CN112623253A - 一种飞机吊舱升降电机输出转矩设计方法 - Google Patents

一种飞机吊舱升降电机输出转矩设计方法 Download PDF

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Abstract

一种飞机吊舱升降电机输出转矩设计方法，将不同载荷工况下的飞机吊舱的气动载荷和惯性载荷，等效到飞机吊舱重心处，提取最大载荷作为升降电机输出转矩的计算载荷，由计算载荷和飞机吊舱的几何参数，计算出丝杠载荷，根据丝杠载荷和丝杠螺纹螺距、摩擦角、丝杠与支座在螺纹间的摩擦系数、螺纹上升角、螺纹的平均直径参数，计算出电机的输出转矩。本发明能更方便、快捷、准确地计算飞机吊舱升降电机输出转矩。

Description

一种飞机吊舱升降电机输出转矩设计方法
技术领域
本发明属于飞机结构强度设计领域，尤其涉及一种飞机吊舱升降电机输出转矩设计方法。
背景技术
目前有很多国外飞机有改装需求，特别是加装飞机吊舱改装方面，飞机吊舱实现升降功能需通过电机驱动，电机输出转矩的设计是加装飞机吊舱的重要一个环节。现有技术中对电机输出转矩的设计通常需要依托原飞机设计状态的数据支持，周期长、报价高，电机输出转矩计算和设计在完全脱离原机和制造厂的情况下，国内还没有此类计算先例。
发明内容
本申请根据飞机改装的需求和现有技术存在的不足，提出一种飞机吊舱升降电机输出转矩的设计方法。
一种飞机吊舱升降电机输出转矩设计方法，基于飞机吊舱机构和升降电机，该飞机吊舱机构含有吊舱、安装托架、丝杠、滑轨和滑块，所述的升降电机的输出端通过丝杠带动与丝杠螺纹连接的安装托架，所述的吊舱固定在上述的安装托架上，安装托架通过滑块沿安装在飞机机体上的滑轨往复运动，实现升降功能；其特征在于包含以下内容：1)将飞机吊舱机构不同载荷工况下的气动载荷和惯性载荷，等效到吊舱重心处，形成吊舱在不同载荷工况下的等效载荷；2) 将吊舱不同载荷工况下的等效载荷进行比对分析，提取吊舱的最大等效载荷作为升降电机输出转矩的计算载荷；3)根据吊舱的计算载荷和飞机吊舱机构的几何参数，计算出丝杠载荷；4)最后再根据丝杠载荷和丝杠的设计参数，计算出电机的输出转矩。
本申请的有益效果在于：本申请提供的方法能准确、快速计算出飞机吊舱升降电机输出转矩，解决了飞机在改装时风险大、缺乏原始数据支持的难题。本发明提供的方法操作简单，实现了计算方法与流程的标准化，避免了不同研发人员在设计升降电机输出转矩时出现的结果误差较大，为相似设计问题提供了一种标准化的设计方法。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
图1是本发明飞机吊舱机构示意图。
图2是升降电机与安装托架关联示意图。
图中编号说明：1吊舱，2滑轨，3安装托架，4丝杠，5升降电机，6滑块。
具体实施方式
参见附图，本申请的飞机吊舱升降电机输出转矩设计方法，基于飞机吊舱机构和升降电机，该飞机吊舱机构含有吊舱1、安装托架3、丝杠4、滑轨2和滑块6，所述的升降电机5的输出端通过丝杠4带动与丝杠螺纹连接的安装托架3，所述的吊舱1固定在上述的安装托架3上，安装托架3通过滑块6沿安装在飞机机体上的滑轨2往复运动，实现升降功能。如何确定升降电机的输出转矩是本发明要解决的技术问题。
首先要获取飞机吊舱机构在不同载荷工况下的气动载荷和惯性载荷，将该气动载荷和惯性载荷等效到吊舱重心处，形成吊舱在不同载荷工况下的等效载荷。
将吊舱1在不同载荷工况下的等效载荷进行比对分析，提取吊舱1的最大等效载荷作为升降电机5输出转矩的计算载荷。具体设计计算时，定义该计算载荷在丝杠轴向的分量直接传递至丝杠4，定义该计算载荷在滑块6与滑轨2 产生的摩擦力传递至丝杠4。
最后再根据丝杠载荷和丝杠的设计参数，计算出电机的输出转矩。具体设计计算时，定义电机的输出转矩仅用于克服丝杠和安装托架配合螺纹间的摩擦力，定义升降电机的输出转矩在各零件之间的传递效率均为1，再根据丝杠载荷和丝杠的螺纹螺距、摩擦角、丝杠与支座在螺纹间的摩擦系数、螺纹上升角、螺纹的平均直径参数，计算出电机的输出转矩。

Claims (5)

1.一种飞机吊舱升降电机输出转矩设计方法，基于飞机吊舱机构和升降电机，该飞机吊舱机构含有吊舱、安装托架、丝杠、滑轨和滑块，所述的升降电机的输出端通过丝杠带动与丝杠螺纹连接的安装托架，所述的吊舱固定在上述的安装托架上，安装托架通过滑块沿安装在飞机机体上的滑轨往复运动，实现升降功能；其特征在于包含以下内容：1)将飞机吊舱机构不同载荷工况下的气动载荷和惯性载荷，等效到吊舱重心处，形成吊舱在不同载荷工况下的等效载荷；2)将吊舱不同载荷工况下的等效载荷进行比对分析，提取吊舱的最大等效载荷作为升降电机输出转矩的计算载荷；3)根据吊舱的计算载荷和飞机吊舱机构的几何参数，计算出丝杠载荷；4)最后再根据丝杠载荷和丝杠的设计参数，计算出电机的输出转矩。
2.如权利要求1所述的飞机吊舱升降电机输出转矩设计方法，其特征在于，在步骤3)计算丝杠载荷时，定义上述滑轨与滑块之间仅传递正压力和摩擦力。
3.如权利要求1所述的飞机吊舱升降电机输出转矩设计方法，其特征在于，在步骤3)计算丝杠载荷时，定义吊舱重心处的计算载荷在丝杠轴向的分量，直接传递至丝杠。
4.如权利要求1所述的飞机吊舱升降电机输出转矩设计方法，其特征在于，在步骤4)计算出电机的输出转矩时，定义电机的输出转矩用于克服丝杠和安装托架配合螺纹间的摩擦力。
5.如权利要求1所述的飞机吊舱升降电机输出转矩设计方法，其特征在于，在步骤4)计算出电机的输出转矩时，定义升降电机的输出转矩在各零件之间的传递效率均为1。
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