基于Catia的大型飞机起落架建模及分析.doc

CAD课程设计说明书基于CATIA的大型飞机起落架机轮机毂建模与分析学院航空航天工程学部专业飞行器设计与工程班级 24030302 ** 82 **王子安指导教师白巍航空航天大学1.摘要CATIA是法国的产品开发旗舰解决方案作为PLM协同解决方案的一个重要组成局部，它可以帮助制造厂商设计他们未来的产品，并支持从工程前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在的全部工业设计流程本次课程设计通过对大型飞机起落架建模进展深入学习CATIA的特点、应用、根本操作、零部件设计、装配设计、以及较高层次的应用在进展三维建模之前，首先用卷尺等测量工具获得起落架的一些根本数据然后进展简化，本次设计只对起落架的轮胎局部进展分析建模然后从草图工作台入手，对各个局部进展零部件设计以及建模，并且展示出建模步骤然后将各个部件导入装配设计工作台，进展组装，添加构造约束在本文的最后，总结各种缺乏和待改进之处，并且对CATIA建模的优缺点进展总结及展望关键词：起落架机轮 CATIA 构造设计装配设计1.目录第1章引言11.1研究的背景介绍与起落架强度分析的重要意义11.2 起落架轮毂概述1第2章起落架机轮轮毂构造简单介绍22.1 起落架构造简介及其设计原则22.1.1 起落架的构造和分类2机轮构造12.2 轮毂32.2.1 轮毂的功能、构造3航空轮胎3第3章起落架机轮的实体模型43.1实体43.2 轮毂的实体模型53.3轮胎与刹车片创立6轮胎的创立63.3.2 刹车片创立63.4轴承创立73.5轴承架创立83.5整体零件的组装83.7起落架支撑杆建模9第4章总结10参考文献111.第1章引言1.1研究的背景介绍与起落架强度分析的重要意义飞机起落架系统是飞机的重要组成局部，在飞机着陆及地面滑跑过程中起着举足轻重的作用，它的设计好坏直接影响飞机的性能和平安。

起落架系统不仅影响飞机在起飞、着陆、滑行阶段的动力学特性，同时也是保证飞机平安的重要局部，曾被描述为“飞机与其事故之间的主要媒介〞〔据统计，由起落架引起的和与起落架相关的故事占到飞机事故的2/3以上〕起落架的主要功用是承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力，滑跑与滑行时操纵飞行，滑跑与滑行时的制动，承受、消耗和吸收飞机着陆在地面运动时的撞击和颠簸能量并吸收飞机运动时产生的撞击载荷1.2 起落架轮毂概述机轮轮毂是起落架的重要部件，轮毂是机轮的核心、外配轮胎、接刹车装置，飞机着陆和地面操作时的各种载荷都通过轮胎传递给轮毂和轮缘，它的强度，刚度，直接影响到飞机的升降平安本文通过CATIA V5相关命令流完成对起落架机轮轮毂的三维建模和仿真分析1.第2章起落架机轮轮毂构造简单介绍2.1 起落架构造简介及其设计原则2.1.1 起落架的构造和分类起落架有固定式和收放式两类，一般包括缓冲器、承力支柱、机轮、扭力臂、刹车装置等起落架类型包括构架式、支柱式、摇臂式本文研究的是安装与支柱式之上的机轮支柱式起落架：减震器与承力支柱合二为一，机轮直接固定在减震器活塞杆上减震支柱上端与机翼的连接形式取决于收放要求。

对收放式起落架，撑杆可兼做收放动作筒图2.1 起落架的构造机轮构造机轮一般由轮毂、刹车装置、轮胎三个主要局部组成机轮的主要功能是支承、刹停飞机和减轻其着陆冲击支承飞机靠的是轮胎和轮毂，他们承受来自地面的各种动、静载荷刹停飞机靠的是刹车装置，它提供很大的刹车力矩来制动机轮，是轮胎与地面间产生很大的摩擦力，到达停住飞机的目的而轮胎部充有一定压力的气体，在其着陆冲击下产生很大的压缩变形吸收了一局部垂直下沉能量，但大局部能量由起落架缓冲器吸收，到达减震效果图2.2 机轮构造1.2.2 轮毂2.2.1 轮毂的功能、构造机轮构造设计除考虑承受的载荷外，还应适应轮胎的配合要求以及部容腔有足以装入刹车装置的能力轮毂是机轮的核心，外配轮胎，置刹车装置，飞机着陆，地面操纵时的各种载荷都通过轮胎传递给轮毂，轮毂的构造随着功用的不同而不同，大致可分为单幅板、双幅板、对开、组合四类，本文研究的是但幅板的形式单幅板构造作主轮时一般为偏置的幅板，目前，飞机机轮应用普遍的是对开式构造，它除了有单幅板形式优点外，还有利于轮毂的锻造成型图2 .3轮毂的构造航空轮胎轮胎是飞机与跑道接触的唯一部件，它具有地面支承、牵引、机动、着陆、吸收能量等功能。

它既要承受整个飞机的垂直载荷、侧向载荷，又要传递机轮的刹车力矩，所以它是飞机起落架平安的重要部件轮胎属于易损部件，与飞机运行的经济型有直接的关系因此选择轮胎，也是设计起落架的一个重要环节图2.4航空轮胎模1.第3章起落架机轮的实体模型3.1实体本课题参照实物进展三维模型建立，所得的数据比较粗糙，在进展建模的同时参考了相关的图纸资料，使得笔者对机轮的认知有明显提高，更好的掌握机轮轮毂细节并结合图纸和实物绘制出起落架机轮图3.1实体图图3.2实体图课题参考的图纸图3.3轮毂1.3.2 轮毂的实体模型首先，创立旋转面如图图3.4轮毂的草图再由此面旋转可得轮毂模型，在其上挖去减重孔和打气孔，得到的轮毂形状图3.5轮毂三维图图3.6轮毂三维图1.3.3轮胎与刹车片创立轮胎的创立轮胎可直接通过旋转体得到，这里不过多解释图3.7轮胎图3.8轮胎3.3.2 刹车片创立通过创立草图拔途台再挖槽，用圆形列阵即可得到刹车片局部在得到齿轮形状时，每两个齿间距2.5度角，共得144个角图3.9刹车片图2.10刹车片1.3.4轴承创立轴承是当代机械设备中一种举足轻重的零部件它的主要功能是支撑机械旋转体，用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数。

按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两类图3.11轴承3.5轴承架创立通过装配设计的相合约束，接触约束，角度约束，固联等操作得图3.12轴承架图3.13轴承架1.3.5整体零件的组装这些零件都是圆柱形因此用相合约束很容易组装，每组装一个零件，必须将两个零件想固联，在组装之前，先用锚将任意一个零件锁住〔这里选择锁定轮毂比较容易操作〕，每组装完一个必须将视角往正负方向转动观察检验技巧：在组装时可以用移开工具将要组装的零件拖到相应的位置〔方向相似，距离贴近〕图3.14整体零件组装1.3.7起落架支撑杆建模本文支撑杆不作为详细容，因此给出简单的零件图图3.15支撑架1.第4章总结通过这次课程设计，我感受到CATIA功能的强大性，CATIA它提供的多个工作环境以及各个模块相互转换共同建模方式，使得各个部门既可以协同工作，又不互相牵扯由于模块之间的互相联接性，使得上游结果可做为下游的参考，同时，上游对设计的修改能直接影响到下游工作的刷新实现真正的并行工程设计环境同时功能的强大性使得使用者需要花足够多的时间去消化吸收各模块间的功能，CATIA给人的感觉是上手很容易，熟手很难对于工业设计，最重要的是产品的建模，如何去批量生产，减少单个本钱这个课题的重要性不言而喻。

往往一个很简单的问题却被庞大的功能所困惑，不知所措其次基于开源的V5使得用户可以自己开发功能，这是有一大亮点本学期学习了几个根本的模块：零件模块，创成式模块，曲面模块，3-Dfreeline，钣金模块，在应用这些模块时也发现一些问题，由于算法的准确度使得有些曲面生成的不仅人意，尤其是在曲面设计模块当然很期待新的版本更新算法学而时习之，CATIA给人的感觉即是要熟能生巧，熟的同时得抓住一些本质的东西，比方有些画法能不走弯路就不走弯路我常说自己有土法子能解决*一个问题，但不能解决一系列问题这问题是解决了，但往后再次遇到相识的问题可能就不知所措野路子的还是有些许问题1.参考文献[1]雨晨，基于ANSYS的起落架轮毂受力分析与构造细节优化，航空，2021年12月[2]学志假设松，CATIA实用教程，清华大学1。