[发明专利]涡轮发动机的具有包括交联结构的辐板的小齿轮

说明书

本发明涉及一种用于飞行器涡轮发动机齿轮系的小齿轮，所述小齿轮包括：‑圆柱形主体(2)，所述圆柱形主体沿轴线延伸，并且被配置为与容纳在所述圆柱形主体中的轴接合，‑轮缘(4)，所述轮缘与所述圆柱形主体同轴，‑辐板(3)，所述辐板由前壁(32)和后壁(33)轴向地限定并且从所述圆柱形主体径向地延伸到所述轮缘，所述前壁和后壁中的每一者都具有密度，所述小齿轮包括在所述前壁和所述后壁之间围绕所述圆柱形主体的交联结构(5)，所述交联结构包括沿三维坐标系的三个轴线重复的晶胞，所述晶胞的密度严格地小于所述前壁和后壁中的每一者的密度。

技术领域

本发明属于用于飞行器涡轮机的具有齿轮系的动力传动装置的领域。

具体地，本发明涉及用于飞行器涡轮机传动轴的小齿轮，以及包括这种类型小齿轮的减速齿轮箱，包括这种类型小齿轮的涡轮机和用于这种类型小齿轮的制造方法。

背景技术

涡轮机的可动部件旋转产生的机械动力通常通过齿轮传动装置传递给飞行器的其他部件。

举例而言，直升机涡轮发动机以已知的方式包括：减速齿轮箱，减速齿轮箱实现连接到自由涡轮的轴与输出轴之间的传动。减速齿轮箱包括齿轮系和附件传动系。基于自由涡轮的旋转运动，减速齿轮系将减速的旋转运动传递给主传动齿轮箱，以用于驱动直升机的转子。附件传动系将旋转运动传递给涡轮发动机运行所必需的不同附件：润滑部件、燃油泵、电力供应部件…

减速齿轮箱中的不同机械力传动链包括具有小齿轮的传动装置，该传动装置以预定的减速比完成传动步骤。

通常，小齿轮包括沿轴线延伸的毂部以及位于毂部周围的轮缘上的齿，其中，该毂部具有用于容纳涡轮机轴的中空的圆柱形空间。在已知的小齿轮中，轮缘通过一个简易的辐板连接到毂部上。简易的辐板可以被视为厚度小于轮缘最大厚度的实心圆盘。圆盘在位于毂部的其中心处穿孔，以使得与小齿轮配合的轴通过。

在航空应用中，为了限制总耗油量并优化部件的可靠性，期望减小涡轮机部件的质量。涡轮机部件质量的降低(通过去除特定区域的材料)不应损害其机械性能，而且适于根据该区域所预期的机械负载来优化部件每个区域的性能。

特别是对于传动装置的小齿轮，在涡轮机的运行期间，应注意轮缘在负载作用下的变形的保持以及小齿轮的模态行为。在小齿轮的轮缘包括位于辐板任一侧的横向悬臂的情况下，这些悬臂在运行期间可能会经历大的振动并且被损坏。

因此，可以提高涡轮机轴的小齿轮的机械性能水平。

此外，为了降低小齿轮的质量，已经提出通过制造多个通孔将小齿轮的实心辐板制成镂空结构。然而，将辐板制成镂空结构会增加风阻损失从而降低小齿轮的性能，并且借此而能够减少的质量仍然不足。

发明内容

因此，需要一种具有较小质量同时具有优化的机械性能的涡轮机轴的小齿轮，以便限制涡轮机的机载质量。期望将力分布在小齿轮的辐板上，以使得包含小齿轮的传动装置在运行期间避免过度的局部机械应力。

具体地，必须限制辐板和轮缘在负载作用下的变形。还期望限制辐板横向面的振动。

此外，寻求一种能够得到质量减小的涡轮机轴小齿轮的制造方法。所寻求的方法必须能够精确控制小齿轮的机械结构，以根据预期的应力水平来优化部件每个区域的机械性能。

为了响应这些需求，本发明的第一个目的是一种用于涡轮机齿轮系的小齿轮，所述小齿轮包括：

-圆柱形主体，所述圆柱形主体沿轴线延伸，并且被配置为与容纳在所述圆柱形主体中的轴接合，

-轮缘，所述轮缘与所述圆柱形主体同轴，

-辐板，所述辐板由前壁和后壁轴向地限定并且由所述轮缘径向地限定，所述前壁和后壁中的每一者都具有密度，