ファン42を低速スプール30より低速で駆動する。高速スプール32は、高圧圧縮機52および高圧タービン54と相互連結する外軸50を含む。燃焼器56は、高圧圧縮機52と高圧タービン54との間に配置される。エンジン静的構造36の中間タービンフレーム57は、概して高圧タービン54と低圧タービン46との間に配置される。さらに中間タービンフレーム57は、タービン部28内の軸受システム38を支持する。内軸40および外軸50は同心であり、それらの長手軸と共線であるエンジンの中心長手軸Aを中心に軸受システム38を介して回転する。
コア空気流は低圧圧縮機44、次いで高圧圧縮機52によって圧縮され、燃焼器56内で燃料と混合され燃焼され、次いで高圧タービン54および低圧タービン46を通って膨張される。中間タービンフレーム57は、コア空気流経路内にある翼59を含む。タービン46、54は、膨張に応答して対応する低速スプール30および高速スプール32のそれぞれを駆動する。
エンジン20は、一例では高バイパスギア付き航空機エンジンである。さらなる例では、エンジン20のバイパス比は、約6を超え、例示的一実施形態では10を超え、ギア付き構造48はプラネタリ歯車システムまたは他のギアシステムなどの遊星歯車列であり、歯車減速比は約2.3より大きく、低圧タービン46は約5より大きい圧力比を有する。開示された一実施形態では、エンジン20のバイパス比は約10(10:1)より大きく、ファンの直径は低圧圧縮機44のファンの直径より著しく大きく、低圧タービン46は約5:1より大きい圧力比を有する。低圧タービン46の圧力比は、排気ノズルの前の低圧タービン46の出口における圧力に関連する、低圧タービン46の入口の前で測定される圧力である。ギア付き構造48は、プラネタリ歯車システムまたは他のギアシステムなどの遊星歯車列であってもよく、歯車減速比は約2.5:1より大きい。しかし上記のパラメータはギア付き構造エンジンの一実施形態の例に過ぎないことを理解されたい。
高バイパス比に起因して、多量のスラストがバイパス流Bによって提供される。エンジン20のファン部22は、特定の飛行条件、特に約0.8マッハおよび約35,000フィートでの巡航のために設計されている。エンジンがその最良の燃料消費で0.8マッハおよび約35,000フィートの飛行条件は、「バケット巡航推力当たり燃料消費率(「TSFC」)としても公知であり、エンジンがその最小点で発生するスラストの1bfで割った、燃焼される燃料の1bmの工業規格のパラメータである。「低ファン圧力比」は、ファン出力ガイドベーン(「FEGV」)システムのない、ファンブレードのみに亘る圧力比である。非限定的な一実施形態により本明細書に開示された低ファン圧力比は、約1.45未満である。「低補正ファン先端速度」は、工業規格の温度補正値[(T大気温度°R)/(518.7°R)]0.5で割った実際のファン先端速度ft/secである。非限定的な一実施形態により本明細書に開示された「低補正ファン先端速度」は約1150ft/sec未満である。
ギア付き構造48は、歯車列122に対して以下に記載されるように組み立てられてもよい。示された例示的実施形態では、遊星歯車列122は星歯車列である。当然のことながら、主張された本発明はプラネタリ配置などの他の遊星歯車列にも適用する。図2を参照すると、遊星歯車列122は、スプライン連結部130により圧縮機軸124に連結された太陽歯車128を含み、圧縮機軸124は回転入力を提供する。キャリア134は、トルクフレーム136によりハウジング112に固定される。キャリア134は、太陽歯車128の歯と星歯車132の歯との間にかみ合った接触部126により太陽歯車128に接続された中間歯車(示された配置では星歯車132である)を支持する。リングギア138A/Bはキャリア134を包囲し、かみ合った接触部144により星歯車132に接続される。リングギア138A/Bは回転出力を提供し、連結部142によりターボファン軸120に固定される。リングギア138は実際には2つのリングギア半体138Aおよび138Bによって形成される。
一例では、トルクフレーム136はキャリア134をハウジング112に固定する。例えば装着部154は、図2および5に示されたようにトルクフレーム136の指部230を受領する孔156を有する。ピン148は球面軸受146を通って延在し、ブッシング152は指部230をキャリア134に固定する。締結部150はピン148をキャリア134に留める。
キャリア134は、図3Aに示されたように、2分割ハウジングと比較して構造強度および剛性を向上させるために、1片から製造された単一構造である。キャリア134は軸A(図4参照)を中心とする。キャリア134は、周方向に離間された構造が画定する装着部154によって相互連結される、軸方向に離間された側壁160を含み、装着部154は図3Bに最もよく示されたように概ね楔形状の部材である。装着部154および側壁160は互いに一体化される。すなわちこれらの構成要素は、歯車列が組み立てられる前に、一体型構造として溶接または鋳造などによって固定される。装着部154は反対向きの湾曲表面(図3B参照)158を有し、湾曲表面158は星歯車132に極めて接近しており、湾曲表面158上のオイルが追加の潤滑のために星歯車132に到達するように、概して星歯車132の歯の湾曲を追従する。
装着部154は、キャリア134を中心に周方向に離間されて、それを通って星歯車132がリングギア138と係合するように延在する孔198を提供する。側壁160は、各星歯車132を支持するジャーナル軸受164(図2参照)を受領するための穴162を含む。各ジャーナル軸受164は、側壁160に締結された保持部166によりキャリア134内に保持される。
オイルバッフル168は、図2に最もよく示されているように、それぞれの装着部154の付近で側壁160の間に配置される。図4および5を参照すると、バッフル168は、示された例では装着部154に当接した端部172を含む。またバッフル168は、星歯車128に極めて接近して配置された反対向きの湾曲表面170も含む。湾曲表面158、170は、示された例では互いに隣接し連続しており、星歯車132を受領するギアポケット202を提供する。また太陽歯車128を受領するギアポケット204は、端部172の反対側のそれぞれのバッフル168上の表面173の間に提供される。
図4に示されたように、側壁160の1つは、それぞれのバッフル168をキャリア134に固定する締結部176を受領する穴174を含む。バッフル168は、潤滑剤分配器178と流体連通する一次経路186によって提供された潤滑経路を含む。潤滑剤分配器178は潤滑供給部196からオイルが供給される。一例では、バッフル168は、側壁160内の穴183を通って延在する管180を受領する開口182を含む。封止部184は管180を開口182および潤滑剤分配器178に封止する。封止部184を有する他の管192は、別の潤滑経路(バッフル168の1つを通って延在するスプレーバー経路193)を通って外部スプレーバー194にオイルを提供するために使用される。外部スプレーバー194はキャリア134に固定され、オイルをスプライン連結部130(図2および5に示されている)付近の太陽歯車128の近くに噴射する。
一次経路186は、オイルを太陽歯車および星歯車128、132の歯の上に噴射する第1および第2の経路188、190と連通する。示された例では、第1および第2の経路188、190は、互いから90度に配置される。
例示的バッフル168では、潤滑剤分配器は、個別の構成要素が取り除かれるようにバッフルに一体化される。バッフル168は、キャリア134より軽量の異なる材料から構築されることが可能である。
例示的キャリア134は1片から構築され、これはキャリアの構造的完全性を向上させる。中心開口200は少なくとも1つの側壁160内に機械加工され、ギアポケット204を提供する(図4参照)。ギアポケット202は、各星歯車132に対して側壁160と装着部154との間に機械加工され、キャリア134の外周に孔198を形成する。
図3Bを参照すると、星歯車132は中心開口200の中に挿入され、半径方向外方に動かされ、その結果、星歯車132が孔198を通って延在し、好ましくは装着部154に隣接する(図3Bにおいて点線によって示された位置)。この位置では、バッフル168の端部172の幅wを収納するために、隣接した星歯車132の歯の間に適切な隙間tが存在する。バッフル168が挿入された後、太陽歯車128を中心開口200の中に挿入することができる。次に星歯車132を半径方向内方に移動させて太陽歯車128とかみ合わせることができる。バッフル168は締結部176を使用してキャリア134に固定される。管180、192を挿入することができ、残りの潤滑剤分配器システムを連結できる。
上述のように、星歯車132は、太陽歯車のための中心穴200内に最初に挿入される。星歯車136は半径方向外方に移動され、スプレーバーまたはバッフル168が挿入される。次いで太陽歯車128が挿入され、次いで星歯車132は半径方向内方に移動されて太陽歯車128と係合する。この組立のすべては、一体型構造としてすでに形成されたキャリアとともに起こる。
図6に示されたように、星歯車132は2つの歯部302および300を有し、歯部302および300は反対方向に延在するはすば歯車歯を有する。中心領域304は歯部302と300との間に形成される。特に太陽歯車は同じように見える。2分割リングギア138A/B半体はそれぞれ、2つの歯車歯の方向の一方と一致する。
図7Aに示されたように、一旦太陽歯車128および星歯車132が係合すると、ジャーナル軸受164は星歯車132内に挿入されてもよい。この後図7Bに示されたように、リングギア138Aの第1の半体は、星歯車132の外周上に移動されてもよい。次いでマニホールド210は、図7Cに示されたように歯車に装着されてもよい。マニホールド210は流体連結部212を有し、流体連結部212はジャーナル軸受164内の中心孔214内に受領されるだろう。
図7Dはトルクフレーム136の詳細を示す。示されたように、指部230はトルクフレームの板から離れて延在する。上述のように、指部230は一体型キャリア134内のスロット156内に受領される。次いでピン148は、装着部154内の開口220を通って内方に移動されて、トルクフレーム156をキャリア134に係止する。
図7Eで理解できるように、リングギア半体138Aは、リングギア半体138Aがキャリア内の開口220と一致しないように軸方向に移動されており、これはピン148を受領するためである。一旦ピン148がスロット156内で指部230を係止するために内方に移動されると、リングギア半体138Aは次いで開口220の一部上に軸方向に戻されてもよい。
図7Fに示されたように、次のステップは、他方のリングギア半体138Bを装着し、歯車駆動装置を完成することである。各ステップで、すべての構成要素はなんらかの手法で固定される。次いでオイルガターが設置される。
したがって上に説明されたような配置は、一体型キャリアハウジング内で遊星歯車列を組み立てる方法を提供する。本明細書に開示されたように構成され組み立てられた歯車列は、2分割キャリアハウジングを有する列と比較して向上した強度および剛性を有する。
本発明の好ましい実施形態が開示されているが、ある種の修正が本発明の範囲内に含まれるはずであることが当業者には認識されるはずである。そのため、以下の特許請求の範囲を検討して、本発明の真の範囲および内容を決定するべきである。

Claims (20)

  1. 遊星歯車列を組み立てる方法であって、
    a)離間された壁、およびキャリアの外周に離間された孔を画定する周方向に離間された連結構造を含む、中心軸を有する一体型キャリアを提供し、ギアポケットは、前記壁の間に設けられるとともに、前記孔まで延在し、少なくとも1つの前記壁に中心開口が設けられており、
    b)複数の中間歯車を前記中心開口を通って挿入し、前記中間歯車を前記孔の中に延在させるために前記ギアポケットの中に半径方向外方に移動させ、
    c)前記中心開口を通って太陽歯車を挿入し、
    d)前記太陽歯車と係合するように前記複数の中間歯車を半径方向内方に移動する
    ステップをそれぞれ含む、方法。
  2. ステップd)はステップc)の後に起こる、請求項1に記載の方法。
  3. ジャーナル軸受は、ステップd)の後に前記中間歯車のそれぞれの中に挿入される、請求項1に記載の方法。
  4. リングギアは、続いて前記太陽歯車の外周上に置かれて前記太陽歯車と係合する、請求項1に記載の方法。
  5. 前記太陽歯車および前記中間歯車は、それぞれ単一の歯車として形成され、前記リングギアは2分割歯車として形成される、請求項4に記載の方法。
  6. まず第1のリングギア半体は、前記中間歯車の前記外周の周囲に置かれ、次いでトルクフレームは前記キャリアに取り付けられる、請求項5に記載の方法。
  7. 第2のリングギア半体は、前記トルクフレームが前記キャリアに装着された後、前記外周に装着される、請求項6に記載の方法。
  8. 前記トルクフレームは、前記中間歯車の周方向中間位置で前記キャリア内のスロット内に受領される、軸方向に延在する複数の指部を有し、前記第1のリングギア半体は、前記キャリアの半径方向外表面内の半径方向内方に延在する孔を遮断しないように移動され、次いでピンは前記孔の中に移動されて前記指部を前記スロット内に係止し、次いで前記第1のリングギア半体は前記孔上に移動される、請求項6に記載の方法。
  9. 前記第2のリングギア半体は、前記スロット内の前記指部の係止に続いて前記中間歯車上に置かれる、請求項8に記載の方法。
  10. 歯車列をトルクフレームに装着する方法であって、
    a)離間された壁、および前記壁を相互連結する装着部を画定する周方向に離間された連結構造を含む、中心軸を有する一体型キャリアを提供し、離間された孔は前記キャリアの外周において前記装着部の間に提供され、ギアポケットは、前記壁と、装着部との間に提供されるとともに前記孔まで延在し、少なくとも1つの前記壁内に中心開口が設けられており、
    b)複数の中間歯車および太陽歯車を前記キャリア内に挿入し、
    c)前記中間歯車の前記外周の周囲に第1のリングギア半体を置き、トルクフレームを前記キャリアに取り付けること
    を含む、方法。
  11. 第2のリングギア半体は、次いで前記トルクフレームが前記キャリアに装着された後、前記外周に装着される、請求項10に記載の方法。
  12. 前記トルクフレームは、前記中間歯車の周方向中間位置で前記キャリア内のスロット内に受領される、軸方向に延在する複数の指部を有し、前記第1のリングギア半体は、前記キャリアの半径方向外表面内の半径方向内方に延在する孔を遮断しないように移動され、次いでピンは前記孔の中に移動されて前記指部を前記スロット内に係止し、次いで前記第1のリングギア半体は前記孔上に移動される、請求項11に記載の方法。
  13. 前記第2のリングギア半体は、前記スロット内の前記指部の前記係止に続いて前記中間歯車上に置かれる、請求項12に記載の方法。
  14. 前記太陽歯車および中間歯車は、それぞれ単一の歯車として形成され、前記リングギアが形成される、請求項13に記載の方法。
  15. 前記太陽歯車および前記中間歯車は2つの離間された部分を有し、それぞれの前記部分は、はすば歯車歯を有し、前記2つの部分の上の前記はすば歯車歯は反対方向に延在し、前記2つのリングギア半体は、それぞれ1方向のはすば歯車歯を有し、前記2つのリングギア半体上の前記はすば歯車歯は反対方向に延在する、請求項14に記載の方法。
  16. ジャーナル軸受は、ステップc)の前に、前記中間歯車のそれぞれの中に挿入される、請求項10に記載の方法。
  17. ガスタービン・エンジン内で使用するための歯車減速機であって、
    軸を中心とし、1対の軸方向に離間された側壁、前記対の離間された側壁を連結する軸方向に延在するとともに周方向に離間された連結構造体、中心開口、および前記中心開口の半径方向外方で周方向に離間されたより小さい開口を有する一体型キャリアであって、前記周方向に離間された湾曲壁の内表面は中間ギアポケットを画定し、前記中間ギアポケットは、より大きい前記中心開口から、前記中間ギアポケット内に受領された中間歯車の直径より長い距離だけ延在する、一体型キャリアと、
    前記中間ギアポケット内に受領され、前記中間ギアポケット内の半径方向最外領域の半径方向内方に離間された位置に固定された中間歯車であって、前記中間歯車は前記中心開口内に受領された太陽歯車の歯と係合された歯を有する、中間歯車と、
    リングギアの歯が前記中間歯車の歯と係合するように、半径方向外方の位置で受領されるリングギアと
    を備える、歯車減速機。
  18. 前記中間歯車および前記太陽歯車は単一の歯車本体によって形成され、前記リングギアは2つの個別のリングギア半体によって形成され、前記中間歯車はブッシングによって固定され、ジャーナル軸受は前記中間歯車のそれぞれの中に挿入される、請求項19に記載の歯車減速機。
  19. トルクフレームは、前記中間歯車の周方向中間位置で前記キャリア内のスロット内に受領される軸方向に延在する複数の指部、および前記キャリアの半径方向の外表面内の半径方向内方に延在する孔の内方にピンを有し、前記ピンは前記指部を前記スロット内に係止し、前記リングギアは、前記半径方向内方に延在する孔の半径方向外方に受領される、請求項17に記載の歯車減速機。
  20. 前記太陽歯車および前記中間歯車は2つの離間された部分を有し、それぞれの前記部分ははすば歯車歯を有し、前記2つの部分の上の前記はすば歯車歯は反対方向に延在し、前記2つのリングギア半体は、それぞれ1方向のはすば歯車歯を有し、前記2つのリングギア半体上の前記はすば歯車歯は反対方向に延在する、請求項17に記載の歯車減速機。
JP2015532186A 2012-09-28 2013-09-27 ガスタービンファン駆動ギアシステムの組立方法 Active JP6078160B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/629,834 US8667688B2 (en) 2006-07-05 2012-09-28 Method of assembly for gas turbine fan drive gear system
US13/629,834 2012-09-28
PCT/US2013/062220 WO2014099087A2 (en) 2012-09-28 2013-09-27 Method of assembly for gas turbine fan drive gear system

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016228481A Division JP6434474B2 (ja) 2012-09-28 2016-11-25 歯車減速機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015530536A true JP2015530536A (ja) 2015-10-15
JP6078160B2 JP6078160B2 (ja) 2017-02-08

Family

ID=50979367

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015532186A Active JP6078160B2 (ja) 2012-09-28 2013-09-27 ガスタービンファン駆動ギアシステムの組立方法
JP2016228481A Active JP6434474B2 (ja) 2012-09-28 2016-11-25 歯車減速機
JP2018209312A Pending JP2019052762A (ja) 2012-09-28 2018-11-07 歯車減速機

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016228481A Active JP6434474B2 (ja) 2012-09-28 2016-11-25 歯車減速機
JP2018209312A Pending JP2019052762A (ja) 2012-09-28 2018-11-07 歯車減速機

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230407796A1 (ja)
EP (1) EP2901033A4 (ja)
JP (3) JP6078160B2 (ja)
WO (1) WO2014099087A2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230272750A1 (en) * 2019-10-17 2023-08-31 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Planetary gearbox and gas turbine engine having planetary gearbox

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201510050D0 (en) 2015-06-10 2015-07-22 Rolls Royce Plc A geared gas turbine engine
FR3052211B1 (fr) 2016-06-07 2018-05-18 Safran Transmission Systems Outillage pour le demontage d'un porte-satellites en deux parties et porte-satellites associe
FR3069300B1 (fr) * 2017-07-20 2019-07-26 Safran Transmission Systems Ensemble comportant un rouet de lubrification et des gicleurs de lubrifiant, pour un reducteur de vitesse a train epicycloidal de turbomachine
EP3473892A1 (en) 2017-10-18 2019-04-24 Ge Avio S.r.l. Gearbox for a gas turbine engine
EP3473893B1 (en) 2017-10-19 2020-06-17 Ge Avio S.r.l. Lubrication fluid collection in a gearbox of a gas turbine engine
US10724445B2 (en) 2018-01-03 2020-07-28 Raytheon Technologies Corporation Method of assembly for fan drive gear system with rotating carrier
US20220196945A1 (en) 2019-03-20 2022-06-23 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Intermittent connection-type optical fiber tape core, optical fiber cable and connector-equipped optical fiber cord
US11674590B2 (en) 2020-08-10 2023-06-13 Dana Automotive Systems Group, Llc Methods and systems for a gear box with multiple ratios
US11867400B1 (en) * 2023-02-02 2024-01-09 Pratt & Whitney Canada Corp. Combustor with fuel plenum with mixing passages having baffles

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008014489A (ja) * 2006-07-05 2008-01-24 United Technol Corp <Utc> タービンエンジン、エピサイクリック歯車列用のキャリア、およびエピサイクリック歯車列を組み立てる方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2591743A (en) * 1948-11-23 1952-04-08 Gen Electric Cage construction for planetary gearing
US3527121A (en) * 1968-08-26 1970-09-08 Gen Motors Corp Carrier
JP4423716B2 (ja) * 1999-10-08 2010-03-03 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 プラネタリキャリア
US7033301B2 (en) * 2004-02-26 2006-04-25 Ford Global Technologies, Llc Planet pinion carrier assembly for Ravigneaux gearset
US7490460B2 (en) * 2005-10-19 2009-02-17 General Electric Company Gas turbine engine assembly and methods of assembling same
US7926260B2 (en) * 2006-07-05 2011-04-19 United Technologies Corporation Flexible shaft for gas turbine engine
US8667688B2 (en) * 2006-07-05 2014-03-11 United Technologies Corporation Method of assembly for gas turbine fan drive gear system
US8753243B2 (en) * 2006-08-15 2014-06-17 United Technologies Corporation Ring gear mounting arrangement with oil scavenge scheme
US8205432B2 (en) * 2007-10-03 2012-06-26 United Technologies Corporation Epicyclic gear train for turbo fan engine
US8348803B2 (en) * 2008-04-17 2013-01-08 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Planetary reduction gear apparatus
US20100035719A1 (en) * 2008-08-06 2010-02-11 Sheng Bor Wang Epicyclic gearing
JP4785976B1 (ja) * 2010-04-13 2011-10-05 川崎重工業株式会社 遊星歯車装置
DE102011002785A1 (de) * 2011-01-17 2012-07-19 Gkn Stromag Ag Laschenkupplung
US8172717B2 (en) * 2011-06-08 2012-05-08 General Electric Company Compliant carrier wall for improved gearbox load sharing

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008014489A (ja) * 2006-07-05 2008-01-24 United Technol Corp <Utc> タービンエンジン、エピサイクリック歯車列用のキャリア、およびエピサイクリック歯車列を組み立てる方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230272750A1 (en) * 2019-10-17 2023-08-31 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Planetary gearbox and gas turbine engine having planetary gearbox

Also Published As

Publication number Publication date
EP2901033A2 (en) 2015-08-05
JP6434474B2 (ja) 2018-12-05
WO2014099087A2 (en) 2014-06-26
US20230407796A1 (en) 2023-12-21
JP2019052762A (ja) 2019-04-04
JP6078160B2 (ja) 2017-02-08
JP2017053492A (ja) 2017-03-16
EP2901033A4 (en) 2016-05-25
WO2014099087A3 (en) 2014-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11773787B2 (en) Method of assembly for gas turbine fan drive gear system
JP6434474B2 (ja) 歯車減速機
US11401831B2 (en) Gas turbine engine shaft bearing configuration
US8827633B2 (en) Gas turbine engine fan drive gear system damper
US20210140373A1 (en) Method of assembly for fan drive gear system with rotating carrier
US9194255B2 (en) Oil baffle for gas turbine fan drive gear system
US9267389B2 (en) Geared architecture carrier torque frame assembly
EP3628856B1 (en) Planetary gear system for turbomachine
US20150089959A1 (en) Gas turbine engine shaft bearing configuration
EP2917508B1 (en) Gas turbine engine with a compressor bleed air slot
EP3495621B1 (en) Support ring for a gas turbine engine
US10145264B2 (en) Variable vane actuation system

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160301

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160531

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161018

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161220

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170113

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6078160

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250