喷气发动机低压涡轮盘带齿连接结构

该结构应用于航空喷气式发动机的低压涡轮区段，是衔接低压压气机与涡轮做功段的核心承力传动部件，在发动机整机运行过程中，承担着将高温燃气冲击产生的扭矩传递给前端压气机转子，带动压气机持续完成进气压缩作业的关键作用，同时需要耐受燃烧室排出的高温燃气冲刷，以及高转速下的离心载荷、振动载荷耦合作用，是航空发动机转子系统中可靠性要求极高的核心构件。从功能特性来看，该涡轮盘外缘设置有周向均匀分布的精密轮齿结构，这类齿形结构并非普通传动齿轮的啮合齿，而是用于和相邻级涡轮盘、封严环或者叶片安装环实现周向定位与扭矩传递的连接齿，齿形经过型线优化，能够在高转速工况下均匀分散周向剪切应力，避免局部应力集中导致的齿根裂纹故障；盘体中心向上延伸的筒状安装边，设置有带安装孔的凸耳结构，用于和前端传动轴系实现同轴紧固连接，安装边的凸耳位置经过加厚处理，匹配螺栓预紧力的载荷分布要求，避免安装位置在交变载荷下出现压溃或者松动问题。在设计思路层面，该结构采用等强度盘型设计思路，盘体从中心安装筒到外缘齿圈的壁厚采用渐变过渡设计，中心区域壁厚更大以承担轴系传递的复合载荷，向外缘方向逐步调整壁厚，在保证整体结构刚度满足临界转速要求的前提下，尽可能降低转子整体重量，减少高转速下的离心载荷负担；齿形部分采用渐开线齿型优化，齿侧预留有合理的装配间隙，既能够保证装配过程中相邻构件的顺利对接，又能在工作温度升高后，避免热膨胀导致的齿侧卡滞问题；盘体表面的环形凸台结构，用于安装气路封严件，阻断涡轮段高温燃气向盘心轴承腔的泄漏，保证轴承工作区域的温度处于合理区间。从安装边界来看，该涡轮盘的中心筒内径匹配对应低压轴的轴径尺寸，外缘齿圈的齿顶圆直径与相邻级构件的安装内孔尺寸形成配合关系，安装凸耳上的孔位位置度经过严格控制，保证装配后整根转子的同轴度符合动平衡要求，整体轴向尺寸匹配低压涡轮段的轴向布局空间，安装后不会与相邻的静子叶片、机匣内壁产生运动干涉，能够在发动机全工况转速范围内稳定运行，为整台发动机的动力输出提供可靠的结构支撑。