齿轮隔挡件的制作方法

1.本公开一般地涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及用于与燃气涡轮发动机中的齿轮周围的润滑剂流体相互作用的齿轮隔挡件。


背景技术：

2.燃气涡轮发动机可包括用于将其轴中的一个联接到负载的齿轮箱。齿轮箱可包括齿轮，齿轮可以被部分地浸没在润滑剂流体中，或以其它方式与润滑剂流体相互作用。（一个或多个）齿轮与润滑剂流体的相互作用有时会引起润滑剂流体的搅动。润滑剂流体的这种搅动可能是不期望的，因为它会导致与阻力相关的能量损失和润滑剂流体的充气，这会降低润滑剂流体的有效性。
3.齿轮隔挡件可以邻近齿轮安装以减轻由齿轮的旋转引起的润滑剂流体的搅动。然而，由于燃气涡轮发动机的齿轮箱内的空间约束和这种齿轮箱的尺寸变化，燃气涡轮发动机的齿轮箱中的有效的齿轮隔挡件的设计和安装可能是具有挑战性的。


技术实现要素：

4.在一个方面，本公开描述了一种用于与燃气涡轮发动机中的齿轮周围的润滑剂流体相互作用的齿轮隔挡件。所述齿轮隔挡件包括：第一接口，所述第一接口用于将所述齿轮隔挡件附接到被设置到所述齿轮的第一侧的结构；第二接口，所述第二接口用于将所述齿轮隔挡件附接到被设置到所述齿轮的第二侧的结构，所述齿轮的所述第二侧与所述齿轮的所述第一侧相对，所述第二接口与所述第一接口间隔开一距离；以及主壁，所述主壁将所述第一接口与所述第二接口互相连接，所述主壁包括顺应性起伏部（compliant corrugation），所述顺应性起伏部适应所述第一接口和所述第二接口之间的所述距离的变化。
5.在另一个方面，本公开描述了一种燃气涡轮发动机的齿轮箱。所述齿轮箱包括：壳体；齿轮，所述齿轮设置在所述壳体内，所述齿轮能够绕轴线旋转；隔挡件，所述隔挡件设置在所述壳体内并且邻近所述齿轮以与所述齿轮周围的润滑剂流体相互作用，所述隔挡件包括：第一接口，所述第一接口用于相对于所述齿轮附接所述隔挡件，所述第一接口设置到所述齿轮的第一侧；第二接口，所述第二接口用于相对于所述齿轮附接所述隔挡件，所述第二接口设置到所述齿轮的第二侧，所述齿轮的所述第二侧相对于所述轴线与所述齿轮的所述第一侧相对，所述第二接口与所述第一接口轴向地间隔开一轴向距离；以及主壁，所述主壁将所述第一接口与所述第二接口互相连接，所述主壁包括轴向顺
应性起伏部，所述轴向顺应性起伏部适应所述第一接口和所述第二接口之间的所述轴向距离的变化。
6.在又一个方面，本公开描述了一种将齿轮隔挡件邻近燃气涡轮发动机的齿轮箱中的齿轮安装的方法，其中，所述齿轮能够绕轴线旋转。所述方法包括：将所述齿轮隔挡件的第一部分附接到被设置到所述齿轮的第一侧的结构；将所述齿轮隔挡件的第二部分附接到被设置到所述齿轮的第二侧的结构，所述第二部分相对于所述轴线与所述第一部分轴向地间隔开一轴向距离；以及通过使轴向顺应性起伏部变形来适应所述第一部分和所述第二部分之间的所述轴向距离的变化，所述轴向顺应性起伏部被形成到主壁中，所述主壁将所述齿轮隔挡件的所述第一和第二部分互相连接。
7.从下面所包括的详细描述和附图中，本技术的主题的这些和其它方面的进一步细节将会是明显的。
附图说明
8.现在参考附图，其中：图1示出了包括如本文所述的齿轮箱的示例性涡轮螺旋桨燃气涡轮发动机的示意性轴向截面图；图2是图1的发动机的示例性齿轮箱的一部分的透视示意图，该齿轮箱包括齿轮隔挡件；图3是图2的齿轮箱的该部分的示意性前视图；图4-6是用于图2和图3的齿轮箱的示例性齿轮隔挡件的透视图；图7是用于图2和图3的齿轮箱的另一示例性齿轮隔挡件的透视前视图；图8是用于图2和图3的齿轮箱的另一示例性齿轮隔挡件的透视前视图；图9是安装齿轮隔挡件的示例性方法的流程图；以及图10是沿图3中的线10-10截取的图3的齿轮隔挡件的截面图，具有相关联的主齿轮和相邻结构。
具体实施方式
9.以下公开内容描述了齿轮隔挡件、包括齿轮隔挡件的齿轮箱以及用于安装齿轮隔挡件的方法。在一些实施例中，本文所述的齿轮隔挡件可减轻润滑剂流体的搅动，同时还适应相同类型的齿轮箱之间的空间约束和尺寸变化，其是部分地由于与齿轮箱内的部件的组装相关联的公差累积而造成的。在一些实施例中，本文所述的隔挡件可具有顺应性的（例如，可变形的）特征（例如，起伏部），其允许隔挡件的一部分的（例如，非破坏性的）变形，从而以受控方式适应这种尺寸变化。
10.术语“连接”、“联接”和“附接”可以包括直接连接/联接/附接（其中，两个元件彼此接触）和间接连接/联接/附接（其中，至少一个另外的元件位于两个元件之间）。本文所用的术语“基本上”可用于修饰任何数量表示，其能够容许在不导致其所涉及的基本功能改变的情况下变化。
11.通过参考附图描述了各种实施例的各方面。
12.图1是包括如本文所述的一个或多个齿轮箱12的示例性逆流涡轮螺旋桨燃气涡轮发动机10的示意性轴向截面图。尽管以下描述和图1具体地将涡轮螺旋桨燃气涡轮发动机作为示例，但应理解的是，本公开的各方面可同样适用于其它类型的齿轮箱和燃气涡轮发动机，包括涡轮轴和涡轮风扇燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机10可以是优选地设置成用于亚音速飞行的类型，以经由联接到低压轴16（有时称为“动力轴”）的齿轮箱12驱动诸如螺旋桨14的负载，低压轴16进一步联接到低压涡轮18。
13.压缩机22可将环境空气经由环形径向空气入口管道26吸入发动机10中，增加被吸入空气的压力，并将加压空气输送到燃烧器28，在那里，加压空气与燃料混合并被点燃，以产生热燃烧气体的环形流。高压涡轮20可从热膨胀的燃烧气体提取能量，从而驱动压缩机22。离开高压涡轮20的热燃烧气体可随着其进一步膨胀而被加速，流过并驱动低压涡轮18。然后，燃烧气体可经由排气管道30离开燃气涡轮发动机10。
14.低压轴16可经由齿轮箱12和螺旋桨轴32被驱动地联接到螺旋桨14或另一负载。齿轮箱12可以是减速型的，使得螺旋桨轴32的转速可低于低压轴16的转速。发动机10可具有中心轴线ca，其可对应于发动机10的一个或多个轴的旋转轴线。例如，中心轴线ca可对应于低压轴16的旋转轴线。在各种实施例中，中心轴线ca可对应于螺旋桨轴32的旋转轴线，或者螺旋桨轴32可绕从中心轴线ca偏移的轴线旋转。
15.图2示出了示例性齿轮组34的透视图，该齿轮组34可以是齿轮箱12的一部分，并且可以设置在齿轮箱12的壳体36（示意性示出）内。齿轮组34可以仅是作为变速箱12的一部分的齿轮的子集。齿轮组34可包括主齿轮38a、38b和驱动地联接到（即，啮合）主齿轮38a、38b二者的输入齿轮40。输入齿轮40可联接到低压轴16，并接收来自低压轴16的输入扭矩。输入齿轮40可驱动主齿轮38a、38b，主齿轮38a、38b可经由图2中未示出的其它齿轮而驱动地联接到螺旋桨轴32。输入齿轮40和主齿轮38a、38b的相对尺寸可提供转速降低。
16.在各种实施例中，输入齿轮40可以绕发动机10的中心轴线ca旋转或者绕中心轴线ca以外的轴线旋转。主齿轮38a、38b可绕相应的旋转轴线ra1和ra2旋转。轴线ra1和ra2可基本平行于中心轴线ca。当安装在壳体36中时，主齿轮38a、38b和输入齿轮40可以作为预组装单元沿箭头d插入壳体36中。该预组装单元可以包括邻近主齿轮38a定位的隔挡件46，并且任选地，另一个齿轮隔挡件可以邻近主齿轮38b定位。
17.在一些实施例中，主齿轮38a、38b可以各自是双联齿轮，其具有两个齿面42a、42b。例如，主齿轮38a、38b可以是双联螺旋齿轮。例如，主齿轮38a可具有两个齿面42a，两个齿面42a轴向地间隔开并且分开一轴向间隙44a。主齿轮38b也可以具有两个齿面42b，两个齿面42b轴向地间隔开并且分开一轴向间隙44b。轴向间隙44a、44b可由绕相应轴线ra1、ra2延伸且径向向外开口的相应周向凹槽限定。输入齿轮40也可具有两个轴向地间隔开的齿面，用于与主齿轮38a、38b的对应齿面42a和42b啮合。
18.图2示出了单个隔挡件46，其邻近主齿轮38a安装，用于与主齿轮38a周围的液体润滑剂流体48（例如油）相互作用。隔挡件46的几何构造可限定容座（receptacle），用于接收可浸没在润滑剂流体48中的主齿轮38a的下部。隔挡件46还可包括起伏部50，其可以任选地在齿面42a之间径向向内延伸并延伸到轴向间隙44a中。可以理解，也可以邻近主齿轮38b安装另一隔挡件。隔挡件46可以与其它齿轮类型例如直齿轮和/或仅具有一个齿面而不是两个齿面的单齿轮结合使用。隔挡件46可用于各种类型的齿轮组，包括减速和增速类型的齿
轮组。
19.图3是齿轮箱12的内部的前视平面图，示出了图2的齿轮组34。齿轮隔挡件46可附接到齿轮箱12内的固定结构，使得相对于旋转的齿轮38a，隔挡件46可以是静止的。被设置到主齿轮38a的第一侧的隔挡件46的第一侧可以经由一个或多个第一紧固件52a（例如，螺栓、机器螺钉）附接。被设置到主齿轮38a的轴向相对的第二侧的隔挡件46的第二侧可经由一个或多个第二紧固件52b（例如，螺栓、机器螺钉）附接。第一和第二紧固件52a、52b可以从主齿轮38a的同一侧接近。例如，第二紧固件52b可以经由形成在主齿轮38a的腹板（web）中的一个或多个贯通通道54接近。贯通通道54的位置和尺寸可以被设置成允许工具（例如套筒或其它螺丝刀）从图2所示的主齿轮38a的那一侧接近第二紧固件52b。在安装或移除隔挡件46期间，通过手动旋转主齿轮38a，可以使贯通通道54与（一个或多个）第二紧固件52b对准。
20.图4至图6是隔挡件46的透视图。参考图4和图5，隔挡件46可包括附接到主壁58的第一侧壁56a和第二侧壁56b。第一和第二侧壁56a、56b可轴向地间隔开轴向距离w。主壁58可将第一和第二侧壁56a、56b轴向地互相连接。主壁58可以设置在主齿轮38a的径向外侧。在主齿轮38a和主壁58之间以及在主齿轮38a和侧壁56a、56b之间可以设置间隙，以允许润滑剂流体48在齿轮面42a和隔挡件46之间存在和流动。第一和第二侧壁56a、56b可以相对于主齿轮38a的旋转轴线ra1从主壁58径向向内延伸。当安装时，第一侧壁56a可设置到主齿轮38a的第一轴向侧，并且第二侧壁56b可设置到主齿轮38a的相对的第二轴向侧。换句话说，隔挡件46可限定容座60，在使用期间，主齿轮38a的一部分可被接收在该容座中。
21.第一侧壁56a可包括设置在其上的一个或多个第一接口62a，以允许将隔挡件46附接到主齿轮38a的一个轴向侧的齿轮箱12内的结构。第二侧壁62b可包括设置在其上的一个或多个第二接口62b，以允许将隔挡件46附接到主齿轮38a的另一轴向相对侧的齿轮箱12内的结构。第一接口62a可各自包括贯通的螺纹孔，用于与图3所示的带螺纹的第一紧固件52a接合。这种螺纹孔可在第一侧壁56a中钻出和攻出。在一些实施例中，第一接口62a可各自包括自锁螺旋线圈（即，带螺纹的）插入件。第二接口62b可各自包括贯通的无螺纹孔，用于接收从中穿过的如图3所示的带螺纹的第二紧固件52b。在一些实施例中，第一接口62a的螺纹孔和第二接口62b的无螺纹孔可定向成基本上平行于旋转轴线ra1。
22.第一侧壁56a和第二侧壁56b可以是相对刚性的并且基本上是平坦的。隔挡件46可以由合适的金属材料制成，例如（例如，不锈钢）钢。在一些实施例中，隔挡件46可由冲压的金属片制成。第一侧壁56a和第二侧壁56b可通过主壁58互相连接。主壁58可包括起伏部50（例如，褶皱、折叠、沟槽、脊），其可适应（一个或多个）第一接口62a和（一个或多个）第二接口62b之间的轴向距离w的尺寸变化。起伏部50可以是顺应性的（例如，可变形的），并且可以相对容易地吸收一些尺寸变化，以便于隔挡件46的安装。起伏部50可以补偿由与隔挡件46所附接的（一个或多个）结构相关联的尺寸公差累积所引起的尺寸变化。在一些实施例中，起伏部50可允许通过起伏部50的伸展和/或压缩使轴向距离w在规定量内伸长和/或缩短。起伏部50可以以非破坏性方式是（例如，弹性地和/或塑性地）可变形的。
23.第一侧壁56a和第二侧壁56b可横向于（例如，基本上垂直于）主壁58并且基本上彼此平行，使得隔挡件46可限定基本上u形的容座60。隔挡件46的标称轴向尺寸w（即，在起伏部50变形之前）可基于主齿轮38a的预期轴向齿轮宽度和隔挡件46的第一侧壁56a和第二侧
壁56b将要附接到的结构之间的预期轴向距离来确定。
24.主壁58可包括面向主齿轮38a的径向内侧58a（表面）以及与径向内侧58a相对的径向外侧58b（表面）。主壁58可具有部分地绕轴线ra1延伸的弯曲（例如弓形）形状。在一些实施例中，起伏部50可限定从主壁58的径向内侧58a（例如，径向向内）延伸的脊。在一些实施例中，起伏部50可在主壁58的径向外侧58b上限定凹槽66。在一些实施例中，起伏部50可相对于主齿轮38a的旋转轴线ra1沿周向方向延伸。起伏部50可以延伸主壁58的整个弓形/圆周长度。在一些实施例中，起伏部50还可以向主壁58提供增加的刚度。
25.在一些实施例中，起伏部50可基本上沿轴向设置在第一接口62a和第二接口62b之间的中间位置（例如，在w/2处或附近）。在一些实施例中，起伏部50可设置成与主齿轮38a的轴向间隙44a（图2中示出）轴向重合，使得在操作期间起伏部50可径向延伸到轴向间隙44a中并占据轴向间隙44a的一部分。在一些实施例中，主壁58可以被穿孔以允许润滑剂流体48流动穿过其中。因此，主壁58可具有一个或多个圆形或其它截面形状的穿孔68。
26.在一些实施例中，主壁58可具有两个或更多个起伏部50。在一些实施例中，主壁58可具有一个或多个起伏部，其限定一个或多个从例如主壁58的径向外侧58b（例如，径向向外）延伸的脊。在各种实施例中，起伏部50在平行于旋转轴线ra1的平面中的轴向截面轮廓可以是任何合适的形状，例如正弦形、梯形或锯齿形状。
27.参照图6，隔挡件46可以由均匀厚度的一片金属片一体地形成（例如，冲压）为具有整体构造的单件。例如，如图6所示，主壁58在起伏部50处的部分可具有壁厚t1，并且主壁58在起伏部50外侧的部分可具有壁厚t2。在一些实施例中，壁厚t1可小于壁厚t2。第一和第二侧壁56a、56b可具有相应的壁厚t3和t4。在一些实施例中，壁厚t3和t4可以基本上相等。在一些实施例中，壁厚t3和t4可以基本上等于主壁58的壁厚t2。在一些实施例中，壁厚t1可以小于壁厚t2、t3和t4。较小的壁厚t1和/或起伏部50的形状可促使隔挡件46的轴向变形被起伏部50吸收，而不是被隔挡件46的其它部分吸收。换句话说，起伏部50可提供对隔挡件46的轴向变形的控制。这种对隔挡件46的变形的控制还可帮助维持隔挡件46和主齿轮38a之间和/或隔挡件46和齿轮箱12的其它部件之间的间隙，而不管尺寸变化如何。
28.图7是用在齿轮箱12中的另一示例性齿轮隔挡件146的透视前视图。隔挡件146可具有与上面已经描述的隔挡件46共同的元件。使用增加了100的附图标记来标识相同的元件。隔挡件146可包括具有起伏部150和穿孔168的主壁158、具有一个或多个第一接口162a的第一侧壁156a以及具有一个或多个第二接口162b的第二侧壁156b。隔挡件146可限定用于接收主齿轮38a的一部分的容座160。
29.隔挡件146可以由随后附接在一起的单独的零件制成。例如，侧壁156a、156b和主壁158可通过包括机械加工和/或（一种或多种）金属片成形方法的任何合适的（一种或多种）金属制造方法单独地制成，然后例如在焊接接头170处焊接在一起。
30.在一些实施例中，主壁158在起伏部150处的壁厚t1可基本上等于或小于主壁158在起伏部150外侧的壁厚t2。在一些实施例中，第一和第二侧壁156a、156b的壁厚t3和t4可以基本上相等。在一些实施例中，壁厚t3和t4可以大于主壁158的壁厚t1和t2。较小的壁厚t1和/或起伏部150的形状可促使隔挡件46的轴向变形被起伏部150吸收，而不是被例如侧壁156a、156b的弯曲吸收。
31.图8是用在齿轮箱12中的另一示例性齿轮隔挡件246的透视前视图。隔挡件246可
具有与上面已经描述的隔挡件46共同的元件。使用增加了200的附图标记来标识相同的元件。隔挡件246可以包括具有起伏部250和穿孔268的主壁256、具有一个或多个第一接口262a的第一侧壁256a以及具有一个或多个第二接口262b的第二侧壁256b。隔挡件246可限定用于接收主齿轮38a的一部分的容座260。
32.隔挡件246可以由一块金属材料加工（例如，使用球头铣刀）成具有整体构造的单件。在一些实施例中，主壁258在起伏部250处的壁厚t1可基本上等于或小于主壁258在起伏部250外侧的壁厚t2。在一些实施例中，第一和第二侧壁256a、256b的壁厚t3和t4可以基本上相等。在一些实施例中，壁厚t3和t4可以大于主壁258的壁厚t1和t2。较小的壁厚t1和/或起伏部250的形状可促使隔挡件246的轴向变形被起伏部250吸收，而不是被例如侧壁156a、156b的弯曲吸收。
33.图9是将齿轮隔挡件邻近燃气涡轮发动机的齿轮箱中的齿轮安装的示例性方法1000的流程图。方法1000可使用本文所述的齿轮箱12中的齿轮隔挡件46、146或246中的任一个来执行，或者利用其它隔挡件和齿轮箱来执行。应当理解，方法1000的各方面可以与本文描述的其他方面或步骤组合。方法1000可以包括：将隔挡件46的第一部分（例如，第一侧壁56a）附接到被设置到主齿轮38a的第一侧的结构（方框1002）；将隔挡件46的第二部分（例如，第二侧壁56b）附接到被设置到主齿轮38a的第二侧的结构，第二部分相对于主齿轮38a的旋转轴线ra1与第一部分轴向地间隔开轴向距离w（方框1004）；以及通过使轴向顺应性起伏部50变形来适应第一部分和第二部分之间的轴向距离w的变化，轴向顺应性起伏部50被形成到主壁58中，主壁58将隔挡件46的第一和第二部分互相连接（方框1006）。
34.图10是沿图3中的线10-10截取的隔挡件46和主齿轮38a以及相邻部件的截面图。下面将结合图10进一步描述方法1000的各方面。隔挡件46的第二侧壁56b可经由在相应的（一个或多个）第二接口62b处延伸穿过第二侧壁56b的（一个或多个）紧固件52b附接到第二结构72b。紧固件52b可以与形成在第二结构72b中的螺纹孔进行螺纹接合。可以使用延伸穿过通道54的合适工具驱动紧固件52b到第二结构72b中。
35.第二结构72b可以是相对于主齿轮38a静止的任何合适的结构元件。在一些实施例中，第二结构72b可以附接到齿轮箱12的壳体36或者可以是齿轮箱12的壳体36一部分（例如壁、腹板、凸台、盖）。在一些实施例中，主齿轮38a可以经由一个或多个轴承74被第二结构72b可旋转地支撑。
36.隔挡件46的第一侧壁56a可经由在相应的（一个或多个）第一接口62a处延伸穿过第一侧壁56a的（一个或多个）紧固件52a附接到第一结构72a。紧固件52a可延伸穿过形成在第一结构72a中的（例如，无螺纹的）孔，并且在相应的第一接口62a处与形成在第一侧壁56a中的螺纹孔进行螺纹接合。可以使用合适的工具驱动紧固件52a到第一侧壁56a中。紧固件52a和52b可以从主齿轮38a的同一轴向侧并且沿相同方向驱动。
37.第一结构72a可以是相对于主齿轮38a静止的任何合适的结构元件。在一些实施例中，第一结构72a可以附接到齿轮箱12的壳体36或者可以是齿轮箱12的壳体36一部分（例如壁、腹板、凸台、可移除盖）。
38.当隔挡件46邻近主齿轮38a安装时，主齿轮36a的下部可以被接收在由隔挡件46限定的容座60中。起伏部50可轴向定位成与主齿轮38a的轴向间隙44a轴向对准。起伏部50也可径向向内延伸并且插入轴向间隙44a中，以提供齿轮箱12内的空间的高效利用并且还提供与润滑剂流体48的有益相互作用。
39.在各种实施例中，隔挡件46的安装可以包括在使用第一紧固件52a将第一侧壁56a附接到第一结构72a之前或之后使用第二紧固件52b将第二侧壁56b附接到第二结构72b。作为一个示例，在隔挡件46与第一和第二结构72a、72b之间的轴向距离相比在轴向上尺寸略小的情况下，在第二紧固件52b已经被收紧之后收紧第一紧固件52a可以将轴向张力施加到隔挡件46中并且引起隔挡件46的轴向伸展。该轴向伸展在图10中由箭头δw示出并且可以由主壁58的起伏部50的轴向变形/伸展来适应。另一方面，在隔挡件46与第一和第二结构72a、72b之间的轴向距离相比在轴向上尺寸略大的情况下，将隔挡件46定位在第一和第二结构72a、72b之间可能需要隔挡件46的手动轴向缩短/压缩。该轴向缩短/压缩可以由起伏部50的轴向变形/压缩来适应。换句话说，起伏部50可以允许隔挡件46轴向地自调节以适应齿轮箱中的尺寸变化。
40.本文中描述的实施例提供了本技术的可能实施方式的非限制性示例。在阅读本公开后，本领域普通技术人员将会认识到，在不偏离本技术的范围的情况下，可以对本文描述的实施例进行改变。鉴于本公开，本领域普通技术人员可以实现进一步的修改，这些修改将会在本技术的范围内。