[发明专利]一种航空发动机榫头及其连接结构

说明书

本发明公开了一种航空发动机榫头及其连接结构，包括榫头和与之连接的榫槽，所述榫头的榫齿与所述榫槽之间不进行线性接触形式的直接接触，在上述技术方案中，所述榫头与所述榫槽之间设置有滚子结构；本发明将传统单一的线接触形式，转换为滚动的线接触形式，从而将榫头、榫槽接触的集中力有效的转化为圆柱滚子的滚转力矩，极大的降低了榫头、榫槽之间接触的集中应力；与此同时，通过圆柱滚子的滚动，使得其余榫头和榫槽之间的摩擦形式变为滚动摩擦形式，降低了单点磨损的机率，极大的提高了榫头的磨损寿命。

技术领域

本发明涉及机械连接结构领域，具体是涉及到航空发动机机械结构中的一种航空发动机榫头及其连接结构。

背景技术

航空发动机中，涡轮叶片榫头和榫槽结构是航空发动机运行的关键部件，该结构的外形和接触形式合理与否直接关系到整个航空发动机的使用寿命和性能。

目前叶片榫头形式主要分为销钉榫头、燕尾榫头和纵树榫头三类结构形式。一般在航空发动机的高速旋转中，叶片根部的榫头承受高达 100—150KN 的离心力；榫头又处在高温高压环境下工作，这就使得榫头的机械性能大大降低，且榫头榫齿的圆半径小，使得该处极容易出现复杂的应力状态（其中包括热应力、离心应力、振动应力和弯曲应力等）和严重的集中应力现象。

如图 1 所示，这种榫头和榫槽的连接是目前普遍使用的结构，这种结构极容易在发动机高速运行过程中出现故障甚至断裂。由于航空发动机的转速相当高，一旦叶片榫头发生破坏或者断裂，就会使得航空发动机叶片在巨大的离心离作用下脱出，造成航空发动机的破坏或者报废，甚至导致人员伤亡。

发明内容

本发明的目的是在现有榫头和榫槽的连接结构基础上做出改进，设计一种全新的榫头和榫槽连接结构，从而解决榫齿处在高速运动过程中出现的应力集中和磨损严重的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种航空发动机榫头及其连接结构，包括榫头和与之连接的榫槽，所述榫头的榫齿与所述榫槽之间不进行线性接触形式的直接接触。

在上述技术方案中，所述榫齿与所述榫槽之间设置有滚子结构。

在上述技术方案中，与所述滚子结构接触的榫齿处设置圆弧槽，所述圆弧槽的两个侧边为弧形过渡面。

在上述技术方案中，所述滚子结构的直径不大于圆弧槽的直径，滚子结构的滚转面与圆弧槽相切，滚转结构与圆弧槽进行滚动接触。

在上述技术方案中，所述榫槽与滚子结构的滚转面相切，榫槽与滚子结构滚动接触。

在上述技术方案中，榫槽与榫齿之间构成一个柱形腔体，滚子结构设置在柱形腔体内，滚子结构通过滚动形式分别与榫齿和榫槽接触。

在上述技术方案中，榫头的每一个榫齿与榫槽之间均设置有一个滚子结构。

在上述技术方案中，两个榫齿和滚子结构呈轴对称分布在榫头的两侧。

在上述技术方案中，所述滚子结构为圆柱形，所述滚子结构的长度与榫头和榫槽的厚度相同。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

将传统单一的线接触形式，转换为滚动的线接触形式，从而将榫头、榫槽接触的集中力有效的转化为圆柱滚子的滚转力矩，极大的降低了榫头、榫槽之间接触的集中应力；

与此同时，通过圆柱滚子的滚动，使得其余榫头和榫槽之间的摩擦形式变为滚动摩擦形式，降低了单点磨损的机率，极大的提高了榫头的磨损寿命；

因此，本发明提出的榫头结构，以及榫头、圆柱滚子和榫槽之间的连接形式，能够有效的降低榫头/榫槽的集中应力，同时提高其磨损寿命，大大的提高了航空发动机叶片与机匣之间的连接性能。

附图说明