[发明专利]具优化成使行星齿轮系统继续运行的失效模式的行星齿轮

说明书

本发明涉及具优化成使行星齿轮系统继续运行的失效模式的行星齿轮。特别地，提供一种将行星齿轮系统优化成在行星齿轮失效后继续运行的方法，其包括：提供行星齿轮系统；以及通过减小行星齿轮系统的行星齿轮的轮缘厚度来减小行星齿轮的支持率。

背景技术

在行星齿轮系统中，行星齿轮或小齿轮通常设计成由于齿轮齿破裂而失效。在行星齿轮齿从行星齿轮脱落的情况下，当破裂齿残余部分陷入行星齿轮与太阳齿轮之间和/或行星齿轮与齿圈之间时，行星齿轮系统会经历灾难性失效。这种失效模式会导致行星齿或小齿轮齿由于与太阳齿轮或齿圈的配合齿的干涉而灾难性地锁住。行星齿轮系统在一些应用中的灾难性故障可能是非常不便的，而在飞行器的推进系统、比如但不限于直升机的推进系统中，这种失效会导致致命的碰撞和/或对飞行器造成重大损害。尽管存在这些问题，但是一些研究仍然支持推行将行星齿轮齿破裂作为行星齿轮的优选、主要和期望的失效模式。

附图说明

图1是根据本公开的实施方式的行星齿轮系统的正交俯视图。

图2是常规行星齿轮的剖视图。

图3是本公开的行星齿轮的剖视图。

图4是将行星齿轮系统优化成在行星齿轮失效后继续运行的方法的流程图。

图5是将行星齿轮系统优化成在行星齿轮失效后继续运行的另一方法的流程图。

图6是将行星齿轮优化成轮缘破裂而不是齿破裂的方法的流程图。

具体实施方式

在本说明书中，在描述附图中的装置时，可以参考各个部件之间的空间关系以及部件的各个方面的空间取向。然而，如本领域技术人员在完整阅读本公开内容之后将会认识到的，本文所描述的设备、构件、装置等可以以任何期望的取向来定位。因此，由于本文中所描述的装置可以以任何期望的方向定向，因此使用比如“在……上方”、“在……下方”、“上”、“下”的术语或其他类似术语来描述各个部件之间的空间关系或者描述这些部件的各方面的空间取向应当分别被理解成描述这些部件之间的相对关系或这些部件的各方面的空间取向。

现在参照图1，示出了本公开的行星齿轮系统100。行星齿轮系统100包括太阳齿轮102、齿圈104以及四个行星齿轮106(或小齿轮)。四个行星齿轮106由行星架108承载。更具体地，行星齿轮106使用滚子轴承112以可旋转的方式安装至行星架108的柱110。尽管行星齿轮系统100可以通过限制太阳齿轮102、齿圈104和行星架108中的任一者的角度旋转以多种方式驱动，但是行星齿轮系统100的运行在本文中出于说明的目的被描述为允许太阳齿轮102和行星架108绕安装有太阳齿轮102的轴116的中心轴线114的角度旋转。最通常地，在防止行星架108绕中心轴线114旋转的情况下，轴116和相关联的太阳齿轮102的顺时针旋转导致行星齿轮106的逆时针旋转和行星架108的顺时针旋转。在一个实施方式中，太阳齿轮102、齿圈104和行星齿轮106中的每一者形成为渐开线齿轮，使得当在正常运行条件下运行并且没有任何齿轮失效时，两个齿轮齿之间的接触沿着单一作用线(或压力线或接触线)产生。尽管常规的行星齿轮系统设计成优选地将齿从行星齿轮脱落作为主要失效模式，但是行星齿轮系统100设计成允许行星齿轮106的轮缘118中的破裂122。轮缘118可以最通常地被描述为包括行星齿轮106的从行星齿轮106的齿根圆(包括齿根直径)以径向向内(朝向相关联的柱110)的方式存在的材料。更通常地，轮缘118包括行星齿轮106的承载行星齿轮齿120的材料。