渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的齒輪箱的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種控制燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的齒輪箱的性能的實(shí)例方法，包括：建立多個(gè)人字齒輪的齒輪特性，每一人字齒輪圍繞齒輪箱中的相應(yīng)軸線(xiàn)設(shè)置。通過(guò)響應(yīng)于已建立的齒輪特性選擇所述多個(gè)人字齒輪的每一個(gè)上的第一多個(gè)齒輪齒與隔開(kāi)的第二多個(gè)齒輪齒之間的周向偏離距離，所述多個(gè)人字齒輪的性能受到控制。
【專(zhuān)利說(shuō)明】渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的齒輪箱
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求2012年I月31日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/592,964的優(yōu)先權(quán)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本公開(kāi)大致涉及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，并且更具體地，涉及用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的齒輪箱。

【背景技術(shù)】
[0003]渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括由渦輪驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇。齒輪箱聯(lián)接在風(fēng)扇到渦輪之間。齒輪箱在渦輪和風(fēng)扇之間提供減速。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個(gè)非限制公開(kāi)的實(shí)施方式中，一種控制燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的齒輪箱的性能的方法，包括:建立多個(gè)人字齒輪(double helical gear)的齒輪特性，每一人字齒輪圍繞齒輪箱中的相應(yīng)軸線(xiàn)設(shè)置。通過(guò)響應(yīng)于已建立的齒輪特性選擇所述多個(gè)人字齒輪的每一個(gè)上的第一多個(gè)齒輪齒與隔開(kāi)的第二多個(gè)齒輪齒之間的周向偏離距離，所述多個(gè)人字齒輪的性能受到控制。
[0005]在任一上述實(shí)例的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述齒輪特性為諧波水平(harmoniclevel)。
[0006]在任一上述實(shí)例的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述諧波水平為第一諧波水平、第二諧波水平和第三諧波水平中的一個(gè)。
[0007]在任一上述實(shí)例的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述第一多個(gè)齒輪齒以所述第二多個(gè)齒中的每一個(gè)之間的周向偏離距離的大約25%至75%的周向偏離距離從所述第二多個(gè)齒輪齒偏離。所述諧波水平為所述第一諧波水平。
[0008]在任一上述實(shí)例的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述第一多個(gè)齒輪齒以所述第二多個(gè)齒中的每一個(gè)之間的周向偏離距離的大約15%至25%或75%至85%的周向偏離距離從所述第二多個(gè)齒輪齒偏離。所述諧波水平為所述第二諧波水平。
[0009]在任一上述實(shí)例的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述第一多個(gè)齒輪齒以所述第二多個(gè)齒中的每一個(gè)之間的周向偏離距離的大約50%的周向偏離距離從所述第二多個(gè)齒輪齒偏離。所述諧波水平為所述第一諧波水平或所述第三諧波水平中的至少一個(gè)。
[0010]在任一上述實(shí)例的進(jìn)一步實(shí)施方式中，進(jìn)一步包括以下步驟:確定相對(duì)于每一人字齒輪的軸線(xiàn)的角度，并且以相對(duì)于每一人字齒輪的相應(yīng)軸線(xiàn)的所述角度設(shè)置所述多個(gè)人字齒輪的每一個(gè)的所述第一多個(gè)齒輪齒和所述第二多個(gè)齒輪齒。
[0011]在任一上述實(shí)例的進(jìn)一步實(shí)施方式中，確定所述角度的步驟至少部分地由重合度(contact rat1)石角定。
[0012]在一個(gè)非限制公開(kāi)的實(shí)施方式中，一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，包括風(fēng)扇、壓縮機(jī)部段、與所述壓縮機(jī)部段流體連通的燃燒器、與所述燃燒器流體連通的渦輪部段、以及與所述風(fēng)扇和所述渦輪部段聯(lián)接的齒輪箱。所述齒輪箱包括處于嚙合接合中的多個(gè)人字齒輪，每一人字齒輪具有與第二多個(gè)齒輪齒隔開(kāi)的第一多個(gè)齒輪齒。所述第一多個(gè)齒輪齒響應(yīng)于諧波水平而以預(yù)定量從所述第二多個(gè)齒輪齒周向偏離。
[0013]在任一上述實(shí)例的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述齒輪箱包括周轉(zhuǎn)齒輪系統(tǒng)。
[0014]在任一上述實(shí)例的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述多個(gè)人字齒輪為所述周轉(zhuǎn)齒輪系統(tǒng)的太陽(yáng)齒輪、多個(gè)星形齒輪以及齒圈。
[0015]在任一上述實(shí)例的進(jìn)一步實(shí)施方式中，圍繞每一人字齒輪的所述第一多個(gè)齒輪齒和所述第二多個(gè)齒輪齒以相對(duì)于軸線(xiàn)的螺旋角設(shè)置。
[0016]在任一上述實(shí)例的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述螺旋角在大約30-35°之間。
[0017]在任一上述實(shí)例的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述螺旋角為大約33°。
[0018]在一個(gè)非限制公開(kāi)的實(shí)施方式中，一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的齒輪箱，包括處于嚙合接合中的多個(gè)人字齒輪。所述多個(gè)人字齒輪中的每一個(gè)圍繞軸線(xiàn)設(shè)置。所述多個(gè)人字齒輪中的每一個(gè)具有與第二多個(gè)齒輪齒隔開(kāi)的第一多個(gè)齒輪齒。所述第一多個(gè)齒輪齒響應(yīng)于齒輪特性而以預(yù)定量從所述第二多個(gè)齒輪齒周向偏離。
[0019]在任一上述實(shí)例的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述齒輪特性為諧波水平。
[0020]在任一上述實(shí)例的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述諧波水平為第一諧波水平、第二諧波水平和第三諧波水平中的一個(gè)。
[0021]在任一上述實(shí)例的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述第一多個(gè)齒輪齒以所述第二多個(gè)齒中的每一個(gè)之間的周向偏離距離的大約25%至75%的周向偏離距離從所述第二多個(gè)齒輪齒偏離。
[0022]在任一上述實(shí)例的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述第一多個(gè)齒輪齒和所述第二多個(gè)齒輪齒中的每一個(gè)與所述軸線(xiàn)之間的螺旋角在30°和35°之間。
[0023]在任一上述實(shí)例的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述第一多個(gè)齒輪齒和所述第二多個(gè)齒輪齒中的每一個(gè)與所述軸線(xiàn)之間的螺旋角為33°。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為實(shí)例燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的橫截面圖。
[0025]圖2為實(shí)例齒輪箱的立體圖。
[0026]圖3為實(shí)例人字齒輪的立體圖。
[0027]圖4為圖3中的實(shí)例人字齒輪的齒的俯視示意圖。
[0028]圖5A-5C為顯示圖3中的實(shí)例人字齒輪的實(shí)例傳輸誤差和齒輪齒偏離的曲線(xiàn)圖。
[0029]圖6為形成圖3中的實(shí)例人字齒輪的步驟的立體圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]圖1示意性地顯示了燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20在本文公開(kāi)為兩轉(zhuǎn)子渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，其大致包含風(fēng)扇部段22、壓縮機(jī)部段24、燃燒器部段26和渦輪部段28。除了其他系統(tǒng)或特征，替代發(fā)動(dòng)機(jī)例如可以包括3轉(zhuǎn)子、增壓器部段或者部段的不同布置。風(fēng)扇部段22沿著旁通流路徑驅(qū)動(dòng)空氣，而壓縮機(jī)部段24沿著核心流路徑驅(qū)動(dòng)空氣，用于壓縮并傳遞到燃燒器部段26，然后膨脹穿過(guò)渦輪部段28。雖然在公開(kāi)的非限制實(shí)施方式中描繪為渦輪風(fēng)扇燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，本文描述的概念并不限于與渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用，因?yàn)檫@些教導(dǎo)可以應(yīng)用于其他類(lèi)型的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0031]發(fā)動(dòng)機(jī)20大致包括低速轉(zhuǎn)子30和高速轉(zhuǎn)子32，該低速轉(zhuǎn)子30和高速轉(zhuǎn)子32安裝用于經(jīng)由數(shù)個(gè)軸承系統(tǒng)38而相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)靜止結(jié)構(gòu)36圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)中心縱向軸線(xiàn)A旋轉(zhuǎn)。應(yīng)當(dāng)理解的是，處于不同位置處的不同軸承系統(tǒng)38可以替代地或附加地被設(shè)置。
[0032]低速轉(zhuǎn)子30大致包括與風(fēng)扇42、低壓壓縮機(jī)44和低壓渦輪46相互連接的內(nèi)軸40。內(nèi)軸40通過(guò)齒輪箱48連接到風(fēng)扇42，以便以低于低速轉(zhuǎn)子30的速度驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇42。高速轉(zhuǎn)子32包括與高壓壓縮機(jī)52和高壓渦輪54相互連接的外軸50。燃燒器56布置在高壓壓縮機(jī)52和高壓渦輪54之間。發(fā)動(dòng)機(jī)靜止結(jié)構(gòu)36的中間渦輪框架57大致布置在高壓渦輪54和低壓渦輪46之間。中間渦輪框架57進(jìn)一步支撐渦輪部段28中的軸承系統(tǒng)38。內(nèi)軸40和外軸50同軸，且經(jīng)由軸承系統(tǒng)38而圍繞與其縱向軸線(xiàn)共線(xiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)中心縱向軸線(xiàn)A旋轉(zhuǎn)。
[0033]核心空氣流由低壓壓縮機(jī)44壓縮然后由高壓壓縮機(jī)52壓縮，與燃燒器56中的燃料混合并燃燒，然后在高壓渦輪54和低壓渦輪46上膨脹。中間渦輪框架57包括處于核心空氣流路徑中的翼面59。渦輪46、54響應(yīng)于膨脹旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的低速轉(zhuǎn)子30和高速轉(zhuǎn)子32。
[0034]發(fā)動(dòng)機(jī)20在一個(gè)實(shí)例中為高旁通齒輪傳動(dòng)的航空器發(fā)動(dòng)機(jī)。在進(jìn)一步的實(shí)例中，發(fā)動(dòng)機(jī)20的旁通比大于大約六(6)，其中一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式大于十(10)，齒輪箱48是周轉(zhuǎn)齒輪系(例如行星/星形齒輪系統(tǒng)其他齒輪系統(tǒng))，齒輪減速比大于大約2.3，并且低壓渦輪46具有大于大約5的壓力比。在一個(gè)公開(kāi)的實(shí)施方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)20的旁通比大于大約十(10:1 )，風(fēng)扇直徑顯著大于低壓壓縮機(jī)44的直徑，并且低壓渦輪46具有大于大約5:1的壓力比。低壓渦輪46的壓力比為在低壓渦輪46的入口之前測(cè)得的壓力相對(duì)于在排氣噴嘴之前的低壓渦輪46的出口處的壓力。齒輪箱48可以是周轉(zhuǎn)齒輪系(例如行星/星形齒輪系統(tǒng)或者其他齒輪系統(tǒng))，齒輪減速比大于大約2.5:1。然而應(yīng)當(dāng)理解的是，上述參數(shù)僅僅是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的齒輪箱的一個(gè)示例性實(shí)施方式，并且本公開(kāi)可適用于包括直接驅(qū)動(dòng)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的其他燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0035]由于高旁通比，旁通流B提供了顯著量的推力。發(fā)動(dòng)機(jī)20的風(fēng)扇部段22被設(shè)計(jì)成用于特別飛行條件——典型地以大約0.8馬赫和大約35，000英尺巡航。0.8馬赫和35，000英尺的飛行條件，其中發(fā)動(dòng)機(jī)處于其最佳燃料消耗處——也被稱(chēng)為“穩(wěn)定巡航推力燃料消耗率(bucket cruise Thrust Specific Fuel Consumpt1n, ‘TSFC，)，，-是正在燃燒的燃料磅質(zhì)量(Ibm)除以發(fā)動(dòng)機(jī)在該最低點(diǎn)處產(chǎn)生的磅推力(Ibf)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)?！暗惋L(fēng)扇壓力比”是在不具有風(fēng)扇出口導(dǎo)葉(“FEGV”)系統(tǒng)時(shí)單獨(dú)越過(guò)風(fēng)扇葉片的壓力比。如根據(jù)一個(gè)非限制實(shí)施方式在本文所公開(kāi)的，低風(fēng)扇壓力比小于大約1.45?！暗托ＵL(fēng)扇葉尖速度”是以英尺/秒計(jì)的實(shí)際風(fēng)扇葉尖速度除以[(Tiw deg R) / 518.7) 0.5]的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)溫度校正。如根據(jù)一個(gè)非限制實(shí)施方式在本文所公開(kāi)的，“低校正風(fēng)扇葉尖速度”小于大約1150英尺/秒。
[0036]圖2顯示了作為由低速轉(zhuǎn)子30驅(qū)動(dòng)的周轉(zhuǎn)齒輪系統(tǒng)68的齒輪箱48的實(shí)例。周轉(zhuǎn)齒輪系統(tǒng)68包括太陽(yáng)齒輪70、星形齒輪72、齒圈74和齒輪架77。太陽(yáng)齒輪70嚙合星形齒輪72，并且每一星形齒輪72嚙合齒圈74。在該實(shí)例中，太陽(yáng)齒輪70、星形齒輪72和齒圈74中的每一個(gè)都為人字齒輪，如下面將要進(jìn)一步詳細(xì)描述的。
[0037]太陽(yáng)齒輪70的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)推動(dòng)圍繞太陽(yáng)齒輪70布置的每一星形齒輪72圍繞其自身相應(yīng)軸線(xiàn)M旋轉(zhuǎn)。星形齒輪72與旋轉(zhuǎn)的齒圈74和旋轉(zhuǎn)的太陽(yáng)齒輪70兩者嚙合。星形齒輪72圍繞其相應(yīng)軸線(xiàn)M旋轉(zhuǎn)，以驅(qū)動(dòng)齒圈74圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)軸線(xiàn)A旋轉(zhuǎn)。齒圈74的旋轉(zhuǎn)以低于低轉(zhuǎn)子30的速度驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇42 (圖1)。齒圈74為拆分組件并且包括由星形齒輪72 —起推動(dòng)的第一部段73和第二部段75。
[0038]在一個(gè)實(shí)例中，太陽(yáng)齒輪70、星形齒輪72和齒圈74具有大于二(2)的橫向重合度，使得每一齒輪70、72、74中的至少兩個(gè)齒輪齒在運(yùn)行期間嚙合另一齒輪70、72、74中的至少兩個(gè)齒輪齒。
[0039]齒輪箱48經(jīng)受由于幾何結(jié)構(gòu)和制造公差引起的扭矩傳遞的變化。這些變化在齒輪箱48中引起振動(dòng)，這些振動(dòng)施加在其他相關(guān)聯(lián)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件上。造成的振動(dòng)影響齒輪箱48的部件以及相關(guān)聯(lián)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件的耐久性，因而影響齒輪箱48和燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20的部件的壽命。
[0040]圖3和4顯示了作為人字齒輪的行星齒輪72中的一個(gè)的實(shí)例。要理解的是，本文所述實(shí)例還適用于太陽(yáng)齒輪70和齒圈74以及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20的其他齒輪或齒輪系統(tǒng)。
[0041]星形齒輪72沿著軸線(xiàn)B包括設(shè)置在第一基圓83上的第一多個(gè)齒輪齒82和設(shè)置在第二基圓85上的相對(duì)的第二多個(gè)齒輪齒84。第一多個(gè)齒輪齒82和第二多個(gè)齒輪齒84由圍繞軸線(xiàn)B設(shè)置的無(wú)齒環(huán)86分離，使得第一多個(gè)齒輪齒82的第一端部90a和第二多個(gè)齒輪齒84的第一端部90b隔開(kāi)等于環(huán)86寬度的軸向距離D。第一多個(gè)齒輪齒82和第二多個(gè)齒輪齒84可圍繞軸線(xiàn)B旋轉(zhuǎn)。
[0042]在一個(gè)實(shí)例中，無(wú)齒環(huán)86的寬度的軸向距離D在齒輪總軸向長(zhǎng)度的16%和24%之間。在進(jìn)一步的實(shí)例中，第一多個(gè)齒輪齒82和第二多個(gè)齒輪齒84每一個(gè)均具有相同的螺旋角Z。在進(jìn)一步的實(shí)例中，第一多個(gè)齒輪齒82和第二多個(gè)齒輪齒84中的每一個(gè)均具有相同的螺旋角Z，使得沿著軸線(xiàn)B不生成軸向推力載荷。
[0043]在另一實(shí)例中，第一多個(gè)齒輪齒82的螺旋角Z不同于第二多個(gè)齒輪齒84的螺旋角Z，以在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20中沿著軸線(xiàn)B生成預(yù)定推力載荷。
[0044]第二多個(gè)齒輪齒84中的每一個(gè)包括第一端部90b和第二端部92b。相似地，第一多個(gè)齒輪齒中的每一個(gè)包括第一端部90a和第二端部92a。在一個(gè)實(shí)例中，當(dāng)在箭頭90的周向方向上移動(dòng)時(shí)，第二多個(gè)齒輪齒84相對(duì)于第一多個(gè)齒輪齒82的下一齒輪齒82偏離周向偏離距離A。當(dāng)在箭頭90的方向上移動(dòng)時(shí)，第一多個(gè)齒輪齒82中的每一個(gè)的第一端部90a相似地與第二多個(gè)齒輪齒84的下一對(duì)應(yīng)齒輪齒84的第一端部90b隔開(kāi)周向偏離距離B。周向偏離距離G是第二多個(gè)齒輪齒84或第一多個(gè)齒輪齒82中的毗鄰齒之間的周向偏離距離A和周向偏離距離B的總和。
[0045]第一多個(gè)齒輪齒82和第二多個(gè)齒輪齒84中的每一個(gè)以螺旋角Z布置在軸線(xiàn)B和第一多個(gè)齒輪齒82和第二多個(gè)齒輪齒84中的每一個(gè)的周向表面87之間。在該實(shí)例中，第一多個(gè)齒輪齒82和第二多個(gè)齒輪齒84中的每一個(gè)相對(duì)于軸線(xiàn)B以相等螺旋角Z布置。
[0046]在一個(gè)實(shí)例中，螺旋角Z在30和35度之間。在進(jìn)一步的實(shí)例中，螺旋角Z為33度。給定螺旋角Z或范圍一起推動(dòng)齒圈74的第一部段73和第二部段75。
[0047]選定螺旋角Z還影響齒輪箱48的動(dòng)態(tài)。隨著螺旋角Z從O增大，更大數(shù)量的齒輪齒82、84嚙合配對(duì)太陽(yáng)齒輪70和齒圈74的齒82、84 (參見(jiàn)圖2)。選擇具有所公開(kāi)螺旋角Z的第一多個(gè)齒輪齒82和第二多個(gè)齒輪齒84提供了附加的接觸和更高的扭矩傳遞，同時(shí)維持了星形齒輪72的尺寸。
[0048]周向偏離距離A和周向偏離距離B被確定并利用以使第一多個(gè)齒輪齒82中的每一個(gè)偏離第二多個(gè)齒輪齒84中的下一對(duì)應(yīng)齒84，偏離量在相應(yīng)的第一多個(gè)齒輪齒82或第二多個(gè)齒輪齒84中的每一個(gè)之間的周向偏離距離G的0%和100%之間。在另一實(shí)例中，第一多個(gè)齒輪齒82在大約25%至75%偏離量之間從第二多個(gè)齒輪齒84偏離，使得周向偏離距離A與周向偏離距離G的比值在大約0.25和0.75之間。在進(jìn)一步的實(shí)例中，第一多個(gè)齒輪齒82從第二多個(gè)齒輪齒84偏離50%偏離量，使得周向偏離距離A和周向偏離距離B相等。
[0049]在另一實(shí)例中，周向偏離距離A響應(yīng)于星形齒輪72的齒輪特性選定。齒輪特性為通過(guò)星形齒輪72的諧波水平、傳輸誤差和振動(dòng)水平中的至少一個(gè)。
[0050]圖5A-5C顯示了周向偏離距離A被預(yù)定，以在將星形齒輪72嚙合在齒輪箱48中期間響應(yīng)于星形齒輪72的頻率提供百分比偏離量(軸線(xiàn)X)。該百分比偏離量使得傳輸誤差變化以影響選擇頻率。星形齒輪72的性能響應(yīng)于基于選定百分比偏離量的頻率而受到控制，以便降低或最小化傳輸誤差和振動(dòng)的量。
[0051]頻率代表諧波水平。在該實(shí)例中，第一諧波的頻率等于太陽(yáng)齒輪上的齒數(shù)乘以太陽(yáng)齒輪相對(duì)于齒輪架77的每秒轉(zhuǎn)數(shù)，第二諧波的頻率為第一諧波的2倍，且第三諧波的頻率為第一諧波的3倍。對(duì)于第一諧波、第二諧波和第三諧波中的每一個(gè)，傳輸誤差通過(guò)選擇第一多個(gè)齒輪齒82和第二多個(gè)齒輪齒84之間的預(yù)定百分比偏離量而受到控制，該預(yù)定百分比偏離量等同于周向偏離距離A和周向偏離距離B。傳輸誤差在本文中限定為星形齒輪72應(yīng)當(dāng)具有的周向位置和嚙合期間的實(shí)際位置之間的偏差。
[0052]在一個(gè)實(shí)例中，如圖5A所不,第一多個(gè)齒輪齒82在大約25%至75%偏離量之間從第二多個(gè)齒輪齒84偏離，使得周向偏離距離A與周向偏離距離G的比值在大約0.25和
0.75之間，以降低第一諧波中的傳輸誤差。
[0053]在進(jìn)一步的實(shí)例中，如圖5B所示，第一多個(gè)齒輪齒82在大約15%至25%或75%至85%偏離量之間從第二多個(gè)齒輪齒84偏離，使得周向偏離距離A與周向偏離距離G的比值在大約0.15和0.25之間或者在大約0.75和0.85之間，以降低第二諧波中的傳輸誤差。
[0054]在進(jìn)一步的實(shí)例中，如圖5C所示，第一多個(gè)齒輪齒82在大約15%至85%偏離量之間從第二多個(gè)齒輪齒84偏離，使得周向偏離距離A與周向偏離距離G的比值在大約0.15和0.85之間，以降低第三諧波中的傳輸誤差。
[0055]在進(jìn)一步的實(shí)例中，第一多個(gè)齒輪齒82從第二多個(gè)齒輪齒84偏離大約50%，使得周向偏離距離A與周向偏離距離G的比值為大約0.5，以降低第一諧波和第三諧波中的傳輸誤差。
[0056]使第一多個(gè)齒輪齒82和第二多個(gè)齒輪齒84偏離周向偏離距離A或周向偏離距離B降低了齒輪箱48的總體傳輸誤差。周向偏離距離A和周向偏離距離B取決于星形齒輪72在嚙合期間的諧波水平來(lái)確定。通過(guò)降低傳輸誤差而減小齒輪箱48和燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20在運(yùn)行期間的振動(dòng)，齒輪箱48的性能受到控制。因而，扭矩傳輸更平穩(wěn)，且由于振動(dòng)而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)部件壽命和效率的總體影響更小。
[0057]參考圖6，顯示了形成星形齒輪72的實(shí)例方法。第一圓柱110和第二圓柱120沿著軸線(xiàn)B布置在環(huán)86的每一軸向側(cè)上。工具112 (示意性地示出)被提供，并且在第一圓柱110和第二圓柱120加工凹槽，以形成第一多個(gè)齒輪齒82和第二多個(gè)齒輪齒84。第一多個(gè)齒輪齒82和第二多個(gè)齒輪齒84以螺旋角Z布置，并且偏離周向偏離距離A和周向偏離距離B,如上所述。在第一多個(gè)齒輪齒82和第二多個(gè)齒輪齒84中的一個(gè)形成之后,工具112用于形成剩余的多個(gè)齒輪齒82、84，而不影響已經(jīng)形成的第一多個(gè)齒輪齒82或第二多個(gè)齒輪齒84的尺寸。由環(huán)86提供的第一圓柱110和第二圓柱120之間的空間允許工具112形成多個(gè)齒輪齒82、84，而不影響已經(jīng)形成的多個(gè)齒輪齒82、84。通過(guò)偏離第一多個(gè)齒輪齒82和第二多個(gè)齒輪齒84，工具112能夠移動(dòng)到已經(jīng)形成的多個(gè)齒輪齒82、84之間的空間114內(nèi)，因而減小形成未形成的多個(gè)齒輪齒82、84所需的環(huán)86的寬度D。寬度D的減小降低了星形齒輪72的重量。
[0058]雖然顯示了實(shí)例第一圓柱110和第二圓柱120，但是基于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20的規(guī)格使用其他幾何部段來(lái)形成星形齒輪72落在本公開(kāi)的設(shè)想之內(nèi)。在一個(gè)實(shí)例中，工具112為砂輪。
[0059]雖然已經(jīng)公開(kāi)了優(yōu)選實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，某些修改將會(huì)落在本公開(kāi)的范圍之內(nèi)。出于該原因，所附權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被研究以確定本公開(kāi)的真實(shí)范圍和內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種控制燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的齒輪箱的性能的方法，包括: 建立多個(gè)人字齒輪的齒輪特性，每一人字齒輪圍繞齒輪箱中的相應(yīng)軸線(xiàn)設(shè)置；以及 通過(guò)響應(yīng)于已建立的齒輪特性選擇所述多個(gè)人字齒輪的每一個(gè)上的第一多個(gè)齒輪齒與隔開(kāi)的第二多個(gè)齒輪齒之間的周向偏離距離，控制所述多個(gè)人字齒輪的性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述齒輪特性為諧波水平。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述諧波水平為第一諧波水平、第二諧波水平和第三諧波水平中的一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一多個(gè)齒輪齒以所述第二多個(gè)齒中的每一個(gè)之間的周向偏離距離的大約25%至75%的周向偏離距離從所述第二多個(gè)齒輪齒偏離，其中，所述諧波水平為所述第一諧波水平。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一多個(gè)齒輪齒以所述第二多個(gè)齒中的每一個(gè)之間的周向偏離距離的大約15%至25%或75%至85%的周向偏離距離從所述第二多個(gè)齒輪齒偏離，其中，所述諧波水平為所述第二諧波水平。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一多個(gè)齒輪齒以所述第二多個(gè)齒中的每一個(gè)之間的周向偏離距離的大約50%的周向偏離距離從所述第二多個(gè)齒輪齒偏離，其中，所述諧波水平為所述第一諧波水平或所述第三諧波水平中的至少一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的方法，包括如下步驟: 確定相對(duì)于每一人字齒輪的軸線(xiàn)的角度；以及 以相對(duì)于每一人字齒輪的相應(yīng)軸線(xiàn)的所述角度設(shè)置所述多個(gè)人字齒輪中的每一個(gè)的所述第一多個(gè)齒輪齒和所述第二多個(gè)齒輪齒。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，確定所述角度的步驟至少部分地由重合度確定。
9.一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī),包括: 風(fēng)扇； 壓縮機(jī)部段； 與所述壓縮機(jī)部段流體連通的燃燒器； 與所述燃燒器流體連通的渦輪部段；以及 與所述風(fēng)扇和所述渦輪部段聯(lián)接的齒輪箱，其中，所述齒輪箱包括處于嚙合接合中的多個(gè)人字齒輪，每一人字齒輪具有與第二多個(gè)齒輪齒隔開(kāi)的第一多個(gè)齒輪齒，其中，所述第一多個(gè)齒輪齒響應(yīng)于諧波水平而以預(yù)定量從所述第二多個(gè)齒輪齒周向偏離。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述齒輪箱包括周轉(zhuǎn)齒輪系統(tǒng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述多個(gè)人字齒輪為所述周轉(zhuǎn)齒輪系統(tǒng)的太陽(yáng)齒輪、多個(gè)星形齒輪以及齒圈。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，圍繞每一人字齒輪的所述第一多個(gè)齒輪齒和所述第二多個(gè)齒輪齒以相對(duì)于軸線(xiàn)的螺旋角設(shè)置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述螺旋角在大約30-35°之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述螺旋角為大約33°。
15.—種用于燃?xì)鉂?rùn)輪發(fā)動(dòng)機(jī)的齒輪箱,包括: 處于嚙合接合中的多個(gè)人字齒輪，所述多個(gè)人字齒輪中的每一個(gè)圍繞軸線(xiàn)設(shè)置，所述多個(gè)人字齒輪中的每一個(gè)具有與第二多個(gè)齒輪齒隔開(kāi)的第一多個(gè)齒輪齒，其中，所述第一多個(gè)齒輪齒響應(yīng)于齒輪特性而以預(yù)定量從所述第二多個(gè)齒輪齒周向偏離。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的齒輪箱，其中，所述齒輪特性為諧波水平。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的齒輪箱，其中，所述諧波水平為第一諧波水平、第二諧波水平和第三諧波水平中的一個(gè)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的齒輪箱，其中，所述第一多個(gè)齒輪齒以所述第二多個(gè)齒中的每一個(gè)之間的周向偏離距離的大約25%至75%的周向偏離距離從所述第二多個(gè)齒輪齒偏離。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的齒輪箱，其中，所述第一多個(gè)齒輪齒和所述第二多個(gè)齒輪齒中的每一個(gè)與所述軸線(xiàn)之間的螺旋角在30°和35°之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的齒輪箱，其中，所述第一多個(gè)齒輪齒和所述第二多個(gè)齒輪齒中的每一個(gè)與所述軸 線(xiàn)之間的螺旋角為33°。
【文檔編號(hào)】F02C7/36GK104081025SQ201380007464
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月31日
【發(fā)明者】M.E.麥庫(kù)內(nèi), K.阿赫梅特 申請(qǐng)人:聯(lián)合工藝公司