【摘 要】
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水面舰船是国家海上作战的重要力量,而舰载机是水面舰船不可缺少的作战力量之一。舰载机的性能和数量决定了军舰的作战能力,舰艇载机量越大,实力越强。为了节省机翼占用空间,增强舰艇运载能力,舰载机的机翼需设计成可折叠式。机翼折叠作动器,也可称为机翼折叠展开机构,是折叠翼中的核心机构,其性能好坏将直接决定一个折叠系统的优劣。本课题依托于与某研究所合作项目,要求在规定尺寸、质量及载荷作用下,设计一种用于某型舰
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水面舰船是国家海上作战的重要力量,而舰载机是水面舰船不可缺少的作战力量之一。舰载机的性能和数量决定了军舰的作战能力,舰艇载机量越大,实力越强。为了节省机翼占用空间,增强舰艇运载能力,舰载机的机翼需设计成可折叠式。机翼折叠作动器,也可称为机翼折叠展开机构,是折叠翼中的核心机构,其性能好坏将直接决定一个折叠系统的优劣。本课题依托于与某研究所合作项目,要求在规定尺寸、质量及载荷作用下,设计一种用于某型舰载机的机翼折叠作动器,力求重量更轻,安全可靠,运动平稳无冲击,且适于安装在舰载机内外翼之间。主要研究内容如下:(1)根据基于功能原理的方案设计的一般过程,对机翼折叠作动器进行方案设计,提出4种备选方案,并通过决策矩阵选择1种最佳方案进行后续的结构设计。(2)对机翼折叠作动器进行结构设计。对零部件进行材料选择,设计计算、校核计算;设计机构主动件、从动件运动规律;针对空间不可展结构——逆圆柱凸轮螺旋槽,基于坐标变换及共轭曲面理论进行螺旋槽廓面方程求解,并通过Matlab编程确定空间廓面坐标值;用Solidworks完成机翼折叠作动器的三维建模,验证是否满足质量要求。(3)用Adams对机翼折叠作动器进行运动学与动力学仿真,用Ansys进行应力分析。分析摩擦力对运动角位移、角速度、角加速度、末端冲击力的影响;分析运动过程中的平稳性及运动始末冲击情况;验证设计的运动规律是否满足设计要求;在给定载荷作用下,运用Ansys进行应力分析,验证机翼折叠作动器强度是否满足要求。本文方案设计选取了逆圆柱凸轮机构实现折叠、花键传递力矩的机翼折叠作动器方案;设计的结构三维模型质量为64.725kg,满足低于80kg的设计要求;设计的作动器长、宽、高分别为1786mm、230mm、92mm,满足尺寸要求;在计摩擦力情况下,展开角度为90°,满足设计要求9 0?+0?1?;从展平到上锁、解锁到折叠的总时间均为15.044s,满足不大于20s的设计要求;Adams仿真结果证明运动较为平稳,运动始末无冲击;Ansys仿真结果证明,在给定载荷作用下,机翼折叠作动器强度满足要求。
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