飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)論文

南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45 頁(yè) 第 1 頁(yè) 目 錄 1 引言 1 2 正文 2 2.1 緒論 2 2.1.1 起落架的設(shè)計(jì)要求 2 2.1.2 起落架的 外載荷 3 2.1.3 起落架的布置型式 5 2.2 總體方案的設(shè)計(jì) 7 2.2.1 本設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 7 2.2 2 起落架收放方式選擇 8 2.2 3 起落架結(jié)構(gòu)型式的選擇 12 2.2 4 起落架緩沖裝置的選擇 15 2.2 5 起 落架轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)的選擇 22 2.2 6 起 落架各作動(dòng)筒的選擇 25 2.2 7 起落架輪胎的選擇 29 2.2 8 起落 架有關(guān)參數(shù)的計(jì)算和校核 31 2.2 9 起 落架結(jié)構(gòu)的疲勞設(shè)計(jì)與起落架的試驗(yàn) 32 2.3 動(dòng)畫(huà)模擬 34 3 結(jié)論 42 4 致謝 43 5 參考文獻(xiàn) 44 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45 頁(yè) 第 2 頁(yè) 1.引言 起落架是供飛機(jī)起飛、著陸時(shí)在地面上滑跑、滑行停放用的。它是飛機(jī)的主要部件之一，其工作性能 的好壞以及可靠性直接影響飛機(jī)的使用和安全。具體說(shuō)，起落架主要功 用有：一是吸收并耗散飛機(jī)著陸垂直速度所產(chǎn)生的動(dòng)能；二是保證飛機(jī)能夠自如而又穩(wěn)定地完成在地面上的各種動(dòng)作。為了有效地完成起功能，起落架設(shè)計(jì)面臨著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、空氣動(dòng)力性能以及由飛機(jī)用途決定和維修人員提出的使用、維修等方面一系列存在的有一定矛盾的各種要求。舉例來(lái)說(shuō)，在多數(shù)情況下飛機(jī)起落架整個(gè)裝置的重量占全機(jī)重量的 3%5%，占飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量的 10%15%；而它必須在飛機(jī)升空后能收入到機(jī)體結(jié)構(gòu)和飛機(jī)阻力影響最小的空間中去。然而，現(xiàn)代飛機(jī)速度增大；現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)均要求有近距離起落等高性能；一些大型運(yùn)輸機(jī)比過(guò)去重的多（如波音 -747 的重量是波音 -707-320 的兩倍多），此時(shí)就必須采用大的多輪式起落架；同時(shí)上述種種原因使起落架的各種裝置比過(guò)去更為復(fù)雜，而使其起落架的空間更顯緊張。由此可見(jiàn)，設(shè)計(jì)人員要找到一個(gè)能最好地協(xié)調(diào)各種要求，同時(shí)又使結(jié)構(gòu)輕、成本低的設(shè)計(jì)方案變得越來(lái)越困難了。 現(xiàn)代飛機(jī)起落架是由結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)和各種系統(tǒng)共同組成的復(fù)雜機(jī)械裝置，包括減震系統(tǒng)、受力支柱、撐桿、機(jī)輪、剎車裝置和防滑控制系統(tǒng)、收放機(jī)構(gòu)、電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和其他一些系統(tǒng)和裝置。因此起落架設(shè)計(jì)比飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的其他部件要包含更多的工程專業(yè)。 起落架材 料的發(fā)展?fàn)顩r， 歐美國(guó)家起落架選用 300M 和 35NCD16 低合金超高強(qiáng)度鋼整體鍛件結(jié)構(gòu)加工工藝，零件外形加工后進(jìn)行真空熱處理或可控氣氛熱處理。材料利用率只有 12.5%-25.0%。 俄羅斯起落架選用 30CrMnSiNi2A（真空冶煉）低合金超高強(qiáng)度鋼鍛件焊接結(jié)構(gòu)加工工藝，主要受力構(gòu)件采用高壓真空電子束焊焊接，焊后進(jìn)行熱處理（空氣爐加熱 +鹽浴爐淬火）。 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45 頁(yè) 第 3 頁(yè) 目前，新型的高強(qiáng)度、高韌性和高腐蝕抗力的改進(jìn)型鎳 -鈷低碳合金鋼已開(kāi)始在艦載飛機(jī)起落架上應(yīng)用，最典型的材料是 AerMet100 和 AF100，此類材料除 具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能外，還具有優(yōu)良的疲勞性能和焊接性能，可替代現(xiàn)在使用的起落架結(jié)構(gòu)材料 300M 和 4340 鋼等。 國(guó)內(nèi)起落架受力構(gòu)件材料主要采用 300M和 30CrMnSiNi2A超高強(qiáng)度鋼，有的采用整體加工，有的采用焊接結(jié)構(gòu)。大型構(gòu)件的深孔加工和熱處理變形控制以及超高強(qiáng)度鋼的高效數(shù)控切削加工是國(guó)內(nèi)起落架加工存在的主要問(wèn)題。另外 AerMet100 鋼尚未應(yīng)用。 飛機(jī)起落架主要有以下幾種類型： 帶機(jī)輪的起落架、雪橇、船身式、浮動(dòng)式，分別用于陸地，雪地水上起降。 2.正文 2.1 緒論 2.1.1起落架的設(shè)計(jì)要求 起落架與飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)有同樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：即在保證起落架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度以及預(yù)期的安全壽命的前提下重量最輕；同時(shí)要求起落架使用、維護(hù)方便；易于更換、修理；還有空氣動(dòng)力和工藝性、經(jīng)濟(jì)性要求。在使用中起落架系統(tǒng)范疇出現(xiàn)的問(wèn)題比較多，而它與飛機(jī)的安全又有很大關(guān)系，因此起落架應(yīng)具有很高的可靠性。起落架處于復(fù)雜的疲勞載荷作用下，就其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則而言與飛機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)有所不同，就目前看它一般按全壽命（即疲勞壽命）原理設(shè)計(jì)，而不按損傷容限原理設(shè)計(jì)。這主要由于起落架構(gòu)件因載荷大而多采用高強(qiáng)度或超高強(qiáng)材料，其臨界裂紋長(zhǎng)度小，從裂紋 可見(jiàn)檢出到裂紋擴(kuò)展壽命短；在有些部位裂紋的檢查比較困難。因此，目前國(guó)內(nèi)外在進(jìn)行起落架設(shè)計(jì)時(shí)均按安全壽命設(shè)計(jì)。過(guò)去的起落架壽命大大低于飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)的壽命，需定期更換?，F(xiàn)在國(guó)外在起落架設(shè)計(jì)時(shí)都要求起落架與機(jī)體結(jié)構(gòu)同南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45 頁(yè) 第 4 頁(yè) 壽，并實(shí)現(xiàn)了這一要求，我國(guó)也基本達(dá)到這一水平。 除了要達(dá)到上述要求外，起落架還應(yīng)滿足與本身功能有關(guān)的各項(xiàng)要求： （ 1） 在起飛和著陸滑跑、滑行、機(jī)動(dòng)或牽引時(shí)，飛機(jī)有良好的操縱性和穩(wěn)定性。這是通過(guò)合理選擇起落架參數(shù)、布局、減震和剎車系統(tǒng)性能來(lái)達(dá)到的。 （ 2） 著陸和滑行時(shí)對(duì)動(dòng)載荷有良好的減震緩沖性能。減震系統(tǒng)應(yīng)能吸收著 陸撞擊時(shí)的全部額定能量，使飛機(jī)結(jié)構(gòu)件上的載荷不超過(guò)設(shè)計(jì)值。這些能量應(yīng)由減震緩沖系統(tǒng)消耗掉。 （ 3） 在給定寬度的機(jī)場(chǎng)跑道上有 180。轉(zhuǎn)彎的能力。實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎主要利用可操縱的機(jī)輪、剎車裝置和發(fā)動(dòng)機(jī)，并要合理選配起落架參數(shù)、類型、數(shù)量和機(jī)輪的布置。 （ 4） 保證起落架艙門(mén)打開(kāi)、關(guān)上及支柱收上、放下時(shí)有可靠的鎖定機(jī)構(gòu)。不允許在飛行中發(fā)生起落架自行脫落和地面上自行收起的現(xiàn)象，因此起落架手起機(jī)構(gòu)應(yīng)能鎖定。起落架的收起時(shí)間應(yīng)盡可能短。 （ 5） 在選取起落架的參數(shù)和支柱的結(jié)構(gòu)形式時(shí)，在滿足強(qiáng)度、剛度和壽命的條件下使起落架盡可能輕 。 2.1.2起落架 的外載荷： （ 1） 著陸撞擊載荷 飛機(jī)降落時(shí)可能是三點(diǎn)著陸、兩點(diǎn)著陸、甚至一點(diǎn) 圖 1.1 著 陸 撞 擊 情 況（ 三 點(diǎn) 著 陸 （ 兩 點(diǎn) 側(cè) 滑 著 陸 一點(diǎn)側(cè)滑著陸南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45 頁(yè) 第 5 頁(yè) 著陸或側(cè)滑著陸。這樣飛機(jī)以一定下沉速度著陸時(shí)會(huì)受到不同的撞擊載荷，如垂直撞擊、前方撞擊和慣性力矩等。如圖 1.1 （ 2） 滑跑沖擊載荷 飛機(jī)在起飛、著陸的滑跑過(guò)程中，道面不平或到面上有雜物都會(huì)引起起落架的沖擊載荷（圖 1.2）。 在著陸滑跑中還會(huì)由于未被消耗掉的著陸能量引起的震動(dòng)載荷，這些載荷比著陸載荷要小，但由于滑跑距離長(zhǎng)，因此滑跑沖擊載荷的反復(fù)作用次數(shù)多。 （ 3） 剎車載荷 為了縮短著陸距離，在滑跑過(guò)程中需要?jiǎng)x車 。這時(shí)有較大的X 向載荷，即輪胎與地面的摩擦力 Pf，還回有剎車力矩引起的 Y向載荷（圖 1.3）。 （ 4） 靜態(tài)操縱載荷和地面停放載荷 飛機(jī)在牽引、進(jìn)入定位時(shí)常用牽引架進(jìn)行 個(gè)方向的推、拉、扭、擺、造成靜態(tài)操縱載荷。飛機(jī)停放并固定在地面上時(shí)，有可能受到大風(fēng)引起的系留載荷，這在沿海地區(qū)更應(yīng)加以考慮。起落架還受有其他一些載荷，如收放機(jī)構(gòu)傳來(lái)的載荷；多輪式起落架由于各輪受載不均而產(chǎn)生的偏心載荷等等。 圖 剎車載荷圖 1 . 2 滑 跑 沖 擊 載 荷南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45 頁(yè) 第 6 頁(yè) 總之，起落架的載荷多種多樣，必須注意的是起落架所受的力大多是動(dòng)載荷，伴隨著減震器的伸縮、 機(jī)輪的旋轉(zhuǎn)和剎車等，可能出現(xiàn)各種振動(dòng)，加之多次起落的重復(fù)受載（一般現(xiàn)代運(yùn)輸機(jī)可能要完成 6000070000 個(gè)起落），因此對(duì)起落架因疲勞載荷引起的損傷和破壞應(yīng)著重加以考慮。 2.1.3 起落架的布置型式 : 起落架的配置型式和參數(shù)選取不僅能保證飛機(jī)在機(jī)場(chǎng)上運(yùn)動(dòng)時(shí)有 操縱穩(wěn)定性，而且也決定了支柱的受載、起落架的重量特性以及連接起落架的飛機(jī)部件的重量特性。在飛機(jī)出現(xiàn)的初期，曾采用過(guò)四點(diǎn)式起落架如圖 2.1（ a）。后來(lái)實(shí)踐證明，只要有三點(diǎn)，飛機(jī)就可以在地面穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)，因而采用了后三點(diǎn)式和前三點(diǎn)式如下圖 2.1（ b）（ c）所示，除此以外，起落架還有：?jiǎn)沃鬏喪?、四點(diǎn)式、自行車式、和多支點(diǎn)式。其中單主輪式僅用滑翔機(jī)還上，四點(diǎn)式可以認(rèn)為是雙自行車式。 前三點(diǎn)式起落架的兩個(gè)支點(diǎn)（主輪）對(duì)稱地安置在飛機(jī)重心后面，第三個(gè)支點(diǎn)（前輪）位于機(jī)身前部，尾部通常還裝有保護(hù)座，防止在起飛離地時(shí)出現(xiàn)檫尾如圖 2.1（ c）；后三點(diǎn)式起落架的兩個(gè)支點(diǎn)（主輪）對(duì)稱地安置在南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45 頁(yè) 第 7 頁(yè) 飛機(jī)的重心前面，第三個(gè)支點(diǎn)（尾輪）位于飛機(jī)尾部如圖 2.1（ b）。由于機(jī)身前部裝有活 塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，安裝前起落架比較困難，同時(shí)，前三點(diǎn)飛機(jī)在著陸滑跑是迎角較小，不能很好地利用氣動(dòng)阻力來(lái)縮短滑跑距離，因此，前三點(diǎn)式起落架很少采用。 后三點(diǎn)起落架與前三點(diǎn)起落架相比，除了具有在螺旋槳飛機(jī)上容易配置和便于利用氣動(dòng)阻力使飛機(jī)減速等優(yōu)點(diǎn)外，它的構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，重量輕。但是，具有后三點(diǎn)式起落架的飛機(jī)地面運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性較差，例如駕駛員操縱不當(dāng)時(shí)飛機(jī)容易打地轉(zhuǎn)。此外，這種飛機(jī)著陸時(shí)須三點(diǎn)接地，操縱比較困難。如果飛機(jī)以較大的速度兩點(diǎn)接地，因兩主輪位于飛機(jī)重心前面，地面反作用力會(huì)對(duì)飛機(jī)重心形成上迎力矩，使飛機(jī)的迎角增大 ，升力增大，飛機(jī)就要向上飄起，即發(fā)生所謂的“跳躍”現(xiàn)象。由于這些缺點(diǎn)對(duì)低速飛機(jī)來(lái)說(shuō)并不十分嚴(yán)重，所以在 20 世紀(jì)初到 30 年代末之間，后三點(diǎn)式起落架曾得到極為普遍的應(yīng)用。 隨著飛機(jī)的起飛、著陸速度不斷增大，后三點(diǎn)式起落架性能與對(duì)飛機(jī)地面運(yùn)動(dòng)的要求之間的矛盾日趨尖銳。例如，為了縮短滑跑距離，在機(jī)輪上安裝剎車裝置，結(jié)果卻增大了飛機(jī)向前倒立（拿大頂）的可能性；又如在起飛、著陸速度較大的情況下，后三點(diǎn)式起落架飛機(jī)還容易打轉(zhuǎn)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在新的條件下（如著陸減速問(wèn)題已經(jīng)解決），前三點(diǎn)式起落架又重新得到應(yīng)用。具有前三 點(diǎn)式起落架的飛機(jī)，地面運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性好，由于飛機(jī)重心為于主輪的前邊，因而有助于阻止飛機(jī)在滑行時(shí)的打地轉(zhuǎn)，作用于重心上的力使飛機(jī)保持向前作直線運(yùn)動(dòng)而不會(huì)打轉(zhuǎn)，滑行中不容易偏轉(zhuǎn)和倒立；著陸時(shí)，只有兩個(gè)主輪接觸，比較容易操縱。此外，這種飛機(jī)在地面運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)身與地面接近平行，駕駛員的視界較好 對(duì)噴氣式飛機(jī)來(lái)說(shuō)，前三點(diǎn)式起落架還能使飛機(jī)軸線基本與地面平行，避免發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的燃?xì)鈸p壞跑道。前三點(diǎn)式起落架的主要缺點(diǎn)是前起落架承受的載荷較大，而且前輪在跑道中容易產(chǎn)生擺震?？偟膩?lái)說(shuō)，前三點(diǎn)起落架南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45 頁(yè) 第 8 頁(yè) 比較適用于速度較大的飛機(jī)。因此，從 20 世紀(jì) 40 年代初開(kāi)始，便得到了迅速的推廣，目前已成為起落架在飛機(jī)上配置的主要形式。 自行車式起落架的兩組主輪分別安置在機(jī)身下部、飛機(jī)重心的前后，另有兩個(gè)輔助輪對(duì)稱裝于左右機(jī)翼下面，如圖 2.1（ e）。這種形式基本上具備前三點(diǎn)式的優(yōu)點(diǎn)，但由于前起落架比前三點(diǎn)式更靠近重心，因此要承擔(dān)約40%的總載荷，起飛時(shí)抬頭困難，有時(shí)要安裝自動(dòng)增大起飛迎角的裝置。此外，因其不能采用左、右輪剎車力不同的方式來(lái)幫助飛機(jī)的轉(zhuǎn)彎，因此要在前輪上安裝轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)構(gòu)。為使前、主起落架都收藏在機(jī)身內(nèi)所需的開(kāi)口一般會(huì)使結(jié)構(gòu)增重較多（與其他型式比） 。因而這種型式僅在個(gè)別飛機(jī)上應(yīng)用，如英國(guó)的垂直 短距起落的戰(zhàn)斗機(jī)“獵兔狗”。 多點(diǎn)式起落架常用于一些重型飛機(jī)，如波音 747 飛機(jī)，它由一個(gè)前起落架，兩個(gè)機(jī)身起落架和兩個(gè)大翼起落架構(gòu)成，此種布局可以將飛機(jī)的重量分散在一個(gè)較大的面積上。如圖 2.1（ d） 現(xiàn)代飛機(jī)起落架機(jī)輪的數(shù)量有多種形式。一般前起落架有兩個(gè)機(jī)輪，每個(gè)主起落架大多有 26 個(gè)機(jī)輪，最常見(jiàn)的是 4 個(gè)機(jī)輪。多機(jī)輪的布置把飛機(jī)的重量分散到一個(gè)較大的面積上；另外，萬(wàn)一有一個(gè)機(jī)輪被破壞時(shí)還能提供一個(gè)安全余量。 2.2 總體方案設(shè)計(jì) 2.2.1 本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)： 本 設(shè)計(jì)選擇前三點(diǎn)式起落架，起落架高度較小、著陸速度較大、飛行跑道稍差的某型高速教練機(jī)的前起落架收放機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在初步了解起落裝置的功用、組成及設(shè)計(jì)要求后，設(shè)計(jì)中具體地分析和比較了幾種起落架的結(jié)構(gòu)形式。例如，在設(shè)計(jì)中列出了簡(jiǎn)單支柱式、撐桿支柱式、搖臂支柱式、外伸式四種結(jié)構(gòu)型式，最后結(jié)合了各種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和本設(shè)計(jì)的要求才選定采用搖臂支柱式起落架。其它部分零件和部件都是根據(jù)這種結(jié)構(gòu)型式的要求而選南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45 頁(yè) 第 9 頁(yè) 定的。在繪制完零件圖、部件圖和裝配圖之前，還要構(gòu)思出起落架結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案，只有收放結(jié)構(gòu)確定下來(lái)才可以設(shè)計(jì)整個(gè)起落架其它部分的 參數(shù)。 在本設(shè)計(jì)中僅僅有理論計(jì)算是不行的，它比較抽象，我通過(guò)計(jì)算機(jī)將起落架收放動(dòng)作（也就是在飛機(jī)起飛和著陸及在地面運(yùn)動(dòng)時(shí)）動(dòng)畫(huà)模擬出來(lái)，給人一目了然，很形象。這也是本設(shè)計(jì)的一個(gè)特點(diǎn)。 2.2.2 起落架收放方式選擇： 為了減小飛行阻力，以提高飛行速度、增大航程和改善飛行性能，現(xiàn)代飛機(jī)的起落架大多是可收放的。 飛行速度大于 250Km/h的飛機(jī)在飛行中起落架要收起，這樣可以大大降低飛機(jī)的迎風(fēng)阻力，改善氣動(dòng)性能以及飛行性能。可收放起落架盡管增加了重量，使飛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和 使用復(fù)雜化了，但總的效率提高了。起落架的收 放方式、起落架本身及其收放結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，機(jī)翼、機(jī)身和起落架艙的承力型式也越簡(jiǎn)單，起落架要求的收放空間就越小，收放起落架就能得到更多的效益。 1. 展向收放 展向收放機(jī)構(gòu)一般是用于主起落架上，沿展向收放有以下幾種方式： （ 1） 機(jī)輪往機(jī)身方向運(yùn)動(dòng)圖， 2.4（ a），這種方式常用于在機(jī)翼根部結(jié)構(gòu)高度可以容納機(jī)輪的情況。 （ 2） 機(jī)輪遠(yuǎn)離機(jī)身方向運(yùn)動(dòng)圖， 2.4（ b），這種方式適用于小機(jī)輪起落架。當(dāng)處于收上位置時(shí)，質(zhì)量外移，使飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性能變壞。這種方式的收放機(jī)構(gòu)也比其他方式要復(fù)雜，因此較少采用。 （ 3） 機(jī)輪往機(jī)身方向運(yùn)動(dòng)并將機(jī)輪收入機(jī)身中 圖， 2.4（ c），這種方式多用于單翼飛機(jī)，更適合帶小車式主起落架的收放。 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 10頁(yè) （ 4） 機(jī)輪往機(jī)身方向運(yùn)動(dòng)，將機(jī)輪收入機(jī)身并使機(jī)輪轉(zhuǎn)向，圖 2.4（ d），這種方式用在高速薄機(jī)翼飛上，因?yàn)闄C(jī)輪不放進(jìn)機(jī)翼中。由于帶了機(jī)輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜。 圖 2.4（ a）、圖 2.4（ c）、 2.4（ d）的方式中，當(dāng)機(jī)輪處于收上狀態(tài)時(shí)，飛機(jī)相對(duì)于縱軸和垂直軸的慣性矩減小了，這有利于提高飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性能。 2. 弦向收放 弦向收放一般用于前起落架上，前起落架通過(guò)機(jī)輪的向前或向后運(yùn)動(dòng)收入機(jī)身中，后支柱經(jīng)常向后運(yùn)動(dòng)收入機(jī)身尾部整流罩中。在選擇前 起落架支柱收放方向除了要考慮總體布局外，還必須考慮盡量減小飛機(jī)重心位置改變的要求。 從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，當(dāng)主起落架向后運(yùn)動(dòng)收放時(shí)，前起落架應(yīng)向前運(yùn)動(dòng)收放而主起落架向前收放時(shí)，前起落架應(yīng)向后運(yùn)動(dòng)收放。前起落架的收放方式比主起落架的收放方式簡(jiǎn)單。前起落架收放方式如圖 2.5。 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 11頁(yè) 3. 收放位置鎖 收放位置鎖用來(lái)把起落架鎖定在收上和放下位置，以防起落架在飛行中自動(dòng)放下和受到撞擊時(shí)自動(dòng)收起。 收放位置鎖通常有兩種形式：掛鉤式和撐桿式。 （ 1） 掛鉤式 掛鉤式主要由鎖鉤、鎖簧和鎖滾輪（或稱鎖扣）組成。通常通過(guò)鎖作動(dòng)筒、搖臂及連桿 作動(dòng)當(dāng)鎖滾輪進(jìn)入到鎖鉤即為入鎖狀態(tài)。當(dāng)無(wú)液壓時(shí)鎖簧可保持其處于鎖定狀態(tài)。主起落架收上位置鎖通常采用掛鉤式鎖機(jī)構(gòu)。 （ 2） 撐桿式（過(guò)中心鎖） 掛鉤式一般適用于主起落架，本設(shè)計(jì)是前起落架，所以用撐桿式。由前鎖連桿、后鎖連桿、鎖簧及鎖作動(dòng)筒等組成，由鎖作動(dòng)筒作動(dòng)，如圖 2.6 所示。鎖連桿與阻力桿中央鉸接點(diǎn)鉸接。其鎖定原理是：通過(guò)限制阻力桿的折疊或展開(kāi)運(yùn)動(dòng)而使起落架鎖定。當(dāng)前鎖連桿及后鎖連桿運(yùn)動(dòng)到過(guò)中心時(shí)即為鎖定狀態(tài)。當(dāng)無(wú)液壓時(shí)，縮簧可以保持其處于鎖定狀態(tài)?，F(xiàn)在飛機(jī)前起落架常采用這種結(jié)構(gòu)。前起落架的收放必須通過(guò)前起 落架的阻力桿折疊或展開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。而撐桿式鎖機(jī)構(gòu)，就是通過(guò)限制阻力桿的這種運(yùn)動(dòng)而使起落架鎖定。 當(dāng)前起落架放下時(shí)，鎖作動(dòng)筒通過(guò)后鎖連桿使鎖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到過(guò)中心位置。鎖簧使其保持在過(guò)中心位置（當(dāng)無(wú)液壓時(shí)），使阻力桿不能折疊，從而南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 12頁(yè) 使起落架放下鎖好。當(dāng)要收起起落架時(shí)，必須通過(guò)鎖作動(dòng)筒驅(qū)動(dòng)后鎖連桿，使鎖機(jī)構(gòu)越過(guò)中心位置，阻力桿可以折疊，從而實(shí)現(xiàn)她的作用。 圖 2.6 撐桿式鎖 4. 收放方式的確定 飛機(jī)起落架收放方式一般有展向和弦向收放兩種，前起落架一般用弦向收放，考慮到現(xiàn)代飛機(jī)機(jī)頭要安裝很多很復(fù)雜的設(shè)備，如較大的相控 雷達(dá)，所以本設(shè)計(jì)中的前起落架采用的弦向收放中的向機(jī)后運(yùn)動(dòng)并伸入機(jī)體內(nèi)。如圖 2.7 圖 2.7 前起落架的收放結(jié)構(gòu) 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 13頁(yè) 2.2.3 起落架結(jié)構(gòu)型式的選擇： 起落架的結(jié)構(gòu)主要由受力支柱、減震器（當(dāng)支柱和減震器合成一個(gè)構(gòu)件時(shí)則稱為減震支柱）、扭力臂或搖臂、機(jī)輪和剎車裝置等主要構(gòu)件組成。它有以下幾種結(jié)構(gòu)型式： 1 支柱式 支柱式起落架有兩種型式，分別為簡(jiǎn)單支柱式和撐桿支柱式。主要的受力構(gòu)件是減震支柱，她上連機(jī)體結(jié)構(gòu)，下連機(jī)輪，本身作為梁柱受力。如圖 3.3 這兩種結(jié)構(gòu)型式有如下幾個(gè)特點(diǎn)： （ 1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，傳 力較直接，圓筒形支柱具有較好的抗壓、抗彎、抗扭的綜合性能，因而重量較輕，容易收藏。 （ 2） 可用不同的輪軸、輪叉形式來(lái)調(diào)整機(jī)輪接地點(diǎn)與機(jī)體結(jié)構(gòu)連接點(diǎn)間的相互位置和整個(gè)起落架的高度。 （ 3） 簡(jiǎn)單支柱式由于上端兩個(gè)支點(diǎn)很靠近，減震支柱接近于一懸臂梁，因而上端的根部彎矩大。撐桿支柱式則常在支柱中部附近加一撐桿，是減震支柱以雙支點(diǎn)外伸梁的形式受力，大大減小了支柱上端的彎矩。 （ 4） 這兩種減針支柱本身要手彎，所以它的密封性較差，減震器內(nèi)部灌充的氣體壓力將因此受到限制，一般其初壓力約為 3MPa（ 30 個(gè)大氣壓），最大許可壓力約為 10 MPa（ 100 個(gè)大氣壓）。因而減震器行程較大，整個(gè)支柱較長(zhǎng)，重量增加。 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 14頁(yè) （ 5） 由于減震支柱的活動(dòng)桿與外筒（它直接與機(jī)體結(jié)構(gòu)相連）之間不可能直接傳遞機(jī)輪載荷引起的扭矩，因此內(nèi)桿與外筒之間必須用扭力臂連接。 以上兩種形式常用于起落架較長(zhǎng)、使用跑道路面較好、前方撞擊較小的飛機(jī)上，并更多地在主起落架上采用。 2. 搖臂式 搖臂支柱式起落架有兩種形式，一是將減震器與受力支柱分開(kāi)如圖 3.4；另一種是將減震器與受力支柱合二為一如圖 3.5，在減震器下方用萬(wàn)向鉸與搖臂相連，減震支柱的外筒上則固定有旋轉(zhuǎn)臂下部接頭，這種形式宜在前輪上使用，便于轉(zhuǎn)彎。 減震器和受力支柱分開(kāi) 搖臂支柱式起落架的基本受力構(gòu)件比前訴的簡(jiǎn)單支柱式多了一個(gè)搖臂，但不再需要扭力臂。搖臂前連支柱，中連減震器活動(dòng)內(nèi)桿，后連輪軸、機(jī)輪。這種形式的特點(diǎn)如下： 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 15頁(yè) 圖 3.5 搖臂式 減震器與受力支柱喝二為一 （ 1） 搖臂支柱式不僅對(duì)垂直撞擊，而且對(duì)前方撞擊（如不平的跑道上顛跑）和剎車等均有減震能力。機(jī)輪可隨搖臂繞前支點(diǎn)上下移動(dòng)，提高了在不平道面上的適應(yīng)性，減小了過(guò)載，改善了起落 架的受力性能。 （ 2） 由于減震器連接在搖臂的中部，通過(guò)搖臂穿給它的力比地面作用在機(jī)輪上的力大，因而吸收同樣的撞擊能量時(shí)減震器所需的壓縮行程比簡(jiǎn)單支柱式小，可降低起落架的長(zhǎng)度。 （ 3） 減震器可設(shè)計(jì)成只受軸力，不受彎矩的，改善了受力性能，因而密封性好，可提高減震器內(nèi)部的充氣壓力。一般初壓力可大到 10Mpa，最大許可壓力可達(dá)到 50 Mpa 左右。這樣減震器吸收同樣能量時(shí)其行程較小，減震器尺寸可作得比較小，與簡(jiǎn)單支柱式相比，起落架的整個(gè)高度可以減小。 （ 4） 機(jī)輪上的外載引起的扭矩由搖臂傳給支柱，再傳給機(jī)體結(jié)構(gòu)。 這種形式適用于起落架 高度較小、著陸速度較大、 使用跑道較差的飛機(jī)上，尤其是在前起落架上用得較多。 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 16頁(yè) 綜合比較這幾種結(jié)構(gòu)形式的起落架的優(yōu)缺點(diǎn)，我選擇搖臂式起落架 （減震器與受力支柱喝二為一），當(dāng)然這種起落架也有它的缺點(diǎn)，比如它的構(gòu)造和工藝均較復(fù)雜，搖臂受力大且復(fù)雜，交點(diǎn)多，協(xié)調(diào)關(guān)系多，也很重，但它的優(yōu)點(diǎn)彌補(bǔ)了它的一些不足，而且符合本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，是完全可取的結(jié)構(gòu)。 2.2.4 起落架緩沖裝置的選擇： 起落架緩沖裝置由輪胎和緩沖器組成。其中 減震器（也稱緩沖器）是所有現(xiàn)代起落架所必須具備的構(gòu)件，也是最重要的構(gòu)件。某些起落架可以沒(méi)有機(jī)輪 、剎車、收放系統(tǒng)等，但是他們必須有某種形式的減震器。而輪胎雖然也能吸收一部分能量，但僅占減震系統(tǒng)總量的 10%15%。當(dāng)飛機(jī)以一定的下沉速度著陸時(shí)，起落架會(huì)受到很大的撞擊，并來(lái)回振動(dòng)。減震裝置的主要作用就是用來(lái)吸收著陸和滑行時(shí)的撞擊能，以使作用到機(jī)體上的載荷減小到可以接受的程度；同時(shí)須使振動(dòng)很快衰減。 按照緩沖原理：產(chǎn)生盡可能大的變形來(lái)吸收撞擊動(dòng)能，以減小物體受到的撞擊力；盡快地消散能量，使物體碰撞后的顛簸跳動(dòng)迅速停止。對(duì)起落架緩沖裝置有以下幾點(diǎn)要求： （ 1） 緩沖裝置在達(dá)到最大壓縮量時(shí)，應(yīng)能吸收完規(guī)定的最大能量，而載荷不超過(guò)規(guī)定的最大值。如果載荷超過(guò)規(guī)定植，飛機(jī)各部分受力就會(huì)過(guò)大；如果吸收不完規(guī)定的最大能量，則會(huì)產(chǎn)生剛性撞擊，同樣要使飛機(jī)各部分的受力增大。 （ 2） 緩沖裝置要盡可能大的熱耗作用。緩沖裝置的熱耗作用越大，就越能減弱飛機(jī)的顛簸跳動(dòng)，而使飛機(jī)迅速平穩(wěn)下來(lái)。 （ 3） 緩沖裝置在壓縮過(guò)程中承受的載荷，應(yīng)隨壓縮量的增大而逐漸增大。如果在壓縮量不大時(shí)，就承受很大的載荷，則緩沖裝置即使在吸收較小的撞擊動(dòng)能時(shí)，也會(huì)使各部分經(jīng)常受到南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 17頁(yè) 很大的力，如長(zhǎng)期如此，飛機(jī)的某些結(jié)構(gòu)就會(huì)因疲勞提前損壞。 （ 4） 緩沖裝置要有連續(xù)接受撞擊的能力，因此它完成一次 壓縮和伸張的時(shí)間（叫做工作周期）不能太長(zhǎng)。 （ 5） 工作性能受外界因素（如大氣溫度）變化的影響?。好芊庋b置應(yīng)保證緩沖器不漏氣、不漏油，不因摩擦力過(guò)大而翻蓋緩沖器的正常壓縮和伸張等。 減震器的類型 總的來(lái)說(shuō) 減震器可分為兩大類：一類是由橡膠或鋼制的固體“彈簧”式減器， 另一類是使用氣體、油液或兩者混合（通常稱油氣式）的液體“彈簧”式 減震器利用橡膠、剛彈簧和氣體作為介質(zhì)的減震器是利用介質(zhì)變形吸收撞擊動(dòng)能，靠介質(zhì)內(nèi)的分子摩擦消耗能量，因此這些減震器的熱耗作用很小，只適用于輕型低速飛機(jī)以及后三點(diǎn)式起落架的尾輪。 油 氣式緩沖器 油氣式緩沖支柱主要利用氣體的壓縮變形吸收撞擊動(dòng)能，利用油液高速流節(jié)流小孔的摩擦消耗能量（氣存儲(chǔ)和釋放能量）。它的基本組成包括外筒、活塞、活塞桿、帶小孔的隔板和密封裝置等。外筒內(nèi)腔下部裝油，上部裝氣。緩沖裝置在未受外力時(shí)，由于冷氣壓力的作用，活塞處在最低位置，如圖 5.1所示。 假如用可壓縮的空氣注入一個(gè)帶活塞的圓筒內(nèi)進(jìn)行減震，即用氣體彈簧，只要密封得好，就可以多次使用。而且可通過(guò)改變里面的初氣壓來(lái)調(diào)節(jié)剛度，吸能減震的壓縮行程也控制得較長(zhǎng)，載荷上升均勻，減小過(guò)載的效果顯著。因此起落架上的減震器首選就應(yīng)是一個(gè)密 封的、內(nèi)充壓縮空氣的活塞筒，構(gòu)造如圖 5.2 所示。 但純氣體的減震器存在著許多缺點(diǎn)，不適用，主要原因有下面幾點(diǎn)： 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 18頁(yè) (1).它只能吸收能量，減少撞擊過(guò)載，但不能消散能量。就象一般彈簧一樣，往復(fù)振動(dòng)。這樣對(duì)駕駛員、飛機(jī)結(jié)構(gòu)、裝載、機(jī)載設(shè)備等都不利。 (2).它的功量圖中間是凹下去的，不夠充實(shí)，吸能的效率較低。這樣，行程和末壓力將會(huì)增大，從而導(dǎo)致減震器的尺寸和過(guò)載增大。 氣體減震器存在上述缺點(diǎn)，其原因是在于減震器所吸收的撞擊能基本上都儲(chǔ)存壓縮氣體內(nèi)而未散失掉。因而撞擊過(guò)后，氣體就反過(guò)來(lái)對(duì)活塞作功，放出能量，把活塞 桿又推了出來(lái)，使飛機(jī)反彈而上下振動(dòng)。另外，在初開(kāi)行程階段，活塞向內(nèi)壓縮時(shí)的力（即吸能作功的力）小，因而功量曲線此段很低，使整個(gè)功量圖不夠充實(shí)。要改進(jìn)就必須增加進(jìn)油孔、限流裝置和變限流孔面積的裝置。加進(jìn)油液和限流孔后，這樣在活塞運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，油液就被來(lái)回?cái)D過(guò)限流孔，受到的阻力增大，油液流經(jīng)限流孔摩擦生熱，將撞擊能變?yōu)闊崮芟⒌袅恕?簡(jiǎn)單的油氣式減震器也存在一些缺點(diǎn)： (1).在壓縮過(guò)程中載荷不均勻，有忽高忽低的現(xiàn)象，甚至?xí)趬嚎s行程初期出現(xiàn)危險(xiǎn)過(guò)載，并使飛機(jī)反跳。 (2).在伸展的過(guò)程中消散的能量少。 因此 只有限流孔還不行，必須加裝變限流面積（變油孔）的裝置。最常用的變限流孔面積的裝置就是在活塞上加裝一變截面的油針。隨著壓縮行程，油針逐漸穿進(jìn)限流孔。這樣就是限流孔實(shí)際面積，最初大，后來(lái)小，實(shí)現(xiàn)了在壓縮過(guò)程中變油孔面積的要求。在伸展的行程中，又必須加裝制動(dòng)活門(mén)。它在壓縮行程時(shí)被油液沖開(kāi)而不遮蓋限流孔，不起什么作用。但在伸展行程時(shí)，它受油液的沖壓，蓋住了限流孔的一部分，進(jìn)一步減小了限流孔的面積，實(shí)現(xiàn)了在伸展過(guò)程中的變油孔的要求。 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 19頁(yè) 油氣式緩沖支柱的構(gòu)造形式 其構(gòu)造特點(diǎn)是，密封裝置固定在外筒的下端，而制動(dòng)活門(mén)則裝 在活塞內(nèi)筒上。壓縮時(shí)油面上升，同時(shí)內(nèi)、外間的油室反流，沖開(kāi)制動(dòng)活門(mén)流油而作功散能。伸展時(shí)內(nèi)、外筒間的油液被擠壓而向上流，沖壓制動(dòng)活門(mén)蓋住原來(lái)的流油孔。此時(shí)油液只能從制動(dòng)活門(mén)蓋環(huán)上的小孔回流，進(jìn)行制動(dòng)散能。這種形式，由于流油孔環(huán)布與活塞頭上，油孔較多，遮蓋后可大大提高制動(dòng)效果，因而伸展行程消散能量的調(diào)節(jié)能力較大。又由于活塞的有效面積是內(nèi)筒外徑所決定的面積，因而較小。減震過(guò)程中氣體體積的變化緩和，減震特性柔軟，吸收同樣的撞擊能時(shí)行程較大，所以尺寸也較大。它常用與支柱式起落架配合使用。其機(jī)構(gòu)形式如圖 5.3 圖 5.3 通流孔流通面積可以調(diào)節(jié)的油氣式緩沖支柱 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 20頁(yè) 1 氣體 氣體起到兩個(gè)作用，一是減震支柱受載、氣體被壓縮時(shí)氣體吸收能量，起緩沖墊和滑跑減震作用；二是撞擊過(guò)后壓力增大的氣體將支柱重新頂出。 根據(jù)氣體力學(xué)的知識(shí)和活塞桿的受力平衡可知（略去摩擦力影響情況下） 00np VpV ；ap pF （ 1） 式中 0p，0V 氣體的初氣壓和初體積 ； p ,V 任意壓縮位置時(shí)的氣壓和體積 F 活塞承受氣壓的有效面積 ；0p 氣體對(duì)活塞的總壓力： n 氣體壓縮過(guò)程的多變指數(shù)，它隨氣體在壓縮過(guò)程中的熱交換情況而定：等溫過(guò)程時(shí)為 1；絕熱過(guò)程為 1.4；在油氣式減震器內(nèi)有一定程度的熱交換，通常取 n 為 1.2 由式（ 1）得出 000 0 , 00011naaVVP p F p F PFSV V F SV （ 2） 式中 S 活塞的壓縮行程。 減震器內(nèi)氣體所吸收的能量為 00 0 0s s sa a s a aA P d S p p F d S p d V ，（因?yàn)?FdS dV ） （ 3） 有因 1/00npVVp ； 1/0( 1 / ) 101 nnpdV dpV n p （ 4） 所以 100011nnapV pAnp （ 5） 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 21頁(yè) aA 就是aPS工作曲線下的面積，故aPS圖稱功量圖。 2 油液和阻尼孔的的作用及對(duì)功量圖的影響 加進(jìn)油液和阻尼孔后，在活塞運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中油液就被來(lái)回?cái)D過(guò)阻尼孔，使減震支柱運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力增大；油液流經(jīng)阻尼孔摩擦生熱，將撞擊能變?yōu)闊崮芟⒌簟?設(shè)液流經(jīng)阻尼孔時(shí)受到的阻力為lP，活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械摩擦力為fP，減震支柱上的外載為saP，那么 由力的平衡關(guān)系可得到 壓縮行程時(shí) s a a f lP P P P 伸展行程時(shí) s a a f lP P P P 加進(jìn)油液和阻尼孔的減震器吸收和消散的能量大為增加，從原理上解決了純氣體減震器的缺點(diǎn)。但它也有不足之處 。 （ 1）在壓縮過(guò)程中載荷不均勻，有忽高忽低的現(xiàn)象，甚至?xí)趬嚎s行程初期就出現(xiàn)危險(xiǎn)過(guò)載，使飛機(jī)反跳。 （ 2）在伸展過(guò)程中消散的能量少。 改善這些缺點(diǎn)最有效的辦法是，在減震器工作過(guò)程中改變阻尼孔的面積，使它在壓縮 行程中的初始階段大，以后逐漸減小，而在伸展行程中則進(jìn)一步減小。 全油液式減震器 全油液式減震器的構(gòu)造（圖 5.4）與油氣式基本相同，不過(guò)沒(méi)有氣體。在全伸展的狀態(tài)下，筒腔內(nèi)全部充滿液體。減震器工作時(shí)，油液被來(lái)回?cái)D壓流過(guò)油孔而起到吸功散能、緩沖減振作用。油液式減震緩沖器是利用液體作為彈性元件。有些液體在高壓作用下具有相對(duì)高的體積壓縮比。例如，煤油在 p=350Mpa 的壓力作用下體積可以壓縮 15%，但是液體的體積壓縮性好，其潤(rùn)滑條件就差，液體與減震緩沖器軸襯之間的摩擦力增大，為了解決這個(gè)問(wèn)南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 22頁(yè) 題，可以在油液里加輕質(zhì)礦物 油。 油液式減震緩沖器油活塞筒、帶活塞的支柱和密封裝置組成?；钊麑⒕彌_器的內(nèi)部容積分成兩個(gè)腔，腔內(nèi)充有一定 0初壓的油液，兩腔之間可以通過(guò)活塞上的小孔連接。 在支柱壓力的作用下，減震緩沖器壓縮，活塞內(nèi)部體積變小，油液受壓力并同時(shí)通過(guò)小孔從一個(gè)腔流入另一個(gè)腔。沖擊載荷的所有能量都被液流吸收，其中一部分使油液壓縮并儲(chǔ)存在油液中，另一部分消耗在使油液通過(guò)小空時(shí)克服摩擦力上，這時(shí)油液會(huì)發(fā)熱。消耗在克服液體阻力并發(fā)熱的那部分能量轉(zhuǎn)變成熱能后通過(guò)筒壁消散在大氣中。圖 5.5 為不考慮軸襯處摩擦力的情況下油液式減震緩沖器的工作 曲線。曲線 ABC 表示壓縮油液必須的壓力Pcom 隨減震緩沖器行程的變化，面積 OABCFO 表示正行程中消耗在液體壓縮上的能量。在正行程中為了克服油液阻力所需的力是 Pliq1，所以，面積ADCFOA 就是緩沖器吸收的所有能量。面積 ADCBA 就是當(dāng)油液流經(jīng)小孔時(shí)克服摩擦力所消耗的并以熱的形式消耗在大氣中的能量。 在壓縮后，由于液體中儲(chǔ)存的能量，減震緩沖器開(kāi)始反行程。這時(shí)，又有一部分能量消耗在克服油液通過(guò)小孔從一個(gè)腔流入另一個(gè)腔時(shí)的摩擦力。在這種情況，一部分能量消散在大氣中。在工作曲線圖上，這部分能量就是 ABCEA 面積 ，剩余的能量將在后續(xù)的循環(huán)中消耗掉。 圖 5.4 油液式緩沖器簡(jiǎn)圖 圖 5.5 油液式緩沖器工作曲線 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 23頁(yè) 綜合考慮上面的幾種形式的減震器的優(yōu)缺點(diǎn)和不同類型的效率和效率效率 /重量比較圖，如圖 5.6 所示，選擇 通流孔流通面積可以調(diào)節(jié)的油氣式緩沖支柱比較合適。 這種緩沖器不僅能消除載荷高峰并取得較大的熱耗作用，而且還可以減小飛機(jī)在高速滑跑中受到的載荷。被廣泛用在現(xiàn)代飛機(jī)的起落架上。 2.2.5 前起落架轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)的選擇： 轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)用于飛機(jī)在地面滑跑時(shí)的方向控制。保證飛機(jī)在地面運(yùn)動(dòng)是有足夠的滑跑穩(wěn)定性，前輪應(yīng) 該能繞支柱軸線自由定向旋轉(zhuǎn)。飛機(jī)受到側(cè)向力而使機(jī)頭偏向時(shí)，前輪應(yīng)能自動(dòng)轉(zhuǎn)回原方向，并使飛機(jī)也能方便轉(zhuǎn)回原方向滑跑，而不致越偏越大，如果前輪固定死，前輪處的摩擦力將產(chǎn)生一定的不穩(wěn)定力矩，使機(jī)頭有越偏越大的趨勢(shì)，如圖 6.1 所示。另外，地面滑行剎車轉(zhuǎn)彎時(shí)也需要前輪能自由偏轉(zhuǎn)來(lái)減小轉(zhuǎn)彎半徑。所以，現(xiàn)代飛機(jī)前輪都是不固定死的，而有一定的自由度，其最大值 max 由所需的最小轉(zhuǎn)彎半徑來(lái)決定，即 1m a xm i nt a n 0 . 5 ABR 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 24頁(yè) 一般m a x 50 。 圖 6.1 前輪固定情況對(duì)地面運(yùn)動(dòng)影響 （ a） 前輪固定情況；（ b）前輪自由情況 （ c） 前輪可操縱偏轉(zhuǎn)情況 本設(shè)計(jì)采用典型的機(jī)械液壓式前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)，如圖 6.2 所示。前輪轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒鉸接在轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒的固定板上，固定板則固定在緩沖支柱的外筒上。轉(zhuǎn)彎環(huán)也安裝在緩沖支柱的外筒上，它可以相對(duì)于外筒轉(zhuǎn)動(dòng)。前輪轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒的活塞桿端頭鉸接于轉(zhuǎn)彎環(huán)上，轉(zhuǎn)彎環(huán)與旋轉(zhuǎn)臂相連。當(dāng)轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒的活塞桿推動(dòng) 轉(zhuǎn)彎環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)彎環(huán)通過(guò)旋轉(zhuǎn)臂帶動(dòng)搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)前輪轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖 6.3 所示。 轉(zhuǎn)彎動(dòng)力的傳遞路徑是：前輪轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒 轉(zhuǎn)彎環(huán) 旋轉(zhuǎn)臂 搖臂 機(jī)輪 現(xiàn)代飛機(jī)的轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)一般有兩個(gè)轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒，通常安裝在前起落架緩沖支柱外筒的前端在小角度的范圍內(nèi)采用推拉的的作動(dòng)方式，即在作動(dòng)前輪轉(zhuǎn)彎時(shí)，一個(gè)作動(dòng)筒推，而另一個(gè)作 動(dòng)筒拉動(dòng)轉(zhuǎn)彎環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)前輪轉(zhuǎn)彎。 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 25頁(yè) 圖 6.2 機(jī)械液壓式前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng) 圖 6.3 轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 當(dāng)前起落架沒(méi)有采用合適的減擺措施時(shí)前輪可能會(huì)出現(xiàn)擺振，即飛機(jī)在地面滑跑到一定速度時(shí)，能自由偏轉(zhuǎn)的機(jī)輪和支柱的彈性振動(dòng)與輪面的轉(zhuǎn)動(dòng)交織在一起，出現(xiàn)一種劇烈的偏擺振動(dòng)，它會(huì)引起機(jī)頭強(qiáng)烈搖晃，這叫前輪擺振現(xiàn)象。振動(dòng)可能越來(lái)越厲害，直到支柱折斷，輪胎撕裂，在很短時(shí)間內(nèi)釀成嚴(yán)重事故。對(duì)于現(xiàn)代飛機(jī)，多裝有專門(mén)增加阻尼的減擺器來(lái)消減激震的能量，防止擺振的發(fā)生。一般 要求振幅應(yīng)在 3s鐘內(nèi)減到初使幅值的 1/3。常見(jiàn)的 減擺器有柱塞式和旋轉(zhuǎn)式兩種。柱塞式簡(jiǎn)單輕巧，但減擺能力較小，南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 26頁(yè) 多用在小型飛機(jī)上。旋板式較大、較重，但減擺能力強(qiáng)，裝在高速、大型飛機(jī)上。 現(xiàn)代飛機(jī)的前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)其作用并不僅限于操縱飛機(jī)前輪轉(zhuǎn)彎，還可以起到前輪減擺、拖機(jī)釋壓和超壓釋壓作用。本設(shè)計(jì)采用機(jī)械液壓式前輪轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)，它的轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒兼作了減擺器的功用，減擺效果又較好，使它得到了綜合利用。 轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)的拖行釋壓：轉(zhuǎn)彎液壓系統(tǒng)本來(lái)是用于幫助駕駛員進(jìn)行前輪轉(zhuǎn)彎的。但有時(shí) 需要用拖車拖行飛機(jī)時(shí)，前輪轉(zhuǎn)彎液壓又會(huì)對(duì)飛機(jī)產(chǎn)生阻礙作用。在拖行飛機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒就像液壓泵，而油液的流動(dòng)又受到限制，使作動(dòng)筒兩邊產(chǎn)生很大的壓力差，阻礙前輪轉(zhuǎn)動(dòng)，稱為液鎖。為了防止此現(xiàn)象的發(fā)生，通常有一個(gè)地面人工卸壓活門(mén)。在需要拖飛機(jī)時(shí)，地面人員可操縱人工卸壓活門(mén)，是轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒的游液自由流動(dòng)，防止轉(zhuǎn)彎的限制。 2.2.6 前起落架各作動(dòng)筒的選擇： 作動(dòng)筒的結(jié)構(gòu)形式： 作動(dòng)筒基本分為往復(fù)直線式作動(dòng)筒和輸出角移作動(dòng)筒兩種類型。飛機(jī)上廣泛應(yīng)用往復(fù)直線式液壓（冷氣）作動(dòng)筒，它可以直接將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，以操縱活動(dòng) 構(gòu)件的動(dòng)作，例如起落架、襟翼和減速板的收放，舵面、發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口、進(jìn)氣錐和燃油泵的操縱等。所以用于本襟翼的收放可選用往復(fù)直線式作動(dòng)筒。作動(dòng)筒的基本結(jié)構(gòu)是：筒體、活塞桿、活塞、端蓋、密封裝置及接頭、導(dǎo)管等。其典型結(jié)構(gòu)見(jiàn)下表。 零件名稱及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 典型圖例 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 27頁(yè) 外 筒 通孔式結(jié)構(gòu) 半通孔式 結(jié)構(gòu) 盲孔式結(jié)構(gòu) 活 塞 桿 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 28頁(yè) 端蓋 有組合密封槽 活塞 有組合密封槽 連接螺栓 有密封槽 有連接通孔 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 29頁(yè) 萬(wàn)向接頭 有組合密封槽 作動(dòng)筒的結(jié)構(gòu)如下圖所示： （ 2）對(duì)作 動(dòng)筒的主要技術(shù)要求： 項(xiàng)目 技術(shù)要求內(nèi)容 工作性能 1. 作動(dòng)筒收放（移動(dòng)活塞）的壓力 2. 作動(dòng)筒收放速度（或時(shí)間） 3. 機(jī)構(gòu)強(qiáng)度 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 30頁(yè) 4. 結(jié)構(gòu)氣密性 5. 輸出力 6. 高、低溫狀態(tài)工作性能及氣密性 7. 機(jī)械鎖的上鎖力和開(kāi)鎖力，液壓鎖的工作性能 結(jié)構(gòu)尺寸 1. 外筒與活塞桿、活塞的配合間隙 2. 活塞桿的工作行程 3. 聯(lián)結(jié)長(zhǎng)度（或總長(zhǎng)） 4. 容積 5. 機(jī)械鎖的間隙 6. 其他配合尺寸 其他 1. 螺紋結(jié)合的擰緊力矩 2. 清潔度標(biāo)準(zhǔn)等級(jí) 2.2.7 前起落架輪胎的選擇： 飛機(jī)機(jī)輪是由充有壓縮空氣的輪胎和輪彀等組成。機(jī)輪一方面用于飛機(jī)的滑跑、滑行；另一方面通過(guò)輪胎的壓縮變形可以 吸收一部分著陸撞擊能量，所以輪胎也構(gòu)成起落架減震系統(tǒng)的一部分，但它不消振。 1. 輪胎的類型和形式 輪胎的類型按沖氣壓力分為以下幾種： （ 1） 低壓輪胎。沖氣初壓力 Po=0.250.35Mpa，外形較厚，輪胎較柔軟，壓縮量較大，與地面的接觸壓力小，能在土地或草地上順利滑跑。但吸收同樣能量時(shí)其外廓尺寸較大，收藏較困難，大多用在低速或輕型飛機(jī)上。 （ 2） 中壓輪胎。沖氣初壓力 Po=0.350.65Mpa，承載能力較大，外形較扁。但地面適應(yīng)性稍差一些，對(duì)機(jī)場(chǎng)地面跑道有較高要求。 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 31頁(yè) （ 3） 高壓輪胎。沖氣初壓力 Po=0.651Mpa， （ 4） 超高 壓輪胎。沖氣初壓力 Po1Mpa。 后兩種輪胎很扁， 外廓尺寸小，承載能力大，較易收藏機(jī) 體內(nèi)，但因沖氣壓力高，比較剛硬，與地面接觸面積小，因而對(duì)機(jī)場(chǎng)跑道要求高。并且輪胎本身受力大，使用壽命較短 2. 輪胎的工作特性及其選用原則 輪胎的工作特性可用輪胎載荷 Pti與壓縮量 的關(guān)系曲線表示（圖 7.1）。其中 Po 為沖氣的初壓力。在吸收相同能量下， Po 越高、曲線約陡則壓縮量越小，輪胎約剛硬。從使用壽命考慮，輪胎的停機(jī)壓縮量 s 應(yīng)有限制，通常為（ 0.30.4） w， w 為輪胎的全壓縮量。為安全起見(jiàn)，正常情況下最大允許使用的壓 縮量 a 一般?。?0.90.95） w。與 s， a 相對(duì)應(yīng)的載荷為 Ps 0.3Pw,Pa=0.9Pw。 設(shè)計(jì)時(shí)候輪胎的選用應(yīng)根據(jù)飛機(jī)的起飛、著陸速度、使用的場(chǎng)地條件、起落架的停機(jī)載荷和最大使用載荷（它們分別稍小于輪胎的 Ps和 Pa）、機(jī)體的收藏條件與空間尺寸以及重量等要求選擇。前輪則應(yīng)按比停機(jī)載荷 Ps 的動(dòng)力載荷來(lái)選取，這是因?yàn)槠痫w時(shí)（當(dāng)飛機(jī)剎住，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出最大推力時(shí)）以及著陸時(shí)（滑跑剎車等）它都受到額外的載荷。 圖 7.1 輪胎的工作特性 在飛機(jī)輪胎的選擇過(guò)程中，由于本設(shè)計(jì)的前起落架工作條件稍差，故選南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 32頁(yè) 取中壓輪胎。 2.2.8 前起落架有關(guān)參數(shù)的計(jì)算和校核： 1. 起落架的強(qiáng)度計(jì)算和校核 起落架的強(qiáng)度一般按下式計(jì)算正應(yīng)力 =N/F+M/W 式中 為材料受拉或受壓的許用應(yīng)力。 由于減震支柱的抗彎慣性矩相對(duì)較大，基本上不會(huì)出現(xiàn)總體失穩(wěn)現(xiàn)象。從局部失穩(wěn)看，剪應(yīng)力和正壓應(yīng)力相比影響不嚴(yán)重，故可取圓管的皺損臨界應(yīng)力作為起落架圓筒構(gòu)件的設(shè)計(jì)狀態(tài)應(yīng)力，此皺損應(yīng)力 cr 的計(jì)算公式為 cr=0.3E/（ Dav/t） 式中 Dav/t 截面的平均直徑與 管臂厚度之比； E 材料受壓時(shí)的彈性模量。 若 cr p，則按下式計(jì)算 cr= b- （ b- p ） / （ Dav/t ） cr- （ Dav/t） （ Dav/t） =0.3E/ p 此時(shí)，由于材料的塑性，圓管受彎破壞時(shí)的正應(yīng)力程塑性鉸狀態(tài)圖。其剩余強(qiáng)度系數(shù)不應(yīng)再按 = cr/計(jì)算，而取塑性鉸彎矩 Mpl 與作用彎矩 M之比，即 = Mpl/ M 式中 Mpl=4 crR sin ； = (1- / cr) /2。 2. 剪應(yīng)力的計(jì)算和校核 一般按下式計(jì)算剪應(yīng)力 =Q/F+Mt/Wt 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 33頁(yè) 剩余強(qiáng)度系數(shù) = b/ 應(yīng)當(dāng)注意，一般情況下，支柱截面上同時(shí)作用有彎矩、剪力、扭矩和軸壓力，是復(fù)合受力狀態(tài)，應(yīng)按材料力學(xué)的復(fù)合應(yīng)力強(qiáng)度理論進(jìn)行計(jì)算和校核。但考慮到起落架支柱上內(nèi)力彎矩是主要的，通?？刹挥脧?fù)合應(yīng)力校核，而分別校核即可，粗略計(jì)算時(shí)候甚至可以只校核抗彎強(qiáng)度。 2.2.9 起落架結(jié)構(gòu)的疲勞設(shè)計(jì)與起落架的試驗(yàn)： 1. 起落架結(jié)構(gòu)的疲勞設(shè)計(jì) 飛機(jī)起落架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目前均按照安全壽命設(shè)計(jì)，只有個(gè)別飛機(jī)例外。目前，殲擊機(jī)、教練機(jī)的壽命約為 40008000 飛行小時(shí)；旅客機(jī)的壽命一般為60000 飛行小時(shí)、 75000 次起落。起落架必須經(jīng)受的疲勞實(shí)驗(yàn)壽命應(yīng)是其本身安全壽命的三倍。目前國(guó)外飛機(jī)起落架設(shè)計(jì)普遍能滿足其主結(jié)構(gòu)與機(jī)體結(jié)構(gòu)同壽，國(guó)內(nèi)也已有飛機(jī)可以做到這點(diǎn)，并正爭(zhēng)取逐步都能達(dá)到這一要求。由此，為了提高起落架的疲勞壽命，大量零構(gòu)件都必須精心設(shè)計(jì)。主要從以下幾個(gè)方面采取措施。 （ 1） 材料和加工工藝選擇 材料不僅要靜強(qiáng)度高，而且要有良好的疲勞性能、斷裂 韌性。由于承載大，高強(qiáng)度鋼是制造起落架大多數(shù)零件用的最多的材料，國(guó)外常用的鋼有 4130， 4340， 300M 等，目前國(guó)外還采用常壽命鋼 7024 等新材料。為了獲取良好的機(jī)械性能和疲勞特性，加工工藝是師傅重要的環(huán)節(jié)，如：鋼鍛件宜采用真空電弧再熔煉件；起落架表面進(jìn)行表面噴丸強(qiáng)化處理；有的孔則可以采用冷擠壓方法進(jìn)行強(qiáng)化處理；加工表面的粗糙度必須符合有關(guān)的要求；盡力減輕應(yīng)力腐蝕等。 由于起落架構(gòu)造復(fù)雜，過(guò)去在支柱上常采用焊接工藝，焊有好多接頭，雖然焊接處進(jìn)行了回火熱處理，并盡量減小對(duì)附近區(qū)域的影響，但總的說(shuō)焊接部位仍 然是大大影響起落架壽命的敏感部位。為了提高起落架壽命，目前南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 34頁(yè) 國(guó)外已經(jīng)廣泛采用整體鍛件，如將受力支柱與輪軸、法蘭盤(pán)都鍛成一個(gè)整體。雖然形狀復(fù)雜，但由于工藝制造技術(shù)的大大提高，已經(jīng)可以付諸實(shí)施。 （ 2） 接頭設(shè)計(jì) 起落架上各種連接接頭很多，而接頭往往又是疲勞設(shè)計(jì)的關(guān)鍵件。為避免應(yīng)力集中，要精心設(shè)計(jì)接頭耳片的細(xì)節(jié)形狀和尺寸。為避免摩擦，活動(dòng)部位應(yīng)使用青銅襯套和鍍鉻的在軸銷，在應(yīng)力較高處也可以才用不銹鋼襯套?；顒?dòng)部分要有潤(rùn)滑。 （ 3） 減少應(yīng)力集中 設(shè)計(jì)中要盡量減小孔的應(yīng)力集中，零件剖面和形狀力求平滑變化，不要有尖角，拐角處 應(yīng)有較大的圓角半徑。 （ 4） 表面保護(hù) 要有適當(dāng)?shù)谋砻姹Ｗo(hù)措施以防止腐蝕，如電鍍、涂漆等。有的接頭處在必要時(shí)可用帶筒邊凸緣的襯套加以保護(hù)。 2. 起落架的試驗(yàn)： 在起落架設(shè)計(jì)期間和設(shè)計(jì)階段之后，須通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證它的強(qiáng)度、壽命和性能。 （ 1） 結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn) (a) 應(yīng)力和強(qiáng)度測(cè)試與驗(yàn)證。主要對(duì)復(fù)雜構(gòu)件的過(guò)度區(qū)域的應(yīng)力水平和應(yīng)力方向進(jìn)行測(cè)試。某些不規(guī)則的零構(gòu)件和某些典型的銷，特別是保險(xiǎn)銷，一般均要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 (b) 疲勞實(shí)驗(yàn)。用以驗(yàn)證起落架的壽命能否達(dá)到規(guī)定的要求。 （ 2） 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) （ a） 落震實(shí)驗(yàn)。用以得到減震器吸收撞擊能的特性以及起落架結(jié)構(gòu)承受過(guò)載的能力，并可獲得疲勞分析所需的數(shù)據(jù)。 （ b） 收放實(shí)驗(yàn)。 （ c） 前輪擺振實(shí)驗(yàn)。 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 35頁(yè) （ d） 機(jī)輪和剎車系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn) 經(jīng)各種實(shí)驗(yàn)證明滿足要求后，起落架才能正式裝機(jī)使用。 2.3 動(dòng)畫(huà)模擬 SolidWorks 自 1995 年問(wèn)世以來(lái)，以其優(yōu)異的性能、易用性和創(chuàng)新性，極大地提高了機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的設(shè)計(jì)效率，在與同類軟件的激烈競(jìng)爭(zhēng)中已經(jīng)確立了它的市場(chǎng)地位，成為三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的標(biāo)準(zhǔn) 。 SolidWorks 可充分發(fā)揮用三維工具進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的威力，它提供從現(xiàn)有二維數(shù)據(jù)建立三維模型的強(qiáng)大轉(zhuǎn)換工具。 Solidworks 能夠直接讀取 DWG格式的文件，在人工干預(yù)下，將 AutoCAD 的圖形轉(zhuǎn)換成 Solidworks 三維實(shí)體模型。另一方面， SolidWorks 軟件對(duì)于熟悉 Windows 的用戶特別易懂易用，它的開(kāi)放性體現(xiàn)在符合 Windows 標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用軟件，可以集成到Solidworks 軟件中，從而為用戶提供一體化的解決方案。在航空、航天、鐵道、兵器、電子、機(jī)械等領(lǐng)域 得到廣泛應(yīng)用 。 利用 SolidWorks 物理模擬功能，可以模擬旋轉(zhuǎn)馬達(dá)、彈簧運(yùn)動(dòng)或者引力作用于裝配體的效果，從而可以不借助其他運(yùn)動(dòng)模擬軟件設(shè)計(jì)或錄制裝配體中零件的運(yùn)動(dòng)情況。 SolidWorks 里的運(yùn)動(dòng)模擬并不能加載附加載荷、速度、加速度、力矩等力學(xué)約束，它只能依靠簡(jiǎn)單的尺寸約束和裝配約束來(lái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模擬，以對(duì)裝配部件的運(yùn)動(dòng)功能進(jìn)行簡(jiǎn)單的判斷和驗(yàn)證。 在本設(shè)計(jì)中采用 SolidWorks進(jìn)行動(dòng)畫(huà)模擬，下面是其制作過(guò)程： 1 SolidWorks 的建模 具體步驟如下：創(chuàng)建草圖平面 草圖創(chuàng)建與約束 定位特征 基于草圖的特征 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 36頁(yè) 基于特征的特征。如圖 10.1， 10.2 所示 就是對(duì)起落架上阻力和前鎖連桿的的建模 圖 10.1 起落架上阻力桿零件圖 打開(kāi) solidwords ，單擊新建按鈕 ，選擇零件 ，按確定按鈕。 選擇前視圖，并按下草圖繪制按鈕，進(jìn)行草圖繪制。 草圖 繪制完 ，點(diǎn)擊特征按鈕，再點(diǎn)擊拉伸凸按鈕，對(duì)草圖進(jìn)行拉伸。 建立相關(guān)基準(zhǔn)面，在基準(zhǔn)面內(nèi)畫(huà)要切除那部分的草圖 。 點(diǎn)擊特征按鈕，再點(diǎn)擊拉伸切除按鈕，對(duì)實(shí)體模型進(jìn)行切除。 反復(fù)上述操作 ，完成上阻力桿的實(shí)體建模。 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 37頁(yè) 完成裝配體所需的所有零件的建模。 圖 10.2 起落架前鎖連桿零件圖 2 SolidWorks 的裝配 它的步驟是：零部件的插入 零部件的約束關(guān)系。如圖 10.3 所示 為上阻力桿、下阻力桿和前鎖連桿的插入裝配體。 打開(kāi) solidwords ，單擊裝配體按鈕 ，在點(diǎn)擊插入按鈕。 選擇插入一級(jí)菜單零部件下二級(jí)菜單的現(xiàn)有零部件。 點(diǎn)擊左邊的瀏覽按鈕，選折自己畫(huà)好的零件并一個(gè)一個(gè)插入到操作面上。 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 38頁(yè) 圖 10.3 各零部件插入裝配體 各零部件進(jìn)行裝配，如圖 10.4 ， 10.5 所示。 選擇要裝配起來(lái)的一個(gè)零件。 用旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)的方法選擇零件的一個(gè)合適位置，選擇要連接的孔或軸使起成綠色，表示已經(jīng)被選中。 點(diǎn)擊配合按鈕，選擇要裝配的另一個(gè)零件的，并點(diǎn)擊與上述孔或軸的配合的軸或孔。在彈出的對(duì)話框中選擇同軸心。 點(diǎn)擊一個(gè)零件要配合的面，點(diǎn)擊配合按鈕，點(diǎn)擊與其配合另一零件的面，在彈出的對(duì)話框中選擇距離，在左邊的對(duì)話框中輸入兩個(gè)面之間的距離。兩個(gè)零件就裝配完成。 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 39頁(yè) 依照上述操作完成個(gè)零件的裝配。 圖 10.4 零部件的裝配 最后將裝配體裝配到固定骨架上。具體操作同上述零件裝配。 對(duì)裝配體的各零件進(jìn)行著色，使裝配圖看上去更完美。 對(duì)最后的裝配體進(jìn)行保存。 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 40頁(yè) 圖 10.5 起落架的最后裝配圖 3 SolidWorks 的動(dòng)畫(huà)模擬 它的步驟：打開(kāi)裝配體 點(diǎn)擊“模擬”工具欄的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)或線性馬達(dá)并加入到要進(jìn)行主運(yùn)動(dòng)的零部件上 點(diǎn)擊“計(jì)算模擬”按 鈕，進(jìn)行機(jī)構(gòu)模擬計(jì)算，待計(jì)算完成之后，會(huì)顯示起運(yùn)動(dòng)效果 點(diǎn)擊“重播模擬”按鈕，可以打開(kāi)“動(dòng)畫(huà)控制器工具欄來(lái)控制模擬動(dòng)畫(huà)的效果。 下圖 10.6， 10.7， 10.8 為起落架放下動(dòng)畫(huà)的三個(gè)片段。 南昌航院 2006 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)前起落架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 共 45頁(yè) 第 41頁(yè) 圖 10.6 圖 10.7 南昌航院 2