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安装在涡轮机中的齿轮箱


技术摘要:
一种燃气涡轮发动机,包括:框架构件,框架构件大体上沿轴向方向延伸,并且限定沿周向方向间隔开的多个槽;和齿轮箱,齿轮箱包括环形齿轮、多个行星齿轮和太阳齿轮,多个行星齿轮各自至少部分地定位在由框架构件限定的多个槽中的相应的槽中,使得框架构件延伸通过齿轮  全部
背景技术:
燃气涡轮发动机大体上包括在燃烧区段下游的涡轮区段,涡轮区段能够随着压缩 机区段旋转,以旋转和操作燃气涡轮发动机来产生动力,例如推进力。某些燃气涡轮发动机 进一步包括风扇,该风扇由涡轮区段内的涡轮驱动,例如由涡轮区段的低压涡轮驱动。 为了提高风扇的效率,至少某些最近的燃气涡轮发动机提供减速齿轮箱来减小风 扇相对于驱动风扇的涡轮的旋转速度。依据齿轮箱被定位在燃气涡轮发动机内的位置,齿 轮箱可能会阻止压缩机中心框架支撑位于齿轮箱前方的各种旋转部件。因此,这可能需要 加固燃气涡轮发动机的压缩机前框架以支撑这些部件,从而导致较重的燃气涡轮发动机。 因此,本公开的发明人已经发现,用于燃气涡轮发动机内的齿轮箱的安装构造将 是有用的,该安装构造允许压缩机中心框架在齿轮箱的前方位置处支撑各种旋转部件。
技术实现要素:
本发明的各方面和优点将部分地在以下描述中阐述,或者可以从该描述中显而易 见,或者可以通过实践本发明而获知。 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。该燃气涡轮发动 机限定轴向方向、径向方向和周向方向。该燃气涡轮发动机包括:框架构件,框架构件大体 上沿着轴向方向延伸,并且限定沿着周向方向间隔开的多个槽;和齿轮箱,齿轮箱包括环形 齿轮、多个行星齿轮和太阳齿轮,多个行星齿轮各自至少部分地定位在由框架构件限定的 多个槽中的相应的槽中,使得框架构件延伸通过齿轮箱。 在某些示例性实施例中,环形齿轮沿着径向方向定位在框架构件的多个槽的外 侧,并且其中太阳齿轮沿着径向方向定位在框架构件的多个槽的内侧。 在某些示例性实施例中,框架构件包括在齿轮箱前方的前向区段,在齿轮箱后方 的后向区段,以及在前向区段和后向区段之间延伸的多个延伸构件,其中多个延伸构件沿 着周向方向彼此间隔开,以限定多个槽。 例如,在某些示例性实施例中,燃气涡轮发动机进一步包括旋转线轴;和结构部 件,其中框架构件的后向区段联接至结构部件,并且其中前向区段被构造用于支撑旋转线 轴。 例如,在某些示例性实施例中,燃气涡轮发动机进一步包括压缩机区段,压缩机区 段包括压缩机,并且部分地限定燃气涡轮发动机的核心气流路径,其中结构部件是在压缩 机区段的压缩机的下游延伸通过燃气涡轮发动机的核心气流路径的支柱。 例如,在某些示例性实施例中,燃气涡轮发动机进一步包括压缩机区段,压缩机区 段包括压缩机,其中压缩机包括多个第一速度压缩机转子叶片,其中旋转线轴联接至多个 第一速度压缩机转子叶片,用于驱动多个第一速度压缩机转子叶片,并且其中框架构件在 4 CN 111594319 A 说 明 书 2/14 页 齿轮箱的前方位置处支撑线轴的旋转。 在某些示例性实施例中,框架构件包括位于齿轮箱前方的前向区段,并且其中燃 气涡轮发动机进一步包括风扇区段,风扇区段包括风扇,其中框架构件的前向区段支撑风 扇的旋转。 在某些示例性实施例中,燃气涡轮发动机进一步包括:压缩机区段,压缩机区段包 括压缩机,压缩机包括多个第一速度压缩机转子叶片;涡轮区段,涡轮区段包括涡轮,涡轮 包括多个涡轮转子叶片;和线轴,线轴能够通过多个涡轮转子叶片而旋转,并且联接至多个 第一速度压缩机转子叶片,用于驱动多个第一速度压缩机转子叶片,其中线轴进一步联接 至齿轮箱的太阳齿轮。 例如,在某些示例性实施例中,压缩机进一步包括多个第二速度压缩机转子叶片, 其中齿轮箱的环形齿轮联接至多个第二速度压缩机转子叶片,用于驱动多个第二速度压缩 机转子叶片。 例如,在某些示例性实施例中,齿轮箱被构造为换向齿轮箱,使得太阳齿轮在第一 旋转方向上旋转,并且环形齿轮在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转。 在某些示例性实施例中,燃气涡轮发动机进一步包括压缩机区段,压缩机区段包 括压缩机,其中齿轮箱沿着燃气涡轮发动机的轴向方向定位在压缩机区段的压缩机的内 侧。 在某些示例性实施例中,多个行星齿轮包括至少三个行星齿轮,并且多达八个行 星齿轮。 在某些示例性实施例中,每个行星齿轮限定自身(local)轴线,并且可旋转地联接 至框架构件,使得其能够绕其自身轴线相对于框架构件旋转。 在某些示例性实施例中,框架构件联接至齿轮箱,并且其中燃气涡轮发动机进一 步包括:压缩机区段,压缩机区段包括压缩机,压缩机包括多个压缩机转子叶片;线轴,线轴 联接到多个压缩机转子叶片,用于驱动多个第一速度压缩机转子叶片,其中线轴进一步联 接至齿轮箱;输出构件,输出构件也联接至齿轮箱;和柔性元件,柔性元件整合到线轴、框架 构件或输出构件之一中,用于适应齿轮箱内的不对准。 在本公开的另一示例性实施例中,提供了一种发动机,该发动机限定轴向方向、径 向方向和周向方向。该发动机包括:框架构件,框架构件大体上沿着轴向方向延伸,并且包 括前向区段、后向区段和在前向区段与后向区段之间延伸的多个延伸构件,多个延伸构件 沿着周向方向彼此间隔开;和齿轮箱,齿轮箱包括第一齿轮、多个第二齿轮和第三齿轮,多 个第二齿轮中的每个第二齿轮至少部分地定位在多个延伸构件中的相邻延伸构件之间,使 得框架构件延伸通过齿轮箱。 在某些示例性实施例中,燃气涡轮发动机进一步包括旋转线轴;和结构部件,其中 框架构件的后向区段在齿轮箱的后方位置处联接至结构部件,并且其中前向区段被构造用 于在齿轮箱的前方位置处支撑旋转线轴。 在某些示例性实施例中,齿轮箱是行星齿轮箱,其中第一齿轮是太阳齿轮,其中多 个第二齿轮是多个行星齿轮,并且其中第三齿轮是环形齿轮。 例如,在某些示例性实施例中,环形齿轮沿着径向方向定位在框架构件的多个槽 的外侧,并且其中太阳齿轮沿着径向方向定位在框架构件的多个槽的内侧。 5 CN 111594319 A 说 明 书 3/14 页 在某些示例性实施例中,多个延伸构件中的每对相邻的延伸构件限定槽,并且其 中每个第二齿轮至少部分地定位在相应的槽中。 在某些示例性实施例中,发动机是燃气涡轮发动机。 参考以下描述和所附权利要求书,本发明的这些以及其他特征、方面和优点将变 得更加容易理解。结合在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实 施例,并且与说明书一起,用于解释本发明的原理。 附图说明 在参考附图的说明书中,针对本领域普通技术人员,阐述了本发明包括其最佳模 式的完整且能够实现的公开。其中: 图1是结合本公开的示例性方面的示例性燃气涡轮发动机的示意性横截面视图; 图2是图1的示例性燃气涡轮发动机的涡轮区段的特写的示意性横截面视图; 图3是描绘根据本公开的示例性实施例的涡轮区段的涡轮的示例性叶片桨距角的 横截面视图; 图4是图1的示例性燃气涡轮发动机的压缩机区段的特写的示意性横截面视图; 图5是在图1的示例性燃气涡轮发动机的压缩机区段内的齿轮箱的特写的示意性 横截面视图; 图6是图5的齿轮箱的轴向横截面视图; 图7是图5的齿轮箱的另一轴向横截面视图; 图8是用于图5至图7的齿轮箱的齿轮箱联接组件的可移动连接构件的分解图; 图9是图8的可移动连接构件的中间件的第一侧的平面图; 图10是图8的可移动连接构件的中间件的第二侧的平面图;和 图11是根据本公开的另一示例性实施例的燃气涡轮发动机的压缩机区段的特写 的示意性横截面视图。 在本说明书和附图中重复使用参考字符旨在表示本发明的相同或类似的特征或 元件。
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