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1、综合课程设计安-26方向舵助力调整片悬挂接头的三维建模与仿真院系民用航空学院专 业 飞行器质量与可靠性班级 1734170303学号 173417030316姓名 滕仁翔指导教师 陈萍负责教师 沈阳航空航天大学2020年9月11日沈阳航空航天大学课程设计任务书课程名称综合课程设计院（系）民用航空学院专业 飞行器质量与可靠性班级 飞质1703班 学号173417030316 姓名滕仁翔课程设计题目：安-26方向舵助力调整片悬挂接头的三维建模与装配仿真课程设计时间:2020年8月皂七日至2020年9月J1 日课程设计的内容及要求：内容：1. 学生根据147培训基地内的安-26飞机，进行方向舵助力调
2、整片悬挂接头结构拆装与分 析，在此基础上，进行三维建模。2. 对三维模型进行虚拟装配。3. 针对具体拆装零部件，编写工卡，编写说明书。要求：1. 学生应独立完成课程设计内容，保证工作时间，工作认真。2. 遵守课程设计各项规章制度。3. 通过课程设计学生获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的 能力。4. 要求三维建模、虚拟装配正确，工卡可行。5. 课程设计说明书要说明充分，逻辑严谨，书写工整，符合有关标准规定。负责教师 年月日学生签字滕仁翔2020 年9 月日目录1绪论11.1研究目的与意义 12 SOLIDWORKS 软件简介32.1 SOLIDWORKS软件的介绍32.2
3、 SOLIDWORKS软件各主要模块的介绍 32.3 SOLIDWORKS 建模一般过程 42.4 SOLIDWORKS装配的基本方法 63机械结构组成及机构介绍63.1中轴63.2边轴63.3底座支架73.4螺栓83.5螺母83.6衬套93.7垫圈104装配视图与爆炸视图114.1装配视图114.2爆炸视图124.3零件明细表124.4装配过程 125总结146工卡15187参考文献1绪论1.1研究目的与意义1.11主操作系统飞机飞行主操纵面包括副翼、升降舵（或全动平尾）和方向舵，分别控制飞机绕纵 轴、横轴和立轴转动。飞行主操纵面安装于机翼和尾翼的后缘。它们偏转后改变了机 翼、尾翼的气动特性
4、，从而达到操纵飞机的目的。通常将飞行操纵面按功能分为主操 纵面和辅助操纵面两大类。副翼铰接于两边机翼外侧的后缘。两边副翼相对反向偏转时产生对飞机纵轴的力 矩，即横滚力矩，实现对飞机的横滚操纵，并与方向舵配合使飞机协调转弯。副翼上 偏一侧机翼的升力减小.副翼下偏一侧机翼的升力增大.因此飞机会向副翼上偏一侧进 行滚转。飞机转弯时，副翼产生的滚转力矩可以抵消方向舵偏转造成的附加滚转力矩， 使飞机向方向舵偏转的方向转弯，防止出现反向侧滑。方向舵是垂直尾翼中可操纵的翼面部分，其作用是对飞机进行偏航操纵。当飞机 需要左转飞行时，驾驶员就会操纵方向舵向左偏转，此时方向舵受到的气动力就会产 生一个使机头向左偏
5、转的力矩，飞机的航线也随之改变。同样，需要右转飞行时，驾 驶员就会操纵方向舵向右偏转。升降舵铰接于水平安定面之后，向上或向下偏转时会产生附加气动力，从而形成 对飞机横轴的力矩，即俯仰力矩，实现对飞机的俯仰操纵。某些小型飞机将水平安定 面和升降舵做成整体，称为全动平尾，主要是为了提高俯仰操纵的效率。升降舵上偏 时飞机抬头，反之则低头。1.12方向舵方向舵安装在垂直安定面后缘，方向舵操纵系统的功用是为飞机提供偏航操纵。 驾驶员蹬踏方向舵脚蹬，操纵飞机绕立轴作偏航运动。（1）飞机协调转弯当操纵飞机转弯时，不能只操纵方向舵，需要靠副翼、升降舵协调转弯操纵。为 了平衡飞机转弯时产生的离心侧滑力，应使飞机
6、横向倾侧一定角度，利用机翼升力在 水平方向的分量提供向心力，以平衡转弯离心力。而由于飞机侧倾，升力在垂直方向 上的分量会减小，造成飞机高度下降。为了抵消飞机下降趋势，在转弯时应向后轻拉 驾驶盘，使飞机迎角增加。这就是飞机的协调转弯，即飞机转弯平稳且高度不变。（2）偏航阻尼器飞机方向舵操纵系统还装有偏航阻尼器，其作用是及时根据飞机姿态的变化操纵 方向舵，防止产生荷兰滚。偏航阻尼器驱动方向舵的偏转角小于脚蹬操纵的方向舵偏 转角。2 SolidWorks软件简介2.1 SolidWorks软件的介绍SolidWorks是由美国SolidWorks公司推出的功能强大的三维机械设计软件系统， 自1995
7、年问世以来，以其优异的性能、易用性和创新性，极大地提高了机械工程师 的设计效率，在与同类软件的激烈竞争中已经确立其市场地位，成为三维机械设计软 件的标准。2.2 SolidWorks软件各主要模块的介绍SolidWorks是一个大型软件包，由多个功能模块组成，每一个功能模块都有自己 独立的功能。设计人员可以根据需要来调用其中的某一个模块进行设计，不同的功能 模块创建的文件有不同的文件扩展名。SolidWorks主要有草图绘制、零件设计、装配模块、工程图模块、钣金设计、模 具设计、运动仿真等。下面就我课题用到的零件设计、装配模块、运动仿真的三个模 块做详细介绍。（1）零件设计模块零件模块用于创建
8、和编辑三维实体模型。在大多数情况下，创建三维实体模型是 使用SolidWorks软件进行产品设计和开发的主要目的，因此零件模块也是参数化实 体造型最基本和最核心的模块。利用SolidWorks软件进行三维实体造型的过程，实 际上就是使用零件模块依次进行创建各种类型特征的过程。这些特征之间可以相互独 立，也可以相互之间存在一定的参考关系，例如各特征之间存在的父子关系等。在产 品的设计过程中，特征之间的相互关系是不可避免的，所以最好尽量减少特征之间复 杂的参考关系，这样可以方便地对某一特征进行独立的编辑和修改，而不会发生意想 不到的设计错误。（2）装配模块一个产品往往由多个零件组合而成，装配模块是
9、用来建立零件间的相对位置关 系，从而形成复杂的装配体。具有以下特点：提供了方便的部件定位方法，轻松设置 部件间的位置关系。系统提供了十几种配合方式，通过对部件添加多个配合，可以准 确把部件装配到位；提供了强大的爆炸图工具，可以方便生成装配体的爆炸视图。（3）运动仿真模块在SolidWorks中，通过运动算数功能可以快速，简洁地完成机构的仿真运动及 动画设计。运动算例可以模拟图图形的运动及装配体中的部件直观属性，它可以实现 装配体运动的模拟、物理模拟以及CosmosMotion，并生成基于Windows的avi视频 文件。装配体运动模拟是通过添加马达进行驱动来控制装配体的运动，或者决定装配 体在
10、不同时间时的外观。通过设定键码点，可以确定装配体运动从一个位置到另一个 位置所需的顺序。2.3 SolidWorks建模一般过程SolidWorks系统在绝大多数三维实体建模的过程中，均是首先从而为草图开始， 绘制出二维草绘截面几何图形后，通过对草图截面的不同操作来生成三维实体。例如， 将草绘截面沿法向拉伸一段距离即可生成拉伸实体特征，将草绘截面沿指定曲线做扫 描运动即可生成扫描实体特征，将草图截面沿指定的中心轴线旋转则可以生成旋转实 体特征。因此，按照对二维草绘截面的不同操作方式，SolidWorks创建三维实体特征 的主要方法有拉伸实体特征、旋转实体特征、扫描实体特征、混合实体特征等。So
11、lidWorks系统可以在零件上创建多种特征，包括实体特征、曲面特征以及其他 种类的具体应用特征等。SolidWorks零件建模的实质是创建实体特征和一些用户定义 的特征。其中有些特征可以通过添加材料的方式创建，有些特征则是可以通过去除材 料的方式创建。利用SolidWorks建模首先要从整体研究将要建模的零件，分析其特征组成，明 确不同特征之间的关系和内在联系，确定零件特征的创建顺序，在此基础上进行建 模、添加工程特征。通过二维平面草绘图的旋转、拉伸、扫描和混合等工具来实现三 维实体模型的构建。SolidWorks建模的一般过程如下：(1) 建立或选取基准特征作为模型空间定位的基准：如基准面
12、、基准轴和基准坐 标系等。建立每个实体特征时，都要利用基准特征作为参照；(2) 建立基础实体特征：拉伸、旋转、扫描、混合等；(3) 建立工程特征：孔、倒角、肋、拔模等；(4) 特征的修改：特征阵列、特征复制等编辑操作；(5) 添加材质和渲染处理。2.4 SolidWorks装配的基本方法一个产品往往有多个零件组合(装配)而成，装配模块用来建立零件间的相对位 置关系，从而形成一个相对复杂的装配体。零件间的位置关系的确定主要通过添加配 合实现。装配设计一般有两种基本方法：自底向上装配和自顶向下装配。如果首先实现设 计好全部零件，然后将零件作为部件添加到装配体中，则称之为自底向上装配；如果 是首先设
13、计好装配体模型，然后在装配体中组建模型，最后生成零件模型，则称之为 自顶向下装配。在产品的实际装配设计过程中，并不是只使用一种装配设计方法。更多情况下是 根据实际产品的设计需要综合运用这两种设计方法以发挥各自的优点。在进行装配设计过程中，要首先明确设计方法是采用由底向上还是由顶向下。这 就要求对所设计的产品必须有全局性的认识。其次还要分清各种零件的装配关系以及 装配过程中的操作对象间的级别关系。3机械结构组成及机构介绍3.1中轴中轴，为长条形状，两端为叉形接头（叉形接头，结构简单，可以减少摩擦力， 防止滑动）。左端通过螺栓连接底座支架，右端通过螺栓连接边轴，作为边轴与底座 支架的连接枢纽，可以
14、承受较大的力和转矩，同时还具有使零件稳固定位的作用。如 图3.1所示。图3.1中轴3.2边轴边轴，螺栓孔中置有衬套，通过过渡配合使边轴与中轴通过螺栓连接时更加稳定。 如图3.2所示。图3.2边轴3.3底座支架支架，能承受较大的力，也具有使零件稳固、定位的作用。将支架固定在飞机上， 通过支架对支耳进行定位，保证机构运动的准确性。一般支架都要经过表面处理，表面处理是在基体材料表面上人工形成一层与基体 的物理和化学性质不同的层的工艺方法。表面处理的目的是满足产的耐蚀性、耐磨性、 装饰或其他特种功能要求。面氧化处理是利用强氧化剂在金属表面形成一层致密的氧化层。防止了金属内部的氧化，就可以达到耐腐蚀和抗
15、氧化的效果。在支架表面涂底漆来隔绝空气和水。金属腐蚀主要是发生原电池反应而被腐蚀， 而涂油漆后，破坏了金属腐蚀的条件。如图3.3所示。图3.3底座支架3.4螺栓螺栓，机械零件，配用螺母的圆柱形带螺纹的紧固件。由头部和螺杆两部分组成 的一类紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。这种连接形式 称螺栓连接。如把螺母从螺栓上旋下，又可以使这两个零件分开，故螺栓连接是属于 可拆卸连接。如图3.4所示。3.5螺母螺母就是螺帽，与螺栓或螺杆拧在一起用来起紧固作用的零件，所有生产制造机 械必须用的一种元件。螺母的种类繁多，我们常见的有国标，德标，英标，美标，日 标的螺母。螺母根据材质的不同，分为碳钢、高强度、不锈钢、塑钢等几大类型。主要特征是便于安装，整体性，无需垫圈，拆卸方便，可重复使用，中碳钢制 成。如图3.5(a)、3.5(b)所示。图3.5(a)开槽螺母图3.5(b)六角螺母3.6衬套衬套是指起衬垫作用的环套。在运动部件中，因为长期的磨擦而造成零件的磨损， 当轴和孔的间隙磨损到一定程度的时候必须要更换零件，因此设计者在设计的时候选 用硬度较低、耐磨性较好的材料为轴套或衬套，这样可以减少轴和座的磨损
