CN108730479A - 齿轮、制造齿轮的方法和齿轮传动的燃气涡轮发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及齿轮、制造齿轮的方法和齿轮传动的燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机（10）包括齿轮箱（28），齿轮箱包括太阳齿轮（30）、环形齿轮（32）、多个行星齿轮（34）和托架（36）。太阳齿轮与行星齿轮啮合，行星齿轮与环形齿轮啮合。行星齿轮包括第一环形结构（44）、多个从第一环形结构径向延伸的齿（46）和抵靠并固定到第一环形结构的圆柱形表面（45）的第二环形结构。第一环形结构（44）和齿（46）由钢构成，第二环形结构（48）包括金属基体复合材料，金属基体（50）包括铝、铝合金、钢、钛或钛合金，增强材料（52）包括二硼化钛、碳化钛或氮化钛。第二环形结构减小质量但维持或增加行星齿轮的刚度以承载离心负载并维持行星齿轮的圆度。

Description

齿轮、制造齿轮的方法和齿轮传动的燃气涡轮发动机
技术领域
本公开涉及齿轮传动的燃气涡轮发动机，并且具体涉及齿轮传动的涡轮风扇燃气涡轮发动机或齿轮传动的涡轮螺旋桨燃气涡轮发动机。
背景技术
齿轮传动的涡轮风扇燃气涡轮发动机或齿轮传动的涡轮螺旋桨燃气涡轮发动机包括布置成驱动风扇或螺旋桨的齿轮箱。齿轮箱允许风扇或螺旋桨以低于驱动齿轮箱的涡轮的旋转速度的速度旋转。这使风扇或螺旋桨的效率以及涡轮的效率能够得以改进。
在一种布置中，如果齿轮箱是行星齿轮箱，则齿轮箱包括布置成由涡轮驱动的太阳齿轮、布置成静态的环形齿轮、与太阳齿轮和环形齿轮啮合的行星齿轮以及布置成驱动风扇或螺旋桨的托架。在另一种布置中，如果齿轮箱是定星齿轮箱，则齿轮箱包括布置成由涡轮驱动的太阳齿轮、布置成驱动风扇或螺旋桨的环形齿轮、与太阳齿轮和环形齿轮啮合的行星齿轮以及布置成静态的托架。在进一步布置中，如果齿轮箱是差速齿轮箱，则齿轮箱包括布置成由涡轮驱动的太阳齿轮、布置成驱动第一风扇或第一螺旋桨的环形齿轮、与太阳齿轮和环形齿轮啮合的行星齿轮和布置成驱动第二风扇或第二螺旋桨的托架。在另一布置中，如果齿轮箱是差速齿轮箱，则齿轮箱包括布置成由涡轮驱动的太阳齿轮、布置成驱动风扇或螺旋桨的环形齿轮、与太阳齿轮和环形齿轮啮合的行星齿轮以及布置成驱动压缩机的托架。
在大型、高速、行星式或行星齿轮箱中，由于来自旋转行星齿轮的离心负载和齿轮箱被布置成传递的基本扭矩负载，齿轮箱必须承受很高的负载。需要齿轮箱的托架支承施加到行星齿轮和行星齿轮轴承的负载，其可由扭矩产生或离心地产生。托架还必须非常精确地保持齿轮的位置，以在控制齿负载和噪音或振动水平方面保持足够的齿轮性能。
在大型、高速、行星式或行星齿轮箱中，行星齿轮轴承上的行星齿轮的离心负载非常高，使得使用滚动元件轴承很困难或不可能。已经提出增加行星齿轮轴承的直径以承载行星齿轮的离心负载，但是这增加了行星齿轮的直径和质量。然而，由于轴承直径增加导致的支承能力的增加由行星齿轮的质量和离心负载的增加所抵消。还提出了使用轴颈轴承作为用于行星齿轮的滚动元件轴承的备选，但是如果润滑剂供应存在中断，轴颈轴承容易损坏。
此外，行星齿轮可由于轮齿根部的环弯曲而受到应力。环弯曲可导致行星齿轮变成非圆形，并且这不利地影响轴承中的周向负载分布并引起弯曲疲劳。在滚动元件轴承的情况下，环弯曲不利地影响罩与轴承座圈的接触，并且在轴颈轴承的情况下，环弯曲会不利地影响润滑剂膜的产生和压力分布。
发明内容
本公开寻求提供减少或克服该问题的齿轮传动的燃气涡轮发动机。
根据本公开的第一方面，提供了一种齿轮，其包括第一环形结构、从第一环形结构径向延伸的多个齿和抵靠并固定到第一环形结构的圆柱形表面的第二环形结构，第一环形结构和齿包含钢，第二环形结构包括金属基体复合材料，金属基体复合材料包括金属基体和增强材料。
金属基体可包括铝、铝合金、钢、钛或钛合金。增强材料可包括陶瓷材料。
钢可为齿轮钢或高强度钢。
增强材料可包括颗粒。
增强材料可包括纤维。
增强材料可包括氧化铝、硼、碳化硼、氮化硼、碳、碳化硅、氮化硅、碳化钛、二硼化钛、氮化钛或碳化钨中的一种或多种。
圆柱形表面可为径向内表面，齿从第一环形结构径向向外延伸，第二环形结构径向布置在第一环形结构内。
齿轮可为太阳齿轮或行星齿轮。
第一环形结构、齿和第二环形结构可为单件整体结构。
齿轮可为行星齿轮，行星齿轮包括第三环形结构，第三环形结构径向地布置在第二环形结构内并固定到第二环形结构，第三环形结构包括钢。
钢可为齿轮钢或高强度钢。
第一环形结构、齿、第二环形结构和第三环形结构可为单件整体结构。
圆柱形表面可为径向外表面，齿从第一环形结构径向向内延伸，并且第二环形结构围绕第一环形结构径向布置。
齿轮可为环形齿轮。
第一环形结构、齿和第二环形结构可为单件整体结构。
根据本公开的第二方面，提供了一种制造齿轮的方法，齿轮包括第一环形结构、从第一环形结构径向延伸的多个齿和抵靠并固定到第一环形结构的圆柱形表面的第二环形结构，第一环形结构和齿由钢构成，第二环形结构包括金属基体复合材料，金属基体复合材料包括金属基体和增强材料，该方法包括通过粉末材料的增材层制造来制造齿轮。
齿轮可包括第三环形结构，第三环形结构径向地布置在第二环形结构内并固定到第二环形结构，第三环形结构包括钢，该方法包括通过粉末材料的增材制造来制造第三环形结构。
根据本公开的第三方面，提供了一种制造齿轮的方法，齿轮包括第一环形结构、从第一环形结构径向延伸的多个齿以及抵靠并固定到第一环形结构的圆柱形表面的第二环形结构，第一环形结构和齿由钢构成，第二环形结构包括金属基体复合材料，金属基体复合材料包括金属基体和增强材料，该方法包括通过粉末材料的增材制造来制造齿和第一环形结构，通过烧结粉末材料来制造第二环形结构，以及将第二环形结构接合到第一环形结构。
该方法可包括通过焊接、扩散结合、钎焊或通过提供干涉配合将第二环形结构接合到第一环形结构。
根据本公开的第四方面，提供了一种制造齿轮的方法，齿轮包括第一环形结构、从第一环形结构径向延伸的多个齿和抵靠并固定到第一环形结构的圆柱形表面的第二环形结构，第一环形结构和齿由钢构成，第二环形结构包括金属基体复合材料，金属基体复合材料包括金属基体和增强材料，该方法包括通过增材制造来制造第一环形结构和齿并在第一环形结构上形成第二环形结构。
该方法可包括通过增材制造来制造第一环形结构和牙齿。
该方法可包括通过形成环和加工齿来制造第一环形结构和齿。
根据本公开的第五方面，提供了一种制造齿轮的方法，齿轮包括第一环形结构、从第一环形结构径向延伸的多个齿以及抵靠并固定到第一环形结构的圆柱形表面的第二环形结构，第一环形结构和齿由钢构成，第二环形结构包括金属基体复合材料，金属基体复合材料包括金属基体和增强材料，该方法包括通过增材制造来制造齿轮的至少一部分。
根据本公开的第六方面，提供了一种燃气涡轮发动机，其包括齿轮箱，齿轮箱包括太阳齿轮、环形齿轮、多个行星齿轮和行星齿轮托架，行星齿轮可旋转地安装到行星齿轮托架，太阳齿轮与行星齿轮啮合，且行星齿轮与环形齿轮啮合，其中太阳齿轮、环形齿轮和行星齿轮中的一个或多个包括第一环形结构、多个从第一环形结构径向延伸的齿和抵靠并固定到第一环形结构的圆柱形表面的第二环形结构，其中第一环形结构和齿包括单件整体结构，第一环形结构和齿由钢构成，第二环形结构包括金属基体复合材料，金属基体复合材料包括金属基体和增强材料。
环形齿轮可包括第一环形结构和第二环形结构，多个齿从第一环形结构径向延伸，第一环形结构具有圆柱形表面，第二环形结构抵靠并固定到第一环形结构的圆柱形表面，其中第一环形结构和齿包括单件整体结构，第一环形结构和齿由钢构成，第二环形结构包括金属基体复合材料，金属基体复合材料包括金属基体和增强材料。
环形齿轮和所有行星齿轮可各自包括第一环形结构和第二环形结构，多个齿从第一环形结构径向延伸，第一环形结构具有圆柱形表面，第二环形结构抵靠并且固定到第一环形结构的圆柱形表面，其中第一环形结构和齿包括单件整体结构，第一环形结构和齿由钢构成，第二环形结构包括金属基体复合材料，金属基体复合材料包括金属基体和增强材料。
太阳齿轮、环形齿轮和所有行星齿轮可各自包括第一环形结构和第二环形结构，多个齿从第一环形结构径向延伸，第一环形结构具有圆柱形表面，第二环形结构抵靠并且固定到第一环形结构的圆柱形表面，其中第一环形结构和齿包括单件整体结构，第一环形结构和齿由钢构成，第二环形结构包括金属基体复合材料，金属基体复合材料包括金属基体和增强材料。
每个行星齿轮可通过轴颈轴承和/或至少一个滚动元件轴承可旋转地安装在托架上。每个行星齿轮可通过两个滚动元件轴承可旋转地安装在托架上。
托架可连接到输出轴，并且环形齿轮连接到静态结构。托架可连接到静态结构并且环形齿轮连接到输出轴。托架可连接到输出轴并且环形齿轮连接到输出轴。
太阳齿轮、行星齿轮和环形齿轮可各自包括两组斜齿轮齿。备选地，太阳齿轮、行星齿轮和环形齿轮可各自包括一组斜齿轮齿。
太阳齿轮、行星齿轮和环形齿轮可各自包括两组正齿轮齿。备选地，太阳齿轮、行星齿轮和环形齿轮可各自包括一组正齿轮齿。
本领域技术人员将认识到，除了相互排斥的情况之外，关于本发明的上述方面中的任何一个所描述的特征可加以必要的修改而适用于本发明的任何其他方面。
附图说明
现在将参照附图仅借助于示例描述本公开的实施例，其中：
图1为根据本公开的齿轮传动的涡轮风扇燃气涡轮发动机的部分截面侧视图。
图2为图1所示的齿轮传动的涡轮风扇燃气涡轮发动机的一部分的放大部分截面侧视图。
图3为通过图2中所示的齿轮箱的放大截面图。
图4为图3中所示的齿轮箱的行星齿轮的进一步放大图。
图5为通过图4中所示的行星齿轮的线A-A上的截面图。
图6为图3中所示的齿轮箱的备选行星齿轮的进一步放大图。
图7为通过图6中所示的行星齿轮的线B-B上的截面图。
图8为图3中所示的齿轮箱的环形齿轮的进一步放大图。
图9为通过图8中所示的环形齿轮的线C-C上的截面图。
具体实施方式
参照图1和图2，齿轮传动的涡轮风扇燃气涡轮发动机大体上用10指出，其具有主及旋转轴线9。发动机10以轴向流动顺序包括进气口12、推进风扇13、中压或增压压缩机14、高压压缩机15、燃烧设备16、高压涡轮17、低压涡轮19和核心排气喷嘴20。中压压缩机14、高压压缩机15、燃烧设备16、高压涡轮17和低压涡轮19形成核心发动机11。机舱21大体上围绕发动机10并且限定进气口12、旁通管道22和旁通排气喷嘴18。
燃气涡轮发动机10以常规方式工作，使得进入进气口12的空气被风扇13压缩以产生两股气流：进入中压压缩机14的第一气流A和通过旁通管道22以提供大部分推进推力的第二气流B。中压压缩机14在将空气输送到在其中发生进一步压缩的高压压缩机15之前压缩导入其中的气流。
从高压压缩机15排出的压缩空气导入燃烧设备16，其在此与燃料混合并且混合物燃烧。所得到的热燃烧产物随后膨胀通过、且从而驱动高压涡轮17和低压涡轮19，然后通过核心喷嘴20排出，以提供额外的推进推力。高压涡轮17通过轴23驱动高压压缩机15。低压涡轮19经由轴26和27直接驱动中压压缩机14。低压涡轮19经由轴26、齿轮箱28和轴38间接地驱动风扇13。齿轮箱28是行星齿轮箱并且包括太阳齿轮30、环形齿轮32、多个行星齿轮34和行星齿轮托架36。太阳齿轮30与行星齿轮34啮合并且行星齿轮34与环形齿轮32啮合。行星齿轮托架36限制行星齿轮34以同步地围绕太阳齿轮30进动，同时使每个行星齿轮34能够独立地围绕其自身轴线旋转。行星齿轮托架36经由轴38联接到风扇13以便驱动其围绕发动机轴线9的旋转。环形齿轮32联接到静态结构24。行星齿轮34的轴线和行星齿轮托架36的轴线平行于发动机轴线9。轴38通过一个或多个轴承，例如滚动元件轴承（例如辊子轴承或滚珠轴承），可旋转地安装在静态结构中。
齿轮箱28在图3中更清楚地示出并且行星齿轮托架36包括第一环36A、与第一环36A轴向间隔开的第二环36B、延伸轴36C和多个周向间隔开的轴40，其在第一环36A和第二环36B之间轴向延伸。行星齿轮托架36的延伸轴36C通过轴承43可旋转地安装到静态结构24中。轴40也布置成平行于发动机轴线9并因此平行于齿轮箱28的轴线。每个轴40的轴向间隔开的端部固定到行星齿轮托架36，例如，固定到第一环36A和第二环36B。第一环36A和第二环36B各自具有多个周向间隔的孔37A和37B，每个轴40位于延伸通过第一环36A的对应孔37A中，并位于延伸通过第二环36B的对应孔37B中。第一环36A和第二环36B固定在一起。第一环36A和第二环36B可紧固（例如，用螺栓连接）在一起，或者焊接、钎焊或结合在一起。在该布置中，每个行星齿轮36围绕轴40中的相应的一个布置，每个行星齿轮34可旋转地安装到行星齿轮托架36中，并且特别是每个行星齿轮34通过轴承布置42可旋转地安装到轴40中的相应的一个上。每个轴承布置42包括轴颈轴承或滚动元件轴承。在该特定布置中，每个轴承布置42包括两个辊子轴承。润滑***布置成向行星齿轮轴承布置42、太阳齿轮30和行星齿轮34供应润滑剂。每个轴40是中空的。第一环36A和第二环36B以及延伸轴36C可为分离的部件，或者备选地可为整合的、整体的或单个部件。
图4和5更详细地示出了图2中所示的齿轮箱28的行星齿轮34的其中一个。一个或多个或所有的行星齿轮34包括第一环形结构或第一环形层44、从第一环形结构44径向延伸的多个齿46以及抵靠并固定到第一环形结构44的圆柱形表面45的第二环形结构或第二环形层48。第一环形结构44和齿46包括单件整体结构。圆柱形表面45是第一环形结构44的径向内表面，齿46从第一环形结构44径向向外延伸，并且第二环形结构48径向布置在第一环形结构44内。第二环形结构48具有形成行星齿轮34的孔的圆柱形内表面49并且行星齿轮34的孔可为优选用于轴颈轴承的支承表面，但是可与滚动元件轴承一起使用。第一环形结构44、齿46和第二环形结构48优选地形成单件整体结构。备选地，第一环形结构44和齿46形成单件整体结构，并且第二环形结构48接合到第一环形结构44。
第一环形结构44和齿46由钢构成，例如齿轮钢或高强度钢。齿轮钢或高强度钢可为AMS 6265、AIS 9310、Pyrowear 53、Pyrowear 675、CSS-42L、M50Nil、Questek C61、Questek C64和BS-S156。（Pyrowear和Questek是注册商标）。Pyrowear 53由3.25wt％（重量百分比）的Mo、2.0wt％的Ni、2.0wt％的Cu、1.0wt％的Si、1.0wt％的Cr、0.35wt％的Mn、0.1wt％的C、0.1wt％的V和余量的Fe以及附带的杂质组成。Pyrowear 675由1.8wt％的Mo、2.6wt％的Ni、5.4wt％的Co、0.4wt％的Si、13.0wt％的Cr、0.65wt％的Mn、0.07wt％的C、0.6wt％的V和余量的Fe以及附带的杂质组成。AIS 9310由3.0至3.5wt％的Ni、1.0至1.4wt％的Cr、0.45至0.65wt％的Mn、0.15至0.30wt％的Si、<0.025wt％的P、<0.025wt％的S、0.08至0.15wt％的Mo和余量的Fe以及附带的杂质组成。CSS-42L由0.12wt％的C、14.0wt％的Cr、0.6wt％的V、2.0wt％的Ni、4.75wt％的Mo、12.5wt％的Co、0.02wt％的Nb和余量的Fe组成。S156由0.14至0.18wt％的C、0.1至0.35wt％的Si、0.25至0.55wt％的Mn、<0.015wt％的P、<0.012wt％的S、1.0至1.4wt％的Cr、0.2至0.3wt％的Mo、3.8至4.3wt％的Ni和余量的Ni以及附带的杂质组成。M50Nil由0.13wt％的C、4.2wt％的Cr、0.25wt％的Mn、4.25wt％的Mo、3.4wt％的Ni、0.2wt％的Si、1.2wt％的V和余量的Fe以及附带的杂质组成。Questek 63由0.15wt％的C、3.5wt％的Cr、9.5wt％的Ni、18.0wt％的Co、1.1wt％的Mo、0.08wt％的V与余量的Fe以及附带的杂质组成。Questek61由0.11wt％的C、3.5wt％的Cr、7.5wt％的Ni、16.3wt％的Co、1.75wt％的Mo、0.2wt％的W、0.02wt％的V与余量的Fe以及附带的杂质组成。
第二环形结构48包括金属基体复合材料，并且金属基体复合材料包括金属基体50和增强材料52。金属基体50包括铝、铝合金、钢、钛或钛合金。钢可为上述的齿轮钢或高强度钢之一或其他适当的钢。铝合金可为可焊接的铝合金。钛合金可为Ti64，其由5.5至6.75wt％的Al、3.5至4.5wt％的V和余量的Ti以及少量添加物和附带的杂质组成。增强材料52可为陶瓷材料。增强材料52可包括颗粒或可包括纤维。取决于基体材料50，增强材料52可包括氧化铝、硼、碳化硼、氮化硼、碳、碳化硅、氮化硅、碳化钛、二硼化钛、氮化钛或碳化钨中的一种或多种。一些增强材料52可设有涂层以防止与基体材料50发生化学反应。例如，增强材料52可包括二硼化钛颗粒、碳化钛颗粒、氮化钛颗粒或碳化钨颗粒。增强材料52可包括氧化铝纤维、硼纤维、碳化硼纤维、氮化硼纤维、碳纤维、碳化硅纤维或氮化硅纤维。
适当的组合为钢的第一环形结构44和齿46以及钢基体50利用二硼化钛颗粒52增强的第二环形结构48，或钢的第一环形结构44和齿46以及钢基体50利用碳化钛颗粒52增强的第二环形结构48，或钢的第一环形结构44和齿46以及钢基体50利用氮化钛颗粒52增强的第二环形结构48。其他适当的组合是钢的第一环形结构44和齿46以及铝合金基体50利用二硼化钛颗粒52增强的第二环形结构48，或钢的第一环形结构44和齿46以及铝合金基体50利用碳化钛颗粒52增强的第二环形结构48，或钢的第一环形结构44和齿46以及铝合金基体50利用氮化钛颗粒52增强的第二环形结构48。进一步适当的组合是钢的第一环形结构44和齿46以及钛合金基体50利用二硼化钛颗粒52增强的第二环形结构48，或钢的第一环形结构44和齿46以及钛合金基体50利用碳化钛颗粒52增强的第二环形结构48，或钢的第一环形结构44和齿46以及钛合金基体50利用氮化钛颗粒52增强的第二环形结构48。
其他适当的组合是钢的第一环形结构44和齿46以及钢基体50利用氮化硼颗粒或氮化硼纤维52增强的第二环形结构48。其他适当的组合是钢的第一环形结构44和齿46以及铝合金基体50利用碳纤维52增强的第二环形结构48，或钢的第一环形结构44和齿46以及铝合金基体50利用碳化硼纤维52增强的第二环形结构48，或钢的第一环形结构44和齿46以及铝合金基体50利用碳化硅纤维52增强的第二环形结构48。进一步适当的组合是钢的第一环形结构44和齿46以及钛合金基体50利用碳化硅纤维52增强的第二环形结构48，或钢的第一环形结构44和齿46以及钛合金基体50利用氮化硅纤维52增强的第二环形结构48。
图6和图7更详细地示出了图2中所示的齿轮箱28的备选行星齿轮34A。一个或多个或所有的行星齿轮34A包括第一环形结构或第一环形层44、从第一环形结构44径向延伸的多个齿46以及抵靠并固定到第一环形结构44的圆柱形表面45的第二环形结构或第二环形层48。第一环形结构44和齿46包括单件整体结构。第一环形结构44和齿46由钢构成，例如如前文所述的齿轮钢或高强度钢。第二环形结构48包括金属基体复合材料，金属基体50和增强材料52。金属基体50如前文所述包括铝、铝合金、钢、钛或钛合金。增强材料52可为陶瓷材料。增强材料52可包括颗粒或可包括纤维。取决于基体材料50，增强材料52可包括氧化铝、硼、碳化硼、氮化硼、碳、碳化硅、氮化硅、碳化钛、二硼化钛、氮化钛或碳化钨中的一种或多种。一些增强材料52可设有涂层以防止与基体材料50发生化学反应。例如，增强材料52可包括二硼化钛颗粒、碳化钛颗粒、氮化钛颗粒或碳化钨颗粒。增强材料52可包括氧化铝纤维、硼纤维、碳化硼纤维、氮化硼纤维、碳纤维、碳化硅纤维或氮化硅纤维。圆柱形表面45是第一环形结构44的径向内表面，齿46从第一环形结构44径向向外延伸，并且第二环形结构48径向布置在第一环形结构44内。行星齿轮34A还包括第三环形结构或第三环形层54，并且第三环形结构54径向地布置在第二环形结构48内并固定到第二环形结构48。第三环形结构54包括钢，优选为上文讨论过的齿轮钢或高强度钢。第三环形结构54具有形成行星齿轮34A的孔的圆柱形表面55，并且行星齿轮34A的孔可为优选用于滚动元件轴承的支承表面，但是可与轴颈轴承一起使用。因此，第三环形结构54提供了与滚动元件轴承一起使用的良好的接触强度性能。由于在行星齿轮34A上存在第三环形结构54，因此行星齿轮34A比行星齿轮34更适合与滚动元件轴承一起使用。
第一环形结构44、齿46、第二环形结构48和第三环形结构54优选地形成单件整体结构。备选地，第一环形结构44和齿46形成单件整体结构，第二环形结构48接合到第一环形结构44，而第三环形结构54接合到第二环形结构48。
适当的组合是钢的第一环形结构44、齿46和第三环形结构54以及钢基体50利用二硼化钛颗粒52增强的第二环形结构48，或钢的第一环形结构44、齿46和第三环形结构54以及钢基体50利用碳化钛颗粒52增强的第二环形结构48，或钢的第一环形结构44、齿46和第三环形结构54以及钢基体50利用氮化钛颗粒52增强的第二环形结构48。其他适当的组合是钢的第一环形结构44、齿46和第三环形结构54以及铝合金基体50利用二硼化钛颗粒52增强的第二环形结构48，或钢的第一环形结构44、齿46和第三环形结构54以及铝合金基体50利用碳化钛颗粒52增强的第二环形结构48，或钢的第一环形结构44、齿46和第三环形结构54以及铝合金基体50利用氮化钛颗粒52增强的第二环形结构48。进一步适当的组合是钢的第一环形结构44、齿46和第三环形结构54以及钛合金基体50利用二硼化钛颗粒52增强的第二环形结构48，或钢的第一环形结构44、齿46和第三环形结构54以及钛合金基体50利用碳化钛颗粒52增强的第二环形结构48，或钢的第一环形结构44、齿46和第三环形结构54以及钛合金基体50利用氮化钛颗粒52增强的第二环形结构48。
其他适当的组合是钢的第一环形结构44和齿46以及钢基体50利用氮化硼颗粒或氮化硼纤维52增强的第二环形结构48。其他适当的组合是钢的第一环形结构44和齿46以及铝合金基体50利用碳纤维52增强的第二环形结构48，或钢的第一环形结构44和齿46以及铝合金基体50利用碳化硼纤维52增强的第二环形结构48，或钢的第一环形结构44和齿46以及铝合金基体50利用碳化硅纤维52增强的第二环形结构48。另外的适当的组合是钢的第一环形结构44和齿46以及钛合金基体50利用碳化硅纤维52增强的第二环形结构48，或钢的第一环形结构44和齿46以及钛合金基体50利用氮化硅纤维52增强的第二环形结构48。
先前描述的行星齿轮34的优点是齿46和第一环形结构44的齿轮钢或高强度钢提供良好的接触和齿弯曲强度性能。第二环形结构48减小了行星齿轮34的质量并维持或增加了行星齿轮34的刚度。行星齿轮34的刚度的维持或增加有助于保持行星齿轮34的圆度，例如为行星齿轮34的孔保持圆柱形表面，或在与行星齿轮34的轴线垂直的平面中将行星齿轮的内表面保持为圆形。取决于第二环形结构48内的增强材料52的比例，第二环形结构48可具有在第一环形结构44的钢的弹性模量之上的弹性模量，并且具有比第一环形结构44的钢的密度更小的密度，且因此第二环形结构48减小了行星齿轮34的质量并且保持行星齿轮34的刚度。可改变第二环形结构48内的增强材料52的比例以提供期望的性质，例如从初始比例增加增强材料52的比例降低了密度和质量并增加了刚度。
尽管已经参照行星齿轮描述了本公开，但其同样适用于太阳齿轮30并且太阳齿轮30可具有与参照图4和图5描述的行星齿轮34相同的结构。太阳齿轮会具有与行星齿轮相同的优点，例如，第二环形结构会减小太阳齿轮的质量并保持或增加太阳齿轮的刚度。
图8和图9更详细地示出了图2中示出的齿轮箱28的环形齿轮32。环形齿轮32包括第一环形结构或第一环形层56、从第一环形结构56径向延伸的多个齿58和抵靠并固定到第一环形结构56的圆柱形表面57的第二环形结构或第二环形层60。第一环形结构56和齿58包括单件整体结构。第一环形结构56和齿58由钢构成，例如如上文所述的齿轮钢或高强度钢。第二环形结构60包括金属基体复合材料，金属基体62和增强材料64。金属基体62如上文所述包括铝、铝合金、钢、钛或钛合金。增强材料64可包括颗粒或可包括纤维。取决于基体材料62，增强材料64可包括氧化铝、硼、碳化硼、氮化硼、碳、碳化硅、氮化硅、碳化钛、二硼化钛、氮化钛或碳化钨中的一种或多种。一些增强材料64可设有涂层以防止与基体材料62发生化学反应。例如，增强材料64可包括二硼化钛颗粒、碳化钛颗粒、氮化钛颗粒或碳化钨颗粒。增强材料64可包括氧化铝纤维、硼纤维、碳化硼纤维、氮化硼纤维、碳纤维、碳化硅纤维或氮化硅纤维。
圆柱形表面57是第一环形结构56的径向外表面，齿58从第一环形结构56径向向内延伸，并且第二环形结构60围绕第一环形结构56径向布置。
第一环形结构56、齿58和第二环形结构60优选地形成单件整体结构。备选地，第一环形结构56和齿58形成单件的整体结构，且第二环形结构60接合到第一环形结构56。
环形齿轮会具有与行星齿轮相同的优点，例如，第二环形结构会减小环形齿轮的质量并保持或增加环形齿轮的刚度。
尽管本公开内容已经参考用于行星齿轮的孔的圆柱形内表面，但该孔可具有其他适当的形状以迎合例如锥形的滚动元件轴承。因此，用于行星齿轮或每个行星齿轮的孔的内表面在垂直于行星齿轮轴线的截面上是圆形的。行星齿轮或每个行星齿轮的内表面可具有用于两个锥形滚动元件轴承的两个截头圆锥形部分。
在制造太阳齿轮的第一方法中，行星齿轮或环形齿轮通过粉末材料的增材制造来制造。第一环形结构、齿和第二环形结构通过使用粉末材料的增材制造来制造。在增材制造过程期间，粉末材料的组成是变化的，例如对于第一环状结构和齿使用钢粉，以及对于第二环状结构使用钢粉和二硼化钛、碳化钛或氮化钛粉末或颗粒。增材制造过程包括直接激光沉积或吹塑粉末激光沉积或其他适当的增材制造过程。
在制造的第二方法中，齿和第一环形结构通过粉末材料的增材制造来制造，第二环形结构通过烧结粉末材料来制造并且将第二环形结构结合到第一环形结构以形成太阳齿轮、行星齿轮或环形齿轮。例如，钢粉用于通过增材制造来制造第一环形结构和齿，并且使用钢粉和二硼化钛、碳化钛或氮化钛粉末或颗粒来烧结第二环形结构。第二结构通过焊接、通过扩散结合、通过钎焊或通过提供干涉配合而接合到第一结构。
在制造太阳齿轮、行星齿轮或环形齿轮的第三方法中，制造了第一环形结构和齿，并且通过增材制造在第一环形结构上形成第二环形结构。例如，使用钢来制造第一环形结构和齿，并且使用钢粉和二硼化钛、碳化钛或氮化钛粉末或颗粒通过增材制造在第一环形结构上形成第二环形结构。第一环形结构和齿可通过增材制造或通过包括形成环和加工齿的常规方法制成。
在每个上述布置中，可能有必要在第一环形结构和第二环形结构之间提供中间层，以使两个结构能够结合在一起。例如，如果第二环形结构包括钛或钛合金，则可能需要提供中间层，例如，镍或镍合金，以使其能够结合到齿轮钢的第一环形结构。
如从上文可看出，齿轮的至少一部分是通过增材制造来制造的。在第一方法中，所有齿轮都是通过增材制造生产的，在第二方法中，第一环形结构和齿是通过增材制造来制造的，而在第三方法中，第二环形结构是通过增材制造来制造的。
如上文所述，燃气涡轮发动机包括推进器、中压压缩机、高压压缩机、高压涡轮和低压涡轮，高压涡轮布置成直接驱动高压压缩机，低压涡轮布置成直接驱动中压压缩机，而低压涡轮布置成经由齿轮箱驱动推进器。
备选地，燃气涡轮发动机包括推进器、中压压缩机、高压压缩机、高压涡轮和低压涡轮，高压涡轮布置成直接驱动高压压缩机，低压涡轮布置成直接驱动推进器，而低压涡轮布置成经由齿轮箱驱动中压压缩机。
备选地，燃气涡轮发动机包括推进器、中压压缩机、高压压缩机、高压涡轮、中压涡轮和低压涡轮，高压涡轮布置成直接驱动高压压缩机，中压涡轮布置成直接驱动中压压缩机，而低压涡轮布置成经由齿轮箱驱动推进器。
备选地，燃气涡轮发动机可包括推进器、高压压缩机、高压涡轮和低压涡轮，高压涡轮布置成直接驱动高压压缩机，而低压涡轮布置成经由齿轮箱驱动推进器。
备选地，燃气涡轮发动机包括第一推进器、第二推进器、中压压缩机、高压压缩机、高压涡轮、中压涡轮和低压涡轮，高压涡轮布置成直接驱动高压压缩机，中压涡轮布置成直接驱动中压压缩机，而低压涡轮布置成经由齿轮箱驱动第一推进器和第二推进器。
备选地，燃气涡轮发动机包括第一推进器、第二推进器、低压压缩机、高压压缩机、高压涡轮、低压涡轮和自由功率涡轮，高压涡轮布置成直接驱动高压压缩机，低压涡轮布置成直接驱动低压压缩机，而自由功率涡轮布置成经由齿轮箱驱动第一推进器和第二推进器。
备选地，燃气涡轮发动机包括第一推进器、第二推进器、低压压缩机、高压压缩机、高压涡轮和低压涡轮，高压涡轮布置成直接驱动高压压缩机，低压涡轮布置成直接驱动低压压缩机，而低压涡轮布置成经由齿轮箱驱动第一推进器和第二推进器。
太阳齿轮可由低压涡轮驱动，环形齿轮可固定到静态结构而托架可布置成驱动推进器。
太阳齿轮可由低压涡轮驱动，托架可固定到静态结构而环形齿轮可布置成驱动推进器。在这种布置中，每个行星齿轮围绕其自身轴线旋转，并且托架不围绕发动机轴线旋转。行星齿轮的轴线与发动机轴线平行。
托架可由低压涡轮驱动，太阳齿轮可固定到静态结构而环形齿轮可布置成驱动推进器。
太阳齿轮可由低压涡轮驱动，托架可布置成驱动第一推进器而环形齿轮可布置成驱动第二推进器。
虽然已经参照行星齿轮箱、定星齿轮箱和差速齿轮箱装置描述了本公开，但是齿轮箱同样可能布置成恒星齿轮箱布置，例如太阳齿轮固定到静态结构，并且托架由输入驱动轴驱动并且环形齿轮驱动输出驱动轴，或者环形齿轮由输入驱动轴驱动并且托架驱动输出驱动轴。
推进器可为风扇或螺旋桨。
将理解的是，本发明不限于上述实施例，并且可进行各种修改和改进而不脱离本文所描述的概念。除非在相互排斥的情况下，否则任何特征可分离地使用或与任何其他特征组合使用，并且本公开延伸至并且包括本文描述的一个或多个特征的所有组合和子组合。
导致本申请的项目已在European Union's Horizon 2020研究与创新计划下在授权参考号CS2-ENG-GAM-2014-2015-01之下接受来自Clean Sky 2 Joint Undertaking的资助。

Claims (18)

1.一种齿轮，包括第一环形结构、从所述第一环形结构径向地延伸的多个齿，和抵靠并固定到所述第一环形结构的圆柱形表面的第二环形结构，所述第一环形结构和所述齿由钢构成，所述第二环形结构包括金属基体复合材料，所述金属基体复合材料包括金属基体和增强材料。
2.根据权利要求1所述的齿轮，其特征在于，所述金属基体包括铝、铝合金，钢、钛或钛合金，所述增强材料包括陶瓷材料。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的齿轮，其特征在于，所述钢是齿轮钢或高强度钢。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的齿轮，其特征在于，所述增强材料包括颗粒。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的齿轮，其特征在于，所述增强材料包括纤维。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的齿轮，其特征在于，所述增强材料包括氧化铝、硼、碳化硼、氮化硼、碳、碳化硅、氮化硅、碳化钛、二硼化钛、氮化钛或碳化钨中的一种或多种。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的齿轮，其特征在于，所述圆柱形表面是径向内表面，所述齿从所述第一环形结构径向地向外延伸，并且所述第二环形结构径向地布置在所述第一环形结构内。
8.根据权利要求7所述的齿轮，其特征在于，所述齿轮是太阳齿轮或行星齿轮。
9.根据权利要求1或权利要求2所述的齿轮，其特征在于，所述圆柱形表面是径向外表面，所述齿从所述第一环形结构径向地向内延伸，并且所述第二环形结构围绕所述第一环形结构径向地布置。
10.根据权利要求9所述的齿轮，其特征在于，所述齿轮是环形齿轮。
11.根据权利要求1或权利要求2所述的齿轮，其特征在于，所述第一环形结构、所述齿和所述第二环形结构是单件整体结构。
12.根据权利要求8所述的齿轮，其特征在于，所述齿轮是行星齿轮，所述行星齿轮包括第三环形结构，所述第三环形结构径向地布置在所述第二环形结构内并且固定到所述第二环形结构，所述第三环形结构包括钢。
13.根据权利要求12所述的齿轮，其特征在于，所述钢是齿轮钢。
14.根据权利要求12所述的齿轮，其特征在于，所述第一环形结构、所述齿、所述第二环形结构和所述第三环形结构是单件整体结构。
15.一种制造齿轮的方法，所述齿轮包括第一环形结构、从所述第一环形结构径向地延伸的多个齿和抵靠并固定到所述第一环形结构的圆柱形表面的第二环形结构，所述第一环形结构和所述齿由钢构成，所述第二环形结构包括金属基体复合材料，所述金属基体复合材料包括金属基体和增强材料，所述方法包括通过增材制造来制造所述齿轮的至少一部分。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，包括通过粉末材料的增材层制造来制造所有所述齿轮。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述齿轮包括第三环形结构，所述第三环形结构径向地布置在所述第二环形结构内并且固定到所述第二环形结构，所述第三环形结构包括钢，所述方法包括通过粉末材料的增材制造来制造所述第三环形结构。
18.一种燃气涡轮发动机，包括齿轮箱，所述齿轮箱包括太阳齿轮、环形齿轮、多个行星齿轮和行星齿轮托架，所述行星齿轮可旋转地安装在所述行星齿轮托架中，所述太阳齿轮与所述行星齿轮啮合且所述行星齿轮与所述环形齿轮啮合，其中所述太阳齿轮、所述环形齿轮和所述行星齿轮中的一个或多个包括第一环形结构、从所述第一环形结构径向地延伸的多个齿和抵靠并固定到所述第一环形结构的圆柱形表面的第二环形结构，其中所述第一环形结构和所述齿包括单件整体结构，所述第一环形结构和所述齿由钢构成，所述第二环形结构包括金属基体复合材料，所述金属基体复合材料包括金属基体和增强材料。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111322157A (zh) * 2018-12-14 2020-06-23 劳斯莱斯有限公司 行星架和组装行星架的方法
CN114321291A (zh) * 2021-11-17 2022-04-12 亚超特工业有限公司 一种用于齿轮装置的铝基复合材料齿圈

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201612081D0 (en) * 2016-07-12 2016-08-24 Rolls-Royce Ltd A geared gas turbine engine and a gearbox
US11173568B2 (en) * 2018-07-11 2021-11-16 GM Global Technology Operations LLC Composite metal flexplate
DE102018133388B4 (de) * 2018-12-21 2022-03-03 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Planetengetriebe und Verfahren zur Montage eines Planetengetriebes
US11267061B2 (en) * 2019-04-16 2022-03-08 GM Global Technology Operations LLC Method of manufacturing components made of dissimilar metals
SE1950517A1 (en) * 2019-04-30 2020-10-31 Yuan Zhong Process for producing a steel workpiece by additive powder bed fusion manufacturing, and steel workpiece obtained therefrom
DE102019211451A1 (de) * 2019-07-31 2021-02-04 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Stegzahnrad
EP3791978A1 (en) * 2019-09-13 2021-03-17 Rolls-Royce Corporation Additive manufactured ferrous components
DE102019215467A1 (de) * 2019-10-09 2021-04-15 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Zahnrad mit Keramikhülse
DE102019128081A1 (de) * 2019-10-17 2021-04-22 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Planetengetriebe und Gasturbinentriebwerk mit Planetengetriebe
DE102020111732A1 (de) 2020-04-29 2021-11-04 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Planetengetriebe und Gasturbinentriebwerk
US11542029B2 (en) 2020-08-31 2023-01-03 General Electric Company Methods of forming a dual-structured aircraft engine starter/generator apparatuses
CN112593213A (zh) * 2020-12-11 2021-04-02 岳阳市青方环保科技有限公司 一种自动倾斜器导筒表面的耐磨防腐工艺
US11199176B1 (en) 2021-09-03 2021-12-14 Kan Cheng Vertical turbine systems

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007002959A1 (de) * 2006-01-20 2007-08-23 Arc Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen Gmbh Verbund-Zahntriebteil
CN103477122A (zh) * 2011-03-30 2013-12-25 阿尔弗雷德·凯驰两合公司 用于行星传动装置的行星齿轮
DE102014003441A1 (de) * 2014-03-10 2015-09-10 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Ausbilden eines Triebelements und Triebelement
CN105299184A (zh) * 2014-07-02 2016-02-03 通用电气公司 由第一和第二材料制成的齿轮
US20160298751A1 (en) * 2015-04-09 2016-10-13 United Technologies Corporation Additive manufactured gear for a geared architecture gas turbine engine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8720248D0 (en) 1987-08-27 1987-10-07 Imi Titanium Ltd Turbines
US5271287A (en) 1992-07-28 1993-12-21 Materials Analysis, Inc. Multi-metal composite gear/shaft
US9101979B2 (en) 2011-10-31 2015-08-11 California Institute Of Technology Methods for fabricating gradient alloy articles with multi-functional properties
AU2013375273B2 (en) 2013-01-28 2017-08-31 Raytheon Technologies Corporation Structured material alloy component fabrication
CN105518348A (zh) 2013-06-28 2016-04-20 通用电气公司 用于周转变速箱的轻量齿轮组件
DE102015201873A1 (de) 2015-02-03 2016-08-18 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Leises Zahnrad
US10619222B2 (en) 2015-04-08 2020-04-14 Metal Improvement Company, Llc High fatigue strength components requiring areas of high hardness
US10875093B2 (en) 2015-07-17 2020-12-29 Applied Materials, Inc. Selective material dispensing in additive manufacturing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007002959A1 (de) * 2006-01-20 2007-08-23 Arc Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen Gmbh Verbund-Zahntriebteil
CN103477122A (zh) * 2011-03-30 2013-12-25 阿尔弗雷德·凯驰两合公司 用于行星传动装置的行星齿轮
DE102014003441A1 (de) * 2014-03-10 2015-09-10 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Ausbilden eines Triebelements und Triebelement
CN105299184A (zh) * 2014-07-02 2016-02-03 通用电气公司 由第一和第二材料制成的齿轮
US20160298751A1 (en) * 2015-04-09 2016-10-13 United Technologies Corporation Additive manufactured gear for a geared architecture gas turbine engine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111322157A (zh) * 2018-12-14 2020-06-23 劳斯莱斯有限公司 行星架和组装行星架的方法
CN111322157B (zh) * 2018-12-14 2023-10-31 劳斯莱斯有限公司 行星架和组装行星架的方法
CN114321291A (zh) * 2021-11-17 2022-04-12 亚超特工业有限公司 一种用于齿轮装置的铝基复合材料齿圈
WO2023088056A1 (zh) * 2021-11-17 2023-05-25 亚超特工业有限公司 一种用于齿轮装置的铝基复合材料齿圈

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US10744566B2 (en) 2020-08-18

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