CN207875977U - 一种复合材料桨叶叶根连接结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于机械结构设计，涉及一种复合材料桨叶叶根连接结构。本实用新型为实现复材主承力件碳大梁与金属叶根的可靠连接，先将碳大梁铺放在金属叶根上，碳大梁由多层碳纤维单向布和缎纹布构成；再在金属叶根弧形表面缠绕碳纤维，将碳大梁与金属叶根固定在一起。当螺旋桨旋转时，旋转带来离心载荷和气动载荷传递至叶根处，金属叶根的弧度外形和纤维缠绕能够防止碳大梁脱出，进而避免复合材料桨叶的损坏。叶根连接结构由原来个零件减少至个零件，本实用新型结构简单、重量轻、工艺性好，进而大大节约制造成本，明显提高经济效益。
Description
技术领域
本发明属于机械结构设计，涉及一种复合材料桨叶叶根连接结构。
背景技术
螺旋桨主要由金属桨毂和复合材料桨叶组成，见图1。为保证在起飞、爬升、巡航、着陆等所有飞行状态下，飞机螺旋桨均能保持最大效率，螺旋桨一般都会设计为自动变距螺旋桨，即：当飞行状态改变时，桨叶存在绕自身轴线旋转的运动。而桨毂并不存在这个方向的旋转运动，所以，需要在桨叶与桨毂定心轴之间增加轴承连接。由于复合材料无法满足轴承配合的高精度尺寸，需要在复合材料桨叶根部预埋金属叶根。
因此，为保证螺旋桨工作时复合材料桨叶不会甩出，进而对飞行安全造成严重影响，必须合理设计金属叶根与复合材料叶身之间的连接结构。现有的叶根连接结构见图2，共包含12个零件。这种结构的主要缺点是结构复杂、重量大、成型和装配工艺性差。
发明内容
本发明目的：
本发明技术方案：一种复合材料桨叶叶根连接结构，其特征在于，包括金属叶根1、碳大梁2、桨根缠绕纤维3、蒙皮4和泡沫5；碳大梁2铺于金属叶根1表面，泡沫5安装在上下两个碳大梁2中间，桨根缠绕纤维3缠绕在碳大梁2外侧，蒙皮4将所有零件包裹成一个整体，金属叶根包括弧度外形6和翼型段7。
所述金属叶根1为柱状结构，中心设有与桨毂配合的台阶孔，端面四周均布了减重孔。
所述金属叶根1顶端设有凸台。
所述碳大梁2为薄壁壳体，内腔形状与金属叶根1一致，由2个碳大梁2围合成为一个整体罩状结构，贴合在金属叶根1的外表面。
所述桨根缠绕纤维3是一种碳纤维，牌号为T700SC-12000-50C。
本发明的有益效果：本发明为实现复材主承力件碳大梁与金属定心轴套的可靠连接，先将碳大梁铺放在金属叶根上，碳大梁由多层碳纤维单向布和缎纹布构成；再在金属叶根弧度表面缠绕碳纤维，将碳大梁与金属叶根固定在一起。当螺旋桨旋转时，旋转带来离心载荷和气动载荷传递至叶根处，金属叶根的弧度外形和纤维缠绕能够防止碳梁脱出，进而避免复合材料桨叶的损坏。叶根连接结构由原来12个零件减少至5个零件，本发明结构简单、重量轻、工艺性好，进而大大节约制造成本，明显提高经济效益。
附图说明
图1——现有技术螺旋桨结构示意图
图2——现有技术叶根连接结构示意图
图3——本发明叶根连接结构示意图
其中，1-金属叶根，2-碳大梁，3-桨根缠绕纤维，4-蒙皮，5-泡沫
图4——金属叶根结构示意图
其中，6-是弧度外形，7-是翼型段
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
一种复合材料与金属叶根的连接结构，见图3。该连接结构由金属叶根1、碳大梁2、桨根缠绕纤维3、蒙皮4和泡沫5组成。金属叶根1起到连接金属桨毂与复合材料桨叶的作用，碳大梁2铺于金属叶根1表面用于承受螺旋桨工作过程中产生的载荷，泡沫5作为该结构的夹芯承受剪切载荷，桨根缠绕纤维3将碳大梁2固定在金属叶根上，蒙皮4将所有零件包裹成一个整体。金属叶根1的弧度外形6与桨根缠绕纤维7共同作用，起到固定碳大梁2的作用；为防止装配、拆卸及使用过程中复合材料桨叶相对金属叶根发生转动，在金属叶根上增加了翼型段7，见图4；金属叶根1为柱状结构，中心设有与桨毂配合的台阶孔，端面四周均布了减重孔；金属叶根1顶端设有凸台，减小刚度变化，增加载荷承受能力。碳大梁2为薄壁壳体，内腔形状与金属叶根1一致，由2个碳大梁2围合成为一个整体罩状结构，贴合在金属叶根1的外表面。桨根缠绕纤维3是一种碳纤维，牌号为T700SC-12000-50C。
本发明的叶根连接结构由原来12个零件减少至5个零件，本发明结构简单、重量轻、工艺性好，进而大大节约制造成本，明显提高经济效益。
Claims (5)
1.一种复合材料桨叶叶根连接结构，其特征在于，包括金属叶根(1)、碳大梁(2)、桨根缠绕纤维(3)、蒙皮(4)和泡沫(5)；碳大梁(2)铺于金属叶根(1)表面，泡沫(5)安装在上下两个碳大梁(2)中间，桨根缠绕纤维(3)缠绕在碳大梁(2)外侧，蒙皮(4)将所有零件包裹成一个整体，金属叶根包括弧度外形(6)和翼型段(7)。
2.如权利要求1所述的复合材料桨叶叶根连接结构，其特征在于，所述金属叶根(1)为柱状结构，中心设有与桨毂配合的台阶孔，端面四周均布了减重孔。
3.如权利要求1或2所述的复合材料桨叶叶根连接结构，其特征在于，所述金属叶根(1)有顶端设有凸台。
4.如权利要求3所述的复合材料桨叶叶根连接结构，其特征在于，所述碳大梁(2)为薄壁壳体，内腔形状与金属叶根(1)一致，由2个碳大梁(2)围合成为一个整体罩状结构，贴合在金属叶根(1)的外表面。
5.如权利要求4所述的复合材料桨叶叶根连接结构，其特征在于，所述桨根缠绕纤维(3)是一种碳纤维，牌号为T700SC-12000-50C。
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| CN108045559A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-05-18 | 惠阳航空螺旋桨有限责任公司 | 一种复合材料桨叶叶根连接结构 |
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2017
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