1、机械原理课程设计 - 1 - 一、选题一、选题： 直升机变桨距机构 二、应用背景二、应用背景 直升机是以航空发动机驱动旋翼旋转作为升力和推进力来 源，能在大气中垂直起落及悬停并能进行前、后飞、定点回转等 可控飞行的重于空气的航空器。 直升机的突出特点是可以做低空(离地面数米)、低速(从悬 停开始)和机头方向不变的机动飞行，特别是可在小面积场地垂 直起降。由于这些特点使其具有广阔的用途及发展前景。在军用 方面已广泛应用于对地攻击、机降登陆、武器运送、后勤支援、 战场救护、侦察巡逻、指挥控制、通信联络、反潜扫雷、电子对 抗等。在民用方面应用于短途运输、医疗救护、救灾救生、紧急 营救、吊装设备、地质
2、勘探、护林灭火、空中摄影等。海上油井 与基地间的人员及物资运输是民用的一个重要方面。 直升机的这些突出特点很大程度上取决于旋翼和尾桨桨距 的变化。调节旋翼桨距的大小可改变升力，旋翼桨距增大，升力 随之增大，反之减小；调节尾桨桨距的大小可使由它产生的推力 变大或变小，以此来控制直升机机头的转向。 三、主要设计要求三、主要设计要求 通过调节操纵杆， 改变桨距的大小。 各个构件的运动过程中， 机械原理课程设计 - 2 - 不发生相互干扰，传动具有较高的的稳定性和准确性，力学性能 稳定，不产生大的冲击。 四、设计方案汇总及评价四、设计方案汇总及评价 连杆机构中的运动副为面接触，接触面压强小，因而承载能
3、 力大，此外连杆机构制造简单，可以设计出各种巧妙的机构来实 现多种动作和运动规律。直升机变桨距机构中，所需的承载能力 比较大，因此，采用了较多的连杆机构。采用双摇杆或摇杆滑块 机构实现桨距的调节，采用连杆机构实现较大的机械增益。 综和上述要求，共设计出四个方案，如下所示： 方案一 机械原理课程设计 - 3 - 方案二 方案三 机械原理课程设计 - 4 - 方案四 方案评价：方案一的圆柱凸轮同时作为环状滑块，在主 轴外滑动，机构较为灵巧，机构紧凑，但凸轮易磨损，长时 间使用容易运动不顺畅，而且制作难度大，成本高；方案二 的连杆直接与滑块铰接，可实现同样的功能，结构紧凑，但 易与其他构件的运动产生
4、干扰；方案三的滑块不与主轴接触， 不和其他构件发生干扰，结构比较松散，不容易使每个桨叶 的控制对称传动的稳定性不强；方案四采用了两个滑块，能 机械原理课程设计 - 5 - 和运动规律的前提下，避免了不同构件间的运动干扰，传动 的稳定性和准确性较高，制造简单，成本低，但构件较多。 综合考虑，选择方案四最为最终的方案，方案四和其他方案 相比，虽然构件较多，但都不难制造，而且性能相对比较好。 五、运动分析五、运动分析 1.建立坐标系如下图所示 2.程序设计框图 机械原理课程设计 - 6 - =80?=80? 开始开始 用单杆件运动分析计算用单杆件运动分析计算 b b 点的位移、点的位移、 速度、加速度速度、加速度 用单杆件运动分析计算用单杆件运动分析计算 b b 点点 的位移、速度、加速度的位移、速度、加速度 输入已知数据输入已知数据 用用 RRPRRP 双杆组运动分析计算双杆组运动分析计算 c c 点点 的位移、速度、加速度的位移、速度、加速度 用用RRRRRR 双杆组运动分析计算双杆组运动分析计算f f 点的位点的位 移、速度，杆移、速度，杆 fgfg 转角转角 机械
