無人機方向舵設(shè)計課程設(shè)計(編輯修改稿)
2025-04-09 16:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 發(fā)揮出來。 梁緣條的校核 危險截面任然是結(jié)構(gòu)對稱面處 梁腹板安全 13 NM ? M P ahahMhJMx 7 3)6(2 1m a xm a xm a x ????? ?? MP aqq 0m a x21m a x ????? ? ?? 由第三強度理論 M P aM P a b 4 2 0][ 7 44 2m a x2m a x31 ?????? ???? 故梁緣條安全且能較充分發(fā)揮緣條作用 蒙皮的設(shè)計計算 蒙皮的厚度為 1mm，查《航空材料》手冊選 LY2 前緣蒙皮的校核 前緣閉室承擔全部扭矩，則 mmNMq t / a x ????? MP aMP atq b 265][ a xm a x ????? ?? 故前緣蒙皮是安全的。 后緣蒙皮的校核 后緣蒙皮按氣動容差校核 ①后緣蒙皮載荷的確定 已知沿弦向分布規(guī)律，如下圖，壓心在 處 由壓心物理意義知： qtbppt ??? )(212 對 A點取矩有，有 )()(6122 2 tbqtbptpt ?????? 梁緣條安全 前緣蒙皮安全 14 由上述方程得 mmt ? 2/ mmNp ? ②后緣蒙皮校核 初步選定尾刀長度為 43mm，肋寬度為 40mm，將計算模型簡化為四邊簡支矩形板，計算模型如圖： 其中， mml ??? mmb 179432662310 ????? 弦向載荷最大值在板的左側(cè)，即： 2/)2662310( mmNq L ?????? 板的右側(cè)載荷為： LLR qqq 43 ???? 將板所受載荷分解為兩部分：均布載荷和弦向直線分布載荷，（梯形載荷分解成均布載荷和三角形載荷的疊加）。 查詢《飛機設(shè)計手冊》第三冊上冊（強度計算），矩形板在分布載荷 q 作用下最大撓度為： Dbq 402max ?? ? 其中， mmkgED ??? ???? )(12 17200)(12 2323? I）均布載荷 ?? 2420 /????? 所以 441m a x ????? ?? Ⅱ )直線分布載荷 ?? 2320 /????? 所以 432m a x ????? ?? 由于兩載荷作用時，最大撓度位置不同，所以最大撓度mmmm ~ ax ?? ，大于氣動容差 1mm。 采用 13 跟肋 （含 2 端肋） 15 要使氣動容差滿足要求，可以增加蒙皮厚度或肋的個數(shù)或增加蒙皮的厚度。此處采用增加肋的方法。 當采用 13 根肋的時候，肋的間距為 105mm, mml 6540105 ??? mmmm a x1m a x ??? ?? 滿足氣動容差要求。 肋的設(shè)計計算 肋的前后耳片長度為 13mm，去除前緣閉室和尾刃的長度62mm 和 43mm，得到肋的有效長度為： mml e 1 7 921343623 1 0 ?????? 肋的最大高度處距離前部接頭的距離為 40mm,肋最大高度H=13mm。 肋的形狀如圖 AA 2） 后段普通肋承載很小，可用板彎件，用于維持氣動外形，增加蒙皮穩(wěn)定性。用肋的材料選用 LY1— 2M，厚度 ?? 翼肋間距為 105mm，認為這段內(nèi)氣動力全部作用于肋上，肋上作用的載荷如圖 其中， mNq /1 4 0 50 4 ??? 16 氣動合力， NqlP ????有效 對左支點取矩，可得 NRPRNqlR212????? 有效 肋中彎矩為： xRxxM2361)( ???（上壓為正） 當 0)( ??? xxM 時，得有效lx 310 ? 所以 mNqllMM ???? 39)31(2m a x 有效有效 最大彎矩作用處的肋高度為 mmh 17931179???? ???? 該處翼肋截面如圖 用 cad 中 massprop 命令，得到如下數(shù)據(jù)： 以形心軸為基準，建立坐標系： 17 用 cad 中 massprop 命令，得到如下數(shù)據(jù)： 慣性矩 mmJ x ? ， mmy a x ??? 最大正應(yīng)力為 m a xm a xm a x ???? yJMQ x M P aM P a b 420][ ??? ? 剪力最大值位于肋的左支點，即上圖的 BB 截面， 剪力最大值為 NRQ ax ?? 此處高度應(yīng)為 0，但考慮裝配需要，取 h=1mm。 假設(shè)剪力均由腹板傳遞 MP aSQ a xm a x ?????? MPab 265][ ?? ? 故后段普通肋安全 普通肋安全 18 后段加強肋設(shè)計 與普通肋相似，采用 LY12M 板彎件，為保證其足夠的剛度，其厚度為 1mm。 端肋的設(shè)計 方向舵兩端各布置一個端肋，材料為 LY12M，厚度為 1mm，緣條寬為 14mm，由于其主要作用是支撐翼型，非主要承力構(gòu)件，故不作強度校核。 前緣加強肋的設(shè)計 前緣加強肋的主要作用是將開口處的蒙皮上的翦流傳遞到梁上，采用 LY12M 板彎件，形狀為翼型形狀。為保證強度，厚度為 1mm，緣條寬為 14mm。由于需要加重，為更好地利用前緣加強肋，將左右兩個最外側(cè)的肋加寬至 28mm，使這兩個加強肋實現(xiàn)“一件多用”。 接頭和轉(zhuǎn)軸的設(shè)計 支座接頭主要承受 x— y 平面內(nèi)載荷，轉(zhuǎn)軸角為 ?15? ，梁腹板高度 ，轉(zhuǎn)軸到梁腹板距離為 18mm。設(shè)計時考慮支座支撐接頭與梁緣條的干涉情況，接頭轉(zhuǎn)動時與梁的關(guān)系如圖： 為了防止梁與接頭發(fā)生干涉，接頭寬度不能大于 2h，由幾何關(guān)系得 mmR 22 ??? 由 )15sin( ??? ?RH 得： ??? mmRh ?? ? mmRd s ?? ? 只要離軸 處，接頭寬度小于 2h= 即可保證梁于接頭不發(fā)生干涉。 設(shè)計時 2h=20mm，采用 1Cr18Ni9TiA。 軸承的選擇 方向舵三個接頭處均有軸承，且兩邊軸承承受剪力最大，即 2h=20mm 19 選用 1Cr18Ni9TiA，查詢《航空機械設(shè)計手冊》 432 頁，選用關(guān)節(jié)軸承 U5，其容許負載荷為 1000kg，具體尺寸如圖： 螺栓組合件的選擇 由軸承確定螺栓為 M5， M P aQ 4d2m a xm a x ?? π?， 選用 GB30— 66M5 12， 材料為 1Cr18Ni9TiA 螺母選用 GB5866AM4 墊圈選用 GB9766A5 開口銷選用 GB9167 16 支座的設(shè)計 支撐接頭支座的設(shè)計 要求保證三個接頭共線，故接頭應(yīng)有較大剛度，采用 LC4C2，MPab 600?? MPab 360?? 每個接頭有 2 個支座，則每個支座承受的剪力為 ，厚度均為 1mm，外形設(shè)計如下：
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