周〓进1,徐传胜2,童明波1,曾建江1
                         (1.南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，江苏 南京〓210016)
                                   (2.中航工业南京机电液压工程研究中心，江苏 南京〓211100)
摘要：桨毂与自动倾斜器是直升机操纵系统中最关键的部分，由于结构和运动复杂，在设计阶段需要设计人员重复建模及分析，效率较低。根据桨毂与自动倾斜器的结构特点和运动原理，对其自由度进行分析，建立了桨毂与自动倾斜器参数化骨架模型，并基于CATIA CAA技术开发了参数化模型快速生成、仿真运动分析程序。通过实例模型分析关键部位轴承的运动规律，验证了此方法的可行性和快速性，为桨毂与自动倾斜器的快速设计打下了基础。
关键词：桨毂；自动倾斜器；参数化建模；骨架模型；运动分析；CATIA CAA
中图分类号：V224〓文献标识码：A〓文章编号：2095-509X(2018)05-0038-06

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    桨毂与自动倾斜器是直升机旋翼系统和操纵系统最重要的组成部分，运动机构和运动规律十分复杂。在初步设计过程中，桨毂与自动倾斜器的方案设计、参数分析和优化需要多轮迭代，会耗费大量时间。参数化设计是规格化、系列化的高效优质设计方法，是实现概念阶段快速设计和多学科优化设计的基础。建立桨毂与自动倾斜器参数化骨架模型，可以有效提高旋翼系统动力学分析的精确性和通用性，简化设计过程。
参数化骨架模型包含装配的关键信息，主要包括产品的结构尺寸、关键参数、约束关系等。参数化需要的参数并非越多越好，而应与构型和总体参数相关联。近年来国内外学者对桨毂与自动倾斜器进行了大量的研究，BAUCHAU等给出了典型的铰接式旋翼系统示意图，并对约束进行了分析；KIM等建立了自动倾斜器的数学模型，着重分析桨叶和旋翼系统对自动倾斜器稳定性的影响；KONDAK等提出了一种简化的新型旋翼模型，并通过数值仿真研究了该模型的鲁棒性；GUO和DU等分别对旋翼系统上部分旋转环和下部分不旋转环进行动力学分析；SABAAPOUR等研究了一种新型无铰轴承旋翼系统的运动学，并给出该自动倾斜器的自由度公式。杨育林等对自动倾斜器不旋转环操纵机构的等效并联机构进行机构位形分析，验证了全域性能指标理论的正确性和可行性。贺天鹏等建立了共轴式直升机双旋翼系统的多体动力学模型，将分析结果与台架运转振动测试进行了对比验证。
本文首先研究桨毂与自动倾斜器的运动机制，对其运动自由度进行分析，然后基于CATIA CAA二次开发技术，研究了参数化骨架模型的创建方法，最后对模型实例进行了关节轴承运动规律分析。

1〓桨毂与自动倾斜器参数化模型建立
1.1〓部件参数化骨架模型
    直升机旋翼部分通常由桨毂与自动倾斜器两部分构成，如图1所示。桨毂由桨毂中央件和连接件构成；自动倾斜器由旋转部分和不旋转部分构成。旋转部分主要包括旋翼轴、旋转环、扭力臂卡环、扭力臂方形臂、扭力臂三角臂和变距拉杆；不旋转部分主要包括导筒、不旋转环、防扭臂方形臂、防扭臂三角臂。
骨架模型主要反映产品的功能，因此在创建桨毂与自动倾斜器骨架模型时，需要提取各个部分的关键定位面、定位点及尺寸大小等设计要素。
旋翼轴是旋转部分的基准零件，因此需要考虑


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作者简介：〖HTSS〗周进（1989—），男，江苏东台人，南京航空航天大学博士研究生，主要从事飞行器设计方向的研究。



（文章来源《机械设计与制造工程》杂志如需详细资料请联系江苏机械门户网客服QQ:2980918915,电话025-83726289）

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