专利名称：用于轴向附件齿轮箱的锥齿轮布置结构的制作方法
技术领域：
本申请涉及用于与燃气涡轮发动机关联的附件齿轮箱中的传动布置结构。
背景技术：
燃气涡轮发动机是已知的并且通常包括压缩机，该压缩机压缩空气并且将其输送到燃烧区段中。空气与燃料混合并燃烧，该燃烧的产物被驱动经过涡轮转子，驱动涡轮转子旋转。许多附件与燃气涡轮发动机相关，并且通常将会通过塔轴从涡轮转子的旋转中提取功率。塔轴在邻近于燃气涡轮发动机的位置处驱动附件。在过去，附件绕塔轴的中心传动轴线周向地间隔。这有时会导致不期望的大的径向包络(envelope)。最近，已经提出将附件沿着塔轴的传动轴线轴向地间隔。在所提出的布置结构中，副轴沿轴向尺度延伸，并且附件在轴向间隔的位置处被驱离副轴。
发明内容
在一个有特点的实施例中，一种用于燃气涡轮发动机的附件箱具有被输入轴驱动的输入齿轮。所述输入齿轮被接合以驱动在传动轴线的一个径向侧上的第一从动齿轮。所述第一齿轮至少驱动在所述传动轴线 的所述一个径向侧上的第二从动齿轮，至少一个附件被所述第一和第二从动齿轮中的一个驱动。所述第二从动齿轮驱动锥齿轮布置结构以驱动在所述传动轴线的相对侧上的第三从动齿轮。所述第三从动齿轮至少驱动第二附件。所述附件与燃气涡轮发动机关联。在根据前述实施例的实施例中，所述第一从动齿轮接合并驱动惰齿轮，所述惰齿轮进而驱动所述第二从动齿轮。在根据前述实施例的实施例中，所述第一和所述第二从动齿轮各自驱动相关联的附件。在根据前述实施例的实施例中，所述附件中的至少一个是用于选择性地驱动所述输入齿轮的启动机。在根据前述实施例的实施例中，所述锥齿轮布置结构包括被驱动以在所述一个径向侧上旋转的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮驱动第二锥齿轮，并且所述第二锥齿轮驱动第三锥齿轮。所述第三锥齿轮在所述传动轴线的所述相对侧上，所述第一锥齿轮被所述第二从动齿轮驱动以旋转，并且所述第三锥齿轮驱动所述第三从动齿轮。在根据前述实施例的实施例中，所述第二锥齿轮定位在从所述输入齿轮而言的所述第一和第三锥齿轮的传动轴线的远侧上。在根据前述实施例的实施例中，所述第二锥齿轮定位成在所述第一和第三锥齿轮的传动轴线与所述输入齿轮中间。在根据前述实施例的实施例中，被固定成随所述第一锥齿轮旋转的齿轮被所述第二从动齿轮驱动，并且所述第三锥齿轮被固定成随驱动所述第三从动齿轮的齿轮旋转。
在根据前述实施例的实施例中，被固定成随所述第一锥齿轮旋转的所述齿轮被所述第二从动齿轮直接驱动，并且被固定成随所述第三锥齿轮旋转的所述齿轮直接驱动所述第二从动齿轮。在根据前述实施例的实施例中，所述第三从动齿轮至少接合第四从动齿轮。所述第三和第四从动齿轮各自被关联以驱动附件。在根据前述实施例的实施例中，可限定所述输入齿轮的外直径包络。所述传动轴线的所述相对侧在所述直径包络之外。在根据前述实施例的实施例中，所述输入齿轮是锥齿轮，其驱动与所述第一从动齿轮关联的从动锥齿轮。在另一有特点的实施例中，一种燃气涡轮发动机具有压缩机、燃烧器和涡轮区段。附件箱具有被输入轴驱动的输入齿轮。所述输入齿轮被接合以驱动在所述输入齿轮的传动轴线的一个径向侧上的第一从动齿轮。所述第一齿轮至少驱动在所述传动轴线的所述一个径向侧上的第二从动齿轮，至少一个附件被所述第一和第二从动齿轮中的一个驱动。所述第二从动齿轮驱动锥齿轮布置结构以驱动在所述输入齿轮的所述传动轴线的相对侧上的第三从动齿轮。所述第三从动齿轮至少驱动第二附件。所述附件与燃气涡轮发动机关联。在根据前述实施例的实施例中，所述锥齿轮 布置结构包括被驱动以在所述一个径向侧上旋转的第一锥齿轮。所述第一锥齿轮驱动第二锥齿轮，并且所述第二锥齿轮驱动第三锥齿轮，所述第三锥齿轮在所述传动轴线的所述相对侧上。所述第一锥齿轮被所述第二从动齿轮驱动以旋转，并且所述第三锥齿轮驱动所述第三从动齿轮。在根据前述实施例的实施例中，被固定成随所述第一锥齿轮旋转的齿轮被所述第二从动齿轮驱动。所述第三锥齿轮被固定成随驱动所述第三从动齿轮的齿轮旋转。在根据前述实施例的实施例中，被固定成随所述第一锥齿轮旋转的所述齿轮被所述第二从动齿轮直接驱动，并且被固定成随所述第三锥齿轮旋转的所述齿轮直接驱动所述第二从动齿轮。在根据前述实施例的实施例中，可限定所述输入齿轮的外直径包络。所述传动轴线的所述相对侧在所述直径包络之外。在根据前述实施例的实施例中，附件至少包括用于选择性地启动所述燃气涡轮发动机的启动机。在根据前述实施例的实施例中，所述附件还包括用于由所述涡轮区段的旋转发电的发电机。在根据前述实施例的实施例中，所述附件还包括用于向所述燃气涡轮发动机供应润滑和燃料的润滑剂泵和燃料泵。通过以下说明书和附图可以最好地理解这些及其它特征，其下面是简要说明。
图1示意性地示出了燃气涡轮发动机。图2示出了第一传动布置结构。图3示出了第二传动布置结构。
具体实施例方式图1示出了具有风扇区段20的燃气涡轮发动机10，风扇区段20驱动空气进入压缩机区段16，并用于旁通空气，如已知的。来自低压力压缩机区段16的空气进入高压力压缩机区段26，然后进入燃烧器区段30。从燃烧器区段30，燃烧的产物向下游经过高压力涡轮区段28和低压力涡轮区段18。示出了齿轮减速器17，其传递来自轴的旋转，驱动低压力压缩机16和风扇区段20，使得二者能够相对于彼此以不同速度旋转。虽然该图示出了一个示例性燃气涡轮发动机，但本申请的教导可延伸到用于许多其他应用和布置结构的其他燃气涡轮发动机。附件齿轮箱60被安装到外壳结构44，大致平行于发动机旋转轴线A。附件齿轮箱60可包括辅助部件，例如空气涡轮启动机(ATS)、脱油器(D)、液压泵(HP)、油泵(0P)、集成传动发电机(IDG)、永磁体交流发电机(PMA)、燃料泵模块(FMP)等等。应当理解，可以替代地或另外地提供许多数量和种类的辅助部件。在图1的布置结构中，塔轴被涡轮轴驱动以驱动多个附件。图2示出了轴向齿轮箱200的实施例，其中，塔轴70驱动锥齿轮72，针对本申请的目的，锥齿轮72可称为输 入齿轮。锥齿轮72接合另一锥齿轮74。锥齿轮74驱动齿轮75，并且驱动附件76。实际上，附件76可以是启动机，启动机可以替代地被驱动以驱动齿轮74，从而驱动塔轴70。现有技术已知可将启动机布置在这种附件齿轮箱中以选择性地驱动塔轴以启动涡轮、风扇和压缩机的旋转，并且启动燃气涡轮发动机。齿轮75可驱动惰齿轮78，惰齿轮78进而驱动另一齿轮79。齿轮79可驱动附件80，附件80可以是集成传动发电机，用于由涡轮转子的旋转发电。锥齿轮82随齿轮79旋转并且接合另一锥齿轮84，锥齿轮84驱动一附件，该附件可以是86处所示的润滑剂泵。锥齿轮84进而驱动另一锥齿轮83，锥齿轮83于是驱动齿轮90，并且驱动附件88。附件88可以是燃料泵。三个锥齿轮82、84、83的组合将旋转从塔轴70的中心线C的一侧翻过锥齿轮72的直径包络R，使得旋转现在通过被驱动的齿轮90朝向塔轴70向回传递，齿轮90驱动齿轮92，齿轮92随齿轮94旋转，齿轮94于是最终驱动齿轮96。齿轮92/94驱动附件98，附件98可以是永磁体交流发电机。齿轮94驱动齿轮96以驱动附件100，附件100可以是液压泵。每个轴上的复合齿轮(例如，83/90或92/94)允许被所关联传动轴驱动的附件的传动的旋转速度之间的速度变化。该传动的总体布置沿塔轴70的一个径向侧轴向地经过塔轴70的中心线并且然后轴向地向回朝向塔轴70，这导致总体齿轮箱200的更紧密轴向尺寸。这样，齿轮箱可定位在较小的轴向空间中，使得其与燃气涡轮发动机上的较冷位置关联，例如压缩机外壳。图3示出了替代实施例300，其中，大多数附件传动与附图实施例一样。然而，用锥齿轮112来驱动润滑剂泵86，锥齿轮112定位成比驱动锥齿轮112的锥齿轮110以及锥齿轮112所驱动的锥齿轮114轴向地更靠近塔轴70。也就是说，在图2的实施例中，锥齿轮84相对于塔轴70处于齿轮82和83的传动轴线的相对侧上，而在图3的实施例中，锥齿轮112在齿轮110和114的传动轴线与塔轴70中间。虽然所有的锥齿轮均被示出为使得它们的旋转轴线彼此成直角，但也可采用其他布置结构。所需要的仅仅是使用锥齿轮来允许传动越过塔轴的旋转轴线并且沿着相反方向轴向地移动。
尽管已公开了多个实施例，但本领域普通技术人员会认识到可在本发明范围内作出某些修改。为此，应研究所 附权利要求以确定本发明的真实范围和内容。
权利要求
1.一种用于燃气涡轮发动机的附件箱，包括: 被输入轴驱动的输入齿轮； 所述输入齿轮被接合以驱动在所述输入齿轮的传动轴线的一个径向侧上的第一从动齿轮； 所述第一齿轮至少驱动在所述传动轴线的所述一个径向侧上的第二从动齿轮，至少一个附件被所述第一和第二从动齿轮中的一个驱动； 所述第二从动齿轮驱动锥齿轮布置结构以驱动在所述输入齿轮的所述传动轴线的相对侧上的第三从动齿轮，并且所述第三从动齿轮至少驱动第二附件；并且 所述附件与燃气涡轮发动机关联。
2.如权利要求1所述的附件箱，其中，所述第一从动齿轮接合并驱动惰齿轮，所述惰齿轮进而驱动所述第二从动齿轮。
3.如权利要求1所述的附件箱，其中，所述第一和所述第二从动齿轮各自驱动相关联的附件。
4.如权利要求3所述的附件箱，其中，所述附件中的至少一个是用于选择性地驱动所述输入齿轮的启动机。
5.如权利要求1所述的附件箱，其中，所述锥齿轮布置结构包括被驱动以在所述一个径向侧上旋转的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮驱动第二锥齿轮，并且所述第二锥齿轮驱动第三锥齿轮，所述第三锥齿轮在所述传动轴线的所述相对侧上，所述第一锥齿轮被所述第二从动齿轮驱动以旋转，并且所述第三锥齿轮驱动所述第三从动齿轮。
6.如权利要求5所述的附件箱，其中，所述第二锥齿轮定位在从所述输入齿轮而言的所述第一和第三锥齿轮的传动轴线的远侧上。
7.如权利要求5所述的附件箱，其中，所述第二锥齿轮定位成在所述第一和第三锥齿轮的传动轴线与所述输入齿轮中间。
8.如权利要求5所述的附件箱，其中，被固定成随所述第一锥齿轮旋转的齿轮被所述第二从动齿轮驱动，并且所述第三锥齿轮被固定成随驱动所述第三从动齿轮的齿轮旋转。
9.如权利要求8所述的附件箱，其中，被固定成随所述第一锥齿轮旋转的所述齿轮被所述第二从动齿轮直接驱动，并且被固定成随所述第三锥齿轮旋转的所述齿轮直接驱动所述第二从动齿轮。
10.如权利要求1所述的附件箱，其中，所述第三从动齿轮至少接合第四从动齿轮，并且所述第三和第四从动齿轮各自被关联以驱动附件。
11.如权利要求1所述的附件箱，其中，可限定所述输入齿轮的外直径包络，并且所述传动轴线的所述相对侧在所述直径包络之外。
12.如权利要求1所述的附件箱，其中，所述输入齿轮是锥齿轮，所述输入锥齿轮驱动与所述第一从动齿轮关联的从动锥齿轮。
13.一种燃气涡轮发动机,包括: 压缩机、燃烧器和涡轮区段； 附件箱，所述附件箱具有被输入轴驱动的输入齿轮； 所述输入齿轮被接合以驱动在所述输入齿轮的传动轴线的一个径向侧上的第一从动齿轮；所述第一齿轮至少驱动在所述传动轴线的所述一个径向侧上的第二从动齿轮，至少一个附件被所述第一和第二从动齿轮中的一个驱动； 所述第二从动齿轮驱动锥齿轮布置结构以驱动在所述输入齿轮的所述传动轴线的相对侧上的第三从动齿轮，并且所述第三从动齿轮至少驱动第二附件；并且 所述附件与燃气涡轮发动机关联。
14.如权利要求13所述的燃气涡轮发动机，其中，所述锥齿轮布置结构包括被驱动以在所述一个径向侧上旋转的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮驱动第二锥齿轮，并且所述第二锥齿轮驱动第三锥齿轮，所述第三锥齿轮在所述传动轴线的所述相对侧上，所述第一锥齿轮被所述第二从动齿轮驱动以旋转，并且所述第三锥齿轮驱动所述第三从动齿轮。
15.如权利要求13所述的燃气涡轮发动机，其中，被固定成随所述第一锥齿轮旋转的齿轮被所述第二从动齿轮驱动，并且所述第三锥齿轮被固定成随驱动所述第三从动齿轮的齿轮旋转。
16.如权利要求15所述的燃气涡轮发动机，其中，被固定成随所述第一锥齿轮旋转的所述齿轮被所述第二从动齿轮直接驱动，并且被固定成随所述第三锥齿轮旋转的所述齿轮直接驱动所述第三从动齿轮。
17.如权利要求13所述的燃气涡轮发动机，其中，可限定所述输入齿轮的外直径包络，并且所述传动轴线的所述相对侧在所述直径包络之外。
18.如权利要求13所述的燃气涡轮发动机，其中，所述附件至少包括用于选择性地启动所述燃气涡轮发动机的启动机。
19.如权利要求18所述的燃气涡轮发动机，其中，所述附件还包括用于由所述涡轮区段的旋转发电的发电机。
20.如权利要求18所述的燃气涡轮发动机，其中，所述附件还包括用于向所述燃气涡轮发动机供应润滑和燃料的润滑剂泵和燃料泵。
全文摘要
本发明涉及用于轴向附件齿轮箱的锥齿轮布置结构。具体地，一种用于燃气涡轮发动机的附件箱具有被输入轴驱动的输入齿轮。所述输入齿轮被接合以驱动在所述输入齿轮的传动轴线的一个径向侧上的第一从动齿轮。所述第一齿轮至少驱动在所述传动轴线的所述一个径向侧上的第二从动齿轮，至少一个附件被所述第一和第二从动齿轮中的一个驱动。所述第二从动齿轮驱动锥齿轮布置结构以驱动在所述输入齿轮的所述传动轴线的相对侧上的第三从动齿轮。所述第三从动齿轮至少驱动第二附件。所述附件与燃气涡轮发动机关联。
文档编号F02C7/36GK103225548SQ20131003292
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月29日 优先权日2012年1月29日
发明者H.杜, G.L.苏丘, C.M.戴 申请人:联合工艺公司