航空開傘器機械大報告

1、目錄航空開傘器簡介2一開傘器的用途2二開傘器種類2開傘器工作原理和結(jié)構(gòu)4一、能源5二、時間控制機構(gòu)5三、高度控制機構(gòu)6開傘器參數(shù)的設(shè)計8一開傘器能源（力彈簧）分析計算8二開傘器時控機構(gòu)計算10三開傘器高控機構(gòu)計算13開傘器形狀尺寸的設(shè)計15一、制動塊的設(shè)計15二、桿機構(gòu)的設(shè)計16機構(gòu)調(diào)整方法17改進意見17心得體會17參考資料18航空開傘器簡介一開傘器的用途自降落傘問世以來，現(xiàn)已制造出救生傘、傘兵傘、運動傘、投物傘、減速傘· 一等各種不同型號的人用和物用降落傘。降落傘現(xiàn)在廣泛應用于航空航天的乘員救生、飛行器回收系統(tǒng)和物資空投，空降兵部隊的傘降作戰(zhàn)以及體育運動休閑等領(lǐng)域。最初的空降設(shè)備

2、不用開傘控制器，人和物離開飛機后降落傘立即打開。這種開傘控制方式稱為“即開式開傘控制”，它是在人和物離機時通過拉繩拉出傘包插銷，傘包立即打開，降落傘自動張開。這種開傘方式主要應用于低空人員空降、投物和重載空投中。它的裝備簡單、成本低，但是，由于在這種開傘方式下的降落傘張開距離飛機較近，受飛機飛行氣流影響較大，安全性不好，因此，目前大部分空降空投裝配都使用了不同的自動開傘控制器。與降落傘大量配套使用的安全保證設(shè)備就是自動開傘控制器。開傘器是一種短時段延時控制機構(gòu)，并且可以實現(xiàn)高度控制可用于空投和駕駛員救生。將開傘器裝在空投的人或物體上，跳離飛機后，開傘器可以控制在經(jīng)過一定時間和達到一定高度時自動

3、將傘包打開。因此保證了空投的安全；另外，開傘器也可用延時引爆，例如魚雷的引爆。二開傘器種類自動開傘控制器的種類也很多，從結(jié)構(gòu)上劃分有機械式的、機電式的和電子式的等自動開傘器；從配套上劃分有主傘自動開傘器和備份傘自動開傘器；從原理上劃分有時間開傘器、高度時間開傘器和高度速度開傘器等。以下主要從工作原理上，介紹自動開傘器：1 . 延遲時間開傘控制器在人和物離開飛機后延遲一定時間自動打開降落傘。主要由鐘表機構(gòu)和動力彈簧裝置兩部分組成。動力彈簧產(chǎn)生不小于275N的拉力，通過鋼索拉開傘包脫離鎖并打開傘包，動力彈簧的工作受到鐘表機構(gòu)的控制。鐘表機構(gòu)由動力彈簧的推力使其齒輪系轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)擺片由于慣性的推動下產(chǎn)

4、生周期性擺動，以實現(xiàn)儀表經(jīng)過一定時間的延時后才釋放動力彈簧。2高度/時間開傘器在人和物離開飛機后，延時一定時間并判斷高度，決定降落傘是否打開。時間高度開傘控制器為機械儀表，主要由鐘表機構(gòu)、膜盒、動力彈簧裝置三部分組成動力輸出和鐘表機構(gòu)部分與“時間開傘控制器”類似。只是動力彈簧的工作受到鐘表機構(gòu)以及膜盒的聯(lián)合控制。開傘器預定的工作高度和工作時間是通過對高度刻度盤和時間指針的調(diào)整而實現(xiàn)的。當繩索拉脫鎖住開傘器的軟鎖針，鐘表機構(gòu)在彈簧推動下開始工作。在下降到預定的高度以前，由于膜盒的膨脹使膜盒上的制動桿擋住杠桿，鐘表機構(gòu)經(jīng)過一定時間轉(zhuǎn)動到一定位！后立即停止工作。當下降到預定的高度時，膜盒被大氣壓壓縮

5、到一定程度，制動桿這時已擋不住杠桿，于是鐘表機構(gòu)重新轉(zhuǎn)動，再經(jīng)過0.81.2 S?；钊撾x制動片，彈簧迅速伸張，拉動鋼索，輸出工作力。當在預定的工作高度以下進行工作時，由于膜盒被大氣壓壓縮，其制動桿對鐘表機構(gòu)沒有鎖緊作用，當繩索拉脫鎖住開傘器的軟鎖針時，鐘表機構(gòu)連續(xù)工作，經(jīng)過預定的時間后及時地釋放動力彈簧從而使傘包脫離鎖啟動，完成開傘控制。3 . 高度速度開傘器開傘控制器在人和物離開飛機后下降至一定高度時判斷下降速度決定降落傘是否打開，為電子式。下文著重說明高度/時間開傘器。開傘器工作原理和結(jié)構(gòu)一、能源開傘器工作時所需要的能量是由壓縮彈簧 2 供給的。開傘器不工作時彈簧處于放松狀態(tài)(虛線位置)

6、開傘器工作前拉鋼索 1，將彈簧壓縮(實線位置)。開傘器工作時、彈簧恢復力做功、釋放能量 二、時間控制機構(gòu) 時間控制部分主要由一個輪系和一個無固有周期擒縱調(diào)速器組成。擒縱輪12 和擒縱叉 13 組成無固有周期擒縱調(diào)速器,開傘器工作前軟鎖針 15 插入慣性輪14 缺口中將整個機構(gòu)鎖住。壓縮彈簧的動作是在空投前事先作好的；當空投者跳出飛機。軟鎖針被拔出。此時在彈簧恢復力P的作用下，滑輪 3 推動制動塊4，使扇形齒輪 5 轉(zhuǎn)動。經(jīng)過三級升速齒輪傳動，運動和力矩傳到擒縱輪，使擒縱調(diào)速器工作。 圖示為擒縱調(diào)速器工作原理 由于彈簧 2 恢復力的作用，在擒縱輪上作用力矩M，使其逆時針轉(zhuǎn)動。當擒縱輪齒與擒縱輪叉

7、進瓦接觸時，在接觸點上擒縱叉的力為P1，P1沿進瓦的法線方向，偏離擒縱輪齒的回轉(zhuǎn)中心。P1力產(chǎn)生使擒縱叉逆時針轉(zhuǎn)動的力矩Ml擒縱叉逆時針轉(zhuǎn)過1角后，擒縱輪齒與進瓦脫開。在Ml作用下擒縱輪轉(zhuǎn)過一定角度后，另一個擒縱輪齒與擒縱叉出瓦相接觸。此時，輪齒作用于出瓦的力為P2，P2力產(chǎn)生使擒縱叉順時針轉(zhuǎn)動的力矩M2。當擒縱叉順時針轉(zhuǎn)過2角后，輪齒與出瓦脫開，在力矩M2作用下，擒縱輪又轉(zhuǎn)過一定角度。直到下一個齒與進瓦接觸，就這樣擒縱叉擺動一次，擒縱輪轉(zhuǎn)過一個齒。所需要的時間為一個周期。周期近似計算公式如下： 擒縱調(diào)速器可使彈簧的能量均勻釋放，輪系保持近似等速轉(zhuǎn)動，從而達到延時的功能。 三、高度控制機構(gòu) 高

8、度控制部分主要由真空膜盒組件和桿機構(gòu)組成。隨著高度的下降、氣壓逐漸增大，膜盒變形增大，由于變形與高度有這樣的關(guān)系，所以可以利用膜盒變形控制高度。當扇形齒輪轉(zhuǎn)過一定角度后，銷 6 與主動桿 7 接觸，扇形齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，銷 6 推動扛桿 7 帶動桿 8 轉(zhuǎn)動，當桿8 與膜盒中心軸O4相接觸時，時控機構(gòu)被卡住，停止了工作。當下降到所調(diào)高度時，中心桿下降到上平板以下。桿 8 可繼續(xù)轉(zhuǎn)動，時控機構(gòu)繼續(xù)工作，直至制動塊轉(zhuǎn)到圖 3 虛線所示位置。此時滑輪 3 和彈簧恢復力作用下，在一瞬間將彈簧力釋放，把傘包打開實現(xiàn)開傘動作。 高度控制的調(diào)整，從開傘器側(cè)面的窗口中、可以看到控制高度的示值。將鑰匙插入開器后面

9、方孔中，轉(zhuǎn)動鑰匙，可以調(diào)整高度。高度刻盤上的示值是海拔高度，調(diào)整高度的刻度值，應該等于空投地區(qū)的海拔高度加開傘時人或物與地面的距離。 開傘器工作過程如下：開傘器工作時所需要的能量是由壓縮彈簧2 供給的。開傘器工作前拉鋼索1 ，將彈簧壓縮，儲存能量。開傘器工作時、彈簧恢復力做功、釋放能量。時間控制部分主要由一個輪系和一個無固有周期擒縱調(diào)速器組成。開傘器工作前軟鎖針15插入慣性輪14 缺口中 ，將整個機械鎖住。拉鋼索1 ，將彈簧2 壓縮（實線位置）。當空投者或物離開飛機，軟鎖針被拔出。此時在彈簧恢復力P 的作用下、滑輪3 推動制動塊4 ，使扇形齒輪5 轉(zhuǎn)動。經(jīng)過三級升速齒輪傳動，運動和力矩傳到擒縱

10、調(diào)速器（由擒縱輪和擒縱叉組成）它可使彈簧的力均勻釋放，輪系近似等速轉(zhuǎn)動。由于扇形齒輪5 與其上的制動塊4順勢一起轉(zhuǎn)動，經(jīng)過一定時間后，當制動塊最外端與滑輪3 圓周右側(cè)邊界點脫開時，彈簧釋放，帶動鋼索1 將傘包上的鎖扣開啟。高度控制部分主要由真空膜盒組件和桿機構(gòu)組成。隨著高度的下降、氣壓逐漸增大，膜盒變形增大，因此可以利用膜盒變形控制高度。當扇形齒輪5 轉(zhuǎn)過一定角度后，其上的銷6 與主動桿7 接觸，扇形齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，銷6 推動扛桿7 帶動桿8 轉(zhuǎn)動，當桿8 與膜盒中心桿O4 相接觸時，時控機構(gòu)被卡住，停止了工作。當下降到所調(diào)高度時，中心桿下降到上平板以下。桿8 可繼續(xù)轉(zhuǎn)動，時控機構(gòu)繼續(xù)工作，直

11、至彈簧被釋放把傘包打開。開傘器參數(shù)的設(shè)計一開傘器能源（力彈簧）分析計算一己知條件:1彈簧釋放力：；2沖程：；3對應時控機構(gòu)彈簧的行程：；4彈簧預緊力為釋放力的0.21倍；5容納彈簧絲的鋼管內(nèi)徑為18mm；6外內(nèi)彈簧釋放力之比為。二雙層彈簧（內(nèi)外彈簧）設(shè)計：1.彈簧受力分析由選用材料為碳素彈簧鋼絲D級，查表得，；2.大彈簧設(shè)計：初選，大彈簧中徑：；彈簧絲直徑：。查表得：已知取已知：3.小彈簧設(shè)計：初選，大彈簧中徑：；彈簧絲直徑：。查表得：已知取已知：二開傘器時控機構(gòu)計算一組成：1杠桿機構(gòu)：線位移轉(zhuǎn)變角位移；2齒輪傳動：三級增速傳動；3擒縱調(diào)速器：使彈簧能量均勻釋放。二已知條件：1調(diào)速器周期：T

12、= 0 . 032 秒；2總的延遲時間：5.5秒；3擒縱輪齒數(shù)：z = 20 ；4齒輪總傳動比138。三齒輪系設(shè)計：1齒輪系各參數(shù)的計算：選擇模數(shù)。減速傳動傳動比從大到小.原則，選擇傳動比。選擇扇形齒輪齒數(shù)：;選擇中心輪齒數(shù)：;選擇棘輪齒數(shù)：;選擇擒縱輪齒數(shù)： 。變形系數(shù)：； ?。?。 ； ?。??？倐鲃颖?。 2各齒輪幾何尺寸計算1代表扇形齒輪；2代表中心輪；3代表棘輪；4代表擒縱輪。各輪分度圓直徑：;。各輪齒頂圓直徑：;。四、扇形齒輪轉(zhuǎn)角和指針轉(zhuǎn)角已知 4S對應角度：0.5S對應角度：1S對應角度：五畫出結(jié)構(gòu)圖：三開傘器高控機構(gòu)計算一控制原理：利用螺旋來調(diào)節(jié)控制高度與膜盒中心桿位置的對應關(guān)系。二

13、已知條件：1高度控制范圍：500m7000m2零件對應500m（716mmHg）3轉(zhuǎn)300°對應7000m（307.85mmHg）。3螺旋參數(shù)：p=0.75mm，s=1.5mm，z=2。三設(shè)計E型膜盒（已知特性尺寸）1初選E型膜盒材料： 直徑735mmHg=初選E型膜盒直徑：D=45mm設(shè)計膜盒組件結(jié)構(gòu)如下：2膜盒相關(guān)參數(shù)設(shè)計兩個模片的位移（一個膜盒由兩個模片組成）：E型膜盒的相對靈敏度： 由圖查得D/h=430模片的安全系數(shù)驗算：最大壓強：取海平面標準壓強：由圖查得：非線性度為2.7%；破損壓強約為模片的安全系數(shù) 滿足要求。開傘器形狀尺寸的設(shè)計一、制動塊的設(shè)計制動塊畫圖設(shè)計如下：已

14、知：設(shè)：而已知初選同時選取制動塊中心軸為二、桿機構(gòu)的設(shè)計桿機構(gòu)的設(shè)計示意圖如下：設(shè)計參數(shù)如下：（以扇形齒輪中心為（0 , 0）點；x軸水平向左；y軸垂直向上）扇形齒輪長銷中心：（0, 17）；杠桿1中心：（2, 10）；杠桿1與杠桿2交點中心：（0, 46）；杠桿2中心：（57, 5）；膜盒中心：（68, 25.5）。機構(gòu)調(diào)整方法使用下夾板上的小齒輪，調(diào)整膜盒伸出量的大小，調(diào)整開傘高度。拆裝機芯時應調(diào)整指針指向5.5 S的位置。為保證各軸的軸向間距，應適當?shù)脑黾訅|片。改進意見時間和水平有限，圖上有很多細節(jié)錯誤和設(shè)計不足。由于開傘器有實際體積的限制，而在現(xiàn)有的設(shè)計方案中，進行齒輪傳 動軸的位置設(shè)

15、計時，都只是在不斷嘗試，保證在滿足體積要求的前提下，獲得合理的設(shè)計方案，并不是最優(yōu)的設(shè)計。建議進行優(yōu)化設(shè)計，可以在確定各個齒輪的齒數(shù)、模數(shù)的前提下，利用最優(yōu)化方法，以整體尺寸最小為目標，以各個齒輪不相交為約束，來確定各個齒輪軸的位置。 這樣就可以有效減小整體尺寸了。書上螺母的數(shù)距嚴重不足，使我們在螺母上花的時間也相當?shù)亩?，后來我們通過在圖書館借的國內(nèi)外標準設(shè)計手冊才找到我們所需要的螺釘和螺母。所以，我覺得我們這門課應將所需要的數(shù)據(jù)備全，沒有必要在選擇器件上花費太長的時間。我感覺我們這門課時相當緊張，中間夾著考研，使我們的課設(shè)浪費了很多寶貴的時間。所以我覺得我們課應該避開這些事，給同學們一個安靜

16、的環(huán)境進行設(shè)計。心得體會課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程?！鼻Ю镏惺加谧阆隆?，通過這次課程設(shè)計，我深深體會到這句千古名言的真正含義。今天認真的進行課程設(shè)計，學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)。說實話，課程設(shè)計真的有點累。然而，當我著手清理自己的設(shè)計成果，漫漫回味這兩周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消。雖然這是我剛學會走完的第一步，也是人生的一點小小的勝利，然而它令我感到自己成熟的許多，另外我有了一種“春眠不知曉”的感悟。 通過課程設(shè)計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心，細致。這次課程設(shè)計使我在工作作風上得到了一次難得的磨練。短