FR3042007A1 - TURBO MOTOR WITH BLOWERS DEPORTEES AND REDUCTION OF SPEED ON THE SHAFT OF THE POWER TURBINE - Google Patents
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Abstract
La présente invention porte sur un ensemble de propulsion d'un aéronef comprenant une turbine (15), au moins une soufflante (10) d'axe décalé par rapport à l'axe de la turbine et un mécanisme de transmission de puissance entre la turbine et la soufflante, caractérisé par le fait que le mécanisme de transmission de puissance comprend un réducteur de vitesse (20) avec une entrée et une sortie de mouvement, l'entrée étant dans le prolongement de l'axe (16) de la turbine et la sortie reliée à la soufflante..The present invention relates to a propulsion assembly of an aircraft comprising a turbine (15), at least one fan (10) with an axis offset from the axis of the turbine and a power transmission mechanism between the turbine and the blower, characterized in that the power transmission mechanism comprises a speed reducer (20) with an input and a movement output, the input being in line with the axis (16) of the turbine and the output connected to the blower ..
Description
Turbo moteur à soufflantes déportées et réduction de vitesse sur l’arbre de la turbine de puissanceTurbo blower with remote blowers and speed reduction on the shaft of the power turbine
Domaine de l’inventionField of the invention
La présente invention concerne le domaine aéronautique et porte sur un ensemble propulsif comportant au moins deux soufflantes entraînées par un même moteur. Elle vise plus particulièrement un système de transfert de puissance entre le moteur et les soufflantes qu’il entraîne.The present invention relates to the aeronautical field and relates to a propulsion unit comprising at least two blowers driven by the same engine. It is more particularly a power transfer system between the engine and the blowers it drives.
Etat de l’artState of the art
Le présent déposant a entrepris des travaux portant sur une architecture d’ensemble propulsif à deux soufflantes distribuées. Ceux ci ont pour objectifs de rechercher une optimisation du rendement propulsif grâce à un fort taux de dilution, tout en conservant une garde au sol acceptable et des soufflantes de taille réduite ayant un régime différent de celui de la turbine.The present applicant has undertaken work on an overall propulsion architecture with two distributed blowers. These objectives are to seek an optimization of the propulsive performance through a high dilution rate, while maintaining an acceptable ground clearance and reduced size blowers with a different regime than that of the turbine.
Un schéma de principe d’un tel ensemble 1 est représenté sur les figures 1 et 2. Un générateur de gaz 3, comprend de façon classique un ensemble de compression alimentant en air une chambre de combustion annulaire ; les gaz issus de la chambre entraînent une ou plusieurs turbines reliées mécaniquement au compresseur et ici une turbine de puissance 5. Cette dernière est solidaire d’un arbre de puissance 6 coaxial au générateur de gaz 3. Cet arbre de puissance 6 entraîne par le biais d’engrenages coniques appropriés deux arbres radiaux intermédiaires 8 et 8’ disposés en particulier à angle droit par rapport à l’axe de l’arbre de puissance 6. Les arbres radiaux intermédiaires entraînent chacun un arbre de soufflante 9, 9’ déporté, c'est-à-dire d’axe décalé par rapport à l’axe du générateur de gaz. La transmission de puissance est effectuée par le moyen de premiers engrenages 2 et 2’ à pignons coniques entre l’arbre 6 et les arbres radiaux 8 et 8’ et de seconds engrenages 4 et 4’ à pignons coniques entre les arbres radiaux 8, 8’ et les arbres de soufflantes 9 et 9’. Les arbres des soufflantes 9 et 9’ entraînent chacun une soufflante 10, 10’ d’axe déporté à celui du moteur. Un tel agencement permet d’atteindre les objectifs visés ci-dessus.A schematic diagram of such an assembly 1 is shown in FIGS. 1 and 2. A gas generator 3 conventionally comprises a compression assembly supplying air to an annular combustion chamber; the gases from the chamber drive one or more turbines mechanically connected to the compressor and here a power turbine 5. The latter is secured to a power shaft 6 coaxial with the gas generator 3. This power shaft 6 drives through appropriate bevel gear pairs two radial intermediate shafts 8 and 8 'arranged in particular at right angles to the axis of the power shaft 6. The intermediate radial shafts each drive a fan shaft 9, 9' offset, c i.e., with axis offset from the axis of the gas generator. The transmission of power is effected by means of first gears 2 and 2 'with bevel gears between the shaft 6 and the radial shafts 8 and 8' and second gears 4 and 4 'with bevel gears between the radial shafts 8, 8 and the fan shafts 9 and 9 '. The shafts of the blowers 9 and 9 'each drive a fan 10, 10' axis offset to that of the motor. Such an arrangement makes it possible to achieve the objectives referred to above.
Selon l’art antérieur connu du déposant, la solution au problème de transmission entre la turbine libre et les arbres de soufflantes consiste à utiliser, pour chacune des soufflantes, des engrenages coniques simples à 45° : Un premier engrenage avec deux roues de même diamètre l’une sur l’arbre de la turbine libre et l’autre sur l’arbre radial et un second engrènement conique à 45° avec deux roues de diamètes différents reliant l’arbre radial à celui de la soufflante. A l’inverse, le premier engrenage peut avoir deux roues de diamètre différents et le second engrènement peut avoir deux roues de même diamètre.According to the prior art known to the applicant, the solution to the transmission problem between the free turbine and the fan shafts consists in using, for each of the blowers, simple 45 ° conical gears: A first gear with two wheels of the same diameter one on the shaft of the free turbine and the other on the radial shaft and a second conical engagement at 45 ° with two wheels of different diameters connecting the radial shaft to that of the fan. Conversely, the first gear can have two different diameter wheels and the second meshing can have two wheels of the same diameter.
Le pignon d’entrée du premier engrenage 2 de l’ensemble représenté sur la figure 2 est dimensionné de manière à tenir les contraintes relatives au couple de turbine, ce qui donne un diamètre primitif minimal incompressible pour celui-ci, et fixe donc ses dimensions. Le rapport de réduction du renvoi d’angle s’obtient alors en jouant sur la taille de la roue fixée sur l’arbre radial. Pour des rapports de réduction élevés, notamment supérieurs à 2.5, on constate que la roue en prise conique directe avec le pignon central pose alors un problème d’encombrement à cause du diamètre important de celle-ci.The input gear of the first gear 2 of the assembly shown in FIG. 2 is dimensioned so as to take the constraints relating to the turbine torque, which gives an incompressible minimum pitch diameter for the latter, and thus fixes its dimensions. . The reduction ratio of the bevel gear is then obtained by adjusting the size of the wheel fixed on the radial shaft. For high reduction ratios, especially greater than 2.5, it can be seen that the wheel in direct conical engagement with the central gear then poses a congestion problem because of the large diameter thereof.
En raison du faible espace disponible, il se pose le problème d’intégrer une roue de grand diamètre à distance de l’axe moteur, à l’intérieur du carter d’échappement du générateur de gaz où doit être disposé l’engrenage 2 de renvoi d’angle.Because of the small space available, there is the problem of integrating a large diameter wheel away from the motor axis, inside the exhaust casing of the gas generator where the gear 2 must be arranged. Angle gear.
Il faut en outre tenir compte des phénomènes dynamiques parasites que pourraient engendrer deux roues de grand diamètre en rotation selon un axe perpendiculaire à l’axe moteur et à distance de l’axe moteur.It is also necessary to take into account the parasitic dynamic phenomena that could cause two large diameter wheels in rotation along an axis perpendicular to the motor axis and away from the motor axis.
La présente invention a pour objectif de remédier à ce problème.The present invention aims to remedy this problem.
En particulier elle a pour objectif un agencement qui permet de réduire l’encombrement de la roue d’entraînement de l’axe radial intermédiaire.In particular, it aims at an arrangement which makes it possible to reduce the size of the drive wheel of the intermediate radial axis.
Exposé de l’inventionPresentation of the invention
On parvient à réaliser cet objectif avec un ensemble de propulsion d’un aéronef comprenant une turbine, au moins une soufflante d’axe décalé par rapport à l’axe de la turbine et un mécanisme de transmission de puissance entre la turbine et la soufflante, caractérisé par le fait que le mécanisme de transmission de puissance comprend un réducteur de vitesse avec une entrée et une sortie de mouvement, l’entrée étant dans le prolongement de l’axe de la turbine et la sortie reliée à la soufflante, le réducteur de vitesse étant un réducteur épicycloïdal avec un pignon planétaire, des satellites et une couronne, le pignon planétaire formant l’entrée et la couronne la sortie du réducteur, et l’axe de rotation des satellites étant incliné par rapport à l’axe du pignon planétaire.It is possible to achieve this objective with a propulsion unit of an aircraft comprising a turbine, at least one fan axis offset from the axis of the turbine and a power transmission mechanism between the turbine and the fan, characterized in that the power transmission mechanism comprises a speed reducer with an input and a motion output, the input being in the extension of the axis of the turbine and the output connected to the fan, the reducer of speed being an epicyclic reduction gear with a sun gear, satellites and a ring gear, the sun gear forming the input and the ring gear output of the reducer, and the axis of rotation of the satellites being inclined with respect to the axis of the sun gear. .
En disposant un réducteur de vitesse dans l’axe de la turbine d’entraînement de la soufflante on peut réduire le diamètre de la roue d’entrée du mécanisme de transmission de puissance. On répond ainsi au besoin de ménager de l’espace au niveau de la turbine et du carter formant l’enveloppe de cette partie du moteur. L’encombrement radial est réduit davantage grâce à l’inclinaison du mécanisme d’engrènement. L’arbre de la turbine est engagé dans l’axe du pignon planétaire central. Le réducteur est ainsi dans son prolongement.By arranging a speed reducer in the axis of the fan drive turbine, it is possible to reduce the diameter of the input wheel of the power transmission mechanism. It thus meets the need to save space at the turbine and the housing forming the envelope of this part of the engine. The radial size is further reduced by the inclination of the meshing mechanism. The shaft of the turbine is engaged in the axis of the central sun gear. The reducer is thus in its prolongation.
Dans la présente invention, les termes « pignon » et « couronne » sont également désignés sous le terme « roue » ou « roue dentée ».In the present invention, the terms "pinion" and "crown" are also referred to as "wheel" or "cogwheel".
Les roues des satellites sont guidées en rotation et supportées par un châssis formant stator qui peut être agencé de manière à ce que les roues des satellites forment un angle avec l’axe de la turbine. L’orientation des satellites permet également d’obtenir un réducteur avec une forme conique ou sphérique qui optimise la place disponible dans le cône d’échappement. L’angle d’inclinaison des roues de satellite est déterminé (à iso encombrement axial) par le rapport de réduction du réducteur de vitesse ensemble avec le rapport des diamètres primitifs entre satellites et couronne ainsi que par les contraintes de flexion et de pression admissibles dans les dents (l’augmentation du diamètre primitif du planétaire réduit les contraintes dans celui-ci à iso couple) et la longueur totale du réducteur.The wheels of the satellites are guided in rotation and supported by a stator frame which can be arranged so that the wheels of the satellites form an angle with the axis of the turbine. The orientation of the satellites also makes it possible to obtain a gearbox with a conical or spherical shape that optimizes the space available in the exhaust cone. The angle of inclination of the satellite wheels is determined (axial axial iso) by the reduction ratio of the speed reducer together with the ratio of the pitch diameters between satellites and crown as well as by the bending and pressure stresses allowed in the teeth (the increase of the original diameter of the sun gear reduces the stresses in it to iso torque) and the total length of the gearbox.
Ainsi les pignons des satellites peuvent avoir un diamètre supérieur à celui du pignon du planétaire d’entrée. Le rapport de réduction du réducteur de vitesse épicycloïdal dépend uniquement du rapport entre le diamètre du planétaire d’entrée et le diamètre de la couronne de sortie. Le réducteur est ici un réducteur sphérique pour une transmission entre la couronne et l’arbre radial avec des roues à petit diamètre (proche de diamètre du planétaire d’entrée) et un rapport de réduction le plus faible possible. Grâce au réducteur de vitesse sphérique, un engrenage de renvoi d’angle est aménagé sur la toile de la couronne de sortie, à petit diamètre ce qui permet de transmettre au moyen de petites roues et à vitesse réduite le mouvement aux soufflantes. En revanche, un réducteur de vitesse épicycloïdal classique avec une couronne et un renvoi d’angle aménagé sur la couronne à haut diamètre nécessite un réducteur réduisant la vitesse puis un renvoi d’angle la ré accélérant ce qui multiplie les pertes de rendement dans l’engrenage.Thus the pinions of the satellites may have a larger diameter than the pinion of the input sun gear. The reduction ratio of the epicyclic speed reducer depends solely on the ratio between the diameter of the input sun gear and the diameter of the output ring gear. The reducer is here a spherical reducer for a transmission between the ring gear and the radial shaft with small diameter wheels (close to diameter of the input sun gear) and a reduction ratio as low as possible. Thanks to the spherical speed reducer, a gearbox gear is arranged on the canvas of the output ring, small diameter which allows to transmit by means of small wheels and at reduced speed the movement to the blowers. On the other hand, a conventional epicyclic gearbox with a ring gear and a bevel gear fitted on the high-diameter ring gear requires a speed-reducing gearbox then an angle gear that accelerates it, which multiplies the yield losses in the gearbox. gear.
Un réducteur sphérique permet également un encombrement radial réduit pour le même rapport de réduction. Ces caractéristiques correspondent bien avec l’encombrement disponible sous turbine.A spherical reducer also allows a reduced radial size for the same reduction ratio. These characteristics correspond well with the space available under turbine.
Selon un mode de réalisation préféré, la couronne comprend un premier pignon engrenant avec les satellites et un deuxième pignon concentrique au premier formant la sortie du réducteur de vitesse. Plus particulièrement, le deuxième pignon est de rayon inférieur à celui du premier pignon.According to a preferred embodiment, the ring comprises a first pinion meshing with the satellites and a second pinion concentric with the first forming the output of the speed reducer. More particularly, the second gear is of smaller radius than the first gear.
Conformément à une autre caractéristique, le mécanisme de transmission de puissance comprend un arbre intermédiaire orienté selon une direction radiale par rapport à l’axe de la turbine, l’arbre intermédiaire étant en prise avec la sortie du réducteur de vitesse. L’invention s’applique avantageusement à un ensemble de propulsion dont la turbine est entraînée par un générateur de gaz. Elle s’applique plus particulièrement à un ensemble de propulsion dont le générateur de gaz est un moteur à turbine à gaz avec un carter d’échappement comprenant deux viroles concentriques, l’une interne l’autre externe, définissant la veine des gaz moteurs en aval de la turbine, le réducteur étant logé à l’intérieur de la virole interne. Conformément à une autre caractéristique alors l’arbre traverse les viroles du carter d’échappement.According to another characteristic, the power transmission mechanism comprises an intermediate shaft oriented in a radial direction relative to the axis of the turbine, the intermediate shaft being engaged with the output of the speed reducer. The invention advantageously applies to a propulsion assembly whose turbine is driven by a gas generator. It applies more particularly to a propulsion assembly whose gas generator is a gas turbine engine with an exhaust casing comprising two concentric rings, one internal and the other external, defining the vein of the engine gases in downstream of the turbine, the reducer being housed inside the inner shell. According to another characteristic then the shaft passes through the ferrules of the exhaust casing.
Présentation des figures D’autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit d’un mode réalisation de l’invention non limitatif en référence aux dessins annexés sur lesquelsBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other features and advantages will become apparent from the following description of one embodiment of the invention without limitation with reference to the accompanying drawings in which:
La figure 1 est une représentation schématique d’une architecture d’ensemble de propulsion d’aéronef ;Figure 1 is a schematic representation of an aircraft propulsion assembly architecture;
La figure 2 montre un agencement des pignons coniques dans l’entraînement de l’arbre de soufflante par l’arbre de la turbine selon l’architecture de la figure 1 ;FIG. 2 shows an arrangement of the bevel gears in the drive of the fan shaft by the turbine shaft according to the architecture of FIG. 1;
La figure 3 montre une représentation schématique de la transmission de puissance conforme à un mode de réalisation de l’invention ;Figure 3 shows a schematic representation of the power transmission according to an embodiment of the invention;
La figure 4 montre un exemple d’intégration de la transmission de puissance de l’invention dans une structure de moteur ;Figure 4 shows an example of integration of the power transmission of the invention into a motor structure;
La figure 5 montre un détail de la transmission de la figure 4Figure 5 shows a detail of the transmission of Figure 4
La figure 6 montre un autre détail de la transmission de la figure 4. Description détaillée d’un mode de réalisation de l’inventionFIG. 6 shows another detail of the transmission of FIG. 4. Detailed description of an embodiment of the invention
En se reportant à la représentation schématique de la figure 3, on retrouve une turbine 15 de puissance entraînée par les gaz d’un générateur de gaz non indiqué ici avec un arbre 16 de turbine monté rotatif sur un palier 16p solidaire de la structure fixe du moteur. Cet arbre est relié à un réducteur de vitesse 20 à engrenage épicycloïdal en étant prolongé axialement jusqu’à une roue dentée 21 formant la roue d’entrée du réducteur. L’axe de la roues est coaxiale à l’arbre de turbine 16.Referring to the schematic representation of Figure 3, there is a power turbine 15 driven by the gas of a gas generator not shown here with a turbine shaft 16 rotatably mounted on a bearing 16p integral with the fixed structure of the engine. This shaft is connected to an epicyclic gear speed reducer 20 being axially extended to a toothed wheel 21 forming the input gear of the reducer. The axis of the wheels is coaxial with the turbine shaft 16.
Le réducteur 20 à engrenage épicycloïdal comprend en outre les satellites 23 et la couronne 27. La couronne 27 de forme cylindrique est montée à rotation dans un palier 27p solidaire de la structure fixe du moteur. Les roues formant les satellites 23 engrènent d’une part sur les dents du pignon planétaire 21 et d’autre part sur les dents de la couronne formant une zone annulaire 27c1 centrée sur l’axe de l’arbre 16 de turbine. Les roues 23 de satellites sont supportées dans un châssis 25 fixe solidaire de la structure fixe du moteur. Comme on le voit sur la figure l’axe de rotation des roues satellites n’est pas parallèle à l’axe de l’arbre 16 mais incliné par rapport à celui-ci. L’inclinaison des satellites permet de réduire l’encombrement radial du réducteur par rapport à un dispositif où les axes seraient parallèles entre eux. La sortie du réducteur est formée de la denture annulaire 27c2 de la couronne 27. Cette zone annulaire dentée 27c2 est centrée sur l’axe de l’arbre 16. Son rayon est notamment inférieur à celui de la denture annulaire 27c1 citée plus haut. L’entraînement de la soufflante 10, d’arbre 19 parallèle à l’arbre 16 de turbine, est réalisé par un arbre intermédiaire 18, radial par rapport à l’arbre 16 de la turbine. Cet arbre intermédiaire 18 est relié d’une part, à son extrémité radialement supérieure, à l’arbre de soufflante 19 par un engrenage de renvoi d’angle 14, celui-ci comprenant le pignon conique 18c2 de l’arbre 18 et d’autre part à son extrémité radialement inférieure par un pignon conique 18c1 à la denture 27c2 annulaire de sortie de la couronne 27. En particulier, le renvoi d’angle au moyen de l’engrenage de renvoi d’angle 14 est réalisé en C1 plutôt qu’en C2 (cf. figure 3) grâce à la configuration du réducteur de vitesse sphérique qui permet et facilite la connexion d’une roue de renvoi de petit diamètre en C1. En effet, le diamètre de la roue est moins important qu’en C2.The epicyclic gear reducer 20 further comprises the satellites 23 and the ring 27. The ring 27 of cylindrical shape is rotatably mounted in a bearing 27p integral with the fixed structure of the engine. The wheels forming the satellites 23 meshing on the one hand on the teeth of the sun gear 21 and on the other hand on the teeth of the ring forming an annular zone 27c1 centered on the axis of the turbine shaft 16. The planet wheels 23 are supported in a stationary frame 25 fixed to the fixed structure of the engine. As seen in the figure the axis of rotation of the planet wheels is not parallel to the axis of the shaft 16 but inclined relative thereto. The inclination of the satellites makes it possible to reduce the radial size of the gearbox relative to a device in which the axes are parallel to one another. The output of the gearbox is formed of the annular toothing 27c2 of the ring 27. This toothed annular zone 27c2 is centered on the axis of the shaft 16. Its radius is notably smaller than that of the annular toothing 27c1 mentioned above. The drive of the fan 10, shaft 19 parallel to the turbine shaft 16, is formed by an intermediate shaft 18, radial with respect to the shaft 16 of the turbine. This intermediate shaft 18 is connected on the one hand, at its radially upper end, to the fan shaft 19 by an angular gearing gear 14, which comprises the bevel gear 18c2 of the shaft 18 and on the other hand at its radially lower end by a conical pinion 18c1 to the annular tooth 27c2 output of the ring 27. In particular, the angle gear by means of the angular gearing gear 14 is made in C1 rather than in C2 (see Figure 3) thanks to the configuration of the spherical speed reducer which allows and facilitates the connection of a small-diameter deflection wheel C1. Indeed, the diameter of the wheel is less important than C2.
Grâce à cet agencement, l’arbre intermédiaire 18 tourne à une vitesse réduite par rapport à celle de l’arbre 16 de turbine. La réduction de vitesse résulte des rapports entre les rayons des pignons et roues dentées, 21/23, 23/27c2, 27c1/27c2 ainsi que de l’inclinaison des roues satellites 23.With this arrangement, the intermediate shaft 18 rotates at a reduced speed relative to that of the turbine shaft 16. The reduction in speed results from the ratios between the spokes of the pinions and toothed wheels, 21/23, 23 / 27c2, 27c1 / 27c2 as well as the inclination of the planet wheels 23.
De préférence le diamètre du pignon 18c2 n’est pas supérieur à celui du pignon 18c1 pour ne pas accélérer l’arbre de soufflante. L’inclinaison des roues satellites n’est pas impérative à la fonction de réduction de vitesse mais elle apporte l’avantage supplémentaire d’une réduction du diamètre du réducteur permettant son introduction dans le carter d’échappement d’un moteur d’aéronef.Preferably, the diameter of the pinion 18c2 is not greater than that of the pinion 18c1 so as not to accelerate the fan shaft. The inclination of the satellite wheels is not imperative to the speed reduction function but it brings the additional advantage of reducing the diameter of the gearbox allowing its introduction into the exhaust casing of an aircraft engine.
Les figures 4, 5 et 6 montrent un exemple pratique d’agencement des éléments de l’ensemble de transmission de puissance de l’invention, dans la structure d’un moteur comprenant un générateur de gaz à moteur à turbine à gaz.Figures 4, 5 and 6 show a practical example of arrangement of the elements of the power transmission assembly of the invention, in the structure of an engine comprising a gas turbine engine gas generator.
Le réducteur 20 est disposé en bout de l’arbre 16 de turbine, Il forme un module logé dans une virole 35 de carter structural qui elle-même est solidaire du carter d’échappement 30 du moteur. Ce carter d’échappement comprend une virole 32 radialement intérieure et une virole radialement extérieure 31 reliées par des bras radiaux 33. Ces deux viroles ménagent entre elles un canal annulaire formant la veine des gaz issus de la turbine de puissance. La virole 35 est fermée axialement par un capot 37.The gearbox 20 is disposed at the end of the turbine shaft 16, it forms a module housed in a ferrule 35 of structural housing which itself is integral with the exhaust casing 30 of the engine. This exhaust casing comprises a radially inner ferrule 32 and a radially outer ferrule 31 connected by radial arms 33. These two ferrules form between them an annular channel forming the vein of the gases from the power turbine. The ferrule 35 is closed axially by a cover 37.
Une virole tournante 28 comprenant la couronne 27 est montée à rotation à l’intérieur de la virole fixe 35 dans un premier palier 27p (cf. figure 5). De manière avantageuse, mais non limitative, le palier 27p est un palier à billes. Le palier 27p disposé en extrémité axiale du réducteur est agencé pour former également une butée axiale. En particulier, la bague intérieure du palier 27p est portée par la virole tournante 28 et la bague extérieure est portée par la virole fixe 35. Un palier à rouleaux (non représenté) est prévu entre la virole tournante 28 et le carter de manière à assurer le guidage en rotation de la virole tournante 28.A rotating shell 28 comprising the ring 27 is rotatably mounted inside the fixed shell 35 in a first bearing 27p (see Figure 5). Advantageously, but not limitatively, the bearing 27p is a ball bearing. The bearing 27p disposed at the axial end of the gearbox is arranged to also form an axial stop. In particular, the inner ring of the bearing 27p is carried by the rotating shell 28 and the outer ring is carried by the fixed shell 35. A roller bearing (not shown) is provided between the rotating shell 28 and the casing so as to ensure the rotation guide of the rotating ferrule 28.
La couronne 27 comprend également une portée cylindrique intérieure 27t recouvrant au moins partiellement l’arbre du pignon planétaire 21 et prenant un appui rotatif sur lui par l’intermédiaire d’un palier 27r, par exemple à rouleaux. Plus précisément, le palier 27r est disposé vers l’extrémité distale de la portée cylindrique intérieure 27t. La bague intérieure du palier 27r est portée par la portée cylindrique intérieure 27t et la bague extérieure est portée par le pignon planétaire 21. Cette configuration permet d’avoir un espacement assez important entre paliers rouleaux et billes et d’améliorer la qualité du guidage en rotation de la couronne.The ring 27 also comprises an inner cylindrical bearing surface 27t at least partially covering the shaft of the sun gear 21 and taking a rotary bearing on it via a bearing 27r, for example with rollers. More specifically, the bearing 27r is disposed towards the distal end of the inner cylindrical bearing surface 27t. The inner ring of the bearing 27r is carried by the inner cylindrical bearing surface 27t and the outer ring is carried by the sun gear 21. This configuration makes it possible to have a fairly large spacing between roller bearings and balls and to improve the quality of the guide. rotation of the crown.
Cet arbre du pignon planétaire 21 est situé dans le prolongement de l’arbre 16 de turbine auquel il est relié par un accouplement à cannelures.. A l’opposé des cannelures de l’arbre 16, le pignon planétaire est supporté par un palier 21 p formant également butée axiale. De manière avantageuse, le palier 21 p est un palier à billes. Le palier 21 p est logé dans le châssis 25 support des satellites. En particulier, la bague intérieure du palier 21 p est portée par l’extrémité distale de l’arbre du pignon planétaire 21 et la bague extérieure est portée par le châssis. Le châssis est lui-même solidaire de la virole de carter 35. De manière avantageuse, mais non limitative, la couronne 27 est montée rigide et le châssis 25 et l’arbre 16 de turbine sont montés souples de sorte à limiter l’hyperstatisme dans le réducteur, et donc son usure. L’arbre 16 de turbine est souple grâce aux cannelures et aux soufflets sur l’arbre en amont du réducteur. Ainsi, les efforts parasites du générateur de gaz ne sont pas transmis au réducteur. Par ailleurs, les cannelures permettent de transmettre le couple entre les deux arbres mais laissent la possibilité d’un glissement axial limité de l’un par rapport à l’autre pour absorber à ce niveau des déformations de structure en fonctionnement. Le châssis est monté souple grâce à une épingle entourant le palier 27p (cf. figure 5). Ainsi la transmission des vibrations générée par le réducteur à la structure est limitée.This shaft of the sun gear 21 is located in the extension of the turbine shaft 16 to which it is connected by a splined coupling. Opposite the splines of the shaft 16, the sun gear is supported by a bearing 21 p also forming axial stop. Advantageously, the bearing 21 p is a ball bearing. The bearing 21 p is housed in the support frame of the satellites. In particular, the inner ring of the bearing 21 p is carried by the distal end of the shaft of the sun gear 21 and the outer ring is carried by the frame. The frame is itself secured to the housing shell 35. Advantageously, but not limited to, the ring 27 is rigidly mounted and the frame 25 and the turbine shaft 16 are mounted so as to limit the hyperstatism in the reducer, and therefore its wear. The turbine shaft 16 is flexible thanks to the splines and bellows on the shaft upstream of the gearbox. Thus, the parasitic forces of the gas generator are not transmitted to the reducer. Furthermore, the splines allow to transmit the torque between the two shafts but leave the possibility of limited axial sliding of one relative to the other to absorb at this level structural deformations in operation. The frame is flexible mounted with a pin surrounding the bearing 27p (see Figure 5). Thus the transmission of vibrations generated by the reducer to the structure is limited.
Les roues satellites dont l’axe de rotation coupe celui de l’arbre 16 de turbine, sont par exemple au nombre de trois supportées par le châssis 25 en étant montées dans des paliers 23p. Le guidage en rotation des satellites est assuré par exemple à l’aide de paliers à rouleaux sphériques, permettant de réaliser une liaison rotule équivalente qui rend le réducteur tolérant aux désalignements entre les organes d’entrée et de sortie.The planet wheels whose axis of rotation intersects that of the turbine shaft 16, are for example three in number supported by the frame 25 being mounted in bearings 23p. The rotation guidance of the satellites is ensured for example by means of spherical roller bearings, making it possible to produce an equivalent ball joint connection which makes the gearbox tolerant to misalignment between the input and output members.
La pièce 27 réalisant la fonction couronne possède ici la particularité de présenter une zone annulaire dentée 27c1 dans laquelle engrènent les roues satellites 23 et également une zone annulaire dentée, située à un diamètre primitif sensiblement plus faible que la précédente, et située par exemple sur la face opposée.The piece 27 carrying out the crown function here has the peculiarity of having a toothed annular zone 27c1 in which meshes the planet wheels 23 and also a toothed annular zone, situated at a pitch diameter substantially smaller than the preceding one, and situated for example on the opposite side.
Cette deuxième zone dentée permet de transmettre la puissance aux arbres radiaux 18 et est dimensionnée de manière à faciliter l’intégration de la roue interne 18c1 de l’arbre radial 18. Le diamètre primitif de la seconde zone annulaire dentée de la couronne est choisi le plus petit possible compte tenu des contraintes mécaniques.This second toothed zone makes it possible to transmit the power to the radial shafts 18 and is dimensioned so as to facilitate the integration of the internal wheel 18c1 of the radial shaft 18. The pitch diameter of the second toothed annular zone of the crown is chosen on the as small as possible given the mechanical constraints.
Il est bien entendu indispensable que le diamètre primitif de la roue interne de l’arbre radial 18 soit au moins égal à celui de cette seconde zone dentée de manière à ne pas augmenter la vitesse de rotation de l’arbre en sortie du réducteur et supprimer l’effet du réducteur.It is of course essential that the pitch diameter of the internal wheel of the radial shaft 18 be at least equal to that of this second tooth zone so as not to increase the speed of rotation of the output shaft of the gearbox and eliminate the effect of the reducer.
Pour permettre l’intégration des deux arbres radiaux 18 au travers du carter de structure 30, il est nécessaire d’épaissir le profil de ceux-ci.To allow the integration of the two radial shafts 18 through the structural casing 30, it is necessary to thicken the profile thereof.
Par ailleurs, suivant une configuration de l’invention, les arbres radiaux 18 sont placés dans un même plan de sorte que le chargement latéral des paliers de la couronne 27 soit limité. De manière alternative, les arbres radiaux 18 peuvent être disposés dans des plans différents transversaux par rapport à l’arbre 16 de la turbine. Ainsi, les contraintes mécaniques dues à la disposition des soufflantes sont limitées.Furthermore, according to a configuration of the invention, the radial shafts 18 are placed in the same plane so that the lateral loading of the bearings of the ring 27 is limited. Alternatively, the radial shafts 18 may be arranged in different planes transverse to the shaft 16 of the turbine. Thus, the mechanical stresses due to the arrangement of the blowers are limited.
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| RU2176027C2 (en) * | 1999-03-31 | 2001-11-20 | Владимиров Порфирий Сергеевич | Power plant and friction transmission |
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2015
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