1、.1CAD課程設計說明書基于CATIA的大型飛機起落架機輪機轂建模與分析學院航空航天工程學部專業飛行器設計與工程班級 24030302 * 82 *王子安指導教師白巍航空航天大學.1摘要CATIA是法國的產品開發旗艦解決方案。作為PLM協同解決方案的一個重要組成局部，它可以幫助制造廠商設計他們未來的產品，并支持從工程前階段、具體的設計、分析、模擬、組裝到維護在的全部工業設計流程。本次課程設計通過對大型飛機起落架建模進展深入學習CATIA的特點、應用、根本操作、零部件設計、裝配設計、以及較高層次的應用。在進展三維建模之前，首先用卷尺等測量工具獲得起落架的一些根本數據。然后進展簡化，本次設計只對起

2、落架的輪胎局部進展分析建模。然后從草圖工作臺入手，對各個局部進展零部件設計以及建模，并且展示出建模步驟。然后將各個部件導入裝配設計工作臺，進展組裝，添加構造約束。在本文的最后，總結各種缺乏和待改進之處，并且對CATIA建模的優缺點進展總結及展望。關鍵詞：起落架機輪 CATIA 構造設計裝配設計.1目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc392540891第1章引言 PAGEREF _Toc392540891 h 1HYPERLINK l _Toc3925408921.1研究的背景介紹與起落架強度分析的重要意義 PAGEREF _Toc392540892 h 1HY

3、PERLINK l _Toc3925408931.2 起落架輪轂概述 PAGEREF _Toc392540893 h 1HYPERLINK l _Toc392540894第2章起落架機輪輪轂構造簡單介紹2HYPERLINK l _Toc3925408952.1 起落架構造簡介及其設計原則2HYPERLINK l _Toc3925408962.1.1 起落架的構造和分類2HYPERLINK l _Toc392540897機輪構造 PAGEREF _Toc392540897 h 1HYPERLINK l _Toc3925408982.2 輪轂3HYPERLINK l _Toc3925408992.

4、2.1 輪轂的功能、構造3HYPERLINK l _Toc392540900航空輪胎3HYPERLINK l _Toc392540901第3章起落架機輪的實體模型4HYPERLINK l _Toc3925409023.1實體4HYPERLINK l _Toc3925409033.2 輪轂的實體模型5HYPERLINK l _Toc3925409043.3輪胎與剎車片創立6HYPERLINK l _Toc392540905輪胎的創立6HYPERLINK l _Toc3925409063.3.2 剎車片創立6HYPERLINK l _Toc3925409073.4軸承創立7HYPERLINK l

5、_Toc3925409083.5軸承架創立8HYPERLINK l _Toc3925409093.5整體零件的組裝8HYPERLINK l _Toc3925409103.7起落架支撐桿建模9HYPERLINK l _Toc392540911第4章總結10HYPERLINK l _Toc392540912參考文獻11.1第1章引言1.1研究的背景介紹與起落架強度分析的重要意義飛機起落架系統是飛機的重要組成局部，在飛機著陸及地面滑跑過程中起著舉足輕重的作用，它的設計好壞直接影響飛機的性能和平安。起落架系統不僅影響飛機在起飛、著陸、滑行階段的動力學特性，同時也是保證飛機平安的重要局部，曾被描述為“飛

6、機與其事故之間的主要媒介據統計，由起落架引起的和與起落架相關的故事占到飛機事故的2/3以上。起落架的主要功用是承受飛機在地面停放、滑行、起飛著陸滑跑時的重力，滑跑與滑行時操縱飛行，滑跑與滑行時的制動，承受、消耗和吸收飛機著陸在地面運動時的撞擊和顛簸能量并吸收飛機運動時產生的撞擊載荷。1.2 起落架輪轂概述機輪輪轂是起落架的重要部件，輪轂是機輪的核心、外配輪胎、接剎車裝置，飛機著陸和地面操作時的各種載荷都通過輪胎傳遞給輪轂和輪緣，它的強度，剛度，直接影響到飛機的升降平安。本文通過CATIA V5相關命令流完成對起落架機輪輪轂的三維建模和仿真分析。.1第2章起落架機輪輪轂構造簡單介紹2.1 起落架

7、構造簡介及其設計原則2.1.1 起落架的構造和分類起落架有固定式和收放式兩類，一般包括緩沖器、承力支柱、機輪、扭力臂、剎車裝置等。起落架類型包括構架式、支柱式、搖臂式。本文研究的是安裝與支柱式之上的機輪。支柱式起落架：減震器與承力支柱合二為一，機輪直接固定在減震器活塞桿上。減震支柱上端與機翼的連接形式取決于收放要求。對收放式起落架，撐桿可兼做收放動作筒。圖2.1 起落架的構造機輪構造機輪一般由輪轂、剎車裝置、輪胎三個主要局部組成。機輪的主要功能是支承、剎停飛機和減輕其著陸沖擊。支承飛機靠的是輪胎和輪轂，他們承受來自地面的各種動、靜載荷。剎停飛機靠的是剎車裝置，它提供很大的剎車力矩來制動機輪，是

8、輪胎與地面間產生很大的摩擦力，到達停住飛機的目的。而輪胎部充有一定壓力的氣體，在其著陸沖擊下產生很大的壓縮變形吸收了一局部垂直下沉能量，但大局部能量由起落架緩沖器吸收，到達減震效果。圖2.2 機輪構造.12.2 輪轂2.2.1 輪轂的功能、構造機輪構造設計除考慮承受的載荷外，還應適應輪胎的配合要求以及部容腔有足以裝入剎車裝置的能力。輪轂是機輪的核心，外配輪胎，置剎車裝置，飛機著陸，地面操縱時的各種載荷都通過輪胎傳遞給輪轂，輪轂的構造隨著功用的不同而不同，大致可分為單幅板、雙幅板、對開、組合四類，本文研究的是但幅板的形式。單幅板構造作主輪時一般為偏置的幅板，目前，飛機機輪應用普遍的是對開式構造，

9、它除了有單幅板形式優點外，還有利于輪轂的鍛造成型。圖2 .3輪轂的構造航空輪胎輪胎是飛機與跑道接觸的唯一部件，它具有地面支承、牽引、機動、著陸、吸收能量等功能。它既要承受整個飛機的垂直載荷、側向載荷，又要傳遞機輪的剎車力矩，所以它是飛機起落架平安的重要部件。輪胎屬于易損部件，與飛機運行的經濟型有直接的關系。因此選擇輪胎，也是設計起落架的一個重要環節。圖2.4航空輪胎模.1第3章起落架機輪的實體模型3.1實體本課題參照實物進展三維模型建立，所得的數據比較粗糙，在進展建模的同時參考了相關的圖紙資料，使得筆者對機輪的認知有明顯提高，更好的掌握機輪輪轂細節并結合圖紙和實物繪制出起落架機輪。圖3.1實體

10、圖圖3.2實體圖課題參考的圖紙圖3.3輪轂.13.2 輪轂的實體模型首先，創立旋轉面如圖圖3.4輪轂的草圖再由此面旋轉可得輪轂模型，在其上挖去減重孔和打氣孔，得到的輪轂形狀。圖3.5輪轂三維圖圖3.6輪轂三維圖.13.3輪胎與剎車片創立輪胎的創立輪胎可直接通過旋轉體得到，這里不過多解釋。圖3.7輪胎圖3.8輪胎3.3.2 剎車片創立通過創立草圖拔途臺再挖槽，用圓形列陣即可得到剎車片局部。在得到齒輪形狀時，每兩個齒間距2.5度角，共得144個角。圖3.9剎車片圖2.10剎車片.13.4軸承創立軸承是當代機械設備中一種舉足輕重的零部件。它的主要功能是支撐機械旋轉體，用以降低設備在傳動過程中的機械載

11、荷摩擦系數。按運動元件摩擦性質的不同，軸承可分為滾動軸承和滑動軸承兩類。圖3.11軸承3.5軸承架創立通過裝配設計的相合約束，接觸約束，角度約束，固聯等操作得圖3.12軸承架圖3.13軸承架.13.5整體零件的組裝這些零件都是圓柱形因此用相合約束很容易組裝，每組裝一個零件，必須將兩個零件想固聯，在組裝之前，先用錨將任意一個零件鎖住這里選擇鎖定輪轂比較容易操作，每組裝完一個必須將視角往正負方向轉動觀察檢驗。技巧：在組裝時可以用移開工具將要組裝的零件拖到相應的位置方向相似，距離貼近。圖3.14整體零件組裝.13.7起落架支撐桿建模本文支撐桿不作為詳細容，因此給出簡單的零件圖。圖3.15支撐架.1第

12、4章總結通過這次課程設計，我感受到CATIA功能的強大性，CATIA它提供的多個工作環境以及各個模塊相互轉換共同建模方式，使得各個部門既可以協同工作，又不互相牽扯。由于模塊之間的互相聯接性，使得上游結果可做為下游的參考，同時，上游對設計的修改能直接影響到下游工作的刷新。實現真正的并行工程設計環境。同時功能的強大性使得使用者需要花足夠多的時間去消化吸收各模塊間的功能，CATIA給人的感覺是上手很容易，熟手很難。對于工業設計，最重要的是產品的建模，如何去批量生產，減少單個本錢這個課題的重要性不言而喻。往往一個很簡單的問題卻被龐大的功能所困惑，不知所措。其次基于開源的V5使得用戶可以自己開發功能，這是有一大亮點。本學期學習了幾個根本的模塊：零件模塊，創成式模塊，曲面模塊，3-Dfreeline，鈑金模塊，在應用這些模塊時也發現一些問題，由于算法的準確度使得有些曲面生成的不僅人意，尤其是在曲面設計模塊。當然很期待新的版本更新