[发明专利]用于飞行器涡轮机的机械齿轮箱

说明书

本申请涉及用于飞行器涡轮机(1)的机械齿轮箱(160)，涡轮机尤其是飞行器涡轮机，齿轮箱包括：太阳齿轮(70)，太阳齿轮具有旋转轴线；围绕太阳齿轮(70)的环形齿轮(90)；与太阳齿轮(70)和环形齿轮(90)啮合的行星齿轮(80)，各行星齿轮(80)具有与太阳齿轮(84)啮合的第一齿接部和与环形齿轮(84)啮合的第二齿接部，第一齿接部(82)包括一系列上游齿(82d1)和一系列下游齿(82d2)，位于垂直于太阳齿轮(70)的旋转轴线(X)的平面(H)两侧，第二齿接部(84)包括一系列上游齿(84d1)和一系列下游齿(84d2)，位于平面(H)的两侧并由第一齿接部(82)彼此分隔开，这些齿彼此平行并且平行于行星齿轮(80)的旋转轴线。

技术领域

本发明涉及用于涡轮机的机械齿轮箱领域，特别是用于飞行器涡轮机的机械齿轮箱。

背景技术

现有技术尤其包括文件WO-A1-2010/092263、FR-A1-2987416、FR-A1-3008462、FR-A1-3008463、FR-A1-3041054、EP-A1-3726031和US-A-3307433。

机械齿轮箱的作用是改变机械系统的输入轴和输出轴之间的速度比和转矩比。

新一代的多流涡轮机，尤其是具有高涵道比的多流涡轮机，包括机械齿轮箱以驱动推进器(例如，风扇)的轴。通常，齿轮箱的目的是将动力涡轮机的轴的所谓的快速旋转速度转换成用于风扇的驱动轴的较慢的旋转速度。

这种齿轮箱包括被称为太阳齿轮的中心齿轮、环形齿轮和被称为行星齿轮的齿轮，行星齿轮被啮合在太阳齿轮和环形齿轮之间。行星齿轮由称为行星架的框架保持。太阳轮，齿圈和行星架是行星装置，因为它们的旋转轴线与涡轮机的纵向轴线X重合。行星齿轮具有不同的旋转轴线，并且旋转轴线围绕行星的轴线均匀地分布相同的运行直径上。这些轴线平行于纵向轴线X。

齿轮箱的架构有多种。在现有技术的多流涡轮机中，齿轮箱是行星或游星(epicyclic)式的。在其他类似的应用中，存在所谓的差动或“复合”架构。

对于行星齿轮箱，行星架是固定的，环形齿轮为该装置的输出轴，该输出轴的旋转方向与太阳齿轮相反。

对于游星齿轮箱，环形齿轮是固定的，行星架为该装置的输出轴，该输出轴的旋转方向与太阳齿轮相同。

对于复合齿轮箱，没有元件在旋转时是固定的。环形齿轮沿与太阳齿轮和行星架相反的方向旋转。

齿轮箱可以包括一个或多个啮合级。这种啮合通过不同方式实现，例如通过接触，摩擦或通过磁场实现。接触啮合具有几种类型，例如直齿齿接、螺旋齿接或人字齿齿接。

目标发动机的构架的减速比的增加导致了所谓的“双级”齿轮箱的使用。事实上，超过6或7的减速比，所谓的“单级”技术就失去了它的意义，因为它不再足够紧凑。则必须使用所谓的“双级”齿轮箱。

在单级技术中，行星齿轮的相同齿接部与太阳齿轮和环形齿轮配合。在双级技术中，行星齿轮的与太阳齿轮配合的齿接部和行星齿轮的与环形齿轮配合的齿接部是不同的。一般情况下，行星齿轮的分别与太阳齿轮和环形齿轮配合的齿接部具有不同的平均直径。

双级齿轮箱(每个级或齿接部包括单组齿)的主要问题在于，这些齿轮箱关于垂直于轴线X的平面是不对称的。因此，从内侧的下游进入和从外侧的上游离开的动力在行星齿轮处产生显著的力矩(表述“上游”和“下游”参照涡轮机中气体的总体流动)。

该问题的一个解决方案是使两个齿接部关于垂直于轴线X的平面的对称布置(每个级或齿接部包括双组齿)。这两个齿接部是人字形的，即，它们各自包括与一系列下游齿轴向分隔开的一系列上游齿。上游齿基本上彼此平行并相对于轴线X倾斜。下游齿也基本上彼此平行并相对于轴线X和相对于上游齿倾斜，使得上游齿和下游齿形成围绕行星齿轮的多个人字形。在人字齿接部中，两组齿的螺旋角具有相同的值(和相反的倾斜度)，从而使这些组的齿产生具有相同值的相反轴向力。