直升机结构设计课程设计指导书

1、直升机结构设计课程设计指导书 1 目的要求1. 应用已学到的部件设计知识，选择旋翼桨毂的结构型式，进行构件的受力分析及结构布置，以巩固、补充部件设计课所学到的知识。 2.应用材料力学、结构力学及强度计算知识，对桨毂的主要受力件进行设计计算与强度校核。 3.应用有关的工程技术知识，设计和绘制桨毂的打样图、装配图及主要零件的工作图。 4.培养应用参考资料、手册、图表、国家标准规范的能力。 5.培养分析和设计直升机部件、构件及零件的初步能力。 6.培养理论联系实际和独立工作能力、创新精神及严肃认真的工作作风。 2 设计内容1. 桨毂外载荷计算。2. 确定桨毂结构型式，选择桨毂各铰中的轴承，绘制桨毂打

2、样图。3. 绘制桨毂轴向铰的装配工作图。4. 绘制轴向铰的零件工作图（二个）。5. 编写桨毂设计说明书。具体要求：一、桨毂外载荷计算外载荷是进行结构设计的依据。桨毂外载荷主要计算在挥舞面及旋转面因主要载荷情况所引起的力和力矩，计算时需画出桨毂的各受力图。二、绘制桨毂打样图在已知外载荷的情况下，首先选择合理的桨毂结构型式；选择轴承；确定主要结构尺寸。然后，画出桨毂的打样图，确定各组件及零件之间的相互连接关系及各自的位置尺寸，重点是确定轴向铰的结构布置。三、绘制桨毂装配图装配图是由两个以上的零件组合起来的图纸，表示零件与零件之间的准葛培关系。轴向铰装配图是本课程设计的重点，要求所选的结构型式合理，

3、传力路线正确。图面质量要高，一律按正规图纸规格及要求画出。 轴向铰装配工作图的主要内容有：1. 一般要有两个视图，必要时要有若干俯视视图。2. 图上只标装配尺寸，即按装配图装配零件时，零件之间的相互配合尺寸。3. 图上要包括该装配图所用到的全部零件及标准件。4. 图上要有完整的标题栏、明细表、技术要求等。5. 装配图应以清晰、明确、完整为准，略去不必要的虚线。6. 所用到的标准要符合国标（GB）、部标（HB）。四、绘制零件工作图零件工作图是表示零件具体构造的工作图纸。在本设计过程中只绘制轴向铰中二个零件的工作图，除应满足装配的有关要求外，还应注意以下几点：1. 正确选择视图，正确地表达零件形状

4、，必要的尺寸要完整，不能多，亦不能缺。2. 合理地选择材料、零件公差配合、光洁度、热处理和表面处理。3. 合理地选择零件的加工方式。4. 应考虑从毛料或原料加工到成品的各个工艺过程。5. 要保证零件尺寸及构件的装配协调。五、设计说明书包含下列内容1. 给定的任务、要求和原始数据。2. 设计方案论证。3. 设计参数计算与确定。4. 外载荷计算及受力分析。5. 桨毂的构造分析说明。6. 轴向铰中主要构件的强度计算。7. 参考资料。 3 设计指导一、阅读课程设计任务书，明确设计对象和要求。二、分析有关桨毂的构造型式，特别是无人直升机桨毂，熟悉各自的特点。三、桨毂外载荷计算桨毂承受由桨叶传来的各种载荷

5、（挥舞面的载荷旋转面的载荷及铰链力矩）。在直升机各种工作状态，载荷情况各不相同。根据直升机强度规范，选用直升机在使用中会发生的并决定结构元件或整机最严重的工作状态的载荷作为桨毂静强度计算的载荷情况。1. 最大正过载，过载系数n=2，旋翼转速为1.25n2. 旋翼加速载荷，过载系数n=4.3. 桨叶坠落在下限动块上，过载系数n=4.67。上述三种载荷情况安全系数均取f=1.2。四、桨毂轴承的选择正确地选择桨毂轴承是旋翼桨毂设计的一个重要问题。桨毂轴承的尺寸在很大程度上影响主要受力元件的尺寸和整个桨毂的重量，而桨毂的寿命在很大程度上也取决于轴承的寿命。在计算轴向铰轴承时，通常考虑桨叶离心力N和弯矩

6、，轴向铰内装有两类轴承：1. 向心轴承主要承受桨叶接头处传来的弯矩2. 推力轴承主要承受离心力向心轴承在飞行时受载情况不严重，主要承受传递弯矩所引起的径向力。有的直升机按照停机时桨叶自重作用下轴承承受的静载荷来选择轴承，使这个载荷不超过轴承容许的静载荷值。因为一般轴承的额定静负荷是根据受最大负荷时滚动体和座圈在负荷作用方向接触面上的残余变形值来确定的，故在计算向心轴承承受的外载时，需要考虑桨叶在受力最严重时轴承的承载情况，而通常用额定静载荷值来警醒轴承的选择。止推轴承的选择在桨毂设计中矛盾比较突出，因为承受很大的离心力载荷。它的尺寸与寿命要求较难匹配。要么轴承设计得较大，以满足寿命要求。在对轴

7、向铰中的转动滚子止推轴承进行计算时，应注意与向心轴承中的间隙和组件结构特点有关的一部分力矩，一般该力矩约为减摆力矩的2550%。此时，按作用在滚动体上的最大瞬时压力进行计算，即假设作用在轴向铰推力轴承上的力矩的大小和方向为常值。五、图纸工作根据已确定的外载荷，确定桨毂各主要受力件的外形尺寸，重点是轴向铰的各组成构件的几何尺寸。在打样图上进行各个构件相互位置的协调安排，并最终确定桨毂的结构布置。轴向铰组件要详细表达，在确定好组件的各零件尺寸及位置后，按要求完成轴向铰的装配图及零件工作图。图纸表达要尽量清晰，按1：1要求画出。六、零件的强度校核对主要零件进行强度校核，计算方法如材料力学课程中所述：确定外载、计算内力