飞机起落架设计

飞机起落架设计
飞机起落架设计
目录
一、设计任务…………………………………………………………
二、设计方案与参数的确定………………………………………….
三、运动分析………………………………………………………….
四、动态静力分析……………………………………………………..
五、飞机起落架液压系统………………………………………………
六、设计总结…………………………………………………………….
七、设计中的不足………………………………………………………..
八、附件………………………………………………………………...
设计任务
飞机起飞和着陆时，须在跑道上滑行，起落架放下机轮着地，
如方案图中实线所示，此时油缸提供平衡力；飞机在空中时须将起落架收进机体内，如图中虚线所示，此时油缸为主动构件。

要求如下：1：起落架放下以后，只要油缸锁紧长度不变，则整个机构成为自由度为零的刚性架且处在稳定的死点位置，活塞杆伸出缸外。

起落架收起时，活塞杆往缸内移动，所有构件必须全部收进缸体以内。

不超出虚线所示区域。

采用平面连杆机构。

设计方案的确定
方案（一）
该方案是最容易想到的，简单易行，结构简单，但是由于机构没有放大功能，要使起落架运行到位，液压缸走过的行程甚大，不容易安装。

方案（二）
在设计飞机起落架机构的方案的时候，把机构分成两部分，一部分机构为传动机构，它是由杆AE，BC，CD组成，利用该四杆机构死点锁紧的特性固定飞机起落架。

另一机构是动力机构，通过该机构给四杆机构一动力，使其能进行收放。

四杆机构以定，方案的变化主要是通过改变动力机构，动力机构的方案有如下几种。

1：油缸前推连杆放大动力机构如下：
该机构通过三角板与四杆机构的连杆CD相连，通过油缸与连杆的共同作用驱动三角板。

从而是连杆进行收放。

缺点结构不够紧凑，不是最简单。

2：油缸浮动式动力机构如下：
该机构油缸的一端直接与连杆CD相连另一端不是固定在机架上, 而是可以随着连杆CD的倾斜而运动, 故称为油缸浮动式机构。

该机构的拉杆也与连杆CD相连, 也能给飞机四杆机构动力，从而为液压缸适当的减下的负荷，缺点就是在运行过程中液压缸摆角较大，使得液压管路难于布置。

还有就是不能在规定的范围内使整个机构顺利的收回。

3：液压缸与三角板铰接在一起机构如下：
该机构通过三角板与杆CD连接在一起，提供动力，液压缸与三角板铰接在一起，从而占用的空间较前两种动力机构少了较多，布置容易，能较好的满足题目的要求。

这也是飞机起落架的最终动力机构。

于是飞机起落架的完整机构简图如下：
该机构各杆长度如下：
Lbc 244mm Lcd 436mm Lec 100mm
Lef 144mm Leg 269mm Lgf 131mm Lab 250mm
液压杆的长度Ljf 为140mm, 液压缸长度为145mm
四、运动分析
1、求各点的位移，见车厢举升机构运动简图：
已知固定铰链点的坐标
杆长
求点J：
求点F：
求点G：
求点E：
求点C：
根据CED三点共线和Lcd得：
求点B:
2、求各点的速度方程：
分别对以上各点位移方程求对时间的一阶导数，即可得到各点的速度方程。

3、求各点的加速度方程：
利用求得的各点的速度，对其再求一阶导数，即可得到各点的加速度方程。

4、各点的位移、速度、加速度曲线：
构件AB运动的角速度，角加速度曲线：
构件BC运动的位移，速度，加速度曲线：
构件CD运动的位移，速度，加速度曲线：
构件EG运动的位移，速度，加速度曲线：
构件GF运动的位移，速度，加速度曲线：
构件FE运动的位移，速度，加速度曲线：
构件HG运动的角速度，角加速度曲线：
构件HL运动的角速度，角加速度曲线：
构件LF运动的位移，速度，加速度曲线：
五、动态静力及传动角分析
飞机共有三个飞机起落架，查资料知中型飞机约重12t,飞机滚
轮与地面的摩擦系数约为0.4，可知单个飞机起落架所受地面的支持力 Fn 40000N,与地面的摩擦力为Ff Fn*0.4 16000N.为进行静力分析将机构分解如下：，
飞机起落架的动力机构负责提供动力，当到达死点时，将不再受力，固不进行分析。

AB杆的平衡方程:
BC杆的平衡方程:
CD杆的平衡方程:
杆AB中的A与B点在运动中的受力与扭拒曲线如下：
BC杆C点在运动中的受力与扭拒曲线如下：
CD杆D点在运动中的受力与扭拒曲线如下：
三角架点E在运动中的受力与扭拒曲线如下：
飞机起落架的传动角检验：
把飞机起落架机构按作用分成两个杆组，一个杆组是由AB，BC，CD杆组成的死点机构，另一杆组是由EFG三角架，HG，JH杆组成的动力机构，死点机构的传动角为角ABC。

利用ADAMS软件进行测量，结果如下：
由图可知在起落架整个过程中，死点机构的传动角均大于30度。

动力机构的传动角如下图：
其在运动过程中角度变化如下：
由图可知在整个过程中传动角均大于30度，固机构的传动角
符合要求。

六、飞机起落架液压系统
随着现代科学技术的发展，液压技术以被广泛应用与航空工业。

现阶段我过使用的各型飞机，其许多部件的收方及舵面的操纵都离不开液压传动和液压伺服控制技术，液压系统以发展成为一架飞机最主要的系统。

通过查找各种文献，现对飞机起落架的液压系统是如何运行的做下简要介绍。

飞机起落架的液压系统结构简图如下：
2.液压系统工作原理：
七、设计总结
通过本次机械原理课程设计觉得收获颇多，巩固和加深了以前所学习的机械原理，并学会了如何利用ADAMS这对自己比较重要的软件进行简单机构的设计与分析，以及各种输入软件，还有就是增添了自己的信心，明白只要肯努力，是能完成任务的。

所完成的飞机起落架机构觉得做得还是不错的，能较好的满足题目的各项要求。

八、设计中的不足
发现当机构运行到位后，液压杆与液压缸末端距离过于接近，会给机构是实际制造带来比较大的麻烦，以后在设计中会仔细考虑并注意的。

附件
1．整个机构的简图：
2。

机构在ADAMS中的启始位置：
3：机构在ADAMS中的终态位置：
参考文献：
[1] 《机械原理》高等教育出版社谢进万朝燕等编
[2] 《机械原理课程综合设计》西南交通大学出版 2007
[3] 《ADAMS虚拟技术入门与提高》机械工业出版社
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