用于轻质柔性双斜齿轮的装置和系统的制作方法

本公开的领域大体涉及用于航空发动机中的齿轮的装置和系统，并且更具体地，涉及用于航空发动机中的齿轮箱中的轻质柔性齿轮的装置和系统。

背景技术：

飞行器发动机通常包括多个齿轮箱，齿轮箱包括多个齿轮。一些齿轮箱包括动力齿轮箱和附件齿轮箱。至少一些齿轮是双螺旋型齿轮，其具有将第一齿轮缘和第二齿轮缘分开的轴向凹槽。第一和第二齿轮缘各自包括多个齿轮齿，齿轮齿定位在第一和第二齿轮缘的径向外表面上。每个齿轮齿包括在旋转方向上位于齿的最前部分的顶点。第一齿轮缘上的每个齿轮齿与第二齿轮缘上的齿轮齿互补。分开两个齿轮缘的轴向凹槽不包括齿轮齿。在操作期间，齿轮上的载荷可能使齿轮缘和齿轮缘上的齿轮齿未对准。当齿轮齿未对准时，每个齿的顶点也未对准。齿轮齿的未对准降低了齿轮箱的效率和动力输出，并且降低了齿轮齿的使用寿命。

技术实现要素：

在一个方面，提供了一种齿轮。齿轮包括第一齿轮缘，第二齿轮缘和轴向凹槽。第一齿轮缘具有第一齿轮缘旋转刚度并且包括多个第一齿轮齿。第二齿轮缘具有第二齿轮缘旋转刚度。第二齿轮缘包括多个第二齿轮齿，其与多个第一齿轮齿互补，从而限定多个互补的第一齿轮齿和多个互补的第二齿轮齿。轴向凹槽在第一齿轮缘和第二齿轮缘之间延伸。轴向凹槽具有轴向凹槽旋转刚度，该轴向凹槽旋转刚度小于第一齿轮缘旋转刚度和第二齿轮缘旋转刚度中的至少一个。

在另一方面，提供了一种齿轮组件。齿轮组件包括太阳齿轮，齿圈和多个行星齿轮。多个行星齿轮联接到齿圈和太阳齿轮。多个行星齿轮中的每个行星齿轮包括环形行星齿轮缘，其包括第一齿轮缘，第二齿轮缘和轴向凹槽。第一齿轮缘具有第一齿轮缘旋转刚度并且包括多个第一齿轮齿。第二齿轮缘具有第二齿轮缘旋转刚度。第二齿轮缘包括多个第二齿轮齿，其与多个第一齿轮齿互补，从而限定多个互补的第一齿轮齿和多个互补的第二齿轮齿。轴向凹槽在第一齿轮缘和第二齿轮缘之间延伸。轴向凹槽具有轴向凹槽旋转刚度，该轴向凹槽旋转刚度小于第一齿轮缘旋转刚度和第二齿轮缘旋转刚度中的至少一个。

在又一方面，提供了一种涡轮机。涡轮机包括动力轴和齿轮组件。动力轴可旋转地联接到齿轮组件。齿轮组件包括太阳齿轮，齿圈和多个行星齿轮。多个行星齿轮联接到齿圈和太阳齿轮。多个行星齿轮中的每个行星齿轮包括环形行星齿轮缘，其包括第一齿轮缘，第二齿轮缘和轴向凹槽。第一齿轮缘具有第一齿轮缘旋转刚度并且包括多个第一齿轮齿。第二齿轮缘具有第二齿轮缘旋转刚度。第二齿轮缘包括多个第二齿轮齿，其与多个第一齿轮齿互补，从而限定多个互补的第一齿轮齿和多个互补的第二齿轮齿。轴向凹槽在第一齿轮缘和第二齿轮缘之间延伸。轴向凹槽具有轴向凹槽旋转刚度，该轴向凹槽旋转刚度小于第一齿轮缘旋转刚度和第二齿轮缘旋转刚度中的至少一个。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其他特征，方面和优点，附图中相同的字符在整个附图中表示相同的部分，其中：

图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图；

图2是与图1中所示的燃气涡轮发动机一起使用的示例性周转齿轮系的示意图；

图3是与图2中所示的周转齿轮系一起使用的示例性行星齿轮的示意图；

图4是图3中所示的行星齿轮的侧视示意图；

图5是与图2中所示的周转齿轮系一起使用的示例性行星齿轮的侧视示意图；

图6是与图2中所示的周转齿轮系一起使用的示例性行星齿轮的示意图；和

图7是与图2中所示的周转齿轮系一起使用的示例性行星齿轮的剖视示意图。

除非另外指出，否则本文提供的附图旨在示出本公开的实施例的特征。相信这些特征适用于包括本公开的一个或多个实施例的各种系统。因此，附图并不意味着包括本领域普通技术人员已知的用于实践本文公开的实施例的所有传统特征。

具体实施方式

在以下说明书和权利要求书中，将参考许多术语，其应被限定为具有以下含义。

除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”，“一种”和“该”包括复数指代。

“可选”或“可选地”是指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括事件发生的实例和事件不发生的实例。

在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言可以用于修改任何可以允许变化的定量表示，而不会导致与其相关的基本功能的变化。因此，由一个或多个术语(例如“约”，“大约”和“基本”)修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。这里和整个说明书和权利要求书中，范围限制可以组合和/或互换，这样的范围被识别并包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另有说明。

本文描述的轻质柔性双斜齿轮的实施例使双斜齿轮的互补齿轮齿对准。双斜包括第一齿轮缘，第二齿轮缘和在第一齿轮缘和第二齿轮缘之间延伸的轴向凹槽。齿轮齿围绕第一和第二齿轮缘的外径向表面周向设置。第一齿轮缘上的齿轮齿与第二齿轮缘上的齿轮齿互补。第一和第二齿轮缘各自具有第一和第二齿轮缘旋转刚度，并且轴向凹槽具有轴向凹槽旋转刚度，该轴向凹槽旋转刚度小于第一和第二齿轮缘旋转刚度。在操作期间，齿轮上的操作载荷可能使第一和第二齿轮缘上的互补齿未对准。当操作载荷被置于齿轮上时，轴向凹槽的减小的旋转刚度允许第一和第二齿轮缘彼此重新对准。第一和第二齿轮缘的重新对准便于第一和第二齿轮缘上的互补齿的重新对准。在双斜齿轮的实施例中，轴向凹槽包括穿透部，该穿透部减小了轴向凹槽的旋转刚度并且便于第一和第二齿轮缘的重新对准。在另一个实施例中，轴向凹槽包括轴向凹槽材料内的空隙或凹穴，其减小了轴向凹槽的旋转刚度并且便于第一和第二齿轮缘的重新对准。在又一个实施例中，轴向凹槽的厚度小于第一齿轮缘和第二齿轮缘的厚度。轴向凹槽的较短厚度减小了轴向凹槽的旋转刚度，并有利于第一和第二齿轮缘的重新对准。在所有这些实施例中，轴向凹槽用作第一和第二齿轮缘之间的弹簧，其可通过几何形状或材料选择进行调整，以提供允许两组齿轮齿的周向重新对准所需的刚度。

本文描述的双斜齿轮提供优于飞行器发动机中的已知双斜齿轮的优点。更具体地，当操作载荷使第一和第二齿轮缘未对准时，本文所述的双斜齿轮重新对准第一和第二齿轮缘。保持第一和第二齿轮缘的对准提高了效率并改善了齿轮组件和燃气涡轮发动机的耐用性。另外，轴向凹槽内的穿透部有利于油在双斜齿轮周围的运动。此外，本文所述的双斜齿轮通过减少轴向凹槽中的材料量来减轻飞行器的重量。

图1是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机110的示意性横截面视图。在示例性实施例中，燃气涡轮发动机110是高旁通涡轮风扇喷气发动机110，在此称为“涡轮风扇发动机110”。如图1所示，涡轮风扇发动机110限定轴向方向a(平行于提供用于参考的纵向中心线112延伸)和径向方向r。通常，涡轮风扇发动机110包括风扇区段114和设置在风扇区段114下游的核心涡轮发动机116。

示出的示例性核心涡轮发动机116通常包括基本上管状的外壳118，其限定环形入口120。外壳118以串行流动关系包围：压缩机区段123，其包括增压器或低压(lp)压缩机122和高压(hp)压缩机124；燃烧区段126；涡轮区段，其包括高压(hp)涡轮128和低压(lp)涡轮130；和喷射排气喷嘴区段132。高压(hp)轴或线轴134将hp涡轮128驱动地连接到hp压缩机124。低压(lp)轴或线轴136将lp涡轮130驱动地连接到lp压缩机122。压缩机区段123，燃烧区段126，涡轮区段和喷嘴区段132一起限定了核心空气流动路径137。

对于所描绘的实施例，风扇区段114包括可变节距风扇138，其具有以间隔开的方式联接到盘142的多个风扇叶片140。如图所示，风扇叶片140大致沿径向方向r从盘142向外延伸。借助于风扇叶片140可操作地联接到合适的节距改变机构144，每个风扇叶片140可相对于盘142绕俯仰轴线p旋转，节距改变机构144被构造成一致地共同改变风扇叶片140的节距。风扇叶片140，盘142和节距改变机构144一起可通过越过动力齿轮箱146的lp轴136绕纵向轴线112旋转。动力齿轮箱146包括多个齿轮，用于将风扇138相对于lp轴136的旋转速度调节到更有效的旋转风扇速度。在替代实施例中，风扇叶片140是固定节距风扇叶片而不是可变节距风扇叶片。

在示例性实施例中，盘142由可旋转的前轮毂148覆盖，该前轮毂148在空气动力学上成形成促进通过多个风扇叶片140的气流。另外，示例性风扇区段114包括环形风扇壳体或外机舱150，其周向地围绕风扇138和/或核心涡轮发动机116的至少一部分。机舱150构造成通过多个周向间隔开的出口导向轮叶152相对于核心涡轮发动机116支撑。机舱150的下游区段154在核心涡轮发动机116的外部分上延伸，以在其间限定旁路气流通道156。

在涡轮风扇发动机110的操作期间，一定量的空气158通过机舱150和/或风扇区段114的相关入口160进入涡轮风扇发动机110。当一定量的空气158通过风扇叶片140时，如箭头162所示的第一部分空气158被引导或导向到旁路气流通道156中，并且如箭头164所示的第二部分空气158被引导或导向到核心空气流动路径137中，或更具体地说，到lp压缩机122中。第一部分空气162和第二部分空气164之间的比率通常称为旁通比。然后，当第二部分空气164被导向通过hp压缩机124并进入燃烧区段126时，第二部分空气164的压力增加，在燃烧区段126，第二部分空气164与燃料混合并燃烧以提供燃烧气体166。

燃烧气体166被导向通过hp涡轮128，其中来自燃烧气体166的一部分热能和/或动能经由联接到外壳118的hp涡轮定子轮叶168和联接到hp轴或线轴134的hp涡轮转子叶片170的连续级提取，因此使hp轴或线轴134旋转，从而支撑hp压缩机124的操作。然后燃烧气体166被导向通过lp涡轮130，其中经由联接到外壳118的lp涡轮定子轮叶172和联接到lp轴或线轴136的lp涡轮转子叶片174的连续级从燃烧气体166提取第二部分热能和动能，因此使lp轴或线轴136旋转，其导致动力齿轮箱146旋转lp压缩机122和/或风扇138的旋转。

随后，燃烧气体166被导向通过核心涡轮发动机116的喷射排气喷嘴区段132，以提供推进力。同时，随着第一部分空气162在从涡轮风扇发动机110的风扇喷嘴排气区段176排出之前被导向通过旁路气流通道156，第一部分空气162的压力基本上增加，从而也提供推进力。hp涡轮128，lp涡轮130和喷射排气喷嘴区段132至少部分地限定热气路径178，用于将燃烧气体166导向通过核心涡轮发动机116。

图1中描绘的示例性涡轮风扇发动机110仅作为示例，并且在其他实施例中，涡轮风扇发动机110可具有任何其他合适的构造。在其他实施例中，本公开的方面可以结合到任何其他合适的燃气涡轮发动机中。例如，在其他实施例中，本公开的方面可以结合到例如涡轮螺旋桨发动机中。

图2是周转齿轮系200的示意图。在示例性实施例中，周转齿轮系200是星形齿轮系(stargeartrain)。在另一示例性实施例中，周转齿轮系200是行星齿轮系。在一个实施例中，周转齿轮系200容纳在动力齿轮箱146(如图1所示)内。在其他实施例中，周转齿轮系200位于动力齿轮箱146附近并且机械地联接到动力齿轮箱146。

周转齿轮系200包括太阳齿轮202，多个行星齿轮204，齿圈206和托架208。在替代实施例中，周转齿轮系200不限于三个行星齿轮204。而是，可以使用能够实现如本文所述的周转齿轮系200的操作的任何数量的行星齿轮。在一些实施例中，lp轴或线轴136(图1中示出)固定地联接到太阳齿轮202。太阳齿轮202构造成通过多个互补的太阳齿轮齿210和多个互补的行星齿轮齿212接合行星齿轮204，多个互补的太阳齿轮齿210和多个互补的行星齿轮齿212分别围绕太阳齿轮202的径向外周边和行星齿轮204的径向外周边周向间隔开。使用托架208将行星齿轮204保持在彼此相对的位置。行星齿轮204固定地联接到动力齿轮箱146。行星齿轮204构造成通过多个互补的齿圈齿214和互补的行星齿轮齿212接合齿圈206，多个互补的齿圈齿214和互补的行星齿轮齿212分别围绕齿圈206的径向内周边和行星齿轮204的径向外周边间隔开。齿圈206可旋转地联接到风扇叶片140(图1中示出)，盘142(图1中示出)，以及从齿圈206轴向延伸的节距改变机构144(图1中示出)。lp涡轮130以恒定的速度与扭矩比旋转lp压缩机122，该速度与扭矩比由齿圈齿214，行星齿轮齿212和太阳齿轮齿210的函数(function)以及动力齿轮箱146的约束方式来确定。

周转齿轮系200可以构造成三种可能的构造：行星，星形和太阳。在行星构造中，齿圈206保持静止，而太阳齿轮202，行星齿轮204和托架208旋转。lp轴或线轴136驱动太阳齿轮202，太阳齿轮202构造成旋转行星齿轮204，行星齿轮204构造成使托架208旋转。托架208驱动风扇叶片140，盘142和节距改变机构144。太阳齿轮202和托架208在相同方向上旋转。

在星形构造中，托架208保持静止，而太阳齿轮202和齿圈206旋转。lp轴或线轴136驱动太阳齿轮202，太阳齿轮202构造成使行星齿轮204旋转。行星齿轮204构造成使齿圈206旋转，并且托架208固定地联接到动力齿轮箱146。托架208保持行星齿轮204定位，同时允许行星齿轮204旋转。齿圈206可旋转地联接到风扇叶片140，盘142和节距改变机构144。太阳齿轮202和齿圈206在相反方向上旋转。

在太阳构造中，太阳齿轮202保持静止，而行星齿轮204，齿圈206和托架208旋转。lp轴或线轴136可以驱动齿圈206或托架208。当lp轴或线轴136联接到托架208时，行星齿轮204构造成使齿圈206旋转，齿圈206驱动风扇叶片140，盘142和节距改变机构144。齿圈206和托架208在相同方向上旋转。

在其中lp轴或线轴136联接到齿圈206的太阳构造中，齿圈206构造成使行星齿轮204和托架208旋转。托架208驱动风扇叶片140，盘142和节距改变机构144。齿圈206和托架208在相同方向上旋转。

图3是行星齿轮300的示意图。行星齿轮300包括内环形轴承环302，多个滚动元件304，行星齿轮缘306和多个齿308。行星齿轮缘306包括外径向表面或齿轮根部直径312，内径向表面314和厚度316。托架208(图2中示出)联接到内环形轴承环302。滚动元件304围绕环形内轴承环302周向设置。行星齿轮缘306包围滚动元件304。齿308围绕外径向表面312周向设置。厚度316是外径向表面或齿轮根部直径312与内径向表面314之间的径向距离。

在操作期间，取决于周转齿轮系200(图2中示出)的构造，太阳齿轮202(图2中示出)，齿圈206(图2中示出)或lp动力轴136旋转行星齿轮300。行星齿轮缘306围绕滚动元件304和内环形轴承环302旋转。内环形轴承环302使托架208旋转。

图4是行星齿轮300的侧视示意图。在示例性实施例中，行星齿轮300是双螺旋型齿轮，其具有第一齿轮缘318，第二齿轮缘320和在第一齿轮缘318和第二齿轮缘320之间延伸的轴向凹槽322。多个第一齿轮齿324围绕第一齿轮缘318的外径向表面312周向设置。多个第二齿轮齿326围绕第二齿轮缘320的外径向表面312周向设置。轴向凹槽322使得能够滚切第一和第二齿轮齿324和326中的每一个。轴向凹槽322不会给行星齿轮300增加太多的载荷能力，但轴向凹槽322增加行星齿轮300的轴向范围并增加行星齿轮300的重量。多个第一和第二齿轮齿324和326中的每个齿轮齿包括在旋转方向330上的第一和第二齿轮齿324和326中的每一个的最前部分处的顶点328。在另一个实施例中，行星齿轮300在与旋转方向330相反的旋转方向331上旋转。第一齿轮齿324与第二齿轮齿326互补，使得第一齿轮齿324的顶点328与第二齿轮齿326的顶点328对准。轴向凹槽322不包括齿轮齿。另外，第一齿轮缘318包括第一齿轮缘旋转刚度，第二齿轮缘320包括第二齿轮缘旋转刚度，并且轴向凹槽322包括轴向凹槽旋转刚度。

在操作期间，行星齿轮300上的操作载荷可能使第一和第二齿轮齿324和326在周向方向，径向方向或轴向方向上或者所有三个方向的某种组合上未对准。当第一齿轮齿324的顶点328未与第二齿轮齿326的顶点328对准时，发生第一和第二齿轮齿324和326的特定类型的未对准。第一和第二齿轮齿324和326的未对准降低了周转齿轮系200(图2中所示)的效率和动力输出。

为了减少第一和第二齿轮齿324和326的未对准，行星齿轮300包括被限定并延伸通过轴向凹槽322的多个穿透部332。穿透部332减小轴向凹槽旋转刚度，使得轴向凹槽旋转刚度小于第一轮缘旋转刚度和第二轮缘旋转刚度中的至少一个。当操作载荷置于行星齿轮300上时，减小轴向凹槽旋转刚度允许轴向凹槽322相对于第一齿轮缘318和第二齿轮缘320略微旋转。轴向凹槽322的轻微旋转使第一和第二齿轮齿324和326的顶点328重新对准，并且提高了周转齿轮系200(图2中所示)的效率，耐用性和动力输出。因此，轴向凹槽旋转刚度有助于第一和第二齿轮齿324和326的柔性对准。另一种特定类型的未对准是锥形(coning)，其中行星齿轮300的径向高度从第一齿轮缘318的起点变化，越过轴向凹槽322并进入第二齿轮缘320。轴向凹槽322的减小的旋转刚度允许第一齿轮缘318和第二齿轮缘320相对于彼此弯曲以使这种类型的未对准最小化。还可能发生其他类型的未对准，这可以通过轴向凹槽322的减小的旋转刚度来最小化。减少未对准减小了第一和第二齿轮齿324和326上的应力，并且可以导致可靠性和耐用性大大提高。穿透部332还减小了行星齿轮300，动力齿轮箱146(图1中示出)和燃气涡轮发动机110(图1中示出)的重量。另外，动力齿轮箱146(图1中示出)内的油流过穿透部332以改善周转齿轮系200(图2中示出)的润滑。在示例性实施例中，穿透部332包括矩形穿透部。然而，穿透部332包括围绕轴向凹槽322的周边设置的任何形状的穿透部。

在替代实施例中，轴向凹槽322不包括穿透部332。而是，轴向凹槽322包括轴向凹槽材料，第一齿轮缘318包括第一齿轮缘材料，第二齿轮缘320包括第二齿轮缘材料。轴向凹槽材料不同于第一齿轮缘材料和第二齿轮缘材料中的至少一个，使得轴向凹槽旋转刚度小于第一轮缘旋转刚度和第二轮缘旋转刚度中的至少一个。当操作载荷置于行星齿轮300上时，减小轴向凹槽旋转刚度允许轴向凹槽322相对于第一齿轮缘318和第二齿轮缘320略微旋转。轴向凹槽322的轻微旋转使第一和第二齿轮齿324和326的顶点328重新对准，并且提高了周转齿轮系200(图2中所示)的效率，耐用性和动力输出。因此，轴向凹槽旋转刚度有助于第一和第二齿轮齿324和326的柔性对准。另外，如果轴向凹槽材料比第一齿轮缘材料和第二齿轮缘材料轻，则轴向凹槽材料减小了行星齿轮300，动力齿轮箱146(图1中所示)和燃气涡轮发动机110(如图1所示)的重量。

第一齿轮缘318，第二齿轮缘320和轴向凹槽322包括从多种合金中选择的至少一种材料，多种合金包括但不限于ansim50(ams6490，ams6491和astma600)，m50nil(ams6278)，pyrowear675(ams5930)，pyrowear53(ams6308)，pyrowear675(ams5930)，ansi9310(ams6265)，32cdv13(ams6481)，陶瓷(氮化硅)，ferriumc61(ams6517)和ferriumc64(ams6509)。另外，在一些实施例中，金属材料可以被氮化以改善寿命和抗颗粒损坏。第一齿轮缘318，第二齿轮缘320和轴向凹槽322包括合金和这些合金的任何百分比重量范围的任何组合，其有助于如本文所述的行星齿轮300的操作，包括但不限于m50nil(ams6278)，pyrowear675(ams5930)和ferriumc61(ams6517)的组合。

图5是行星齿轮500的侧视示意图。行星齿轮500包括限定在轴向凹槽322内的多个空隙或凹穴502。空隙502减小轴向凹槽旋转刚度，使得轴向凹槽旋转刚度小于第一轮缘旋转刚度和第二轮缘旋转刚度中的至少一个。当操作载荷置于行星齿轮500上时，减小轴向凹槽旋转刚度允许轴向凹槽322相对于第一齿轮缘318和第二齿轮缘320略微旋转。轴向凹槽322的轻微旋转使第一和第二齿轮齿324和326的顶点328重新对准，并且提高了周转齿轮系200(图2中所示)的效率，耐用性和动力输出。因此，轴向凹槽旋转刚度有助于第一和第二齿轮齿324和326的柔性对准。空隙502还减小了行星齿轮500，动力齿轮箱146(图1中所示)和燃气涡轮发动机110(图1中所示)的重量。

图6是行星齿轮600的示意图。行星齿轮600包括轴向凹槽602，轴向凹槽602具有轴向凹槽内径向表面604和轴向凹槽外径向表面606。轴向凹槽302还包括在轴向凹槽内径向表面604和轴向凹槽外径向表面606之间延伸的轴向凹槽厚度608。轴向凹槽内径向表面604包括轴向凹槽内半径610，轴向凹槽外径向表面606包括轴向凹槽外半径612。第一齿轮缘318和第二齿轮缘320包括外径向表面312，内径向表面314和在外径向表面312和内径向表面314之间延伸的厚度316。内径向表面314包括内半径614，外径向表面312包括外半径616。在示例性实施例中，轴向凹槽外半径612等于外半径616并且轴向凹槽内半径610长于内半径614。因此，轴向凹槽厚度608短于厚度316。相对于厚度316减小轴向凹槽厚度608减小了轴向凹槽旋转刚度，并且当操作载荷置于行星齿轮600上时，允许轴向凹槽602相对于第一齿轮缘318和第二齿轮缘320略微旋转。轴向凹槽602的轻微旋转使第一和第二齿轮齿324和326的顶点328重新对准，并且提高了行星齿轮系200(图2中所示)的效率，耐用性和动力输出。因此，轴向凹槽旋转刚度有助于第一和第二齿轮齿324和326的柔性对准。减小的轴向凹槽厚度608还减小了行星齿轮500，动力齿轮箱146(图1中示出)和燃气涡轮发动机110(图1中示出)的重量。

图7是行星齿轮700的剖视示意图。行星齿轮700包括内环形轴承环702，多个第一滚动元件703，多个第二滚动元件704，行星齿轮缘706和多个齿708。行星齿轮缘706包括外径向表面或齿轮根部直径712。在示例性实施例中，行星齿轮缘706是双螺旋型齿轮缘，其具有第一齿轮缘718，第二齿轮缘720和在第一齿轮缘718和第二齿轮缘720之间延伸的轴向凹槽722。多个第一齿轮齿724围绕第一齿轮缘718的外径向表面712周向设置。多个第二齿轮齿726围绕第二齿轮缘720的外径向表面712周向设置。轴向凹槽722使得能够滚切第一和第二齿轮齿724和726中的每一个。轴向凹槽722不会给行星齿轮700增加太多的载荷能力，但是轴向凹槽722增加了行星齿轮700的轴向范围并且增加了行星齿轮700的重量。多个第一和第二齿轮齿724和726中的每个齿轮齿包括位于第一和第二齿轮齿724和7267中的每一个的最前部分处的顶点728。第一齿轮齿724与第二齿轮齿726互补，使得第一齿轮齿724的顶点728与第二齿轮齿726的顶点728对准。轴向凹槽722不包括齿轮齿。另外，第一齿轮缘718包括第一齿轮缘旋转刚度，第二齿轮缘720包括第二齿轮缘旋转刚度，并且轴向凹槽722包括轴向凹槽旋转刚度。另外，齿轮缘706包围第一滚动元件703和第二滚动元件704，使得第一齿轮缘718包围第一滚动元件703并且第二齿轮缘720包围第二滚动元件704。第一滚动元件703和第二滚动元件704都不被轴向凹槽722包围。也就是说，第一滚动元件703和第二滚动元件704都不在轴向凹槽722下方延伸。

在操作期间，行星齿轮700上的操作载荷可能使第一和第二齿轮齿724和726在周向方向，径向方向或轴向方向上，或者在全部三个方向的某种组合上不对准。轴向凹槽722包括轴向凹槽材料，第一齿轮缘718包括第一齿轮缘材料，第二齿轮缘720包括第二齿轮缘材料。轴向凹槽材料不同于第一齿轮缘材料和第二齿轮缘材料中的至少一个，使得轴向凹槽旋转刚度小于第一轮缘旋转刚度和第二轮缘旋转刚度中的至少一个。当操作载荷置于行星齿轮700上时，减小轴向凹槽旋转刚度允许轴向凹槽722相对于第一齿轮缘718和第二齿轮缘720略微旋转。因此，轴向凹槽旋转刚度有助于第一和第二齿轮齿724和726的柔性对准。另外，当操作载荷置于行星齿轮700上时，使不同组的滚动元件(第一滚动元件703和第二滚动元件704)旋转第一齿轮缘718和第二齿轮缘720允许轴向凹槽722相对于第一齿轮缘718和第二齿轮缘720稍微旋转。另外，限制第一滚动元件703和第二滚动元件704旋转第一齿轮缘718和第二齿轮缘720而不是轴向凹槽722，允许第一齿轮缘718和第二齿轮缘720相对于彼此更大的旋转。轴向凹槽722的轻微旋转使第一和第二齿轮齿724和726的顶点728重新对准，并且提高了周转齿轮系200(图2中所示)的效率，耐用性和动力输出。另外，如果轴向凹槽材料比第一齿轮缘材料和第二齿轮缘材料轻，则轴向凹槽材料减小了行星齿轮700，动力齿轮箱146(图1中所示)和燃气涡轮发动机110(如图1所示)的重量。

上述双螺旋齿轮(doublehelixgear)提供了一种用于对准双斜齿轮的互补齿轮齿的有效方法。具体地，轴向凹槽具有减小的旋转刚度，这允许轴向凹槽稍微旋转或弯曲并对准双斜齿轮的互补齿轮齿。双斜齿轮的互补齿轮齿的对准提高了双螺旋齿轮的可靠性并且提高了周转齿轮系的效率和动力输出。最后，本文所述的双螺旋齿轮通过减少行星齿轮中的材料量来减轻飞行器的重量。

本文描述的方法，系统和装置的示例性技术效果包括以下中的至少一个：(a)减小轴向凹槽的旋转刚度；(b)对准双螺旋齿轮的互补齿轮齿；(c)提高行星齿轮的可靠性；(d)减轻飞行器发动机的重量；(e)提高周转齿轮系的效率；(f)增加周转齿轮系的动力输出。

以上详细描述了双螺旋齿轮的示例性实施例。双螺旋齿轮以及操作这种单元和装置的方法不限于本文所述的特定实施例，而是，系统的部件和/或方法的步骤可以独立地并且与本文所描述的其他部件和/或步骤分开使用。例如，这些方法也可以与需要齿轮的其他系统结合使用，并且不限于仅用本文所述的系统和方法来实践。相反，示例性实施例可以结合需要双螺旋齿轮的许多其他机械应用来实施和使用。

虽然本公开的各种实施例的具体特征可能在一些附图中示出而在其他附图中未示出，但这仅是为了方便。根据本公开的原理，可以结合任何其他附图的任何特征来参考和/或要求保护附图的任何特征。

本书面描述使用示例来描述本公开，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本公开，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本公开的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。