本主題大體上涉及燃氣渦輪發(fā)動機,或者更具體地涉及用于燃氣渦輪發(fā)動機的齒輪箱的輸入軸。
背景技術:
燃氣渦輪發(fā)動機大體上包括布置成與彼此流動連通的風扇和芯部。此外,燃氣渦輪發(fā)動機的芯部大體上包括以串流順序的壓縮機區(qū)段、燃燒區(qū)段、渦輪區(qū)段和排氣區(qū)段。在操作中,空氣從風扇提供至壓縮機區(qū)段的入口,其中一個或更多個軸向壓縮機逐漸地壓縮空氣,直到其到達燃燒區(qū)段。燃料在燃燒區(qū)段內與壓縮的空氣混合并且焚燒,以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區(qū)段發(fā)送至渦輪區(qū)段。穿過渦輪區(qū)段的燃料氣體流驅動渦輪區(qū)段,并且接著發(fā)送穿過排氣區(qū)段(例如,至大氣)。此外,芯部大體上包括一個或更多個軸,其在渦輪區(qū)段與壓縮機區(qū)段之間延伸,使得渦輪區(qū)段的旋轉還驅動壓縮機區(qū)段。
芯部的一個或更多個軸還可機械地聯(lián)接于風扇,以便于風扇在燃氣渦輪發(fā)動機的操作期間的旋轉。然而,為了將芯部的一個或更多個軸的轉速逐步降低至更有效的風扇轉速,齒輪箱可提供成將芯部的一個或更多個軸機械地聯(lián)接于驅動風扇的風扇軸。
齒輪箱可安裝成允許適應一些移動(例如,風扇和/或芯部內的振動)。然而,極端事件,如飛鳥撞擊或失去風扇葉片,可促進例如風扇軸沿燃氣渦輪發(fā)動機的軸向方向、徑向方向和/或周向方向的相當大移動。這些極端事件可使齒輪箱的過去且可允許的范圍移位,這可引起齒輪箱內的一個或更多個齒輪卡緊(bind up)或以其它方式故障。此外,甚至在正常操作狀態(tài)期間,齒輪箱可經受由熱膨脹/收縮、空中機動、機械負載等引起的顯著的應變和/或移位。隨著時間的過去,這些可用于縮短齒輪箱和發(fā)動機自身的可用壽命。
因此,能夠適應一定量的移位同時將此類移位與齒輪箱隔離的用于齒輪箱的輸入軸將是有用的。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的方面和優(yōu)點將在以下描述中部分地闡述,或者可從描述為明顯的,或者可通過本發(fā)明的實踐學習。
根據(jù)本公開的一個實施例,提供了一種渦輪齒輪箱輸入軸。渦輪齒輪箱輸入軸可包括與發(fā)動機動力齒輪箱接合并且沿其中心發(fā)動機軸線延伸的齒輪聯(lián)接件。渦輪齒輪箱輸入軸還可包括同軸地連結于齒輪聯(lián)接件的可分離的調節(jié)節(jié)段,以及與齒輪聯(lián)接件相對地連結于可分離的調節(jié)節(jié)段的轉軸聯(lián)接件。轉軸聯(lián)接件可與發(fā)動機渦輪轉軸接合。
根據(jù)本公開的另一個實施例,提供了一種燃氣渦輪發(fā)動機。燃氣渦輪發(fā)動機可沿中心軸線延伸,并且包括用于接收和壓縮流體流的壓縮機、燃燒器、渦輪、動力齒輪箱和齒輪箱輸入軸。燃燒器和渦輪可定位在壓縮機下游。動力齒輪箱可繞著中心軸線設置以接收渦輪處生成的旋轉輸入。齒輪箱輸入軸可以可操作地連接渦輪和動力齒輪箱。齒輪箱輸入軸可包括齒輪聯(lián)接件、可分離的調節(jié)節(jié)段和轉軸聯(lián)接件。齒輪聯(lián)接件可與動力齒輪箱接合并且沿中心發(fā)動機軸線延伸??煞蛛x的調節(jié)節(jié)段可同軸地連結于齒輪聯(lián)接件,而轉軸聯(lián)接件可與渦輪接合并且與齒輪聯(lián)接件相對地連結于可分離的調節(jié)節(jié)段。
技術方案1. 一種渦輪齒輪箱輸入軸,包括:
齒輪聯(lián)接件,其與發(fā)動機動力齒輪箱接合并且沿其中心發(fā)動機軸線延伸;
可分離的調節(jié)節(jié)段,其同軸地連結于所述齒輪聯(lián)接件;以及
轉軸聯(lián)接件,其與所述齒輪聯(lián)接件相對地連結于所述可分離的調節(jié)節(jié)段,所述轉軸聯(lián)接件與發(fā)動機渦輪轉軸接合。
技術方案2. 根據(jù)技術方案1所述的渦輪齒輪箱輸入軸,其特征在于,所述可分離的調節(jié)節(jié)段包括
從前端部沿軸向延伸至后端部的本體,
在所述本體的所述前端部處沿徑向延伸的前凸緣,
在所述本體的所述后端部處沿徑向延伸的后凸緣,
設置在所述本體與所述前凸緣之間的前過渡半徑,以及
設置在所述本體與所述后凸緣之間的后過渡半徑。
技術方案3. 根據(jù)技術方案2所述的渦輪齒輪箱輸入軸,其特征在于,所述齒輪聯(lián)接件包括
定位在所述動力齒輪箱的一部分上的齒輪接合面,
朝所述可分離的調節(jié)節(jié)段沿軸向延伸的柄,以及
沿徑向延伸以接合所述可分離的調節(jié)節(jié)段的所述前凸緣的柄凸緣。
技術方案4. 根據(jù)技術方案3所述的渦輪齒輪箱輸入軸,其特征在于,所述前凸緣限定軸向孔口,并且所述柄凸緣限定與所述前凸緣的所述軸向孔口同心的軸向孔口,所述齒輪箱輸入軸還包括設置穿過所述前凸緣的所述軸向孔口和所述柄凸緣的所述軸向孔口的附接螺栓。
技術方案5. 根據(jù)技術方案3所述的渦輪齒輪箱輸入軸,其特征在于,所述前凸緣包括
從所述前過渡半徑沿徑向延伸的前帶,所述前帶具有沿所述軸向方向限定的帶厚度;以及
設置在所述前帶上與所述柄凸緣接合的周向附接邊沿,所述周向附接邊沿具有大于所述前帶的所述帶厚度的邊沿厚度。
技術方案6. 根據(jù)技術方案5所述的渦輪齒輪箱輸入軸,其特征在于,開槽接頭形成在所述柄凸緣與所述周向附接邊沿之間。
技術方案7. 根據(jù)技術方案2所述的渦輪齒輪箱輸入軸,其特征在于,所述轉軸聯(lián)接件包括
與所述齒輪聯(lián)接件同軸并且沿與其相反的方向延伸的心軸,以及
沿徑向延伸以接合所述可分離的調節(jié)節(jié)段的所述后凸緣的心軸凸緣。
技術方案8. 根據(jù)技術方案7所述的渦輪齒輪箱輸入軸,其特征在于,所述后凸緣包括
從所述后過渡半徑沿徑向延伸的后帶,所述后帶具有沿所述軸向方向限定的帶厚度,以及
設置在所述后帶上與所述心軸凸緣接合的周向附接邊沿,所述周向附接邊沿具有大于所述后帶的所述帶厚度的邊沿厚度。
技術方案9. 根據(jù)技術方案1所述的渦輪齒輪箱輸入軸,其特征在于,所述可分離的調節(jié)節(jié)段包括同軸地連結在所述齒輪聯(lián)接件與所述轉軸聯(lián)接件之間的多個可分離的調節(jié)節(jié)段。
技術方案10. 根據(jù)技術方案1所述的渦輪齒輪箱輸入軸,其特征在于,所述齒輪聯(lián)接件由具有第一彈性模量的第一材料形成,并且其中所述可分離的調節(jié)節(jié)段由具有第二彈性模量的第二材料形成,所述第二彈性模量小于所述第一彈性模量。
技術方案11. 一種沿中心軸線延伸的燃氣渦輪發(fā)動機,包括:
用于接收和壓縮流體流的壓縮機;
定位在所述壓縮機下游的燃燒器;
定位在所述壓縮機下游的渦輪;
動力齒輪箱,其繞著所述中心軸線設置以接收所述渦輪處生成的旋轉輸入;以及
齒輪箱輸入軸,其可操作地連接所述渦輪和所述動力齒輪箱,所述齒輪箱輸入軸包括
齒輪聯(lián)接件,其與所述動力齒輪箱接合并且沿所述中心發(fā)動機軸線延伸,
可分離的調節(jié)節(jié)段,其同軸地連結于所述齒輪聯(lián)接件,以及
轉軸聯(lián)接件,其與所述渦輪接合并且與所述齒輪聯(lián)接件相對地連結于所述可分離的調節(jié)節(jié)段。
技術方案12. 根據(jù)技術方案11所述的燃氣渦輪發(fā)動機,其特征在于,所述可分離的調節(jié)節(jié)段包括
從前端部沿軸向延伸至后端部的本體,
在所述本體的所述前端部處沿徑向延伸的前凸緣,
在所述本體的所述后端部處沿徑向延伸的后凸緣,
設置在所述本體與所述前凸緣之間的前過渡半徑,以及
設置在所述本體與所述后凸緣之間的后過渡半徑。
技術方案13. 根據(jù)技術方案12所述的燃氣渦輪發(fā)動機,其特征在于,所述齒輪聯(lián)接件包括:
定位在所述動力齒輪箱的一部分上的齒輪接合面;
朝所述可分離的調節(jié)節(jié)段沿軸向延伸的柄,以及
沿徑向延伸以接合所述可分離的調節(jié)節(jié)段的所述前凸緣的柄凸緣。
技術方案14. 根據(jù)技術方案13所述的燃氣渦輪發(fā)動機,其特征在于,所述前凸緣限定軸向孔口,并且所述柄凸緣限定與所述前凸緣的所述軸向孔口同心的軸向孔口,所述齒輪箱輸入軸還包括設置穿過所述前凸緣的所述軸向孔口和所述柄凸緣的所述軸向孔口的附接螺栓。
技術方案15. 根據(jù)技術方案13所述的燃氣渦輪發(fā)動機,其特征在于,所述前凸緣包括:
從所述前過渡半徑沿徑向延伸的前帶,所述前帶具有沿所述軸向方向限定的帶厚度;以及
設置在所述前帶上與所述柄凸緣接合的周向附接邊沿,所述周向附接邊沿具有大于所述前帶的所述帶厚度的邊沿厚度。
技術方案16. 根據(jù)技術方案15所述的燃氣渦輪發(fā)動機,其特征在于,開槽接頭形成在所述柄凸緣與所述周向附接邊沿之間。
技術方案17. 根據(jù)技術方案12所述的燃氣渦輪發(fā)動機,其特征在于,所述轉軸聯(lián)接件包括:
與所述齒輪聯(lián)接件同軸并且沿與其相反的方向延伸的心軸,以及
沿徑向延伸以接合所述可分離的調節(jié)節(jié)段的所述后凸緣的心軸凸緣。
技術方案18. 根據(jù)技術方案17所述的燃氣渦輪發(fā)動機,其特征在于,所述后凸緣包括:
從所述后過渡半徑沿徑向延伸的后帶,所述后帶具有沿所述軸向方向限定的帶厚度,以及
設置在所述后帶上與所述心軸凸緣接合的周向附接邊沿,所述周向附接邊沿具有大于所述后帶的所述帶厚度的邊沿厚度。
技術方案19. 根據(jù)技術方案11所述的燃氣渦輪發(fā)動機,其特征在于,所述可分離的調節(jié)節(jié)段包括同軸地連結在所述齒輪聯(lián)接件與所述轉軸聯(lián)接件之間的多個可分離的調節(jié)節(jié)段。
技術方案20. 根據(jù)技術方案11所述的燃氣渦輪發(fā)動機,其特征在于,所述齒輪聯(lián)接件由具有第一彈性模量的第一材料形成,并且其中所述可分離的調節(jié)節(jié)段由具有第二彈性模量的第二材料形成,所述第二彈性模量小于所述第一彈性模量。
本發(fā)明的這些及其它的特征、方面和優(yōu)點將參照以下描述和所附權利要求變得更好理解。并入在本說明書中并且構成本說明書的部分的附圖示出了本發(fā)明的實施例,并且連同描述用于闡釋本發(fā)明的原理。
附圖說明
包括針對本領域技術人員的其最佳模式的本發(fā)明的完整且開放的公開在參照附圖的說明書中闡述,在該附圖中:
圖1提供了根據(jù)本主題的各種實施例的示例性燃氣渦輪發(fā)動機的示意性截面視圖;
圖2提供了安裝在本公開的示例性發(fā)動機實施例內的齒輪箱的截面視圖;
圖3提供了圖2的安裝的齒輪箱的示意性截面視圖;以及
圖4提供了根據(jù)本公開的示例性實施例的齒輪箱輸入軸的放大視圖。
部件列表
10 渦扇噴氣發(fā)動機
12 縱向/軸向中心線中心軸線
14 風扇區(qū)段
16 芯部渦輪發(fā)動機
18 外殼
20 入口
22 低壓壓縮機
24 高壓壓縮機
26 燃燒區(qū)段
28 高壓渦輪
30 低壓渦輪
32 噴氣排氣區(qū)段
34 高壓軸/轉軸
36 低壓軸/轉軸
38 風扇
40 葉片
42 盤
44 促動部件
46 動力齒輪箱
47 聯(lián)接系統(tǒng)
48 機艙
50 風扇殼或機艙
52 出口導葉
54 下游區(qū)段
56 旁通空氣流通路
58 空氣
60 入口
62 空氣的第一部分
64 空氣的第二部分
66 燃燒氣體
68 定子導葉
70 渦輪轉子葉片
72 定子導葉
74 渦輪轉子葉片
76 風扇噴嘴排氣區(qū)段
78 熱氣體路徑
100 齒輪箱
102 齒輪系
104 風扇軸
106 支柱
108 軸承組件
112 輸入軸
114 齒輪聯(lián)接件
116 轉軸聯(lián)接件
118 調節(jié)節(jié)段
120 (調節(jié)節(jié)段的)前端部
122 (調節(jié)節(jié)段的)后端部
124 (調節(jié)節(jié)段的)本體
126 前凸緣
128 后凸緣
130 過渡半徑(前)
132 過渡半徑(后)
134 第一徑向長度
136 第二徑向長度
138 轉角倒角
140 線性角
142 (前凸緣的)帶
144 (后凸緣的)帶
146 (前凸緣的)周向附接邊沿
148 (后凸緣的)周向附接邊沿
150 (前凸緣的)帶厚度
152 (后凸緣的)帶厚度
154 (前凸緣的)邊沿厚度
156 (后凸緣的)邊沿厚度
158 接合面
160 柄
162 柄凸緣
164 (柄的)帶
165 柄半徑
166 (柄的)周向邊沿
168 (柄的)帶厚度
170 (柄的)邊沿厚度
172 心軸
174 心軸凸緣
176 (心軸的)帶
177 心軸半徑
178 (心軸的)周向邊沿
180 (心軸的)帶厚度
182 (心軸的)邊沿厚度
184 軸向孔口
186 聯(lián)接螺栓
188 開槽接頭(前)
190 開槽接頭(后)
192 槽口
A 軸向方向
R 徑向方向。
具體實施方式
現(xiàn)在將詳細參照本發(fā)明的本實施例,其一個或更多個實例在附圖中示出。詳細描述使用了數(shù)字和字母標號來表示附圖中的特征。附圖和描述中相似或類似的標記用于表示本發(fā)明的相似或類似的部分。如本文中使用的,用語"第一"、"第二"和"第三"可以可互換地使用,以將一個構件與另一個區(qū)分開,并且不旨在表示獨立構件的位置或重要性。
現(xiàn)在參照附圖,其中同樣的數(shù)字遍及附圖指示相同元件,圖1為根據(jù)本公開的示例性實施例的燃氣渦輪發(fā)動機的示意性截面視圖。更具體而言,對于圖1的實施例,燃氣渦輪發(fā)動機為本文中稱為"渦扇發(fā)動機10"的高旁通渦扇噴氣發(fā)動機10。如圖1中所示,渦扇發(fā)動機10限定軸向方向A(平行于為了參照提供的縱向中心線或中心軸線12延伸)和徑向方向R。大體上,渦扇10包括風扇區(qū)段14和設置在風扇區(qū)段14下游的芯部渦輪發(fā)動機16。
繪出的示例性芯部渦輪發(fā)動機16大體上包括大致管狀的外殼18,其限定環(huán)形入口20。外殼18包圍成串流關系的包括增壓器或低壓(LP)壓縮機22和高壓(HP)壓縮機24的壓縮機區(qū)段;燃燒器或燃燒區(qū)段26;包括高壓(HP)渦輪28和低壓(LP)渦輪30的渦輪區(qū)段;以及噴氣排氣噴嘴區(qū)段32。高壓(HP)軸或轉軸34將HP渦輪28傳動地連接于HP壓縮機24。低壓(LP)軸或轉軸36將LP渦輪30傳動地連接于LP壓縮機22。
對于所繪實施例,風扇區(qū)段14包括可變槳距風扇38,其具有以間隔開的方式聯(lián)接于盤42的多個風扇葉片40。如所繪,風扇葉片40從盤42大體上沿徑向方向R向外延伸。各個風扇葉片40能夠依靠風扇葉片40操作性地聯(lián)接于適合的促動部件44關于盤42繞著槳距軸線P旋轉,適合的促動部件44構造成一致地共同改變風扇葉片40的槳距。風扇葉片40、盤42和促動部件44能夠通過橫跨動力齒輪箱46的LP軸36繞著縱軸線12一起旋轉。動力齒輪箱46包括用于使LP軸36的轉速逐步降低至更有效的風扇轉速的多個齒輪,并且通過一個或更多個聯(lián)接系統(tǒng)47附接于芯部框架或風扇框架中的一個或兩者。
仍參照圖1的示例性實施例,盤42由可旋轉的前轂48覆蓋,可旋轉的前轂48空氣動力地定輪廓成促進空氣流穿過多個風扇葉片40。此外,示例性風扇區(qū)段14包括環(huán)形風扇殼或外機艙50,其沿周向包繞風扇38和/或芯部渦輪發(fā)動機16的至少一部分。應當認識到的是,機艙50可構造成由多個沿周向間隔的出口導葉52關于芯部渦輪發(fā)動機16支承。此外,機艙50的下游區(qū)段54可在芯部渦輪發(fā)動機16的外部分之上延伸,以便限定其間的旁通空氣流通路56。
在渦扇發(fā)動機10的操作期間,一定體積的空氣58通過機艙50和/或風扇區(qū)段14的相關聯(lián)的入口60進入渦扇10。在一定體積的空氣58橫穿風扇葉片40時,如由箭頭62指示的空氣58的第一部分引導或發(fā)送到旁通空氣流通路56中,而如由箭頭64指示的空氣58的第二部分引導或發(fā)送到LP壓縮機22中。空氣的第一部分62與空氣的第二部分64之間的比率通常稱為涵道比。空氣的第二部分64的壓力接著在其發(fā)送穿過高壓(HP)壓縮機24且到燃燒區(qū)段26中時增大,其中其與燃料混合并且焚燒以提供燃燒氣體66。
燃燒氣體66發(fā)送穿過HP渦輪28,其中來自燃燒氣體66的熱能和/或動能的一部分經由聯(lián)接于外殼18的HP渦輪定子導葉68和聯(lián)接于HP軸或轉軸34的HP渦輪轉子葉片70的連續(xù)級抽取,因此引起HP軸或轉軸34旋轉,由此支持HP壓縮機24的操作。燃燒氣體66接著發(fā)送穿過LP渦輪30,其中熱能和動能的第二部分經由聯(lián)接于外殼18的LP渦輪定子導葉72和聯(lián)接于LP軸或轉軸36的LP渦輪轉子葉片74的連續(xù)級從燃燒氣體66抽取,因此引起LP軸或轉軸36旋轉,由此支持LP壓縮機22的操作和/或風扇38的旋轉。
燃燒氣體66隨后發(fā)送穿過芯部渦輪發(fā)動機16的噴氣排氣噴嘴區(qū)段32來提供推進推力。同時,空氣的第一部分62的壓力在空氣的第一部分62在其從渦扇10的風扇噴嘴排氣區(qū)段76排出之前發(fā)送穿過旁通空氣流通路56時顯著地增大,也提供了推進推力。HP渦輪28、LP渦輪30和噴氣排氣噴嘴區(qū)段32至少部分地限定用于將燃燒氣體66發(fā)送穿過芯部渦輪發(fā)動機16的熱氣體路徑78。
然而,應當認識到的是,圖1中所繪的示例性風扇發(fā)動機10僅經由實例,并且在其它示例性實施例中,渦扇發(fā)動機10可具有任何其它適合的構造。
現(xiàn)在參照圖2,提供了根據(jù)本公開的示例性實施例的用于燃氣渦輪發(fā)動機10的齒輪箱100的側視圖。在至少某些示例性實施例中,圖2的齒輪箱100可并入到圖1的渦扇發(fā)動機10中(例如,構造為所繪的示例性齒輪箱46),并且因此相同或相似的數(shù)字可表示相同或相似的部分。
對于圖2的實施例,齒輪箱100包括用于將旋轉功率從LP軸36傳遞至輸出軸或風扇軸104的齒輪系102。具體而言,LP軸36附接于輸入軸112以驅動輸入軸112。LP軸36由包括支柱106的芯部框架支承在芯部16內。支柱106構造成經由軸承組件108支承LP軸36。對于所繪實施例,軸承組件108包括單個滾珠軸承組件,其可適應LP軸36的旋轉,并且沿徑向方向R支承LP軸36。然而,在其它示例性實施例中,此外或作為備選,軸承組件108可包括任何其它適合的軸承元件,如一個或更多個滾柱軸承元件。
因此,在操作期間,輸入軸112可沿第一方向將旋轉功率從LP軸36提供至齒輪系102。齒輪系102接著可使附接的風扇軸104旋轉以驅動風扇38,使多個風扇葉片40旋轉,并且向渦扇發(fā)動機10提供推力。
輸入軸112沿中心軸線12在連接于齒輪箱100且與其接合的齒輪聯(lián)接件114和連接于LP軸36且與其接合的轉軸聯(lián)接件116之間延伸。輸入軸112的某些實施例具有一個或更多個分立的可分離節(jié)段。例如,某些實施例包括調節(jié)節(jié)段118,其同軸地連結于齒輪聯(lián)接件114和轉軸聯(lián)接件122。如圖2至4中所示,調節(jié)節(jié)段118在前端部120處連結于齒輪聯(lián)接件114,并且在相對的后端部122處連結于轉軸聯(lián)接件116。盡管圖2和3中示出了單個調節(jié)節(jié)段118,但可選的實施例可包括同軸地連結在齒輪聯(lián)接件114與轉軸聯(lián)接件116之間的多個可分離的調節(jié)節(jié)段118。
在渦扇發(fā)動機10的操作期間,風扇38上的振動和其它力可傳播穿過風扇軸104至齒輪箱100。例如,橫跨多個風扇葉片40的湍流空氣流,或對多個風扇葉片40的飛鳥撞擊可在風扇軸104上生成應力和振動。有利地,輸入軸112可構造成顯著地吸收和減輕此類應力和振動,而不使齒輪箱100的齒輪系102內的齒輪中的一個或更多個脫軌。
如圖3和4中所示,某些實施例的調節(jié)節(jié)段118包括從前端部120沿軸向延伸至后端部122的本體124。本體124可形成為與齒輪聯(lián)接件114和轉軸聯(lián)接件116的至少一部分同心地安裝。前凸緣126在本體124的前端部120處沿徑向延伸,而后凸緣128在本體124的后端部122處沿徑向延伸。各個凸緣126,128由過渡半徑130,132連結于本體124。前過渡半徑130設置在本體124與前凸緣126之間,而后過渡半徑132設置在本體124與后凸緣128之間。各個過渡半徑130,132具有一個或更多個徑向長度134,136。如果對于單個過渡半徑130,132包括多個徑向長度134,136,則第一徑向長度134可限定外表面彎曲輪廓的沿軸向延伸的部分,而第二徑向長度136可限定外表面彎曲輪廓的沿徑向延伸的部分。前過渡半徑130和后過渡半徑132可由同樣或分立的徑向長度134,136限定。盡管所示的過渡半徑130,132大體上形成凸緣126,128與本體124之間的90°角,但設想出,大體上的鈍角或銳角可由各個過渡半徑130,132形成,而不脫離本主題的范圍。
另外的實施例包括限定成與各個彎曲輪廓相對的轉角倒角138。如圖3的示例性實施例中所見,轉角倒角138的特定實施例可限定成線性角140。一些實施例的線性角140限定成關于軸向中心線12成10°和70°的角。其它實施例的線性角140限定成關于軸向中心線12成20°和40°的角。轉角倒角138的備選實施例可限定成凸形弧(未繪出)。
作為一些凸緣實施例的部分,帶142,144可從過渡半徑130,132沿徑向延伸。此外,周向附接邊沿146,148可設置在帶142,144的徑向末端處。各個帶142,144具有帶厚度150,152。當安裝在發(fā)動機內時,帶厚度150,152可沿軸向方向A限定。類似地,各個周向附接邊沿146,148具有沿軸向方向A限定的邊沿厚度154,156。某些實施例并入小于邊沿厚度154,156的帶厚度150,152,并且有利地容許凸緣126,128偏轉,而不接合相鄰的齒輪聯(lián)接件114或轉軸聯(lián)接件116。一些實施例可包括前凸緣126或后凸緣128或兩者處的此類特征。
例如,在示例性實施例中,前帶142從前過渡半徑130沿徑向延伸。前帶142具有沿軸向方向A限定的帶厚度150,并且周向附接邊沿146設置在前帶142上,與齒輪聯(lián)接件114的一部分接合。周向附接邊沿146具有大于前帶142的帶厚度150的邊沿厚度154。在附加或備選的實施例中,后帶144從后過渡半徑132沿徑向延伸。后帶144具有沿軸向方向A限定的帶厚度152,并且周向附接邊沿148設置在后帶144上,與轉軸聯(lián)接件116的一部分接合。周向附接邊沿148具有大于后帶144的帶厚度152的邊沿厚度156。
調節(jié)節(jié)段118的某些實施例可由彎曲成期望形狀的單件材料形成,或者作為備選,可由若干分立元件形成。
轉到齒輪聯(lián)接件114,一些實施例包括定位在動力齒輪箱100的一部分上的齒輪接合面158。接合面158可限定一個或更多個齒輪齒以在操作期間驅動齒輪箱100。柄160從接合面158朝可分離的調節(jié)節(jié)段118沿軸向延伸。在柄160的軸向末端處,柄凸緣162沿徑向延伸來接合可分離的調節(jié)節(jié)段118的前凸緣126。在一些實施例中,接合面158和柄160可形成為單個一體件。在備選實施例中,接合面158可為根據(jù)一種或適合的方法選擇性地連結于柄的分立部件。
類似于調節(jié)節(jié)段凸緣,柄凸緣162可包括具有帶厚度168的帶164,以及具有大于柄帶164的厚度168的厚度的周向附接邊沿166。此外,柄半徑165可根據(jù)一個或更多個徑向長度134,136設置在柄160與柄帶164之間。盡管所示的柄半徑165大體上形成柄凸緣162與柄160之間的90°的角,但設想出,大體上的鈍角或銳角可由柄半徑165形成,而不脫離本主題的范圍。
關于轉軸聯(lián)接件116,一些實施例包括與齒輪聯(lián)接件114同軸且沿與其相反的方向延伸的心軸172。心軸凸緣174在軸向末端處沿徑向延伸,以接合可分離的調節(jié)節(jié)段118的后凸緣128。心軸凸緣174可包括具有帶厚度180的帶176,以及具有大于心軸帶176的厚度180的厚度的周向附接邊沿178。此外,心軸半徑177可根據(jù)一個或更多個徑向長度134,136設置在心軸172與心軸帶176之間。盡管所示的心軸半徑177大體上形成心軸凸緣174與心軸172之間的90°的角,但設想出,大體上的鈍角或銳角可由心軸半徑177形成,而不脫離本主題的范圍。
齒輪聯(lián)接件114和轉軸聯(lián)接件116中的各個可選擇性地連結于可分離的調節(jié)節(jié)段118,以容許輸入軸112的非破壞性拆卸和再組裝。有利地,在發(fā)現(xiàn)輸入軸112的一部分損壞或需要保養(yǎng)的情況下,該部分可除去和/或替換,而不完全拆卸齒輪箱100。此外,發(fā)動機的其它特征可在不除去整個輸入軸112的情況下接近。
在一些實施例中,一個或更多個機械附接元件可提供成選擇性地且非破壞性地形成輸入軸112。在示例性實施例中,匹配凸緣對限定相配的軸向孔。具體而言,調節(jié)節(jié)段118的前凸緣126限定軸向孔口184。柄凸緣162限定與前凸緣126的軸向孔口184同心的軸向孔口184。附接螺栓186設置穿過前凸緣126的軸向孔口184和柄凸緣162的軸向孔口184。還可提供一個或更多個附接螺母或墊圈。類似地,調節(jié)節(jié)段118的后凸緣128限定另一個軸向孔口184。心軸凸緣174限定與后凸緣128的軸向孔口184同心的軸向孔口184。附接螺栓186進一步設置穿過后凸緣128的軸向孔口184和心軸凸緣174的軸向孔口184。
在附加或備選實施例中,開槽接頭190,192形成在一個或更多個節(jié)段之間。例如,前開槽接頭192可形成在柄凸緣162與前周向附接邊沿146之間。在某些實施例中,槽口192限定在柄凸緣162處,以接收周向附接邊沿146的一部分,并且橫跨其沿軸向延伸,如圖4中所示。作為備選,槽口192可限定在前凸緣126處以接收柄凸緣162的一部分。槽口192可根據(jù)針對齒輪聯(lián)接件114和調節(jié)節(jié)段118中的各個選擇的材料定位,由此適應在操作期間的各個元件的熱膨脹。
在又一個示例性實施例中,后開槽接頭190形成在心軸凸緣174與后周向附接邊沿148之間。在某些實施例中,槽口192限定在心軸凸緣174處,以接收后周向附接邊沿148的一部分,并且橫跨其沿軸向延伸,如圖4中所示。作為備選,槽口192可限定在后凸緣128處以接收心軸凸緣174的一部分。槽口192可根據(jù)針對轉軸聯(lián)接件116和調節(jié)節(jié)段118中的各個選擇的材料定位,由此適應在操作期間的各個元件的熱膨脹。
此外,調節(jié)節(jié)段118、齒輪聯(lián)接件114和轉軸聯(lián)接件116中的各個可由具有期望的機械性質(例如,強度、延性、硬度、抗沖擊性等)的一種或更多種適合的材料形成。調節(jié)節(jié)段118、齒輪聯(lián)接件114和轉軸聯(lián)接件116中的各個可由松散材料形成??蛇x地,調節(jié)節(jié)段材料可顯著地不同于齒輪聯(lián)接件114和/或轉軸聯(lián)接件116的材料。在某些實施例中,齒輪聯(lián)接件114由具有第一彈性模量的第一材料形成,而可分離的調節(jié)節(jié)段118由具有第二彈性模量的第二材料形成,第二彈性模量小于第一彈性模量。例如,齒輪聯(lián)接件114可由鋼合金形成,而調節(jié)節(jié)段118大致由鈦合金形成。
類似地,一些實施例的轉軸聯(lián)接件116由具有第一彈性模量的第一材料形成,而可分離的調節(jié)節(jié)段118由具有第二彈性模量的第二材料形成,第二彈性模量小于第一彈性模量。轉軸聯(lián)接件116的第一材料可與齒輪聯(lián)接件114的相同,或者其可不同。例如,轉軸聯(lián)接件116可由鋼合金形成,而調節(jié)節(jié)段118大致由鈦合金形成。
該書面的描述使用實例以公開本發(fā)明(包括最佳模式),并且還使本領域技術人員能夠實踐本發(fā)明(包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何并入的方法)。本發(fā)明的可專利范圍由權利要求限定,并且可包括本領域技術人員想到的其它實例。如果這些其它實例包括不與權利要求的字面語言不同的結構元件,或者如果這些其它實例包括與權利要求的字面語言無顯著差別的等同結構元件,則這些其它實例意圖在權利要求的范圍內。