[發明專利]一種圓弧端齒結構以及帶有該圓弧端齒結構的動力渦輪

在審

• 申請號: 201810246546.3
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108361348A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 王晏根;王會社;許劍;高立朋
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F16H55/08
• 分類號: F16H55/08;F16H55/17;F01D5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種圓弧端齒結構以及帶有該圓弧端齒結構的動力渦輪，所述圓弧端齒帶有周向均布的半齒和缺口結構；所述圓弧端齒的端面為帶有微小角度的斜錐面，半徑方向表現為外側高、中心低，提高了定心精度，并減小了接觸面的應力。所述圓弧端齒還帶有環槽結構；所述圓弧端齒通過裝配嚙合后，其中的半齒和缺口結構組成周向均布的通道，所述通道保證了動力渦輪軸及輪盤的引氣和通風功能，同時減輕了重量。

技術領域

本發明涉及航空發動機的技術領域，具體涉及一種用于動力渦輪的圓弧端齒結構。此外，本發明還涉及一種帶有上述圓弧端齒結構的動力渦輪。

背景技術

在現有航空發動機中，盤和軸、盤和盤之間常用圓弧端齒進行定心傳扭。圓弧端齒可保證在熱狀態下可靠定心，同時具有拆裝方便、維護簡單等特點。因此，被廣泛應用于渦軸及渦槳發動機中。

環槽型圓弧端齒在航空發動機的轉子結構中廣泛使用，環槽內一般設計有用于螺栓連接的通孔?，F有的圓弧端齒為實心端齒，端面設計為平面。這樣的圓弧端齒重量重，接觸面擠壓應力大，導致在高速運轉中容易損壞。同時，現有圓弧端齒相互嚙合過程中空隙較小，有時不能提供足夠的氣體流量為軸承腔充氣以防止滑油泄漏。

發明內容

針對現有技術的上述缺點和不足，本發明目的在于提供一種帶有半齒和缺口結構的環槽型圓弧端齒結構以及帶有該圓弧端齒結構的動力渦輪，以解決現有圓弧端齒重量過大、接觸面擠壓應力大、氣流間隙過小導致供氣不足的問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種圓弧端齒結構，包括相互嚙合裝配的第一嚙合側和第二嚙合側，所述第一嚙合側和第二嚙合側的端面頂部均設置有沿整個周向分布并沿軸向延伸的多個圓弧端齒，所述第一嚙合側和第二嚙合側端面頂部的圓弧端齒相互嚙合形成定心傳扭結構，其特征在于，

所述第一嚙合側端面頂部的圓弧端齒中，沿周向等間隔地將若干相鄰的兩個圓弧端齒各去掉一半分別形成為半齒結構，相鄰兩個所述半齒之間形成第一嚙合側缺口，

所述第二嚙合側端面頂部的圓弧端齒中，沿周向等間隔地去掉若干完整的圓弧端齒，形成第二嚙合側缺口，

所述第一嚙合側缺口的數量與所述第二嚙合側缺口的數量相同，

所述第一嚙合側與第二嚙合側嚙合裝配后，各所述第一嚙合側缺口與對應的各所述第二嚙合側缺口之間形成若干兼具減重和引氣通風功能的通道。

進一步地，由各所述第一嚙合側缺口與對應的各所述第二嚙合側缺口共同構成的若干通道沿周向均勻分布。

進一步地，各所述通道的形狀可以為矩形、梯形或者圓形。

進一步地，所述第一嚙合側和第二嚙合側的端面均為斜錐面，沿著半徑方向表現為：外側高、中心低，提高了定心精度并且減小了接觸面的應力。

優選地，所述斜錐面的傾斜角度為2～5°，優選角度為3°。

進一步地，所述第一嚙合側和第二嚙合側端面頂部的圓弧端齒中均設有環槽結構，為軸盤、盤盤之間的連接提供了螺栓安裝孔。

根據本發明的另一方面，還提供了一種動力渦輪，所述動力渦輪的軸與輪盤之間或輪盤與輪盤之間的定心傳扭結構采用本發明上述圓弧端齒結構。

同現有技術相比，本發明的圓弧端齒結構及具有該結構的動力渦輪具有以下有益效果：

本發明提供的圓弧端齒結構設有半齒和缺口結構特征，嚙合后形成周向均布的若干個通道，為動力渦輪軸及輪盤保證了足夠的供氣，同時減輕了重量；

本發明提供的圓弧端齒結構具有環槽，為軸盤、盤盤之間的連接提供了螺栓安裝孔；