[发明专利]用于周转齿轮机构的行星支架

说明书

本发明涉及一种用于减少安装在周转齿轮机构中行星支架上的行星齿轮的行星齿轮偏心度的器械和方法。本公开的器械和方法具体地提供了刚度降低特征部、支柱和侧板，各自带有相应的刚度。在一些实施例中，特征部刚度小于支柱刚度，该支柱刚度比侧板刚度小至少10％。刚度降低特征部和支柱可以组成具有轴线的塔架。塔架轴线可以与侧板形成小于90°且大于20°的角度。

引起本申请的项目已在欧盟Horizon 2020研究与创新计划下从Clean Sky 2Joint Undertaking在赠予协议No.807085-ENGGAM2018-H2020-IBA-CS2-GAMS-2017/H2020-IBA-CS2-GAMS-2017下获得资助。

技术领域

本主题主要涉及一种用于周转齿轮机构(或周转齿轮传动机构、行星齿轮装置，即epicyclic gearing)、特别是用于航空应用的行星支架，下面的描述涉及此但是不失一般性。

背景技术

周转齿轮机构在航空发动机领域中被广泛使用，用于在涡轮发动机和诸如风扇的推进元件之间传递驱动并转换动力。使用带有周转齿轮机构组件的齿轮箱为了更大的效率允许风扇以比发动机低压轴的转动速度更少的每单位时间转数旋转。齿轮箱可旋转地支撑相对于齿圈居中设置的中心齿轮和安装在行星支架上的多个行星齿轮，所述行星齿轮围绕中心齿轮设置并接合在中心齿轮和齿圈之间。低压轴提供输入给联接至中心齿轮的周转齿轮机构组件，而风扇被联接以与行星支架同步地旋转。每个行星齿轮与中心齿轮和保持静止的齿圈啮合。风扇的轴可在其自身的轴承上旋转，该轴承容纳在中心齿轮箱中，该中心齿轮箱也称为风扇齿轮箱，该风扇齿轮箱被固定至支架的旋转中心区域。每个行星齿轮可在轴承上旋转，该轴承被安装至行星销，该行星销被固定至支架的外围区域。

对于任何给定的燃气涡轮发动机应用，行星齿轮被设计成提供在低压轴的旋转速度和风扇轴的旋转速度之间设定的减速比。由于每个容纳行星齿轮的周转齿轮箱都设置在燃气涡轮发动机的流径内，因此，挑战在于一方面要设计一种可靠且坚固的周转齿轮箱，其满足发动机的所有飞行条件，同时另一方面，设计一种周转齿轮箱，该周转齿轮箱紧凑得足以如此适配于流径内部，使得不需要整个发动机尺寸比否则本为了接纳周转齿轮箱所需要的更大和更重。

另一个挑战在于扭矩提取。众所周知，扭矩提取可在两排或两个阵列的齿轮之间引起较高的负载分配系数。该系数相应地可使行星销承受不相等的位移。抵消这种偏心度(misalignment)的一种已知方法是增大周转齿轮机构的部件的尺寸。由于上面讨论的限制，部件尺寸上的这种增加可能并非在所有应用中都是希望的。一种设计折衷方案可以是将齿轮的数量限制为例如三对齿轮，以便留出足够的空间来增强行星支架。但是，在一些应用中，可能希望采用大量的行星齿轮，例如五到九对齿轮。如此大量的行星齿轮显著地限制了对于行星支架增强可用的空间。

因此，用于减少安装在行星支架上的行星齿轮的偏心度的器械和方法将是有益的。

发明内容

本发明的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可以从描述中变得明显，或者可以通过实践本发明而获知。

根据本公开的一个实施例，提供了一种用于限定传动轴线的周转齿轮机构的行星支架。支架可以包括侧板。该侧板可包括用于将侧板连接至旋转构件或静态结构的联接部分。支架可以包括沿着传动轴线与侧板同轴的中心环。多个行星销可以联接到中心环。支架还可包括多个支撑塔架(或塔柱，即pylon)，其可包括第一支撑塔架。第一支撑塔架可具有联接到侧板的第一塔架端部和联接到中心环的第二塔架端部。第一支撑塔架可以包括限定支柱(pillar)刚度的支柱以及限定特征部刚度的刚度降低特征部。刚度降低特征部和支柱可以沿着第一支撑塔架布置。特征部刚度可以小于支柱刚度。