航空开伞器课程设计说明书

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1、HarbinInstituteofTechnology课程设计说明书（论文）课程名称：机械学基础设计题目：航空开伞器院系：****************班级：*******设计者：******学号：**********指导教师：*******设计时间：2011-02-21至2011-03-11目录目录1航空开伞器简介11.1开伞器的用途11.2开伞器的工作原理12航空开伞器设计32.1开伞器能源（双层力弹簧）分析设计32.1.1已知条件32.1.2双层弹簧设计42.1.2.1大弹簧设计42.1.2.2小弹簧设计52

2、.2开伞器时控机构设计62.2.1已知条件62.2.2三级升速齿轮设计62.2.3擒纵调速器工作原理介绍及扇形齿轮转角的计算92.3开伞器高控机构设计112.3.1已知条件122.3.2膜盒组件设计122.3.3杆机构设计133设计体会154参考资料165鸣谢160哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）1．航空开伞器简介1.1开伞器的用途开伞器是一种机械式短时间延时控制机构。也可实现高度控制，可用于空投和驾驶员救生。将开伞器装在空投的人或物体上，跳离飞机后，开伞器可以控制在一定时间和达到一定高度时自动打开伞包，从而保证

3、了空投的安全。此外，开伞器也可以用来延时引爆，例如鱼雷的引爆。1.2开伞器的工作原理开伞器主要由能源、时间控制机构和高度控制机构三部分组成。工作原理见图1-1：13哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）图1-1开伞器工作原理图开伞器工作时所需要的能量由压缩弹簧2供给的。开伞器工作前拉钢索1，将弹簧压缩，储存能量。开伞器工作时，弹簧恢复力做功，释放能量。时间控制部分主要由一个轮系和一个无固有周期的擒纵调速器组成。开伞器工作前软锁针15插入惯性轮14缺口中，将整个机械锁住。拉钢索1，将弹簧2压缩（实线位置）。当空投者或物离

4、开飞机，软锁针被拔出。此时在弹簧恢复力P作用下，滑轮3推动制动块4，使扇形齿轮转动。经过三级升速齿轮传动，运动和力矩传到擒纵调速器（由擒纵轮和擒纵叉组成）它可使弹簧的力均匀释放，轮系近似匀速转动。由于扇形齿轮5于其上的制动块4顺势一起转动，经过一定时间后，当制动块最外端与滑轮3圆周右侧边界点脱开时，弹簧释放，带动钢索1将伞包上的锁扣开启。高度控制部分主要由真空膜盒组件和杆机构组成。随着高度的下降、气压逐渐增大，膜盒变形增大，因此可以利用膜盒变形控制高度。当扇形齿轮5转过一定角度后，其上的销6与主动杆7接触，扇形齿轮继

5、续转动时，销6推动杠杆7带动杆8转动，当杆8与膜盒中心杆下降到上平板一下。杆8可以继续转动，时控机构继续工作，直至弹簧被释放把伞包打开。工作结束后，扇形齿轮轴上扭簧的恢复力矩将使它恢复到工作前的位置（图示的位置）。由于擒纵轮不能反转，因而在过轮组件11上装有棘轮式单向离合器，以保证扇形齿轮在工作结束后反转时，不损伤擒纵调速器。在准备工作阶段，制动块可以绕点逆时针转动以让开下移的滑轮，然后在扭簧的作用下立即恢复到图示的位置，并且不能再绕点做顺时针转动。整个工作过程可用流程图描述如下：13哈尔滨工业大学课程设计说明书（论

6、文）图1-2开伞器工作流程1．航空开伞器设计2.1开伞器能源（双层力弹簧）分析设计2.1.1已知条件（1）弹簧释放力：（2）冲程：（3）对应时控机构弹簧的行程：（4）大小弹簧力比：（5）预紧力与释放力关系：（6）弹簧管内径：13哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）2.1.2双层弹簧设计2.1.2.1大弹簧设计初选大弹簧中径，大弹簧丝直径，由参考资料1的表15-4可查的直径为2mm的D级碳素弹簧钢丝的拉升强度极限，取。再由资料1的表15-3可得Ⅲ类弹簧的许用切应力，切变模量G取83000MPa。由弹簧的特性可以求得最大

7、弹力为弹簧的最大形变为由此，大弹簧的最大弹力为由强度条件及资料表15-8可查的旋绕比，由求得，小于估取的弹簧丝直径，满足强度要求。大弹簧的工作圈数为所以大弹簧的大径为，弹簧丝直径，工作圈数。2.1.2.2小弹簧设计首先小弹簧需满足可以放入大弹簧内，即所以，初选，。由参考资料1的表15-4可查的直径为1.4mm的D级碳素弹簧钢丝的拉升强度极限，取。再由资料1的表15-3可得Ⅲ类弹簧的许用切应力，切变模量G取83000MPa。由弹簧的特性可以求得最大弹力为弹簧的最大形变为13哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）由此，小弹

8、簧的最大弹力为由强度条件及资料表15-8可查的旋绕比，由求得，小于估取的弹簧丝直径，满足强度要求。大弹簧的工作圈数为所以大弹簧的大径为，弹簧丝直径，工作圈数。2.2开伞器时控机构设计时控机构由三级升速齿轮和擒纵调速器组成。2.2.1已知条件（1）延时时间：（2）擒纵调速器周期：（3）擒纵轮齿数：（4）传动比：2.2.2三级升速齿轮设计（1）传动