飞机部件课程设计报告书.doc

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1、目录一、设计要求1二、初步方案的确定32.1、结构形式32.2、梁的结构形式42.3、悬挂点配置42.4、翼肋布置52.5、配重方式62.6、操纵接头的布置62.7、开口补强6三、载荷计算与设计计算73.1、展向载荷计算73.2、接头位置确定73.3、梁的设计计算93.3.1、梁和前缘蒙皮的设计93.3.2、前缘闭室计算113.3.3、弯心和扭矩计算123.3.4、梁腹板校核143.3.5、梁缘条的校核153.4、蒙皮设计计算153.4.1、尾缘条设计153.4.2、弦向载荷分布计算163.4.3、前缘蒙皮校核173.4.4、后段壁板肋的数量和蒙皮最

2、大挠度校核173.4.5、后段壁板蒙皮正应力校核193.5、肋的设计计算193.5.1、后段肋的设计193.5.2、后段普通肋的校核203.5.3、中部加强肋设计233.5.4、整体端肋设计233.5.5、前缘肋和加强肋设计233.5.6、前缘开口加强肋校核243.6、接头和转轴设计253.6.1、支承接头设计253.6.2、选取轴承263.6.3、螺栓组合件的选择263.6、支座设计263.7.1、支承接头支座设计263.7.2、摇臂支座设计283.8、铆钉设计293.9、尾缘条设计30四、质量质心计算及配重设计304.1、质量计算304.1.1、

3、前缘蒙皮质量计算314.1.2、梁质量计算324.1.3、前缘肋质量计算324.1.4、后蒙皮质量计算324.1.5、尾缘条质量计算324.1.6、端肋质量计算334.1.7、后半肋质量计算334.1.8、支承支座质量计算334.1.9、摇臂支座质量计算334.1.10、质量和质心计算344.2、配重设计344.3、方向舵重新设计36五、装配工艺流程37六、总结37七、参考资料38一、设计要求方向舵在其活动围运动，在任何情形下不得与其支撑结构或邻近构件发生干扰，所以其要满足一定的协调关系。方向舵平面要满足几何尺寸及协调关系如图1。这是设计的前提条件。

4、图1、方向舵平面尺寸及协调关系图2、最终设计方向舵另外方向舵在XOY平面的外形由垂尾翼型后段和方向舵前段外形决定。垂尾翼型和方向舵外形数据如表1和表2所示。表1、垂尾翼型（垂尾前缘为原点）（单位：mm）X03.48…1042.01112.01181.51320.51390Y09.97…29.5823.6617.755.920表2、方向舵前段外形（方向舵前缘为原点）（单位：mm）X020406280Y012.8017.8019.6019.40方向舵最大偏转角为。按飞机强度规确定方向舵载荷及其分布。安全系数为。方向舵使用载荷为11000N。其载荷分布见图

5、3和图4。为防止方向舵与垂直安定面发生耦合颤振，对与本设计的可逆操纵的方向舵，设计要求质量平衡。图3，展向载荷分布图4，弦向载荷分布二、初步方案的确定2.1、结构形式方向舵通常结构采用梁式布局。操纵面一般都靠近前缘的转轴处布置单梁（即成为单梁式结构），其典型剖面见图5。图5、方向舵典型剖面形式由方向舵几何尺寸可知（见表1、2和图6），方向舵面积较小，最大厚度在62mm处为39.2mm。载荷为11000N，相对也较小，故可采用单梁式结构。另外平尾与方向舵前缘存在干涉，需要在方向舵前缘开口，弦向长度为45mm（与前缘的距离），在最大厚度处之前，所以可以采

6、用单梁结构而不用破坏梁。翼型厚度为C=39.2/320=0.1225，可知其为中等厚度的翼型，对于中翼型的单梁式方向舵，由梁和前缘蒙皮构成主抗扭闭室，前缘布置翼肋，间距通常较小，以便增加蒙皮的强度和刚度，并能承受较大的扭荷和局部气动载荷。后段主要承受气动载荷，由于梁和前缘蒙皮构成主抗扭闭室，即后段翼肋不受扭，所以后段翼肋主要以抗弯和抗剪设计。另外后段厚度小，从工艺上考虑，不便采用机翼装配中的在蒙皮上开口来方便装配翼肋形式，所以中采用半翼肋的设计，半翼肋与其蒙皮装配形成壁板，两半壁板再与梁和尾缘条装配。图7、方向舵主要结构视图尾翼蒙皮一般较薄，长空一号

7、为中速飞机，中速飞机尾翼蒙皮厚度大多等于或小于1mm。由于方向舵尺寸较小，为装配方便，剖面上由前缘蒙皮、上半蒙皮（上壁板）、下半蒙皮（下壁板）、尾缘条构成。2.2、梁的结构形式从几何上考虑，在最大厚度处布置单梁后，梁距前缘平尾开口为17mm，此距离不足以在梁前面布置缘条，所以采用“匚”形梁。从装配工艺考虑，若有前缘条，则前缘蒙皮装配时不便于打铆，造成装配上的困难，所以采用“匚”形梁，对前缘蒙皮铆接装配方便。2.3、悬挂点配置操纵面悬挂点的数量和位置确定主要根据以下两点:1、根据操纵面展长和所受载荷的大小确定悬挂点的数目，使操纵面梁有较好的受力特性；2

8、、保证使用可靠，在舵面转动时不卡死；舵面受载荷时的变形不致引起与安定面相碰或突出安定面外形太多。为满足损伤容