一种航空发动机的后支承结构、传动机匣及航空发动机的制作方法

本发明涉及航空发动机，具体涉及一种航空发动机的后支承结构、传动机匣及航空发动机。

背景技术：

1、高可靠性和高功重比是航空发动机的基本要求。附件传动齿轮作为航空发动机的重要组成部分，在工作中具有高转速和易振动的特点，为高速转动的齿轮提供一种具有足够强度和刚度的支承是保证其稳定可靠工作的必要条件。在强度和刚度满足要求的前提下，尽可能地减轻支承结构的重量，又是提高航空发动机功重比的有效措施。

2、目前，齿轮轴承支承结构一般采用附件传动机匣(前机匣和后机匣)支承结构，即分别通过在前机匣和后机匣上设置轴承安装孔来为齿轮两端的轴承提供支承。

3、由于附件传动机匣结构比较复杂，一般采用铸造成型制作机匣。但因为铸件强度较低，为了保证强度和刚度，通常会将机匣设计得比较厚实，显著增加了机匣的重量，不利于航空发动机轻量化和高功重比的要求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种航空发动机的后支承结构、传动机匣及航空发动机，以解决航空发动机中传动机匣结构较重的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种航空发动机的后支承结构，包括轴承座以及承载臂。轴承座设有轴承孔。承载臂与轴承座连接。其中，轴承座用于至少通过承载臂连接前机匣。和/或，承载臂设有至少一个轴承孔。

3、有益效果：在航空发动机中，后支承结构用于替换航空发动机中传动机匣的后机匣，即后支承结构用于与前机匣连接，以稳定支承齿轮结构的两端轴承。其中，轴承座上的轴承孔能够与前机匣配合支承齿轮轴向两端的轴承。通过在轴承座周侧设置与轴承座连接的承载臂，使得轴承座自身或者通过承载臂与前机匣连接设置。或者，也可以根据需要再承载臂上设置轴承孔，同样能够与前机匣配合支承齿轮轴向两端的轴承。

4、本发明方案的后支承结构通过在轴承座的周侧或者轴向上连接设置一个或者多个承载臂，用于支承连接前机匣或者支承安装齿轮结构两端的轴承。相较于相关技术中盘式结构的后机匣，在轴承座的周侧安装的一个或者多个承载臂能够有效减少轴承座的径向尺寸，在轴承座的轴向上安装的承载臂能够有效减少轴承座的轴向尺寸。承载臂的设置使得轴承座的外侧近视为框架结构，并非整体盘式结构的后机匣，以使后支承结构相较于后机匣可以大幅减轻重量。从而解决航空发动机中传动机匣结构较重的问题。

5、在一种可选的实施方式中，轴承座用于通过承载臂连接前机匣。承载臂包括至少一个第一承载臂，第一承载臂的一端与轴承座连接，第一承载臂远离轴承座的一端设有至少一个连接孔，用于连接前机匣。

6、有益效果：轴承座可以根据需要设置一个或者多个第一承载臂，并通过第一承载臂上的连接孔用于连接前机匣。若第一承载臂的数量是一个，在保证结构强度的情况下，可以将第一承载臂两侧的结构去除，从而减轻后支承结构的重量。若第一承载臂的数量是多个，且多个第一承载臂沿轴承座的周向间隔分布，可以根据需要将相邻的两个第一承载臂之间的多余结构去除，同样可以减轻后支承结构的重量。

7、在一种可选的实施方式中，承载臂设有至少一个轴承孔。承载臂还包括至少一个第二承载臂，第二承载臂的一端与轴承座连接，一个第二承载臂上设有一个轴承孔。

8、有益效果：由于传动机匣内通常设有多个齿轮传动结构，因此需要设置多组对应的轴承孔。通过第二承载臂的设置，可以将部分轴承孔设置于第二承载臂处，以配合前机匣上的轴承孔对齿轮两端的轴承进行支承。相较于相关技术中盘式结构的后机匣，通过第二承载臂的设置，可以将部分轴承孔附近(即第二承载臂附近)多余的结构去除。也可以是将多个轴承孔沿轴承座周向之间部分结构去除。从而进一步减轻后支承结构的重量。并且，通过在一个第二承载臂上设置一个轴承孔，可以通过该第二承载臂对轴承孔处安装的齿轮端部轴承进行有效的支承。

9、在一种可选的实施方式中，第二承载臂远离轴承座的一端设有至少一个连接孔。

10、有益效果：通过在第二承载臂的一端设置连接孔，用于连接支承前机匣，即第二承载臂的两端分别连接轴承座和前机匣。如此，第二承载臂可以通过轴承孔对齿轮两端的轴承进行稳定支承。

11、在一种可选的实施方式中，承载臂包括第一承载臂和第二承载臂。航空发动机的后支承结构还包括加强筋，沿轴承座的轴向，第一承载臂和/或第二承载臂的至少一侧设有加强筋，且加强筋的一端与轴承座连接。

12、有益效果：在第一承载臂和第二承载臂的至少一者中，通过在其内侧或者外侧设置加强筋，并设置该加强筋的一端与轴承座连接，能够提高承载臂在轴向上的抗弯强度以及后支承结构的整体结构强度，且并不会整体增加承载臂的厚度。在保证承载臂具有较高结构强度的同时，能够降低承载臂和后支承结构的重量。

13、在一种可选的实施方式中，航空发动机的后支承结构还包括衬套，至少在轴承座的轴承孔处，衬套沿轴承座的轴向设置于该轴承孔的至少一端。

14、有益效果：衬套相当于环形构件，沿轴承孔的轴向设置于轴承孔的至少一端处，用于增加该轴承孔的边缘在轴向上的厚度尺寸，从而提高相应构件(如轴承座和承载臂)在轴承孔处的结构强度。

15、在一种可选的实施方式中，承载臂设有至少一个轴承孔。承载臂包括第三承载臂，第三承载臂绕轴承座的轴线延伸设置，第三承载臂的两端与轴承座连接。沿轴承座的轴向，第三承载臂位于轴承座的一侧，且第三承载臂设有一个轴承孔。

16、有益效果：由于部分齿轮结构的支承轴较长或者较短，通过在轴承座其轴向上的一侧安装第三承载臂，该第三承载臂的两端均与轴承座连接，且第三承载臂上设有对应的轴承孔，用于支承齿轮结构的支承轴的两端轴承。如此，可以根据该轴承孔的设置位置灵活布置第三承载臂的安装位置，便于对轴承座进行减重优化。

17、在一种可选的实施方式中，第一承载臂和第二承载臂中的至少两个连接孔用于与前机匣插接定位。

18、有益效果：通过设置两个连接孔为定位结构，使得在安装后支承结构时与前机匣可以快速对位，便于在连接孔内插接并拧入螺栓。

19、在一种可选的实施方式中，航空发动机的后支承结构为锻造构件、铸造构件或三维打印构件。和/或，后支承结构为一体式构件。和/或，航空发动机的后支承结构由铝合金材料制成。

20、有益效果：锻造构件具有高强度和高韧性的特点，后续可以通过机加工的方式生产后支承结构的承力框架，具有较好的精度。铸造构件包括但不限于砂型铸造、压力铸造、金属铸造、融模铸造等方式，通过该方式能够制取结构复杂的零部件，具有较好的灵活性。而三维打印构件制取的后支承结构可以在满足复杂结构的同时，还能够使用多种类型的材料(如塑料、金属或者陶瓷等)，然后可以通过机加工进一步提高零部件的精度。

21、第二方面，本发明还提供了一种传动机匣，包括前机匣以及第一方面中任一项的航空发动机的后支承结构。轴承座至少通过承载臂连接前机匣。

22、有益效果：本发明方案的传动机匣通过在后支承结构中轴承座的周侧或者轴向上连接设置一个或者多个承载臂，用于支承连接前机匣或者支承安装齿轮结构两端的轴承。相较于相关技术中后机匣为盘式结构的传动机匣而言，在轴承座的周侧安装的一个或者多个承载臂能够有效减少轴承座的径向尺寸，在轴承座的轴向上安装的承载臂能够有效减少轴承座的轴向尺寸。承载臂的设置使得轴承座的外侧近视为框架结构，并非整体盘式结构的后机匣，以使后支承结构相较于后机匣可以大幅减轻传动机匣的重量。从而解决航空发动机中传动机匣结构较重的问题。

23、在一种可选的实施方式中，前机匣内设有油路结构。和/或，油路结构外置。

24、有益效果：由于相关技术中的后机匣内设有油路结构，本发明方案在设置框架式的后支承结构时，将后机匣内的油路结构外置，如通过外置管路代替原后机匣中的部分或者全部的油路结构。也可以将后机匣内的油路结构布置于前机匣内。通过该方案的设置，在有效降低传动机匣整体重量的同时，还不会影响传动机匣原有油路结构的功能。

25、第二方面，本发明还提供了一种航空发动机，包括第一方面中任一项的传动机匣。

26、有益效果：通过对传动机匣中后支承结构的框架式和轻量化的改进，在保证结构功能和结构强度的同时，以使后支承结构相较于后机匣可以大幅减轻重量，有效降低了传动机匣的结构重量。从而解决航空发动机中传动机匣结构较重的问题。