飞机起落架中刹车装置及零部件的设计与加工路线制定(编辑修改稿)

飞机起落架中刹车装置及零部件的设计与加工路线制定(编辑修改稿)内容摘要：

能很快衰减， 平 稳下来。 在不平的场地上滑跑时，起落 架不应使飞机产生太大的颠簸。 (2) 起落架应使飞机在地面运动时有良好的稳定性、操纵性和适应性。 飞机起飞、着陆方便，滑行转弯灵活，转弯半径小，滑跑中不易偏向、滚翻或侧翻，不产生不稳定的前轮摆振。 这些与起落架在飞机上的总体配置形式、配置参数及起落架的某些装置有 第 Ⅰ 页 共 Ⅲ 页 关。 (3) 起落架应有良好的刹车性能 以 减小着陆滑跑距离，缩短所需跑道的长度，便于使用。 同时也要 适当考虑在起飞滑跑前加大推力时能先刹住飞机。 刹车装置必须有效 ，最大允许刹车力与跑道表面 粗糙 度 有关，故两者要相匹配。 在侧风着陆和高速滑行时，飞机不应有倾 斜或“ 在 地上打转”等不稳定的倾向。 对于舰载飞机来说，由于在甲板跑道上着舰 时有拦截网或 拦阻钩 强制飞机停止，所以起落架上无须装强有力的刹车装置。 (4) 漂浮性要求，轮胎的充气压力和起落架的构形应当根据飞机预定使用的机场跑道面的承 载 能力进行选择，例如机场是很干 的混凝 土，还是松软的泥地等，以使飞机能在预定的机场上顺利通行。 (5) 起落架应便于在飞行时收藏于机体内，以减小飞行阻力，提高飞机的性能。 因而应有较小的体积和可靠的收放机构、锁定装置、信号装置以及起落架操纵、定向和纠错 等装置。 (6) 防护要求：这 包括两个方面，一是对起落架本身的防护，因起落架常 常在某些特定环境中使用，如温度、湿度、振动、尘土、烟雾等等。 起落架 要注意防止污泥进入减震器、轮轴的内腔，要特别注意密封。 还要防止轮胎抛起的外来物损坏外 挂的机 构、设备、电缆、液压管道等，要 注意这些附件的布置。 另一方面也要注意当起落架结构失效时，不使 破损物穿入乘员区、驾驶舱或造成燃油大量泄漏 [4]。 1． 5 研究刹车系统的目的 和要解决的问题 目的 现代飞机重量、以及起飞和着陆速度的不断增加，促使了航空机轮结构的复杂化。 而其中刹车装置由于其重要性，也被越来越多的受到 关注。 因此我们现在开设课题对刹车装置进行研究是很有必要的。 我们通过研究不同的刹车装置的特点，可以更好的完善它们，并且有可能对它们作出改进。 这对于我们以后的学习和工作都有很大帮助。 要解决的问题 (1) 研究三种刹车方式及机械装置。 （ 2）研究防止自动抱死的机构。 （ 3）掌握三种刹车装置的传动原理、结构和主要机件加工方法。 第 Ⅰ 页 共 Ⅲ 页 论文内容说明 本文第一章简介飞机起落架的结构、形式；第二章对起落架所受载荷进行了分析；第三章讲解了起落架刹车装置的原理及分类；第四章主要就起落架加工工艺进行了阐述；第五章 选择具体零件进行加工并对加工难点进行分析并最终解决了问题。 2 起落架受载荷分析 2． 1 着落载荷 飞机降落时可能有三点着陆、两 点着陆，甚至一点着陆、侧沿着陆等情况。 以民航飞机为例，一般其使用中的着陆下沉速度为 至 ／ s， 若超过 ／ s 便称为硬着 陆。 关于着陆下沉速度各国有不同规定，按美国和我国民航条例的规定，民航机的限制下沉速度为 ／ s； 2． 2 滑跑冲击载荷 飞机在起飞着陆的滑 跑过程 中，由于道面不平或道面上有杂物等都会 引起对 起落架的冲击裁荷。 在着陆滑跑中还会有由于未 被 减震装 置消耗掉的能量引起的震 动 (衰减 )载荷。 一般情况下，这些载荷值比着陆撞击的小，但由于滑跑距离长，滑跑冲击载荷 反复作用的次数较多，因而对结构的损伤也较大。 2． 3 刹车载荷 为了缩短着陆滑跑距离，在滑跑过程中需要刹车。 这时机轮上除了受有刹车力矩引起的 Y 向载荷 外，还有较大的 X 向载荷 Pf(轮 胎 与地面的摩擦力 . 2． 4 静态操纵载荷和地面停放载荷 飞机在地面牵引、地面进入定位时，常用牵引架对起落 架进行各方向的推、拉、扭、摆，造成静态操纵 载 荷。 飞机停放并固定在地 面上 时，可能受到大风而引起的载荷，这在沿海地区更应加以考虑。 起落架还受有其他一些载荷，如收放过程中作用于收放 机构上的 载荷，多轮式起落架由于载荷不均匀 而产生的偏心载荷等等。 总之，起落架的载荷是多种多样的。 必须注意的是起落架 所受的力 大多是动载荷。 伴随着机轮的旋转和 刹车、减震器的伸缩等可能出现各种振动， 加 之多次起落、重复受载 (一般现代运输机可能要完成 60000 至 70000 个起落 )，因此对起落架因疲劳载荷引起 第 Ⅰ 页 共 Ⅲ 页 的损伤和破坏应着更加以考虑 [5]。 3 起落架刹车装置 3． 1 刹车装置的功用 飞机着陆接 地时，具有较大的水平速度，但滑跑过程中，气动阻力与机轮滚动阻力对飞机的减速作用却比较小。 如果不设法增大飞机的阻力，使之迅速减速，则着陆滑跑距离与滑跑时间势必很长，其起降的跑道也将很长。 所以飞机都装有减速装置。 目前，机轮刹车装置就是其中最主要的、应用最广泛的一种 [6]。 3． 2 刹车减速原理与最高刹车效率 驾驶员操纵刹车时，液压油进入固定在轮轴上的刹车作动筒，推动刹车片，使动片和静片压紧。 由于摩擦面之间的摩擦作用，增大了阻止机轮滚动的力矩，所以机轮在滚动中受到的地面摩擦力显著增大，飞机的滑跑速度随之减 小。 驾驶员刹车越重，进入刹车作动筒内的油液压力就越大，刹车片之间也就压的越紧，阻止机轮滚动的力矩就越大，因此作用在机轮上的地面摩擦力也越大。 可见，驾驶员可以通过加大刹车压力的办法有效地缩短飞机的着陆滑跑距离。 飞机沿水平方向运动的动能，主要是通过刹车装置摩擦面的摩擦作用，转变为热能逐渐消散掉的。 但是，地面摩擦力的增大是有限度的。 随着刹车压力的增大，地面摩擦力增大到某一极限值时，即使继续加大刹车压力，它也不会再增加。 这时机轮与地面之间产生相对滑动，即出现通常所说的“拖胎”现象。 机轮刚要出现脱胎时的这个极限摩擦 力，称之为机轮与地面之间的结合力。 飞机在着陆滑跑过程中，如果因刹车过猛而产生拖胎，不仅不能有效地缩短滑跑距离，而且会使轮胎过度磨损。 为了防止拖胎，驾驶员应该适当地控制刹车压力，使地面摩擦力尽量接近结合力。 机轮与地面压得不紧，或地面越光滑，结合力就越小。 着陆滑跑过程中，飞机的升力要随着滑跑速度的减小而减小，即机轮压紧跑道的程度，要随着滑跑速度的减小而增加。 第 Ⅰ 页 共 Ⅲ 页 所以，着陆滑跑过程中，正确的刹车方法是：随着飞机滑跑速度的减小而逐渐增大刹车压力。 如果跑道上有积水或结了冰，就变得比较光滑，结合力要减小，在这种情况下使用 刹车，就应该更缓和地增加刹车压力。 着陆滑跑过程中，必须准确控制刹车压力，使刹车力矩在每一时刻都非常接近但又不超过当时的结合力矩。 这样的刹车过程，就是获得了最高刹车效率的过程 [7]。 3． 3 刹车装置的分类 3． 3． 1 弯块式刹车装置 弯块式刹车装置是由壳体、两个或几个刹车弯块、刹车作动筒和恢复弹簧组成。 弯块一般是 T 型或工字型剖面，由轻质合金铸造而成。 在刹车弯块的外表面安装着刹车片，它的材料要保证当同刹车套接触时产生很大的摩擦系数，经常采用塑胶。 弯块的一端固定在与轮轴刚性连接的刹车装。