CN107614852B - 用于燃气涡轮发动机的减速齿轮箱 - Google Patents

Abstract

所描述的燃气涡轮发动机的减速齿轮箱包括第一齿轮减速级，所述第一齿轮减速级具有输入齿轮，所述输入齿轮适于由涡轮输出轴来驱动。所述输入齿轮将从所述涡轮输出轴接收的动力侧向地远离所述输入齿轮传递到输入变速齿轮。每个输入变速齿轮接合输出变速齿轮以限定主减速齿轮组，并且主减速齿轮组彼此侧向地间隔开以限定间隙。齿轮箱具有第二齿轮减速级，所述第二齿轮减速级由所述输出变速齿轮来驱动，所述第二级适于驱动发动机输出轴。

Description

用于燃气涡轮发动机的减速齿轮箱

技术领域

本申请一般地涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及用于燃气涡轮发动机的减速齿轮箱。

背景技术

燃气涡轮发动机以相对高的速度旋转。当将这些发动机用于驱动通常需要低速的飞行器螺旋桨或旋翼时，必须使用齿轮减速。合适的齿轮箱（诸如，减速齿轮箱）将燃气涡轮发动机的输出链接到螺旋桨或旋翼的输入。更具体地，减速齿轮箱将降低被提供到螺旋桨或旋翼的燃气涡轮发动机的输出的速度。

减速齿轮箱通常具有多个减速级，每个级增加了齿轮箱的总尺寸。高速燃气涡轮发动机常常与具有两级或更多级的减速齿轮箱一起使用，以便能够将燃气涡轮的极高旋转速度减小到用于螺旋桨或旋翼输出的相对低的速度，所述减速取决于齿轮箱传动比。此类减速齿轮箱占用的空间会太大以至于无法被容纳在紧密接近燃气涡轮发动机的核心处。例如，使此类减速齿轮箱紧密接近燃气涡轮发动机的核心将使其与诸如空气进口的部件在空间上冲突。减速齿轮箱与燃气涡轮发动机的核心之间的相对大的间隔会导致燃气涡轮发动机更大且因此更重。

发明内容

在一个方面中，提供有一种用于燃气涡轮发动机的减速齿轮箱，所述减速齿轮箱用于减小涡轮输出轴的旋转速度并驱动发动机输出轴，所述减速齿轮箱包括第一齿轮减速级，所述第一齿轮减速级具有输入齿轮，所述输入齿轮适于由所述涡轮输出轴绕纵向输入轴线来驱动，所述输入齿轮传递动力以绕至少一个横向地延伸的齿轮轴线来驱动侧向地间隔开的输入变速齿轮，每个所述输入变速齿轮接合输出变速齿轮以形成主减速齿轮组，每个主减速齿轮组在所述输入齿轮的相对侧上与所述输入齿轮的纵向输入轴线侧向地间隔以限定其间的横向间隙，所述主减速齿轮组的相接合的输入变速齿轮和输出变速齿轮执行对所述涡轮输出轴的旋转速度的减小的主要部分。

在另一个方面中，提供有一种用于减小燃气涡轮发动机的涡轮输出轴的旋转速度的方法，所述方法包括：利用所述涡轮输出轴绕纵向输入轴线来驱动齿轮箱的输入齿轮；传递由所述输入齿轮接收的动力以绕至少一个横向地延伸的齿轮轴线来驱动侧向地间隔开的主减速齿轮组，每个主减速齿轮组在所述纵向输入轴线的相对侧上与所述纵向输入轴线侧向地间隔以限定其间的横向间隙；利用所述主减速齿轮组来执行对所述涡轮输出轴的旋转速度的减小的主要部分；以及利用来自所述主减速齿轮组的动力绕输出轴线来驱动所述齿轮箱的输出齿轮。

还提供有一种用于燃气涡轮发动机的减速齿轮箱，所述减速齿轮箱用于减小涡轮输出轴的旋转速度并驱动发动机输出轴，所述减速齿轮箱包括：第一齿轮减速级，所述第一齿轮减速级具有输入齿轮，所述输入齿轮适于由所述涡轮输出轴绕纵向输入轴线来驱动，所述输入齿轮传递动力以绕至少一个横向地延伸的齿轮轴线来驱动侧向地间隔开的输入变速齿轮，每个所述输入变速齿轮接合输出变速齿轮以形成主减速齿轮组，每个主减速齿轮组在所述输入齿轮的相对侧上与所述输入齿轮的纵向输入轴线侧向地间隔以限定其间的横向间隙，所述主减速齿轮组的相接合的输入变速齿轮和输出变速齿轮执行对所述涡轮输出轴的旋转速度的减小的主要部分；以及第二齿轮减速级，所述第二齿轮减速级由所述第一齿轮减速级的输出变速齿轮来驱动，所述第二级适于驱动所述发动机输出轴。

在又一个方面中，提供有一种涡轮螺旋桨燃气涡轮发动机，所述涡轮螺旋桨燃气涡轮发动机包括：按流体连通顺序布置的压缩机区段、燃烧器、以及涡轮区段，所述涡轮区段驱动涡轮输出轴；减速齿轮箱，所述减速齿轮箱设置在所述发动机的前端处，所述减速齿轮箱包括：第一齿轮减速级，所述第一齿轮减速级具有由所述涡轮输出轴来驱动的输入齿轮，所述输入齿轮接合至少两个侧向地间隔开的传递齿轮，所述两个侧向地间隔开的传递齿轮对从所述涡轮输出轴接收的动力进行分流，每个传递齿轮安装到输入传动轴，所述输入传动轴远离对应的传递齿轮侧向地延伸到安装在其侧向外端处的输入变速齿轮，每个输入变速齿轮接合输出变速齿轮，相接合的每对输入变速齿轮和输出变速齿轮位于一个平面中，所述平面是平行的并且设置在所述齿轮箱的相对侧上，并且彼此侧向地间隔开以限定其间的间隙；以及第二齿轮减速级，所述第二齿轮减速级由所述输出变速齿轮来驱动，所述第二级驱动适于将动力传送到螺旋桨的输出轴；以及空气进口，所述空气进口在所述压缩机区段的上游设置在所述发动机的前端处，所述空气进口具有在入口与出口之间延伸的空心主体，所述出口与所述压缩机区段以流体连通方式连接以将进入空气供应到所述压缩机区段，所述主体至少部分地设置在由所述齿轮箱限定的间隙内并且将至少所述输入齿轮和所述传递齿轮容纳在所述主体的入口与出口之间。

上述涡轮螺旋桨燃气涡轮发动机还可包括覆盖每个输入传动轴的传动轴壳体，每个传动轴壳体具有翼型的形状，具有面向所述空气进口的入口的前缘和面向所述空气进口的出口的后缘。上述涡轮螺旋桨燃气涡轮发动机的输入齿轮可以是能够随所述输入轴一起绕输入轴线旋转的输入锥齿轮，并且每个传递齿轮是接合所述输入锥齿轮的第一锥齿轮，每个输入变速齿轮能够绕与对应的第一锥齿轮相同的齿轮轴线旋转。每对所述第一锥齿轮和所述输入变速齿轮的齿轮轴线可共线。每个输出变速齿轮可安装到输出传动轴，所述输出传动轴从对应的输出变速齿轮侧向向内延伸到安装在其侧向内端处的第二锥齿轮。第二锥齿轮可接合输出锥齿轮，所述输出锥齿轮能够绕输出轴线旋转。所述齿轮轴线中的每一者可不平行于所述输入轴线和所述输出轴线两者，所述输入轴线和所述输出轴线是平行的。每个平面可在所述齿轮箱的相对侧上竖直地定向。

附图说明

现在参考附图，在附图中：

图1是燃气涡轮发动机的部分截面图，所述燃气涡轮发动机具有示意性地示出的本公开的减速齿轮箱；

图2是图1的减速齿轮箱的透视图；

图3是放置在发动机机舱内的图1的减速齿轮箱的示意性截面图；

图4是用于输送来自燃气涡轮发动机的动力的方法的图；

图5A是用于图1的减速齿轮箱的箱体和空气进口的透视图；

图5B是图1的减速齿轮箱的第一级的部件的透视图；以及

图5C是设置在图5A的空气进口内的图5B的部件的透视图。

具体实施方式

图1大体上图示了优选地被提供用于亚音速飞机中的类型的燃气涡轮发动机10，燃气涡轮发动机10大体上按流体连通顺序包括：空气进口11，环境空气通过所述空气进口进入发动机10；压缩机区段14，压缩机区段14用于对空气进行加压；燃烧器16，经压缩的空气在燃烧器16中与燃料混合并且被点燃以产生热燃烧气体的环状流；以及涡轮区段18，涡轮区段18用于从燃烧气体提取能量。

更具体地，图1的发动机是涡轮螺旋桨发动机10，涡轮螺旋桨发动机10具有用于驱动螺旋桨12的减速齿轮箱20。将领会的是，发动机10也可以是用于驱动例如直升机的主旋翼和尾旋翼的涡轮轴发动机。发动机10的涡轮区段18可以包括低压（LP）涡轮13、高压（HP）涡轮15、以及驱动动力涡轮输出轴19的一个或多个动力涡轮17。涡轮输出轴19将旋转输入提供到减速齿轮箱20中。在大多数情况下，涡轮输出轴19将旋转输入直接地提供到减速齿轮箱20。涡轮输出轴19也可对驱动轴23进行驱动（见图3）。

减速齿轮箱20将动力涡轮17的速度减小到适合于螺旋桨12的速度。齿轮箱可以或者是“标准旋转（standard rotation）”齿轮箱20或者是“反向旋转（opposite rotaion）”齿轮箱20，这取决于螺旋桨12所期望的旋转方向。如下文将更详细地解释的，齿轮箱20包括多于一个减速级。

参考图1和图2，齿轮箱20包括从动力涡轮的涡轮输出轴19接收旋转输入的第一减速级26。第一级26采用齿轮减速以降低从涡轮输出轴19接收的旋转速度。齿轮箱20还包括从第一级26接收更低速度的旋转输入的第二减速级25。第二级25采用对从第一级26接收的输入的另外的齿轮减速以进一步降低速度。第二级25将旋转输出提供到发动机输出轴21，发动机输出轴21可以连接到螺旋桨或旋翼以产生推进力。

现在更详细地参考图2，第一级26经由绕纵向输入轴线24旋转的涡轮输出轴从发动机直接地接收旋转动力。第一级26是齿轮箱20的第一减速级。在操作中，其降低从发动机接收的旋转输入的速度。然后，第一级26将更低速度的旋转输出输出到第二级25。因此，第一级26直接地或间接地接合涡轮输出轴19和第二级25两者。第一级26具有：输入齿轮27，输入齿轮27从涡轮输出轴19接收动力并绕输入轴线24旋转；输出齿轮28，输出齿轮28绕输出轴线22旋转；以及减速齿轮组40，减速齿轮组40将旋转驱动从输入齿轮27传递到输出齿轮28。输入齿轮27经由涡轮输出轴19接收发动机的动力，并将其引导到减速齿轮组40。输入齿轮27可以连接到涡轮输出轴19或关于涡轮输出轴19来安装，以使得与涡轮输出轴19成固定旋转关系。因此，输入齿轮27以与涡轮输出轴19相同的速度并绕输入轴线24旋转。

现在参考图2和图3，第一级26的减速齿轮组40接合输入齿轮27和输出齿轮28两者，以经由减速齿轮系将它们连接在一起。减速齿轮组40负责由第一级26实现的减速的主要部分。如下文将更详细地讨论的，减速齿轮组40的部件中的一些定位在齿轮箱20的相对侧上，并因此在齿轮箱20的内部中形成空间。由于在齿轮箱20的界限内形成的开放空间，可以使齿轮箱20更靠近发动机核心而不干扰重要的发动机部件。

减速齿轮组40包括两个输入齿轮组42，两个输入齿轮组42中的每一者接合输入齿轮27，输入齿轮27通常为锥齿轮。每个输入齿轮组42接收由输入齿轮27从发动机接收的动力的近似一半，并沿着它们相应的齿轮轴线41中的每一者侧向地远离输入齿轮27引导旋转输出。实际上，每个输入齿轮组42的齿轮轴线41可共线。

每个输入齿轮组42具有传递齿轮（transfer gear）43，传递齿轮43通常也是锥齿轮，传递齿轮43中的每一者与输入锥齿轮27啮合并由输入锥齿轮27驱动。传递齿轮43被侧向地间隔开。如本文中所使用的术语“侧向”及其派生词描述朝向和远离齿轮箱20及其壳体的侧部的横向方向。侧向方向可以与纵向方向形成对比，纵向方向是齿轮箱20和发动机的纵长方向。

两个啮合的锥齿轮将改变旋转驱动的方向。更具体地，输入锥齿轮27将绕输入轴线24提供旋转驱动，并且啮合的锥形传递齿轮43将绕它们相应的齿轮轴线41中的每一者输出旋转驱动。此外，两个传递齿轮43共用一个公共齿轮（即，输入锥齿轮27），这在锥齿轮具有近似为1的传动比的条件下，导致由每个传递齿轮43来将来自发动机的动力均分。传递齿轮43与输入锥齿轮27的接合也有助于减小齿轮箱20的尺寸。锥齿轮中的每一者可以被制成得足够小以配合在空气进口内，由此减小由齿轮箱20占据的空间而不对流动到空气进口中的空气形成过多的障碍。

输入齿轮组42中的每一者还具有输入传动轴45，输入传动轴45侧向地远离齿轮箱20的内部将旋转驱动从每个传递齿轮43传送到定位在齿轮箱20的外侧上（即，远离齿轮箱20的中心）的输入变速齿轮44。每个输入变速齿轮44在侧向外端处安装到输入传动轴45，并且绕与其所链接到的传递齿轮43相同的齿轮轴线41旋转。如下文将讨论的，每个输入变速齿轮44形成第一级26的主减速件的一部分，以使得减小来自发动机的旋转输出的速度。如而，每个输入变速齿轮44可以为实现此类功能性的任何合适的斜齿小齿轮（helicalpinion）或直齿小齿轮（spur pinion）。

减速齿轮组40还包括两个输出齿轮组46。每个输出齿轮组46从对应的输入变速齿轮44接收发动机动力的近似一半，并且绕它们相应的齿轮轴线41中的每一者降低旋转输出的速度。实际上，每个输出齿轮组46的齿轮轴线41可共线。

每个输出齿轮组46具有输出变速齿轮48，输出变速齿轮48与对应的输入齿轮组42的输入变速齿轮44啮合并由输入变速齿轮44来驱动。每个输出变速齿轮48位于与其所接合的输入变速齿轮44相同的平面53中。这些平面53中的一者位于图3的页面中。每个平面53定位在齿轮箱20的侧向外侧处，且因此远离齿轮箱20的中心。两个平面53彼此平行且彼此侧向地间隔开，并与齿轮箱20的中心侧向地间隔开，以限定平面53之间的横向地延伸的间隙G。当发动机的中心纵向轴线定向成平行于地表面时，平面53可具有基本上竖直的定向（见图3）或垂直于地表面。

通过接合输入变速齿轮44，每个输出变速齿轮48降低发动机的旋转输出的速度。因此，与输出变速齿轮48接合的每个输入变速齿轮44形成主减速齿轮组的一部分，主减速齿轮组实现对从输入齿轮27接收的旋转速度的减小的主要部分。更具体地，输出变速齿轮48具有比其所啮合的输入变速齿轮44的工作直径更大的工作直径（以及更多的齿数），使得输出变速齿轮48将具有更低的旋转频率。将领会的是，输入变速齿轮44和输出变速齿轮48的相对尺寸可以改变，然而，输出变速齿轮48将始终大于输入变速齿轮44以便实现减速。输出齿轮组46中的每一者还具有输出传动轴49，输出传动轴49将旋转驱动从每个输出变速齿轮48侧向向内朝向齿轮箱20的中心并朝向第二锥齿轮47传送。每个第二锥齿轮47绕与其经由输出传动轴49所链接到的输出变速齿轮48相同的齿轮轴线41旋转。

因此，可以从上文领会的是，第一级26的输入齿轮组42和输出齿轮组46竖直地偏置（即，在垂直于发动机主纵向轴线的平面中偏置）且彼此“异面（out of plane）”。这允许输入齿轮组42和输出齿轮组46“堆叠”在彼此的顶上。第一级26中的减速件的这种竖直偏置还允许输入轴线24和输出轴线22彼此竖直地偏置。

第一级26的输出齿轮28从减速齿轮组40接收更低速度的旋转输入。输出齿轮28还接合第二级25，以将旋转驱动从第一级26提供到第二级25。输出齿轮28与第二级25的接合的性质可以变化。例如，输出齿轮28可以经由花键联接到第二级25的齿轮中的一者。

为了改变来自输出齿轮组46的更低速度的旋转输出的方向使得其绕输出轴线22旋转以驱动第二级25，输出齿轮28可以为锥齿轮。输出锥齿轮28绕输出轴线22旋转。输出锥齿轮28必须与另一锥齿轮（诸如，输出齿轮组46的第二锥齿轮47中的每一者）啮合。当第二锥齿轮47接合输出锥齿轮28时，来自发动机的动力得以在输出锥齿轮28处重组，并关于输出轴线22输出到第二级25。因此，输出锥齿轮28关于输出轴线22来引导第一级26的旋转输出。因此，输出锥齿轮28可以为允许对从减速齿轮组40接收的旋转输入进行重组的任何合适的锥齿轮，诸如等径伞齿轮（mitre gear）、螺旋锥齿轮（spiral bevel gear）或准双曲面齿轮（hypoid gear）。

因此，从上文可以领会的是，减速齿轮组40中的齿轮中的每一者绕其自己的齿轮轴线41旋转。齿轮轴线41中的每一者定向成不平行于输入轴线24和输出轴线22。在所描绘的实施例中，每个齿轮轴线41垂直于输入轴线24和输出轴线22两者，如图2中所示的那样。然而，减速齿轮组40的齿轮轴线41也可倾斜成与输入轴线24和输出轴线22成一角度（即，非零角度）。通过假设齿轮轴线41以及输入轴线24和输出轴线22中的每一者位于它们自己的竖直平面中，可以更好地来领会“非平行”的表述。齿轮轴线41中的任一者的竖直平面不平行于输入轴线24和输出轴线22中的每一者的竖直平面，并且实际上可相交。在图2的实施例中，例如，每个齿轮轴线41的竖直平面与输入轴线24的和输出轴线22的竖直平面两者垂直地相交。

可以以许多种方式来实现齿轮轴线41相对于输入轴线24和输出轴线22的非平行定向。在图2的实施例中，减速齿轮组40对从发动机接收的动力进行分流和重组。更具体地，输入齿轮27是与涡轮输出轴19一起绕输入轴线24旋转的锥齿轮或小齿轮。由于输入锥齿轮27将必然与另一锥齿轮啮合，所以由发动机供应的动力被与输入锥齿轮27啮合的两个锥形传递齿轮43分割。来自发动机的旋转输出被绕输入轴线24接收，并且由输入锥齿轮27沿着平行于齿轮轴线41的方向输出。因此，输入锥齿轮27可以为允许对从涡轮输出轴19接收的旋转输入进行分割的任何合适的锥齿轮，诸如等径伞齿轮、螺旋锥齿轮或准双曲面齿轮。

齿轮箱20的第二级25是齿轮箱20中的减速级中的另一个。其经由输出齿轮28从第一级26接收旋转输入并降低其速度，之后将旋转驱动直接地或间接地输出到发动机输出轴21，并且因此最终输出到螺旋桨或旋翼。因此，第二级25可以包括实现此类功能性的齿轮或齿轮系的任何布置结构。

在图2和图3的实施例中，第二级25包括行星式齿轮系。行星齿轮系可以是周转式的（epicyclical），并且可由太阳齿轮30组成，太阳齿轮30关于输出轴线22与发动机输出轴21同轴并由自由花键（free spline）31联接到第一级26的旋转部件以由此被驱动。太阳齿轮30可以与支撑在行星齿轮架33上的多个行星齿轮32啮合。行星齿轮架33可以由固定花键联接件联接到发动机输出轴21以驱动发动机输出轴21。静止的外部环齿轮可与行星齿轮32啮合以允许绕太阳齿轮30作绕轨运动。替代性地，行星齿轮架33可为静止的，并且外部环齿轮可旋转以输出动力。

由齿轮箱20驱动的发动机输出轴21接收第二级25的旋转输出，并接合螺旋桨或旋翼或者其轴，以向其提供旋转动力。发动机输出轴21可以通过将两个轴上的邻接凸缘连结来直接地连接到螺旋桨轴，或者经由另一部件间接地连接到螺旋桨轴。作为长形的主体，发动机输出轴21限定输出轴线22并且能够绕其旋转。

仍参考图2和图3，齿轮箱20可包括用于驱动发动机的附件（例如，燃料泵、座舱空气压缩机等）的一个或多个附件驱动件。这些附件由发动机所供应的动力来驱动。第一级26通常比第二级25更适合于驱动这些发动机附件。因此，齿轮箱20可具有由输出齿轮28绕输出轴线22驱动的附件驱动齿轮29。附件驱动齿轮29与输出齿轮28同轴。附件驱动齿轮29可安装到输出齿轮28上以随其一起旋转。附件驱动齿轮29可与惰轮（idler）或其他类似的部件接合，以将动力传送到附件。

因此，可以从上文并且更具体地参考图3领会的是，本文中所公开的齿轮箱20可具有允许其被放置成比现有多级减速齿轮箱更靠近发动机10的核心的构造，因为可以由涡轮输出轴19来直接地驱动齿轮箱20。因此，不需要将涡轮输出轴19链接到齿轮箱的单独的驱动轴23，一些常规减速齿轮箱正是这种情况。因此，可以取消驱动轴23或使其长度减小，因此减小使螺旋桨与发动机分离的轴向纵长距离。通过实现在与常规减速齿轮箱相比时更短的驱动轴23的长度（或通过允许齿轮箱20直接地连接到涡轮输出轴19，因此完全取消了对驱动轴23的需要），齿轮箱20可以有助于使燃气涡轮发动机和周围机舱变得更短且更轻。齿轮箱20允许将重要的部件（诸如，空气进口）集成在其界限内，因此允许其更紧密接近发动机10的核心。

现在参考图4，还公开有一种用于使用上述减速齿轮箱来输送燃气涡轮发动机的动力的方法100。

方法100包括：通过旋转运动来绕输入轴线驱动齿轮箱的输入齿轮，这在图4中被示出为102。所述旋转运动由来自燃气涡轮发动机的动力提供。所述动力可经由燃气涡轮发动机的涡轮输出轴直接地供应到齿轮箱。

方法100还包括：传递由输入齿轮接收的动力以绕一个或多个横向地延伸的齿轮轴线来驱动侧向地间隔开的主减速齿轮组。每个主减速齿轮组在纵向输入轴线的相对侧上与纵向输入轴线侧向地间隔从而限定横向间隙，这在图4中被示出为104。

这包括：将燃气涡轮发动机的动力分流成两半。传递齿轮的齿轮轴线共线，并且不平行于输入轴线和输出轴线。然后，来自发动机的经分流的动力可以被重组并被提供到发动机输出轴。

方法100还包括：利用主减速齿轮组来执行对涡轮输出轴的旋转速度的减小的主要部分，这在图4中被示出为106。

方法100还包括：利用来自减速齿轮组的动力绕输出轴线来驱动齿轮箱的输出齿轮，这在图4中被示出为108。

现在参考图5A，并且根据本公开的另一个实施例，齿轮箱的一些特征被容纳在发动机的部件（诸如，空气进口11）内。换句话说，发动机的部件（诸如，空气进口11）可以与齿轮箱集成在一起、集成在齿轮箱内和/或周围。在将齿轮箱的一些容纳在空气进口11内或使得空气进口能够至少部分地延伸穿过齿轮箱的结构和/或在齿轮箱的结构之间延伸的情况下，有可能使齿轮箱更靠近发动机的涡轮机械。这有助于缩短发动机的总体轴向长度，并因此使燃气涡轮发动机和周围机舱变得更短且更轻。

图5A示出了齿轮箱的箱体50（为了清晰起见未示出齿轮箱自身），箱体50能够收容齿轮箱的第一级和第二级两者。箱体50在压缩机区段前方安装到发动机。空气进口11连接到箱体50的上游或前端，并配置成经由箱体50的内部将空气引入到发动机的压缩机区段中。空气进口11具有在入口11b与出口11c之间延伸的空心主体11a。空气经由入口11b被引入到主体11a中，并且经由出口11c离开主体11a。

参考图5B，其示出了齿轮箱的第一级的一部分。更具体地，图5B示出了与两个输入齿轮组42接合的输入齿轮27。在当前实施例中，输入齿轮27或者直接地或者间接地经由另一个部件（诸如，驱动轴或齿轮）来直接地安装到涡轮输出轴上。在替代性实施例中，输入齿轮27可以直接地安装到由涡轮输出轴驱动的驱动轴。由于上文给出的原因，该驱动轴可以具有比常规驱动轴更短的长度。

输入齿轮27接合传递齿轮（诸如，所示出的两个传递齿轮43），由此将从涡轮输出轴接收的动力分流成两半。然后，可以经由输入传动轴45将该经分流的动力从传递齿轮引导到输入变速齿轮44。涡轮输出轴支撑输入齿轮27，并且涡轮输出轴的前轴承可以安装到框架51，框架51自身意图安装到空气进口的出口。

对从涡轮输出轴接收的动力进行分流导致动力被引导远离输入齿轮27。输入齿轮27与两个相同的传递齿轮43啮合，每个传递齿轮具有为1的传动比。这允许输入驱动齿轮（即，至少输入齿轮27和传递齿轮43）小到足以被集成在空气进口内。动力被从输入驱动齿轮引导到执行第一级的减速的齿轮和齿轮布置结构（诸如，输入变速齿轮44和输出变速齿轮48）。因此，由第一级执行的减速件可以远离输入齿轮27移动到齿轮箱的外界限，并因此避开空气进口。在将减速件移动远离输入齿轮27的情况下，第一级的“输入齿轮”（即，至少输入齿轮27和传递齿轮）占据较少的空间，使得它们可以配合在空气进口内。

图5C中更清楚地示出了该内容。输入齿轮设置在空气进口11的在入口11b和出口之间的主体11a内（并因此被隐藏而无法观察到）。接合输入齿轮的传递齿轮也设置在空气进口11的主体11a内（并因此也被隐藏而无法观察到）。传递齿轮对从输入齿轮接收的动力进行分流，并将该动力朝向输入变速齿轮44引导，输入变速齿轮44将与输出变速齿轮接合并执行减速。输出变速齿轮48的主要功能是执行（下）传递齿轮43和（上）第二锥齿轮47之间的减速。由于大部分的减速是由这些斜齿齿轮实现的，所以锥齿轮可以尽可能地紧凑。

因此，可以领会的是，第一级中的减速件朝向齿轮箱箱体50的外极端的移位在其体积内形成开放空间，使得发动机的部件（诸如，空气进口11）可以集成在齿轮箱的界限内。因此，输入齿轮和传递齿轮将占据空气进口11内的相对少量的空间，由此使对流动穿过空气进口11的空气的阻碍最小化。第一级可以进一步通过将每个输入传动轴45容纳在传动轴壳体52中（见图5A和图5B）来使对空气流动路径的阻碍的最小化。每个传动轴壳体52可具有翼型的形状，具有面向空气进口11的入口11b的前缘和面向空气进口11的出口11c的后缘。

一些常规减速齿轮箱的第一级齿轮减速件由输入齿轮组成，输入齿轮与具有更大直径的减速齿轮啮合。更大的减速齿轮有时与输入齿轮竖直地偏置。动力从输入齿轮直接地传送到减速齿轮而不进行任何分流，且两个齿轮绕平行的轴线旋转。将领会的是，第一级齿轮的此类将减速件集中在输入齿轮周围的布置结构将不能够配合在常规空气进口内。因此，具有此类第一级的减速齿轮箱必须安装在空气进口的前方以便不阻碍到此的流动，由此需要来自涡轮机械的相对长的驱动轴，这将导致沿着轴向方向相对长的发动机。

要领会的是，图5A到图5C的实施例是关于涡轮螺旋桨型燃气涡轮发动机结构，其中，齿轮箱和空气进口两者定位在发动机的前端处。在不具有与齿轮箱在同一端处的空气进口的其他类型的燃气涡轮发动机中，本公开的齿轮箱仍有助于减小发动机的总体空间范围以及因此减小重量，然而，齿轮箱并非简单地按照图5A到图5B的实施例那样直接地集成在空气进口内。

以上描述仅意在是示例性的，并且本领域技术人员将认识到，在不偏离如所要求的本发明的范围的情况下，可对所描述的实施例作出改变。鉴于对本公开的浏览，本领域的技术人员将明白落在本发明的范围内的另外的其他修改，并且此类修改意图落在所附权利要求内。

Claims (20)

1.一种用于燃气涡轮发动机的减速齿轮箱，所述减速齿轮箱用于减小涡轮输出轴的旋转速度并驱动发动机输出轴，所述减速齿轮箱包括第一齿轮减速级，所述第一齿轮减速级具有输入齿轮，所述输入齿轮适于由所述涡轮输出轴绕纵向输入轴线来驱动，所述输入齿轮传递动力以绕至少一个横向地延伸的齿轮轴线来驱动侧向地间隔开的输入变速齿轮，每个所述输入变速齿轮接合输出变速齿轮以形成主减速齿轮组，每个主减速齿轮组在所述输入齿轮的相对侧上与所述输入齿轮的纵向输入轴线侧向地间隔以限定其间的横向间隙，所述主减速齿轮组的相接合的输入变速齿轮和输出变速齿轮执行对所述涡轮输出轴的旋转速度的减小的主要部分。

2.根据权利要求1所述的减速齿轮箱，还包括第二齿轮减速级，所述第二齿轮减速级由所述第一齿轮减速级的输出变速齿轮来驱动，所述第二齿轮减速级适于驱动所述发动机输出轴。

3.根据权利要求2所述的减速齿轮箱，其中，所述第二齿轮减速级包括行星式齿轮系。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的减速齿轮箱，其中，每个主减速齿轮组的输出变速齿轮具有大于对应的输入变速齿轮的直径的直径。

5.根据权利要求1-3中的任一项所述的减速齿轮箱，其中，所述横向间隙的尺寸和形状在每个主减速齿轮组之间被设计成将发动机部件接收在其内。

6.根据权利要求5所述的减速齿轮箱，其中，所述发动机部件是空气进口。

7.根据权利要求6所述的减速齿轮箱，其中，至少所述输入齿轮设置在所述空气进口内。

8.根据权利要求1-3以及6-7中的任一项所述的减速齿轮箱，其中，每个主减速齿轮组在所述输入齿轮的相对侧上位于竖直平面中，所述平面是平行的并且在所述减速齿轮箱的相对侧上均等地间隔开。

9.根据权利要求1-3以及6-7中的任一项所述的减速齿轮箱，其中，所述输入齿轮是能够绕所述输入轴线旋转的输入锥齿轮。

10.根据权利要求9所述的减速齿轮箱，其中，所述输入齿轮接合两个传递齿轮以传递动力来驱动侧向地间隔开的所述输入变速齿轮，每个传递齿轮是接合所述输入锥齿轮的第一锥齿轮，每个输入变速齿轮能够绕与对应的第一锥齿轮相同的齿轮轴线旋转。

11.根据权利要求9所述的减速齿轮箱，其中，每个输出变速齿轮安装到输出传动轴，所述输出传动轴从对应的输出变速齿轮侧向向内延伸到安装在其侧向内端处的第二锥齿轮。

12.根据权利要求11所述的减速齿轮箱，其中，每个第二锥齿轮接合输出锥齿轮，所述输出锥齿轮能够绕输出轴线旋转。

13.根据权利要求12所述的减速齿轮箱，其中，所述齿轮轴线中的每一者不平行于所述输入轴线和所述输出轴线两者，所述输入轴线和所述输出轴线是平行的。

14.根据权利要求13所述的减速齿轮箱，其中，所述输入轴线和所述输出轴线竖直地偏置。

15.一种用于减小燃气涡轮发动机的涡轮输出轴的旋转速度的方法，包括：

利用所述涡轮输出轴绕纵向输入轴线来驱动齿轮箱的输入齿轮；

传递由所述输入齿轮接收的动力以绕至少一个横向地延伸的齿轮轴线来驱动侧向地间隔开的主减速齿轮组，每个主减速齿轮组在所述纵向输入轴线的相对侧上与所述纵向输入轴线侧向地间隔以限定其间的横向间隙；

利用所述主减速齿轮组来执行对所述涡轮输出轴的旋转速度的减小的主要部分；以及

利用来自所述主减速齿轮组的动力绕输出轴线来驱动所述齿轮箱的输出齿轮。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：将所述输入齿轮和所述传递齿轮与所述燃气涡轮发动机的空气进口集成在一起。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，传递所述动力包括：在两个传递齿轮之间对所述动力进行分流，每个传递齿轮侧向地远离所述输入齿轮引导所述动力。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，对所述动力进行分流包括：绕对应的齿轮轴线来旋转每个传递齿轮，所述对应的齿轮轴线不平行于所述输入轴线和所述输出轴线。

19.根据权利要求15-16以及18中的任一项所述的方法，其中，驱动所述输出齿轮包括：利用所述输出齿轮来驱动齿轮减速的第二齿轮减速级，所述齿轮减速的第二齿轮减速级包括行星式齿轮系。

20.一种用于燃气涡轮发动机的减速齿轮箱，所述减速齿轮箱用于减小涡轮输出轴的旋转速度并驱动发动机输出轴，所述减速齿轮箱包括：

第一齿轮减速级，所述第一齿轮减速级具有输入齿轮，所述输入齿轮适于由所述涡轮输出轴绕纵向输入轴线来驱动，所述输入齿轮传递动力以绕至少一个横向地延伸的齿轮轴线来驱动侧向地间隔开的输入变速齿轮，每个所述输入变速齿轮接合输出变速齿轮以形成主减速齿轮组，每个主减速齿轮组在所述输入齿轮的相对侧上与所述输入齿轮的纵向输入轴线侧向地间隔以限定其间的横向间隙，所述主减速齿轮组的相接合的输入变速齿轮和输出变速齿轮执行对所述涡轮输出轴的旋转速度的减小的主要部分；以及

第二齿轮减速级，所述第二齿轮减速级由所述第一齿轮减速级的输出变速齿轮来驱动，所述第二齿轮减速级适于驱动所述发动机输出轴。