CN118057049A - 齿轮箱组件 - Google Patents

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GE Aviation Czech sro
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Abstract

一种齿轮箱组件，包括多个行星齿轮。多个行星齿轮中的至少一个行星齿轮包括副轴。齿轮箱组件包括设置在副轴内并且包括多个滚动元件的一个或多个滚子轴承。齿轮箱组件还包括1.2到4.325范围内的轴承径向包络。齿轮箱组件还可以包括3.8到12.5范围内的副轴轴向包络。

Description

齿轮箱组件
技术领域
本公开大体涉及用于发动机(诸如涡轮发动机)的齿轮箱组件。
背景技术
发动机(诸如涡轮发动机)通常可包括布置成彼此流动连通的风扇和涡轮机。发动机可包括一个或多个齿轮箱组件。
附图说明
通过以下对各种示例性实施例的更具体描述，前述以及其他特征和优点将显而易见，如附图中所示，其中相似的参考数字通常表示相同的、功能类似的和/或结构类似的元件。
图1是根据本公开的沿发动机的中心线轴线截取的发动机的示意横截面视图。
图2是根据本公开的沿发动机的中心线轴线截取的用于发动机的齿轮箱组件的示意横截面侧视图。
图3是根据本公开的图2的齿轮箱组件的行星齿轮的示意横截面侧视图。
图4是示出根据本公开的作为行星齿轮的齿轮节圆直径的函数的图2和图3中所示的行星齿轮的滚子轴承的滚动元件的数量乘以滚动元件长度的曲线图。
图5是示出根据另一个实施例的作为行星齿轮的齿轮节圆直径的函数的图2和图3中所示的行星齿轮的滚子轴承的滚动元件的数量乘以滚动元件长度的曲线图。
图6是示出根据本公开的作为图2和图3中所示的行星齿轮的滚子轴承的滚动元件的尺寸的函数的轴承径向包络的曲线图。
图7是示出根据另一个实施例的作为图2和图3中所示的行星齿轮的滚子轴承的滚动元件的尺寸的函数的轴承径向包络的曲线图。
图8是示出根据本公开的作为图2和图3中所示的行星齿轮的齿轮节圆直径的函数的轴承径向包络的曲线图。
图9是示出根据另一个实施例的作为图2和图3中所示的行星齿轮的齿轮节圆直径的函数的轴承径向包络的曲线图。
图10是示出根据本公开的作为图2和图3中所示的行星齿轮的滚子轴承的滚动元件的数量乘以滚动元件长度的函数的轴承径向包络的曲线图。
图11是示出根据另一个实施例的作为图2和图3中所示的行星齿轮的滚子轴承的滚动元件的数量乘以滚动元件长度的函数的轴承径向包络的曲线图。
图12是示出根据本公开的作为图2和图3中所示的行星齿轮的滚子轴承的滚动元件长度的函数的图2和图3中所示的行星齿轮的副轴的长度的曲线图。
图13是示出根据另一个实施例的作为图2和图3中所示的行星齿轮的滚子轴承的滚动元件长度的函数的图2和图3中所示的行星齿轮的副轴的长度的曲线图。
图14是示出根据本公开的作为图2和图3中所示的行星齿轮的滚子轴承的滚动元件的尺寸的函数的副轴轴向包络的曲线图。
图15是示出根据另一个实施例的作为图2和图3中所示的行星齿轮的滚子轴承的滚动元件的尺寸的函数的副轴轴向包络的曲线图。
图16是示出根据本公开的作为图2和图3中所示的行星齿轮的滚动元件长度的函数的副轴轴向包络的曲线图。
图17是示出根据另一个实施例的作为图2和图3中所示的行星齿轮的滚动元件长度的函数的副轴轴向包络的曲线图。
图18是示出根据本公开的作为图2和图3中所示的行星齿轮的副轴轴向长度的函数的副轴轴向包络的曲线图。
图19是示出根据另一个实施例的作为图2和图3中所示的行星齿轮的副轴轴向长度的函数的副轴轴向包络的曲线图。
具体实施方式
通过考虑以下详细描述、附图和权利要求，本公开的附加特征、优点和实施例被阐述或显而易见。此外，本公开的前述概述和以下详细描述均是示例性的，并且旨在提供进一步解释而不限制所要求保护的本公开的范围。
下面详细讨论本公开的各种实施例。虽然讨论了具体实施例，但这只是为了说明的目的。相关领域的技术人员将认识到，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以使用其他部件和构造。
如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。
术语“前”和“后”是指发动机或运载器内的相对位置，并且是指发动机或运载器的正常操作姿态。例如，对于发动机，前是指更靠近发动机入口的位置，而后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
除非本文另有说明，否则术语“联接”、“固定”、“附接”、“连接”等既指直接联接、固定、附接或连接，也指通过一个或多个中间部件或特征的间接联接、固定、附接或连接。
除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数引用。
如本文所用，术语“轴向”和“轴向地”指的是基本平行于发动机的中心线延伸的方向和取向。此外，术语“径向”和“径向地”指的是基本垂直于发动机的中心线延伸的方向和取向。另外，如本文所用，术语“周向”和“周向地”指的是绕发动机的中心线弧形延伸的方向和取向。
在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换。除非上下文或语言另有说明，否则此类范围被识别并包括其中包含的所有子范围。例如，本文公开的所有范围都包括端点，并且端点可以相互独立地组合。
本公开提供了具有高速低压涡轮和可变螺距螺旋桨或风扇的发动机，例如非管道式单风扇(USF)发动机。USF发动机提供高额定功率(例如，大于7兆瓦)。这种发动机可以被构造为齿轮传动发动机，其包括用于将动力从涡轮轴(例如低压轴)传递至螺旋桨或风扇的动力齿轮箱。动力齿轮箱也可以用于发动机的其他区段。然而，在这种高功率发动机中，需要高齿轮比来以所需的速度和扭矩驱动螺旋桨。例如，低压涡轮与螺旋桨之间的动力齿轮箱的齿轮比可以在7:1到12:1的范围内。虽然本公开涉及USF发动机，但本文详述的实施例可用于具有高齿轮比的其他类型的高功率发动机。
动力齿轮箱可包括太阳齿轮、多个行星齿轮和环形齿轮。太阳齿轮与多个行星齿轮啮合并且多个行星齿轮与环形齿轮啮合。在操作中，动力齿轮箱将从以第一速度操作的涡轮轴传送的扭矩传递到以第二较低速度旋转的风扇轴。太阳齿轮可以联接到以第一速度旋转的涡轮的低压轴。在动力齿轮箱的行星构造中，多个行星齿轮与太阳齿轮相互啮合，然后通过行星架将该扭矩传递到风扇轴。在星形构造中，环形齿轮联接到风扇轴。在任一种构造中，多个行星齿轮可包括复合齿轮，使得多个行星齿轮各自包括第一级和第二级。第一级与太阳齿轮啮合，并且第二级与环形齿轮啮合。
行星齿轮包括设置在其中的一个或多个轴承(例如滚子轴承)，用于允许行星齿轮绕销旋转，使得行星齿轮绕行星齿轮轴线旋转。在动力齿轮箱的操作期间，施加在行星齿轮上的扭矩在轴承上生成径向负载。径向负载在轴承上生成接触压力。如果接触压力太大，轴承的磨损速度将比设计的快，轴承的使用寿命将会缩短。随着发动机功率和推力的增加，所描述的接触压力变得更难以适应在提高发动机的发动机效率的同时最小化发动机的总重量。
最小化发动机总重量的一种方式是通过使动力齿轮箱更小来最小化动力齿轮箱的重量。发明人寻求改进用于动力齿轮箱的现有轴承和行星齿轮的需要，设计了轴承和行星齿轮的几种不同构造以努力改进动力齿轮箱的尺寸、重量和效率，从而改进发动机的尺寸、重量和效率。
现在参考附图，图1是根据本公开的实施例的沿发动机10的中心线轴线截取的发动机10的示意横截面图。如图1所示，发动机10限定轴向方向A(平行于提供用于参考的纵向中心线轴线12延伸)和垂直于轴向方向A的径向方向R。通常，发动机10包括风扇区段14(也称为螺旋桨区段)和布置在风扇区段14下游的涡轮机16。涡轮机16包括冷区段15和热区段17，将在下面进一步详述。
所描绘的涡轮机16大体上包括基本上管状并且限定环形入口20的外壳体18。外壳体18包括第一外壳体18a和第二外壳体18b(在图1中以虚线示意性地示出)。如图1中示意性所示，第一外壳体18a限定旁通管道19，并且第二外壳体18b限定核心管道21。第二外壳体18b以串行流动关系包围：压缩机区段23，其包括增压器或低压(LP)压缩机22，接着下游是高压(HP)压缩机24；燃烧区段26；涡轮区段27，其包括高压(HP)涡轮28，接着下游是低压(LP)涡轮30；以及喷射排气喷嘴区段32。高压(HP)轴34或线轴将HP涡轮28驱动地连接到HP压缩机24，以使HP涡轮28和HP压缩机一致地旋转。低压(LP)轴36将LP涡轮30驱动地连接到LP压缩机22，以使LP涡轮30和LP压缩机22一致地旋转。压缩机区段23、燃烧区段26、涡轮区段27和喷射排气喷嘴区段32一起限定核心管道21，也称为核心空气流动路径。涡轮机16的冷区段15包括核心管道21的入口、压缩机区段23、以及从压缩机区段23到燃烧区段26的扩散器。涡轮机16的热区段17包括燃烧区段26、涡轮区段27和喷射排气喷嘴区段32。涡轮机16的核心包括HP压缩机24、燃烧区段26和HP涡轮29。
对于图1中描绘的实施例，风扇区段14包括具有以间隔开的方式联接到盘42的多个风扇叶片40的风扇38(例如，可变螺距风扇)，也称为螺旋桨。如图1中描绘的，风扇叶片40大致沿径向方向R从盘42向外延伸。借助于风扇叶片40可操作地联接到致动构件，每个风扇叶片40可相对于盘42绕螺距轴线P旋转，该致动构件被构造成共同地一致改变风扇叶片40的螺距。风扇叶片40、盘42和致动构件可经由风扇轴44一起绕中心线轴线12旋转，风扇轴44通过LP轴36穿过动力齿轮箱46(也称为齿轮箱组件46)提供动力。齿轮箱组件46在图1中示意性地示出。齿轮箱组件46包括多个齿轮，用于将风扇轴44的旋转速度，并因此将风扇38相对于LP轴36的旋转速度调整到更有效的旋转风扇速度。盘42被可旋转的风扇毂48覆盖，风扇毂48在空气动力学上成形为促进气流通过多个风扇叶片40。在图1中，发动机10是非管道式单风扇发动机。这样，风扇叶片40不被机舱、壳体或其他类型的覆盖物围绕，使得风扇38是开放式风扇。这种发动机通过利用外部风扇叶片提供更高的旁通比，因此与管道式风扇发动机(例如，风扇叶片(诸如定位在机舱内的风扇)上包括覆盖物的发动机)相比，提高了推进效率。
仍然参考图1的示例性实施例，第一外壳体18a周向围绕齿轮箱组件46，并且齿轮箱组件46经由一个或多个连杆机构50联接到第一外壳体18a。尽管未在图1的示意图中描绘，但第一外壳体18a的一部分也可以周向围绕第二外壳体18b的一部分。旁通管道19限定旁通气流通道并且旁通气流被引导通过旁通管道19。第一外壳体18a包括喷嘴52，旁路气流可以从喷嘴52排出到大气中，如下文进一步详述。在一些实施例中，旁路管道19包括风扇，使得发动机10包括非管道式风扇(例如，风扇38)和管道式风扇，它们都用于通过空气的移动生成推力而不通过涡轮机16。
在发动机10的操作期间，一定量的空气58通过风扇区段14进入发动机10。当一定量的空气58穿过风扇叶片40时，第一部分空气62被引导或导向到大气(例如，绕过旁路管道19并绕过涡轮机16)，第二部分空气64被引导或导向到第一外壳体18a的环形入口20中。第二部分空气64流过旁通管道19并通过喷嘴52引导到大气。第二部分空气64还被分成第三部分空气66，第三部分空气66被引导或导向到核心管道21和LP压缩机22中。然后，随着第三部分空气66被导向通过HP压缩机24并进入燃烧区段26，第三部分空气66的压力增加，在燃烧区段26中高加压空气与燃料混合并燃烧以提供燃烧气体68。因此，发动机10包括非管道式风扇(例如，风扇38)，一部分空气通过非管道式风扇引导到大气，并且一部分空气通过非管道式风扇引导到两个同心或非同心管道(例如，旁路管道19和核心管道21)，从而形成具有空气通过风扇38的三个路径的三流发动机架构。
燃烧气体68被导向到HP涡轮28中并通过HP涡轮28膨胀，其中来自燃烧气体68的一部分热能和/或动能经由联接到第二外壳体18b的HP涡轮定子轮叶和联接到HP轴34的HP涡轮转子叶片的顺序级提取，因此使HP轴34旋转，从而支持HP压缩机24的操作。然后，燃烧气体68被导向到LP涡轮30中并通过LP涡轮30膨胀。在此，经由联接到第二外壳体18b的LP涡轮定子轮叶和联接到LP轴36的LP涡轮转子叶片的顺序级从燃烧气体68提取第二部分的热能和动能，因此使LP轴36旋转。这支持LP压缩机22的操作和通过齿轮箱组件46使风扇38旋转。
燃烧气体68随后被导向通过涡轮机16的喷射排气喷嘴区段32，以提供推进推力。同时，随着第二部分空气64在从发动机10的喷嘴52排出之前被导向通过旁通管道19，第二部分空气64的压力显著增加，也提供推进推力。
图1中描绘的发动机10仅作为示例。在其他示例性实施例中，发动机10可以具有任何其他合适的构造。例如，在其他示例性实施例中，风扇38可以以任何其他合适的方式构造(例如，作为固定螺距风扇)，并且可以进一步使用任何其他合适的风扇框架构造来支撑。此外，在其他示例性实施例中，可以提供任何其他合适数量或构造的压缩机、涡轮、轴或其组合。在其他示例性实施例中，本公开的方面可以结合到任何其他合适的燃气发动机(例如，涡轮风扇发动机、螺旋桨风扇发动机和/或涡轮轴发动机)中。
图2是根据本公开的沿中心线轴线12截取的齿轮箱组件46的示意横截面侧视图。齿轮箱组件46包括复合对称布置的周转齿轮组件247。周转星齿轮组件247包括太阳齿轮252、多个行星齿轮254(图2中只有一个可见)和环形齿轮256。为清楚起见，仅示出齿轮的一部分。齿轮箱组件46是星型或旋转环形齿轮型齿轮箱组件(例如，环形齿轮256旋转而行星架280固定和静止)。在这种布置中，风扇38(图1)由环形齿轮256驱动。这样，环形齿轮256是齿轮箱组件46的输出。然而，可以采用其他合适类型的齿轮箱组件。在一个非限制性实施例中，齿轮箱组件46可以是行星布置，其中环形齿轮256保持固定，而行星架280允许旋转。在这种布置中，风扇38(图1)由行星架280驱动。这样，多个行星齿轮254是齿轮箱组件46的输出。
输入轴236联接到太阳齿轮252。输入轴236联接到涡轮区段27(图1)。例如，输入轴236可以联接到LP轴36(图1)。在太阳齿轮252的径向外侧并且与其相互啮合的是多个行星齿轮254，多个行星齿轮254联接在一起并由行星架280支撑。行星架280支撑和约束多个行星齿轮254，使得多个行星齿轮254不一起围绕太阳齿轮252旋转，同时使多个行星齿轮254中的每个行星齿轮能够绕其自身的轴线13旋转。在多个行星齿轮254的径向外侧并且与其相互啮合的是环形齿轮256，环形齿轮256是环形的环形齿轮。图2示出了环形齿轮256由联接在一起的两个独立部件形成。在一些实施例中，环形齿轮256可以是单个一体部件。环形齿轮256经由输出轴244联接到风扇38(图1)，并且旋转以驱动风扇38(图1)绕中心线轴线12旋转。例如，输出轴244联接到风扇轴44(图1)。在一些实施例中，输出轴244和风扇轴44(图1)形成为单个整体部件。
多个行星齿轮254中的每一个都是复合齿轮，其包括联接在一起的第一级行星齿轮260和第二级行星齿轮262。如下文进一步详述，第一级行星齿轮260包括比第二级行星齿轮262的直径更大的直径。太阳齿轮252、多个行星齿轮254和环形齿轮256中的每一个都包括绕它们的周边的齿，以与其他齿轮相互啮合。例如，太阳齿轮252、多个行星齿轮254和环形齿轮256中的每一个都是具有第一组和第二组斜齿的双斜齿轮，第一组和第二组斜齿均相对于行星齿轮轴线以相同的锐角倾斜。特别地，太阳齿轮252包括第一组太阳齿轮齿264和第二组太阳齿轮齿266。第一级行星齿轮260中的每一个都包括第一组行星齿轮齿268和第二组行星齿轮齿270，并且第二级行星齿轮262中的每一个都包括第三组行星齿轮齿272和第四组行星齿轮齿274。环形齿轮256包括第一组环形齿轮齿276和第二组环形齿轮齿278。太阳齿轮252、多个行星齿轮254和环形齿轮256可包括任何类型的齿轮，例如正齿轮(例如，被直切且未相对于行星齿轮轴线以一定角度设置的齿轮齿)等。
第一级行星齿轮260的第一组行星齿轮齿268和第二组行星齿轮齿270分别与太阳齿轮252的第一组太阳齿轮齿264和第二组太阳齿轮齿266啮合。第二级行星齿轮262的第三组行星齿轮齿272与环形齿轮256的第一组环形齿轮齿276啮合。第二级行星齿轮262的第四组行星齿轮齿274与环形齿轮256的第二组环形齿轮齿278啮合。
多个行星齿轮254中的每个行星齿轮254包括销282，相应行星齿轮254绕该销旋转。销282联接到行星架280并且设置在相应行星齿轮254的孔283内。在销282和相应行星齿轮254之间提供润滑剂(例如，油)，使得行星齿轮254相对于销282旋转。第二级行星齿轮262由设置在孔283内的一个或多个滚子轴承284支撑。图2示出了一个或多个滚子轴承284包括两个滚子轴承284，两个滚子轴承284包括第一滚子轴承284a和第二滚子轴承284b。然而，相应行星齿轮254可以根据需要包括任何数量的滚子轴承284。第二滚子轴承284b位于第一滚子轴承284a的后方。这样，第一滚子轴承284a称为前滚子轴承，而第二滚子轴承284b称为后滚子轴承。滚子轴承284允许行星齿轮254相对于销282旋转。第一滚子轴承284a和第二滚子轴承284b之间的距离是轴向距离，并且是从相应滚子轴承的轴向中心测量的。第一滚子轴承284a和第二滚子轴承284b之间的距离例如在一百五十九毫米(159mm)到三百一十一毫米(311mm)的范围内。第一滚子轴承284a和第二滚子轴承284b之间的距离由行星齿轮254的设计基于与行星齿轮254和滚子轴承284的设计和可生产性相关的考虑来确定，如下文进一步详述。
一个或多个滚子轴承284包括外圈286和内圈288。外圈286由第二级行星齿轮262的径向内表面365限定。这样，外圈286与行星齿轮254(例如，与如图3中所示的副轴302)成一体，并且定位在行星齿轮254的轮缘内。在一些实施例中，外圈286是与第二级行星齿轮262分开的部件。内圈288联接到销282。一个或多个滚子轴承284包括设置在外圈286和内圈288之间的多个滚动元件285。图2示出了四个这样的滚动元件285，但是一个或多个滚子轴承284可以各自包括任意数量的滚动元件285，如下文进一步详述。多个滚动元件285允许行星齿轮254相对于销282旋转。多个滚动元件285包括大致圆柱形滚动元件。然而，多个滚动元件285可包括滚珠轴承元件、锥形滚动元件、针形滚动元件等。多个滚动元件285包括数量为Nr的滚动元件285，并且包括基于在齿轮箱组件46的操作期间一个或多个滚子轴承284上的径向负载和多个滚动元件285的接触压力来选择的尺寸，如下文进一步详述。
齿轮箱组件46包括齿轮比，该齿轮比限定通过齿轮箱组件46的输入齿轮(例如，太阳齿轮252)的速度与输出齿轮(例如，环形齿轮256)的速度之比。本文详述的本公开的实施例为固定齿轮包络(例如，具有相同尺寸的环形齿轮)提供增加的齿轮比，或者替代地，可以使用较小直径的环形齿轮来实现相同的齿数比。因此，本文公开的实施例允许适用于大直径发动机或较小直径发动机的齿轮比。行星齿轮254的总齿轮比包括第一级行星齿轮260的第一齿轮比和第二级行星齿轮262的第二齿轮比。第一级行星齿轮260的第一齿轮比小于第二级行星齿轮262的第二齿轮比。在一些实施例中，第一级行星齿轮260的第一齿轮比大于或等于第二级行星齿轮262的第二齿轮比。行星齿轮254的总齿轮比在七(7:1)到十二(12:1)的范围内。总齿轮比是基于发动机尺寸和功率要求以及特定齿轮箱组件46的部件选择来选择的。例如，总齿轮比是基于风扇38的速度(例如，图1的风扇38的尖端速度)和LP涡轮30的速度(例如，基于图1的LP涡轮30的级数)。
图3是根据本公开的实施例的沿图1的发动机10的中心线轴线12截取的齿轮箱组件46的行星齿轮254的示意横截面侧视图。图3示出了与齿轮箱组件46隔离的单个行星齿轮254。图3示出了第一级行星齿轮260和第二级行星齿轮262由副轴302支撑。副轴302包括中间部分304，中间部分304支撑两个外部分306之间的第一级行星齿轮260。两个外部分306支撑第二级行星齿轮262。中间部分304包括腹板，腹板包括轴向部分308和径向部分310。轴向部分308在大致轴向方向A上相对于轴线13以一定角度延伸。这样，轴向部分308相对于两个外部分306倾斜。在一些实施例中，轴向部分308基本上轴向延伸，使得轴向部分308不相对于两个外部分306倾斜。径向部分310大致在径向方向R上延伸。副轴302包括轴向前面312和轴向后面314。这样，行星齿轮254的副轴302从轴向前面312轴向延伸到轴向后面314。副轴302包括限定为从轴向前面312到轴向后面314的副轴轴向长度L。
第一级行星齿轮260包括第一轮缘361，并且第二级行星齿轮262包括第二轮缘363。第一级行星齿轮260的轮齿在根部从第一轮缘361延伸至轮齿的尖端。第二级行星齿轮262的轮齿在根部从第二轮缘363延伸至轮齿的尖端。第二轮缘363包括限定外圈286的径向内表面365，如上详述。
第二级行星齿轮262包括节圆320。节圆320是对应于齿轮的每个齿接触啮合齿轮的对应点的点的假想圆。为了清楚起见，图3中示出了节圆320的一部分。节圆320包括被限定为节圆320的直径的行星齿轮节圆直径Dp。
图3仅示出了两个滚动元件285，为了清楚起见，销282(图2)被移除。多个滚动元件285各自包括滚动元件长度Lr，其被限定为相应滚动元件285的长度(例如，轴向长度)。多个滚动元件285包括滚动元件直径Dr，其被限定为相应滚动元件285的直径。滚动元件285的尺寸和形状可以限定为滚动元件长度与滚动元件直径之比，或者换言之，限定为Lr/Dr，如下文进一步详述。此外，一个或多个滚子轴承284包括与销282的配合。销282(图2)通过两个过盈配合(例如，在销282的前方位置处和在销282的后方位置处)固定在行星架280(图2)上。销282与行星齿轮架280的过盈配合可以基于齿轮箱组件46(图2)的可达性和装配限制而相同或不同。
如前所述，发明人试图改进动力齿轮箱的尺寸和重量。关于尺寸和重量要求，不仅要考虑影响惯性和热负载环境的那些因素(例如承载负载的齿轮的尺寸、耐用性、散热、润滑要求等)，还要考虑对于给定尺寸的行星齿轮，在动力齿轮箱的操作期间滚子轴承的接触压力。与需要利用相对低的齿轮比或对齿轮箱的较低额定功率要求的动力齿轮箱(例如，将低功率轴联接到风扇的齿轮箱)的现有飞行器发动机相比，考虑的实施例(高额定功率和齿轮比)在确定齿轮箱如何减小尺寸和重量，同时仍然能够高效传递扭矩并且以可靠、可重复的方式考虑轴承的接触压力方面提出了挑战。
行星齿轮的尺寸首先基于齿轮箱组件的输入扭矩(例如，风扇速度和低压涡轮速度的函数)、齿轮箱组件的总齿轮比、以及临界质量(CTQ)输出(例如，齿轮箱组件的效率、齿轮箱组件的重量和齿轮箱组件的几何包络)来确定。行星齿轮尺寸和滚子轴承尺寸影响上述因素。行星齿轮尺寸包括第一级行星齿轮260的直径和第二级行星齿轮262的直径(例如，第二级行星齿轮262的齿轮节圆直径Dp)。然后使用上面详述的因素来确定滚子轴承284上产生的径向负载。根据滚子轴承284上的径向负载，选择滚子轴承设计。滚子轴承设计包括外圈286的直径和滚子轴承284的滚动元件285的尺寸和形状。例如，滚子轴承设计基于外圈286的变形和滚子轴承284的滚动元件285之间的来自滚子轴承284上的径向负载的负载分配来限定第二轮缘363的径向厚度以及滚动元件285的尺寸和数量。齿轮箱组件的设计因此包括用于第二级行星齿轮262的给定齿轮节圆直径的滚子轴承的径向尺寸，以及副轴的轴向尺寸，如下文进一步详述。此外，由于滚子轴承上的预期径向负载，滚动元件的数量和尺寸影响滚子轴承上的接触压力。齿轮上并且因此滚子轴承上的高接触压力可能在滚子轴承上(例如，在滚动元件285上)和/或在齿轮上导致较低功率发动机的现有设计中并不重要的显著磨损模式，从而降低齿轮箱组件的可靠性。因此，本文的实施例提供了适合齿轮箱在操作期间的特定负载的滚动元件的尺寸和数量以及滚子轴承的尺寸，而不是不必要地增加齿轮箱组件(和发动机)的总体尺寸或重量的过度设计或设计不足导致磨损，该磨损导致滚子轴承在需要维修或维护之前的生命周期缩短。
在以改进齿轮箱的尺寸(例如，轴向长度或径向高度)和重量为目标的本文阐述的不同实施例的评估过程期间，发明人意外地发现在相应滚子轴承284的滚动元件285的数量Nr、每个滚动元件285的滚动元件长度Lr和第二级行星齿轮262的齿轮节圆直径Dp之间存在第一关系，并且在每个滚动元件285的滚动元件长度Lr和副轴302的副轴轴向长度L之间存在第二关系，这唯一地标识了适合用于特定架构的实施例的有限和易于确定(鉴于本公开)的数量，该特定架构考虑了用于维持滚子轴承284的可接受操作的接触压力。该发现使人们能够选择滚动元件285的数量Nr和尺寸，以减少或最小化副轴302的轴向长度，从而减少齿轮箱组件的轴向长度，并因此减少发动机的轴向长度，同时考虑滚子轴承上的接触压力。滚动元件285的可允许数量Nr和滚动元件长度Lr(例如，轴向长度)被发现适用于第二级行星齿轮262的特定齿轮节圆直径Dp，其解决了滚动元件285的尺寸和数量以维持滚动元件285上的接触应力的可接受值来用于滚子轴承284的操作，从而避免滚子轴承284的过早磨损。该第一关系在关系式(1)中称为轴承径向包络：
其中Nr是相应滚子轴承284中的滚动元件285的数量，Lr是滚动元件长度，并且Dp是行星齿轮254的第二级行星齿轮262的齿轮节圆直径。第二关系在关系式(2)中称为副轴轴向包络：
其中L是副轴302的副轴轴向长度，并且Lr是滚动元件长度。
如下文进一步讨论的，发明人已经识别轴承径向包络范围和副轴轴向包络范围，它们分别使滚子轴承284和行星齿轮254能够被设计用于宽范围的发动机设计，使得与没有受益于本公开的齿轮箱组件和发动机相比，滚子轴承284上的接触应力被限定以避免滚子轴承284上的过早磨损，同时减少齿轮箱组件的轴向长度和重量，并因此减少发动机的轴向长度和重量。
使用这些独特的关系，可以选择滚动元件285的数量和尺寸以及副轴302(和齿轮箱组件46)的副轴轴向长度，以用于减小发动机尺寸和重量的更紧凑的齿轮箱组件46。此外，使用轴承径向包络和副轴轴向包络作为指导，滚子轴承284和行星齿轮254的副轴302的轴向长度可以在设计过程的早期开发，同时考虑滚子轴承284上的接触压力，从而减小齿轮箱组件和发动机的尺寸。因此，本文详述的轴承径向包络和副轴轴向包络导致发动机的尺寸减小和重量减轻，并因此导致齿轮箱组件的效率提高和发动机效率提高(例如，流体流中的动能转化为涡轮轴中的机械能的效率提高)。
发明人还期望在设计的早期阶段得出设计的可能性，以便在考虑到折衷的情况下，候选改进设计的下游选择变得更可预测。迄今为止，这个过程有时更加临时，选择一个或另一个设计时不知道第一次考虑概念时的影响。例如，参考图1，风扇区段14设计(例如，风扇38设计、风扇叶片40设计等)、燃烧区段26设计、压缩机区段23设计、涡轮区段27设计等的各个方面可能是未知的，但这些部件影响滚子轴承284上的接触压力以及滚子轴承284(图2)和行星齿轮254(图2)的尺寸，并因此可能影响滚子轴承284和行星齿轮254的设计。
轴承径向包络关系和副轴轴向包络关系优选地用于飞行器的多级齿轮箱，并且具有相对高的额定功率(例如，大于7兆瓦、大于15兆瓦或大于22兆瓦)和齿轮比在七(7:1)到十二(12:1)的范围内。例如，本文详述的关系优选地用于具有高速、低压涡轮和可变螺距螺旋桨的非管道式单风扇发动机，以及具有两级复合对称行星齿轮的齿轮箱组件。
表1描述了示例性实施例1至55，识别了具有各种轴承尺寸(例如，Lr/Dr)的各种发动机的轴承径向包络和副轴轴向包络。实施例1至55可以表示关于图1描述的发动机10，并且可以应用于图2和图3中所示的齿轮箱组件46。在表1中，轴承径向包络基于关系式(1)确定，并且副轴轴向包络基于上述关系式(2)确定。
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表1
齿轮节圆直径Dp在一百毫米(100mm)到四百毫米(400mm)的范围内。在一些实施例中，齿轮节圆直径Dp在一百三十六毫米(136mm)到三百六十毫米(360mm)的范围内。第二级行星齿轮262的齿轮节圆直径Dp是基于齿轮箱组件的输入扭矩，齿轮箱组件的总齿轮比，以及齿轮箱组件的效率、重量和几何包络的平衡来选择的。较大齿轮节圆直径Dp(例如，值接近400mm)对应于较大行星齿轮254，并因此对应于较大齿轮箱组件46。较小齿轮节圆直径Dp(例如，值接近100mm)对应于较小行星齿轮254，并因此对应于较小齿轮箱组件46。较大齿轮节圆直径Dp用于较大发动机，并且较大行星齿轮能够承受滚子轴承上的较大径向负载，而较小齿轮节圆直径Dp用于较小发动机，并且与较大行星齿轮相比，较小行星齿轮能够承受滚子轴承上的较小径向负载。例如，该范围的下端被选择用于窄体飞行器(例如，机舱宽度小于约四米(4m)的单通道飞行器)或支线涡轮螺旋桨飞行器中使用的较小发动机，而该范围的上端被选择用于宽体飞行器(例如，机舱宽度大于约四米(4m)的双通道飞行器)中使用的较大发动机。
滚动元件285的Lr/Dr在一(1)至二(2)的范围内。较大Lr/Dr表示较长滚动元件285(例如，较大滚动元件长度Lr)与较小滚动元件直径Dr，并因此表示较小齿轮箱组件(在径向方向上)。较小Lr/Dr表示较短滚动元件285(例如，较小滚动元件长度Lr)与较大滚动元件直径Dr，并因此表示较大齿轮箱组件(在径向方向上)。基于第二轮缘363的径向厚度和齿轮节圆直径Dp来选择外圈286的直径，以平衡外圈286的变形和滚动元件285之间的负载分配。例如，选择第二轮缘363的径向厚度以提供滚子轴承284的适当功能，同时减少行星齿轮254的重量。例如，如果第二轮缘363的径向厚度太薄，则第二级行星齿轮262上的径向负载将使第二轮缘363变形，使得滚子轴承284可能无法正常工作(例如，行星齿轮254可能会无法绕销282(图2)正确旋转)。如果第二轮缘363的径向厚度太大，则行星齿轮254的重量增加，从而增加齿轮箱组件46的重量并降低发动机10的发动机效率。
滚动元件285的数量Nr在九(9)到三十二(32)的范围内。滚动元件285的数量Nr基于滚动元件285的尺寸来选择。例如，随着滚动元件直径Dr减小(Lr/Dr增加)，滚动元件的数量Nr增加，并且随着滚动元件直径Dr增加(Lr/Dr减小)，滚动元件的数量Nr减小。同样，随着滚动元件长度Lr增加(Lr/Dr增加)，滚动元件的数量Nr增加，并且随着滚动元件长度Lr减小(Lr/Dr减小)，滚动元件的数量Nr减小。因此，当滚动元件285包括较小滚动元件直径Dr时，滚子轴承284包括较大数量Nr的滚动元件285，并且当滚动元件285包括较大滚动元件直径Dr时，滚子轴承284包括较少数量Nr的滚动元件285。滚动元件长度Lr在十八毫米(18mm)到六十七毫米(67mm)的范围内。滚动元件长度Lr基于上文详述的发动机尺寸来选择。例如，该范围的下端被选择用于窄体飞行器或支线飞行器中使用的较小发动机，并且该范围的上端被选择用于宽体飞行器中使用的较大发动机。选择滚动元件285的数量Nr和尺寸，以将轴承径向包络维持在一定范围内，从而避免在齿轮箱组件46的操作期间由于滚子轴承284上的接触压力而导致滚子轴承284上的过早磨损，如下文进一步详述。
副轴302的副轴轴向长度L在一百五十毫米(150mm)到四百七十毫米(470mm)的范围内。在一个实施例中，副轴302的副轴轴向长度L在一百九十一毫米(191mm)到四百零六毫米(406mm)的范围内。由于给定尺寸的滚动元件285的接触压力(例如，对于选定滚动元件长度Lr和滚动元件285的数量Nr)，副轴轴向长度L是基于具有较短轴向长度同时避免滚子轴承284上的过早磨损之间的平衡来选择。较短副轴轴向长度L允许行星齿轮254更短，这允许齿轮箱组件46与没有受益于本公开的行星齿轮和齿轮箱组件相比更短。齿轮箱组件46的总重量减少，从而减少发动机10的总重量，这导致与没有受益于本公开的发动机相比发动机效率提高。选择副轴302的副轴轴向长度L以将副轴轴向包络维持在一定范围内，从而减少由于齿轮箱组件46的操作期间滚子轴承284上的接触压力而导致的滚子轴承284上的磨损，同时减少齿轮箱组件46的尺寸，如下文进一步详述。
图4以曲线图形式表示作为第二级行星齿轮262的齿轮节圆直径(Dp)的函数的滚动元件285的数量乘以滚动元件长度(Nr*Lr)。表1和图4示出滚动元件285的数量Nr和/或滚动元件长度Lr基于齿轮节圆直径Dp而变化。区域400表示作为齿轮节圆直径Dp的函数的滚动元件285的数量Nr乘以滚动元件长度Lr的边界。滚动元件285的数量Nr乘以滚动元件长度Lr在一百二十毫米(120mm)到一千七百三十二毫米(1732mm)的范围内。如上详述，齿轮节圆直径Dp在一百毫米(100mm)到四百毫米(400mm)的范围内。图4大体上示出随着齿轮节圆直径Dp增加，滚动元件285的数量Nr和/或滚动元件长度Lr增加。例如，随着行星齿轮254尺寸增加(例如，对于更大和动力更强的发动机)，考虑到滚子轴承284上的接触压力，需要增加滚动元件285的数量Nr或滚动元件长度Lr以将轴承径向包络维持在一定范围内，从而与没有受益于本公开的齿轮箱组件相比避免滚子轴承284上的过早磨损。
图5以曲线图形式表示根据另一个实施例的作为第二级行星齿轮262(图3)的齿轮节圆直径(Dp)的函数的滚动元件285(图3)的数量Nr乘以滚动元件长度(Nr*Lr)。区域500表示作为齿轮节圆直径Dp的函数的滚动元件285的数量Nr乘以滚动元件长度Lr的边界。滚动元件285的数量Nr乘以滚动元件长度Lr在二百五十九点七四毫米(259.74mm)到一千三百二十九点六毫米(1329.6mm)的范围内。齿轮节圆直径Dp在一百三十六毫米(136mm)到三百六十毫米(360mm)的范围内，如上详述。图5中的Nr*Lr和齿轮节圆直径Dp的范围是为支线飞行器和宽体飞行器的发动机选择的，并且图5中的范围是为更小或更大的发动机选择的。
图6以曲线图形式表示作为滚动元件285(图2)的尺寸的函数(例如，Lr/Dr的函数)的轴承径向包络。表1和图6示出了轴承径向包络基于滚动元件285的Lr/Dr而变化。区域600表示作为滚动元件285的Lr/Dr函数的轴承径向包络的边界。轴承径向包络在一点二(1.2)到四点三二五(4.325)的范围内。滚动元件285的Lr/Dr在一(1)到二(2)的范围内，如上详述。图6大体上示出随着Lr/Dr增加，轴承径向包络增加。例如，随着滚动元件长度Lr增加或滚动元件直径Dr减小，轴承径向包络朝向四点三二五(4.325)增加。随着滚动元件长度Lr减小或滚动元件直径Dr增加，轴承径向包络朝向一点二(1.2)减小。表1描绘了几个具有满足该关系的轴承径向包络的示例性发动机。对于范围外(例如，高于4.325或低于1.2)的轴承径向包络的值，滚子轴承284将过载并且将无法正常工作和/或将比轴承径向包络在该范围内时磨损得更快，并因此将减少滚子轴承284和齿轮箱组件46的生命周期。轴承径向包络提供Nr*Lr与齿轮节圆直径Dp之比的范围，与没有受益于本公开的齿轮箱组件和发动机相比，该范围确保滚子轴承284能够承受滚子轴承284上的接触压力(例如，来自径向负载)，同时避免滚子轴承284上的过早磨损并减小齿轮箱组件46的尺寸和重量，并且因此减小发动机10的尺寸和重量。
图7以曲线图形式表示根据另一个实施例的作为滚动元件285(图2)的尺寸的函数(例如，Lr/Dr的函数)的轴承径向包络。区域700表示作为滚动元件285的Lr/Dr的函数的轴承径向包络的边界。轴承径向包络在一点五七五(1.575)到三点九五(3.95)的范围内。滚动元件285的Lr/Dr在一(1)到二(2)的范围内，如上详述。图7中的轴承径向包络的范围是为支线飞行器和宽体飞行器的发动机选择的，而图6中的范围是为更小或更大的发动机选择的。
图8以曲线图形式表示作为齿轮节圆直径Dp的函数的轴承径向包络。表1和图8示出了轴承径向包络基于齿轮节圆直径Dp而变化。区域800表示作为齿轮节圆直径Dp的函数的轴承径向包络的边界。轴承径向包络在一点二(1.2)到四点三二五(4.325)的范围内。如上详述，齿轮节圆直径Dp在一百毫米(100mm)到四百毫米(400mm)的范围内。大体上，随着齿轮节圆直径Dp增加，轴承径向包络减小，而随着齿轮节圆直径Dp减小，轴承径向包络增加。例如，随着齿轮节圆直径Dp增加，轴承径向包络朝向一点二(1.2)减小，并且随着齿轮节圆直径Dp减小，轴承径向包络朝向四点三二五(4.325)增加。表1描述了几个具有满足该关系的轴承径向包络的示例性发动机。轴承径向包络提供Nr*Lr与齿轮节圆直径Dp之比的范围，该范围确保滚子轴承284能够承受滚子轴承284上的接触压力(例如，来自径向负载)，同时避免滚子轴承284上的过早磨损，如上详述。
图9以曲线图形式表示根据另一个实施例的作为齿轮节圆直径Dp的函数的轴承径向包络。区域900表示作为齿轮节圆直径Dp的函数的轴承径向包络的边界。轴承径向包络在一点五七五(1.575)到三点九五(3.95)的范围内。齿轮节圆直径Dp在一百三十六毫米(136mm)到三百六十毫米(360mm)的范围内，如上详述。图9中的轴承径向包络的范围是为支线飞行器和宽体飞行器的发动机选择的，而图8中的范围是为更小或更大的发动机选择的。
图10以曲线图形式表示作为滚子轴承数量Nr乘以滚动元件长度Lr的函数的轴承径向包络。表1和图10示出了轴承径向包络基于Nr*Lr而变化。区域1000表示作为Nr*Lr的函数的轴承径向包络的边界。轴承径向包络在一点二(1.2)到四点三二五(4.325)的范围内。Nr*Lr在一百二十毫米(120mm)到一千七百三十二毫米(1732mm)的范围内，如上详述。大体上，随着Nr*Lr增加，轴承径向包络增加，并且随着Nr*Lr减小，轴承径向包络减小。例如，随着滚动元件285的数量Nr或滚动元件长度Lr增加，轴承径向包络朝向四点三二五(4.325)增加，并且随着滚动元件285的数量Nr或滚动元件长度Lr减小，轴承径向包络朝向一点二(1.2)减小。表1描绘了几个具有满足该关系的轴承径向包络的示例性发动机。轴承径向包络提供Nr*Lr与齿轮节圆直径Dp之比的范围，该范围确保滚子轴承284能够承受滚子轴承284上的接触压力(例如，来自径向负载)，同时避免滚子轴承284上的过早磨损，如上详述。
图11以曲线图形式表示根据另一个实施例的作为滚子轴承的数量Nr乘以滚动元件长度Lr的函数的轴承径向包络。区域1100表示作为Nr*Lr的函数的轴承径向包络的边界。轴承径向包络在一点五七五(1.575)到三点九五(3.95)的范围内。Nr*Lr在二百五十九点七四毫米(259.74mm)到一千三百二十九点六毫米(1329.6mm)的范围内，如上详述。图11中的轴承径向包络的范围是为支线飞行器和宽体飞行器的发动机选择的，而图10中的范围是为更小或更大的发动机选择的。
图12以曲线图形式表示作为滚动元件长度Lr(图3)的函数的副轴302(图3)的副轴轴向长度L。表1和图12示出了副轴轴向长度L基于滚动元件长度Lr而变化。区域1200表示作为滚动元件长度Lr的函数的副轴轴向长度L的边界。副轴轴向长度L在一百五十毫米(150mm)到四百七十毫米(470mm)的范围内。滚动元件长度Lr在十八毫米(18mm)到六十七毫米(67mm)的范围内，如上详述。图8大体上示出随着滚动元件长度Lr增加，副轴轴向长度L增加。例如，随着行星齿轮254尺寸增加(例如，对于更大和动力更强的发动机)，考虑到滚子轴承284上的接触压力，滚动元件285的尺寸增加并且副轴轴向长度L需要增加以将副轴轴向包络维持在一定范围内，从而与没有受益于本公开的齿轮箱组件相比，减少了滚子轴承284上的磨损。
图13以曲线图形式表示根据另一个实施例的作为滚动元件长度Lr(图3)的函数的副轴轴向长度L(图3)。区域1300表示作为滚动元件长度Lr的函数的副轴轴向长度L的边界。副轴轴向长度L在一百九十一毫米(191mm)到四百零六毫米(406mm)的范围内。滚动元件长度Lr在十八毫米(18mm)到六十七毫米(67mm)的范围内，如上详述。图13中的L和Lr的范围是为支线飞行器和宽体飞行器的发动机选择的，而图12中的范围是为更小或更大的发动机选择的。
图14以曲线图形式表示作为滚动元件285(图2)的尺寸的函数(例如，Lr/Dr的函数)的副轴轴向包络。表1和图10示出了副轴轴向包络基于滚动元件285的Lr/Dr而变化。区域1400表示作为滚动元件285的Lr/Dr的函数的副轴轴向包络的边界。副轴轴向包络在三点八(3.8)到十二点五(12.5)的范围内。滚动元件285的Lr/Dr在一(1)到二(2)的范围内，如上详述。图14大体上示出随着Lr/Dr增加，副轴轴向包络减小。例如，随着滚动元件长度Lr增加或滚动元件直径Dr减小，副轴轴向包络朝向三点八减小。随着滚动元件长度Lr减小或滚动元件直径Dr增加，副轴轴向包络朝向十二点五增加。表1描绘了几个具有满足该关系的副轴轴向包络的示例性发动机。对于范围外(例如，高于12.5或低于3.8)的副轴轴向包络的值，滚子轴承284将过载并且将无法正常工作和/或将比副轴轴向包络在该范围内时磨损得更快，并因此将减少滚子轴承284和齿轮箱组件46的生命周期。副轴轴向包络提供副轴轴向长度L与滚动元件长度Lr之比的范围，与没有受益于本公开的齿轮箱组件和发动机相比，该范围确保了滚子轴承284能够承受滚子轴承284上的接触压力(例如，来自径向负载)，同时避免滚子轴承284上的过早磨损并且减小齿轮箱组件46的尺寸和重量，并因此减小发动机10的尺寸和重量。
图15以曲线图形式表示根据另一个实施例的作为滚动元件285(图2)的尺寸的函数(例如，Lr/Dr的函数)的副轴轴向包络。区域1500表示作为滚动元件285的Lr/Dr的函数的副轴轴向包络的边界。副轴轴向包络在四点六(4.6)到十一(11)的范围内。滚动元件285的Lr/Dr在一(1)到二(2)的范围内，如上详述。图15中的副轴轴向包络的范围是为支线飞行器和宽体飞行器的发动机(例如，窄范围)选择的，而图14中的范围是为更小或更大的发动机(例如，更宽范围)选择的。
图16以曲线图形式表示作为滚动元件长度Lr的函数的副轴轴向包络。表1和图16示出了副轴轴向包络基于滚动元件长度Lr而变化。区域1600表示作为滚动元件长度Lr的函数的副轴轴向包络的边界。副轴轴向包络在三点八(3.8)到十二点五(12.5)的范围内。滚动元件长度Lr在十八毫米(18mm)到六十七毫米(67mm)的范围内。大体上，随着滚动元件长度Lr增加，副轴轴向包络减小，并且随着滚动元件长度Lr减小，副轴轴向包络增加。例如，随着滚动元件长度Lr增加，副轴轴向包络朝向三点八(3.8)减小，并且随着滚动元件长度Lr减小，副轴轴向包络朝向十二点五(12.5)增加。表1描绘了几个具有满足该关系的副轴轴向包络的示例性发动机。副轴轴向包络提供确保滚子轴承284能够承受滚子轴承284上的接触压力(例如，来自径向负载)，同时避免滚子轴承284上的过早磨损的范围，如上详述。
图17以曲线图形式表示根据另一个实施例的作为滚动元件长度Lr的函数的副轴轴向包络。区域1700表示作为滚动元件长度Lr的函数的副轴轴向包络的边界。副轴轴向包络在四点六(4.6)到十一(11)的范围内。滚动元件长度Lr在十八毫米(18mm)到六十七毫米(67mm)的范围内。图17中的副轴轴向包络的范围是为支线飞行器和宽体飞行器的发动机选择的，而图16中的范围是为更小或更大的发动机选择的。
图18以曲线图形式表示作为副轴轴向长度L的函数的副轴轴向包络。表1和图18示出了副轴轴向包络基于副轴302的副轴轴向长度L而变化。区域1800表示作为副轴轴向长度L的函数的副轴轴向包络的边界。副轴轴向包络在三点八(3.8)到十二点五(12.5)的范围内。副轴轴向长度L在一百五十毫米(150mm)到四百七十毫米(470mm)的范围内。大体上，随着副轴轴向长度L增加，副轴轴向包络增加，并且随着副轴轴向长度L减小，副轴轴向包络减小。例如，随着副轴轴向长度L增加，副轴轴向包络朝向十二点五(12.5)增加，并且随着副轴轴向长度L减小，副轴轴向包络朝向三点八(3.8)减小。表1描绘了几个具有满足该关系的副轴轴向包络的示例性发动机。副轴轴向包络提供确保滚子轴承284能够承受滚子轴承284上的接触压力(例如，来自径向负载)，同时避免滚子轴承284上的过早磨损的范围，如上详述。
图19以曲线图形式表示根据另一个实施例的作为副轴轴向长度L的函数的副轴轴向包络。区域1900表示作为副轴轴向长度L的函数的副轴轴向包络的边界。副轴轴向包络在四点六(4.6)到十一(11)的范围内。副轴轴向长度L在一百九十一毫米(191mm)到四百零六毫米(406mm)的范围内。图19中的副轴轴向包络的范围是为支线飞行器和宽体飞行器的发动机(例如，窄范围)选择的，而图18中的范围是为更小或更大的发动机(例如，更宽范围)选择的。
本文详述的本公开的实施例可以用于具有高速低压涡轮和可变螺距螺旋桨或风扇的非管道式单风扇(USF)发动机架构。这样的发动机提供高额定功率(例如，大于7兆瓦)。然而，在这种高功率发动机中，需要高齿轮比来以所需的速度和扭矩驱动螺旋桨。例如，低压涡轮与螺旋桨之间的动力齿轮箱的齿轮比可以在7:1至12:1的范围内。此外，复合行星齿轮可以将低压涡轮到螺旋桨的速度降低到所需水平，并提供有利的发动机集成。本公开的轴承的特征在于定位在行星齿轮的副轴的轮缘内的外圈，从而实现本文描述的发动机架构。本公开的实施例提供了一种轴承，其尺寸被设计成足以承受上述接触压力，同时处于动力齿轮箱的齿轮的几何约束内。因此，本文详述的关系允许轴承的尺寸被设计成考虑轴承上的接触压力，同时还减小齿轮箱组件的尺寸和重量以及发动机的整体尺寸、重量和效率。
进一步方面由以下条项的主题提供。
一种齿轮箱组件，包括：多个行星齿轮，所述多个行星齿轮中的至少一个行星齿轮包括副轴；一个或多个滚子轴承，所述一个或多个滚子轴承设置在所述副轴内并且包括多个滚动元件；以及轴承径向包络，所述轴承径向包络在1.2到4.325的范围内，所述轴承径向包络等于
Nr是相应轴承中的滚动元件的数量，Lr是所述多个滚动元件的滚动元件长度，并且Dp是所述至少一个行星齿轮的齿轮节圆直径。
根据前述条项所述的齿轮箱组件，所述轴承径向包络在1.575到3.95的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述多个滚动元件的所述滚动元件长度Lr与滚动元件直径Dr之比在1到2的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，Nr在9到32的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，Lr在18mm到67mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，Dp在100mm到400mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，Nr*Lr在120mm到1732mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述一个或多个滚子轴承包括第一滚子轴承和第二滚子轴承，并且所述第一滚子轴承和所述第二滚子轴承之间的距离在159mm到311mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述副轴支撑所述至少一个行星齿轮的第一级行星齿轮和第二级行星齿轮。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述一个或多个滚子轴承包括由所述至少一个行星齿轮的径向内表面限定的外圈。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，进一步包括3.8到12.5范围内的副轴轴向包络，所述副轴轴向包络等于
L是所述副轴的副轴轴向长度，Lr是所述多个滚动元件的所述滚动元件长度。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述副轴轴向包络在4.6到11的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，L在150mm到470mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，Nr*Lr在259.74mm到1329.6mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，L在191mm到406mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，Dp在136mm到360mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述一个或多个滚子轴承设置在所述第二级行星齿轮内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述至少一个行星齿轮包括轮缘，并且所述外圈与所述轮缘成一体，使得所述一个或多个滚子轴承设置在所述轮缘内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述副轴轴向长度被限定为从所述至少一个行星齿轮的轴向前面到所述至少一个行星齿轮的轴向后面。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述齿轮节圆直径Dp被限定为所述至少一个行星齿轮的节圆的直径。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，进一步包括7:1到12:1范围内的齿轮比。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述一个或多个滚子轴承包括第一滚子轴承和第二滚子轴承，所述第二轴承位于所述第一轴承的后方。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，进一步包括太阳齿轮和环形齿轮，所述太阳齿轮联接到发动机的低压涡轮轴，并且所述环形齿轮联接到所述发动机的风扇轴。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，进一步包括太阳齿轮和环形齿轮，所述太阳齿轮联接到发动机的低压涡轮轴，并且所述多个行星齿轮联接到所述发动机的风扇轴。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述发动机的额定功率大于7兆瓦、大于15兆瓦或大于22兆瓦。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述发动机是非管道式单风扇发动机。
一种齿轮箱组件，包括：多个行星齿轮，所述多个行星齿轮中的至少一个行星齿轮包括副轴；一个或多个滚子轴承，所述一个或多个滚子轴承设置在所述副轴内并且包括多个滚动元件；以及副轴轴向包络，所述副轴轴向包络在3.8到12.5的范围内，所述副轴轴向包络等于
L是所述副轴的副轴轴向长度，Lr是所述多个滚动元件的滚动元件长度。
根据前述条项所述的齿轮箱组件，所述副轴轴向包络在4.6到11的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，L在150mm到470mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，Lr在18mm到67mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述一个或多个滚子轴承包括第一滚子轴承和第二滚子轴承，并且所述第一滚子轴承和所述第二滚子轴承之间的距离在159mm到311mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述副轴支撑所述至少一个行星齿轮的第一级行星齿轮和第二级行星齿轮。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述一个或多个滚子轴承包括由所述至少一个行星齿轮的径向内表面限定的外圈。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，L在191mm到406mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述副轴支撑所述至少一个行星齿轮的第一级行星齿轮和第二级行星齿轮。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述一个或多个滚子轴承包括由所述至少一个行星齿轮的径向内表面限定的外圈。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，进一步包括1.2到4.325范围内的轴承径向包络，所述轴承径向包络等于
Nr是相应轴承中的滚动元件的数量，Lr是所述多个滚动元件的滚动元件长度，并且Dp是所述至少一个行星齿轮的齿轮节圆直径。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述轴承径向包络在1.575到3.95的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述多个滚动元件的所述滚动元件长度Lr与所述滚动元件直径Dr之比在1到2的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，Nr在9到32的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，Dp在100mm到400mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，Nr*Lr在120mm到1732mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，Nr*Lr在259.74mm到1329.6mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述一个或多个滚子轴承设置在所述第二级行星齿轮内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述至少一个行星齿轮包括轮缘，并且所述外圈与所述轮缘成一体，使得所述一个或多个滚子轴承设置在所述轮缘内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述副轴轴向长度被限定为从所述至少一个行星齿轮的轴向前面到所述至少一个行星齿轮的轴向后面。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述齿轮节圆直径Dp被限定为所述至少一个行星齿轮的节圆的直径。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，进一步包括7:1到12:1范围内的齿轮比。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述一个或多个滚子轴承包括第一滚子轴承和第二滚子轴承，所述第二轴承位于所述第一轴承的后方。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述第一滚子轴承和所述第二滚子轴承之间的距离在159mm到311mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，进一步包括太阳齿轮和环形齿轮，所述太阳齿轮联接到发动机的低压涡轮轴，并且所述环形齿轮联接到所述发动机的风扇轴。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，进一步包括太阳齿轮和环形齿轮，所述太阳齿轮联接到发动机的低压涡轮轴，并且所述多个行星齿轮联接到所述发动机的风扇轴。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述发动机的额定功率大于7兆瓦、大于15兆瓦或大于22兆瓦。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述发动机是非管道式单风扇发动机。
一种齿轮箱组件，包括：多个行星齿轮，所述多个行星齿轮中的至少一个行星齿轮包括副轴；一个或多个滚子轴承，所述一个或多个滚子轴承设置在所述副轴内并且包括多个滚动元件；轴承径向包络；以及副轴轴向包络。所述轴承径向包络在1.2到4.325的范围内，所述轴承径向包络等于
Nr是相应轴承中的滚动元件的数量，Lr是所述多个滚动元件的滚动元件长度，并且Dp是所述至少一个行星齿轮的齿轮节圆直径。所述副轴轴向包络在3.8到12.5的范围内，所述副轴轴向包络等于
L是所述副轴的副轴轴向长度，Lr是所述滚动元件长度。
根据前述条项所述齿轮箱组件，所述轴承径向包络在1.575到3.95的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述多个滚动元件的所述滚动元件长度Lr与滚动元件直径Dr之比在1到2的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，Nr在9到32的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，Lr在18mm到67mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，Dp在100mm到400mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，Dp在136mm到360mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，Nr*Lr在120mm到1732mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，Nr*Lr在259.74mm到1329.6mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述副轴支撑所述至少一个行星齿轮的第一级行星齿轮和第二级行星齿轮。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述一个或多个滚子轴承包括由所述至少一个行星齿轮的径向内表面限定的外圈。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述副轴轴向包络在4.6到11的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，L在150mm到470mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，L在191mm到406mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述一个或多个滚子轴承设置在所述第二级行星齿轮内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述至少一个行星齿轮包括轮缘，并且所述外圈与所述轮缘成一体，使得所述一个或多个滚子轴承设置在所述轮缘内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述副轴轴向长度被限定为从所述至少一个行星齿轮的轴向前面到所述至少一个行星齿轮的轴向后面。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述齿轮节圆直径Dp被限定为所述至少一个行星齿轮的节圆的直径。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，进一步包括7:1到12:1范围内的齿轮比。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述一个或多个滚子轴承包括第一滚子轴承和第二滚子轴承，所述第二滚子轴承位于所述第一滚子轴承的后方。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述第一滚子轴承和所述第二滚子轴承之间的距离在159mm到311mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，进一步包括太阳齿轮和环形齿轮，所述太阳齿轮联接到发动机的低压涡轮轴，并且所述环形齿轮联接到所述发动机的风扇轴。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，进一步包括太阳齿轮和环形齿轮，所述太阳齿轮联接到发动机的低压涡轮轴，并且所述多个行星齿轮联接到所述发动机的风扇轴。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述发动机的额定功率大于7兆瓦、大于15兆瓦或大于22兆瓦。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，所述发动机是非管道式单风扇发动机。
一种发动机，包括涡轮机、风扇和齿轮箱组件。所述涡轮机联接到输入轴。所述风扇联接到输出轴。所述齿轮箱组件将扭矩从所述输入轴传递到所述输出轴。所述齿轮箱组件包括：多个行星齿轮，所述多个行星齿轮中的至少一个行星齿轮包括副轴；一个或多个滚子轴承，所述一个或多个滚子轴承设置在所述副轴内并且包括多个滚动元件；以及轴承径向包络。所述轴承径向包络在1.2到4.325的范围内，所述轴承径向包络等于
Nr是相应轴承中的滚动元件的数量，Lr是所述多个滚动元件的滚动元件长度，并且Dp是所述至少一个行星齿轮的齿轮节圆直径。
根据前述条项所述的发动机，所述轴承径向包络在1.575到3.95的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，所述多个滚动元件的所述滚动元件长度Lr与滚动元件直径Dr之比在1到2的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，Nr在9到32的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，Lr在18mm到67mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，Dp在100mm到400mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，Dp在136mm到360mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，Nr*Lr在120mm到1732mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，Nr*Lr在259.74mm到1329.6mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，所述副轴支撑所述至少一个行星齿轮的第一级行星齿轮和第二级行星齿轮。
根据任何前述条项所述的发动机，所述一个或多个滚子轴承包括由所述至少一个行星齿轮的径向内表面限定的外圈。
根据任何前述条项所述的发动机，进一步包括3.8到12.5范围内的副轴轴向包络，所述副轴轴向包络等于
L是所述副轴的副轴轴向长度，Lr是所述多个滚动元件的所述滚动元件长度。
根据任何前述条项所述的发动机，所述副轴轴向包络在4.6到11的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，L在150mm到470mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，L在191mm到406mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，所述一个或多个滚子轴承设置在所述第二级行星齿轮内。
根据任何前述条项所述的发动机，所述至少一个行星齿轮包括轮缘，并且所述外圈与所述轮缘成一体，使得所述一个或多个滚子轴承设置在所述轮缘内。
根据任何前述条项所述的发动机，所述副轴轴向长度被限定为从所述至少一个行星齿轮的轴向前面到所述至少一个行星齿轮的轴向后面。
根据任何前述条项所述的发动机，所述齿轮节圆直径Dp被限定为所述至少一个行星齿轮的节圆的直径。
根据任何前述条项所述的发动机，进一步包括7:1到12:1范围内的齿轮比。
根据任何前述条项所述的发动机，所述一个或多个滚子轴承包括第一滚子轴承和第二滚子轴承，所述第二滚子轴承位于所述第一滚子轴承的后方。
根据任何前述条项所述的发动机，所述第一滚子轴承和所述第二滚子轴承之间的距离在159mm到311mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，所述输入轴是低压涡轮轴并且所述输出轴是风扇轴，所述齿轮箱组件进一步包括太阳齿轮和环形齿轮，所述太阳齿轮联接到所述低压涡轮轴，并且所述环形齿轮联接到所述风扇轴。
根据任何前述条项所述的发动机，所述输入轴是低压涡轮轴并且所述输出轴是风扇轴，所述齿轮箱组件进一步包括太阳齿轮和环形齿轮，所述太阳齿轮联接到所述低压涡轮轴，并且所述多个行星齿轮联接到所述风扇轴。
根据任何前述条项所述的发动机，所述发动机的额定功率大于7兆瓦、大于15兆瓦或大于22兆瓦。
根据任何前述条项所述的发动机，所述发动机是非管道式单风扇发动机。
一种发动机，包括涡轮机、风扇和齿轮箱组件。所述涡轮机联接到输入轴。所述风扇连接到输出轴。所述齿轮箱组件将扭矩从所述输入轴传递到所述输出轴。所述齿轮箱组件包括：多个行星齿轮，所述多个行星齿轮中的至少一个行星齿轮包括副轴；一个或多个滚子轴承，所述一个或多个滚子轴承设置在所述副轴内并且包括多个滚动元件；以及副轴轴向包络。所述副轴轴向包络在3.8到12.5的范围内，所述副轴轴向包络等于
L是所述副轴的副轴轴向长度，Lr是所述多个滚动元件的所述滚动元件长度。
根据前述条项所述的发动机，所述副轴轴向包络在4.6到11的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，L在150mm到470mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，L在191mm到406mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，Lr在18mm到67mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，L在191mm到406mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，进一步包括1.2到4.325范围内的轴承径向包络，所述轴承径向包络等于
Nr是相应轴承中的滚动元件的数量，Lr是所述多个滚动元件的滚动元件长度，并且Dp是所述至少一个行星齿轮的齿轮节圆直径。
根据任何前述条项所述的发动机，所述轴承径向包络在1.575到3.95的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，所述多个滚动元件的所述滚动元件长度Lr与滚动元件直径Dr之比在1到2的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，Nr在9到32的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，Dp在100mm到400mm的范围内。
根据任何前述条项所述的齿轮箱组件，Dp在136mm到360mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，Nr*Lr在120mm到1732mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，Nr*Lr在259.74mm到1329.6mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，所述副轴支撑所述至少一个行星齿轮的第一级行星齿轮和第二级行星齿轮。
根据任何前述条项所述的发动机，所述一个或多个滚子轴承包括由所述至少一个行星齿轮的径向内表面限定的外圈。
根据任何前述条项所述的发动机，所述一个或多个滚子轴承设置在所述第二级行星齿轮内。
根据任何前述条项所述的发动机，所述至少一个行星齿轮包括轮缘，并且所述外圈与所述轮缘成一体，使得所述一个或多个滚子轴承设置在所述轮缘内。
根据任何前述条项所述的发动机，所述副轴轴向长度被限定为从所述至少一个行星齿轮的轴向前面到所述至少一个行星齿轮的轴向后面。
根据任何前述条项所述的发动机，所述齿轮节圆直径Dp被限定为所述至少一个行星齿轮的节圆的直径。
根据任何前述条项所述的发动机，所述齿轮箱组件进一步包括7:1到12:1范围内的齿轮比。
根据任何前述条项所述的发动机，所述一个或多个滚子轴承包括第一滚子轴承和第二滚子轴承，所述第二滚子轴承位于所述第一滚子轴承的后方。
根据任何前述条项所述的发动机，所述第一滚子轴承和所述第二滚子轴承之间的距离在159mm到311mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，所述输入轴是低压涡轮轴并且所述输出轴是风扇轴，所述齿轮箱组件进一步包括太阳齿轮和环形齿轮，所述太阳齿轮联接到所述低压涡轮轴，并且所述环形齿轮联接到所述风扇轴。
根据任何前述条项所述的发动机，所述输入轴是低压涡轮轴并且所述输出轴是风扇轴，所述齿轮箱组件进一步包括太阳齿轮和环形齿轮，所述太阳齿轮联接到所述低压涡轮轴，并且所述多个行星齿轮联接到所述风扇轴。
根据任何前述条项所述的发动机，所述发动机的额定功率大于7兆瓦、大于15兆瓦或大于22兆瓦。
根据任何前述条项所述的发动机，所述发动机是非管道式单风扇发动机。
一种发动机，包括涡轮机、风扇和齿轮箱组件。所述涡轮机联接到输入轴。所述风扇联接到输出轴。所述齿轮箱组件将扭矩从所述输入轴传递到所述输出轴。所述齿轮箱组件包括：多个行星齿轮，所述多个行星齿轮中的至少一个行星齿轮包括副轴；一个或多个滚子轴承，所述一个或多个滚子轴承设置在所述副轴内并且包括多个滚动元件；轴承径向包络；以及副轴轴向包络。所述轴承径向包络在1.2到4.325的范围内，所述轴承径向包络等于
Nr是相应轴承中的滚动元件的数量，Lr是所述多个滚动元件的滚动元件长度，并且Dp是所述至少一个行星齿轮的齿轮节圆直径。所述副轴轴向包络在3.8到12.5的范围内，所述副轴轴向包络等于
L是所述副轴的副轴轴向长度，Lr是所述滚动元件长度。
根据前述条项所述的发动机，所述轴承径向包络在1.575至3.95的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，所述多个滚动元件的所述滚动元件长度Lr与滚动元件直径Dr之比在1到2的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，Nr在9到32的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，Lr在18mm到67mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，Dp在100mm到400mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，Dp在136mm到360mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，Nr*Lr在120mm到1732mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，Nr*Lr在259.74mm到1329.6mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，所述副轴支撑所述至少一个行星齿轮的第一级行星齿轮和第二级行星齿轮。
根据任何前述条项所述的发动机，所述一个或多个滚子轴承包括由所述至少一个行星齿轮的径向内表面限定的外圈。
根据任何前述条项所述的发动机，所述副轴轴向包络在4.6到11的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，L在150mm到470mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，L在191mm到406mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，所述一个或多个滚子轴承设置在所述第二级行星齿轮内。
根据任何前述条项所述的发动机，所述至少一个行星齿轮包括轮缘，并且所述外圈与所述轮缘成一体，使得所述一个或多个滚子轴承设置在所述轮缘内。
根据任何前述条项所述的发动机，所述副轴轴向长度被限定为从所述至少一个行星齿轮的轴向前面到所述至少一个行星齿轮的轴向后面。
根据任何前述条项所述的发动机，所述齿轮节圆直径Dp被限定为所述至少一个行星齿轮的节圆的直径。
根据任何前述条项所述的发动机，所述齿轮箱组件进一步包括7:1到12:1范围内的齿轮比。
根据任何前述条项所述的发动机，所述一个或多个滚子轴承包括第一滚子轴承和第二滚子轴承，所述第二滚子轴承位于所述第一滚子轴承的后方。
根据任何前述条项所述的发动机，所述第一滚子轴承和所述第二滚子轴承之间的距离在159mm到311mm的范围内。
根据任何前述条项所述的发动机，所述输入轴是低压涡轮轴并且所述输出轴是风扇轴，所述齿轮箱组件进一步包括太阳齿轮和环形齿轮，所述太阳齿轮联接到所述低压涡轮轴，并且所述环形齿轮联接到所述风扇轴。
根据任何前述条项所述的发动机，所述输入轴是低压涡轮轴并且所述输出轴是风扇轴，所述齿轮箱组件进一步包括太阳齿轮和环形齿轮，所述太阳齿轮联接到所述低压涡轮轴，并且所述多个行星齿轮联接到所述风扇轴。
根据任何前述条项所述的发动机，所述发动机的额定功率大于7兆瓦、大于15兆瓦或大于22兆瓦。
根据任何前述条项所述的发动机，所述发动机是非管道式单风扇发动机。
尽管前面的描述针对本公开的优选实施例，但是其他变化和修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下进行。此外，结合本公开的一个实施例描述的特征可以结合其他实施例使用，即使上面没有明确说明。

Claims (10)

1.一种齿轮箱组件，其特征在于，包括：
多个行星齿轮，所述多个行星齿轮中的至少一个行星齿轮包括副轴；
一个或多个滚子轴承，所述一个或多个滚子轴承设置在所述副轴内并且包括多个滚动元件；以及
轴承径向包络，所述轴承径向包络在1.2到4.325的范围内，所述轴承径向包络等于
其中Nr是相应轴承中的滚动元件的数量，Lr是所述多个滚动元件的滚动元件长度，并且Dp是所述至少一个行星齿轮的齿轮节圆直径。
2.根据权利要求1所述的齿轮箱组件，其特征在于，其中，所述轴承径向包络在1.575到3.95的范围内。
3.根据权利要求1所述的齿轮箱组件，其特征在于，其中，所述多个滚动元件的所述滚动元件长度Lr与滚动元件直径Dr之比在1到2的范围内。
4.根据权利要求1所述的齿轮箱组件，其特征在于，其中，Nr在9到32的范围内。
5.根据权利要求1所述的齿轮箱组件，其特征在于，其中，Lr在18mm到67mm的范围内。
6.根据权利要求1所述的齿轮箱组件，其特征在于，其中，Dp在100mm到400mm的范围内。
7.根据权利要求1所述的齿轮箱组件，其特征在于，其中，Nr*Lr在120mm到1732mm的范围内。
8.根据权利要求1所述的齿轮箱组件，其特征在于，其中，所述一个或多个滚子轴承包括第一滚子轴承和第二滚子轴承，并且所述第一滚子轴承和所述第二滚子轴承之间的距离在159mm到311mm的范围内。
9.根据权利要求1所述的齿轮箱组件，其特征在于，其中，所述副轴支撑所述至少一个行星齿轮的第一级行星齿轮和第二级行星齿轮。
10.根据权利要求1所述的齿轮箱组件，其特征在于，其中，所述一个或多个滚子轴承包括由所述至少一个行星齿轮的径向内表面限定的外圈。
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