裘子剑 刘继兴

(①江苏联合职业技术学院无锡机电分院，江苏 无锡 214028;②北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京 100191)

圆弧端齿最早由美国的格里森公司在二战时期设计研发，其目的是为了给活塞发动机曲轴(crankshaft)提供精确的连接[1]。由于圆弧端齿良好的自动定心精度及高承载能力，被广泛应用于航空发动机的转子连接结构中，如RB199、EJ200、MK202、RTM322等[2-3]。

Pisani S R分别采用有限元法和边界元法对圆弧端齿连接结构的应力集中系数进行了分析，研究表明采用有限元方法计算端齿类带多接触面的复杂结构，具有很好的适应性[4-5]。Honeywell的Muju S提出将圆弧端齿齿根倒角设计成多段复合结构，计算结构表明该结构能够显著降低齿根应力集中，提高端齿的疲劳寿命[6]。Yuan S等重点研究了重型燃气轮机中使用的端齿结构在不同载荷作用下的应力分布、拉杆松弛/失谐以及刚度分析[7]，研究表明在工作转速下，由于端齿受离心力载荷作用，会出现转子拉杆松弛效应。Bannister R H首次采用有限元方法对端齿结构的刚度模型进行分析，提出用等效截面惯性矩参数进行定量描述端齿结构的弯曲刚度，并分析了端齿结构局部等效截面惯性矩与轴段截面惯性矩的关系对转子动力特性的影响[8]。Jiang X等针对重型燃气轮机的单排圆弧端齿连接结构，提出了考虑端齿结构细节的轴向压缩刚度模型[9]，该模型采用有限元计算/实验方法得到关键位置处的变形参数，从而得到端齿的轴向压缩刚度。

对于转子系统连接结构对动力特性的影响研究，现有研究主要有套齿、螺栓、止口[10]等，对于套齿联轴器结构的研究，主要研究不对中、套齿啮合刚度、啮合力以及阻尼的影响。……