HB 7832-2008 飞机运动机构模型定义与装配要求.pdf

1、目、户，IA HB 7832-2008 前言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1 范围. 2 规范性寻|用文件.3 术语和定义.4 运动机构模型的分类5 一般要求. . . 5.1 环境设置.5.2 坐标系定义.25.3 定义与装配流程.26 原理模型的定义与装配要求. . .2 6.1 原理模型的定义.26.2 原理模型的运动分析.27 运动模型的定义与装配要求. . . . . .2 7.1 7.2

2、7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 三维零件的建模.2机构模型的装配.2固定元件的定义.3运动副的定义.3驱动命令的定义.自由度的检查运动模拟.3空间分析.37.9 结果和数据输出. . . . . .,. . . .4 8 演示模型的定义与装配要求8.1 演示模型的定义.58.2 演示模型的运动分析.59 飞机典型运动机构模型定义与装配要求. . . . . .5 9.1 起落架.59.2 舱门.69.3 面、舵面.9.4 操纵系统.6附录A附录B附录C(资料性附录)(资料性附录)(资料性附录)飞机运动机构模型定义与装配流程.8基于CATIAV5的运动机构模型定义与装配实例. .

3、 . . . .9 CATIA常用运动副类型与简化形式. . .19 、HB 7832-2008 飞机运动机构模型定义与装配要求1 范围本标准规定了飞机运动机构模型的分类、定义与装配要求。本标准适用于飞机运动机构模型的构建，其他航空产品可参照执行。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包含勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。HB 7756.1-2005基于CATIA建模要求第1部分:通用要求HB 775

4、6.2-2005基于CATIA建模要求第2部分:坐标系HB 7773.1-2005基于UG建模要求第1部分:通用要求HB 7803-2006 飞机数字化预装配通用要求3 术语和定义HB 7756.1-2005、HB7756.2-2005、HB7773.1-2005和HB7803-2006确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3. 1 运动机构kinematics 由运动副将若干个元件连接而成，并保证各元件在平面或空间内按照一定规律运动的结构体。注z元件指运动机构的基本组成单元，可以是零件或部件，也可以是组件。3.2 运动模拟kinematic simulatioD 在计算机环境下，对所定义的运

5、动机构进行运动轨迹计算、显示与检查的过程。4 运动机构模型的分类运动机构模型按其功能及用途可分为:a) 原理模型根据机构运动原理建立的模型，用于确定机构的边界条件，协调各机构构件的理论参数。b) 运动模型根据原理模型构建的由三维模型组成的运动机构模型，用于确定相关元件的空间儿何尺寸，用作运动机构元件之间间隙及干涉检查。需协调的元件为真实尺寸三维模型，不需协调的元件可简化为必要的点、线、面及边界条件。c) 演示模型主要用于演示运动原理和空间运动轨迹，一般是从原理模型或运动模型转化而来。演示模型中各个元件应使用轻量化模型。5 一般要求5. 1 环境设运动机构模型定义与装配前应进行环境设置。在同一个

6、工程项目中系统的主要环境设置应由系统管理员来进行统一的定义和设置。HB 7832一2008b) 对于运动元件的装配可按以下两种方式进行:1) 先按其位置与其它元件进行装配，再定义运动副;2) 直接定义运动副，此时应注意校核其装配位置是否准确。7.3 固定元件的定义在运动模拟中始终保持静止的元件应定义为固定元件，且每一个运动机构应至少定义一个固定元件。7.4 运动副的定义运动副的定义应该真实反映运动机构本身实际情况。CATIA中提供的一些常用运动副类型参见附录C.l。对于不能直接定义的运动副，在保证对整个运动机构的运动原理没有影响的情况下，可以进行简化。CAITA中常用简化形式参见附录C.2o7

7、.5 驱动命令的定义驱动命令指驱动运动机构实现角度或直线运动的命令。可以在创建运动副时或创建运动副后定义驱动命令。定义驱动命令应根据运动真实驱动情况，把实际运动的主动元件的运动定义为驱动命令。7.6 自由度的检查一般要求运动机构的自由度个数与驱动命令个数相等。在运动副定义好后，通过运动机构分析确定该运动机构的自由度并判断是否能够进行运动机构模拟。7.7 运动模拟7.7. 1 运动模拟的一般要求机构的运动模拟一般应符合以下要求:a) 运动模拟要求对各元件的运动轨迹和终点位置进行真实、准确模拟。b) 运动机构的模拟有命令驱动和规律驱动两种方式。规律驱动需要建立运动规律，一般情况下用命令驱动就可以模

8、拟机构的运动。c) 运动机构的模拟宜采用可记录方式模拟，创建可重复编辑的模拟。7.7.2 单套运动机构的模拟大部分产品只有一套运动机构或可以简化成一套运动机构，对于单套运动机构的模拟，按顺序分别改变不同命令的数值来实现各运动副的运动。7.7.3 多套运动机构的模拟对于多套运动机构的模拟，可分以下两种情况执行:a) 对于多套运动机构在同一产品下，可在一个运动机构中建立几个相对独立的可模拟的单套运动机构，通过控制单套运动分机构中命令的激活顺序和数值，从而进行整个机构的模拟;b) 对于多套运动机构不在同一产品下，而在下级产品中时，应该分别在下级产品完成各自运动机构的定义，然后按顺序依次调入到本级产品

9、中，在调入后与本级的运动机构共同进行模拟。7.7.4 运动规律和运动规则的运用运动规律和运动规则一般适用于复杂机构。运动规律是在机构中进行时序控制的工具，运动规律中命令都是时间的函数，通过控制驱动命令在时间轴上参数的变化以符合机构模拟的要求。运动规则是在机构中进行条件控制的工具，运动规则主要是运用条件判断语旬，来判断机构中各参数运行的条件，从而通过控制机构的运动状态以符合机构模拟的要求。7.8 空间分析7. 8. 1 空间分析的内容运动机构的空间分析有两个方面:a) 间隙检查在运动模拟的过程中检查两元件实体间的问隙，使用间隙检查命令，选择需检查的两元件，就3 HB 7832-2008 b) 控

10、制点轨迹输出元件的控制点轨迹输出应使用轨迹扫描命令，控制点扫过的空间位置会留下一系列点，从而生成一个相对应的轨迹输出文件。7.9.2 动画输出在建立机构模拟后，可对该模拟建立重放动画或直接输出可用播放器播放的视频文件。8 演示模型的定义与装配要求8. 1 演示模型的定义演示模型一般使用轻量化模型代替运动机构的三维模型，再按照顺序依次重新定义运动副和驱动命令。8.2 演示模型的运动分析演示模型的运动分析包括:a) 原理演示分析由机构原理模型关联各元件的轻量化模型演示机构运动原理:b) 运动演示分析从机构运动模型转化而来，各元件使用轻量化模型代替三维模型，演示机构实体运动。9 飞机典型运动机构模型

11、定义与装配要求9. 1 起落架9. 1. 1 概述起落架的运动机构主要包括:前轮转弯操纵机构、起落架收放机构、锁定机构以及起落架舱门收放机构。在设计的各个阶段应根据实际需要建立相应的运动机构模型进行分析。9. 1. 2 前轮转弯操纵机构对于前轮转弯操纵机构，应建立运动模型，模型应真实反映前轮转弯的驱动过程和运动原理。前轮转弯操纵机构空间分析主要检查的内容有:a) 转弯角度是否满足设计要求:b) 前轮转动范围内是否与其它元件发生干涉:c) 间隙是否满足要求:d) 止动块设计是否协调。9.1.3 起落架收放机构对于可收放式起落架，在方案阶段可建立原理模型来确定收放型式和运动轨迹，在详细设计阶段要求

12、建立运动模型来模拟起落架的收放过程。基于CATIAV5的前起落架收放机构模型定义与装配实例可参见附录Bo起落架收放机构的空间分析主要检查的内容有:a) 收放是否按设计轨迹运动:b) 能否达到收起和放下两极限位置:c) 在收放过程中是否与其它元件发生干涉:d) 在收放过程中各元件间隙是否满足要求等。9. 1. 4 锁定机构锁定机构有上位锁和下位锁之分，也有上、下位锁合一的机构。对于锁定机构，要求建立运动模型。锁定机构的空间分析应与起落架收放机构共同进行，空间分析检查的内容有:a) 起落架收上(放下)到位后锁定机构能否顺利上锁和开锁;b) 运动元件与其它元件是否发生干涉、间隙是否满足要求等:c)

13、有挠度要求的撑杆锁一般都是收放机构的组成部分，空间分析时应检查起落架收放到位后撑杆的挠度是否达到设计要求。9.1.5 起落架舱门收放机构5 HB 7832一2008对于用柔性钢索传递机械操纵运动的系统，其运动机构可简化为连接钢索的滑轮的转动，但必须计算好传动比，以反映真实的操纵系统。软式操纵系统空间分析检查的内容有:a) 钢索通过的空间与临近结构有无干涉:b) 钢索与临近结构间隙是否满足要求。9.4.3 硬式操纵对于用摇臂、拉杆等传递机械操纵运动的系统，在方案阶段要求建立原理模型确定传动方式以及传动比，在详细设计阶段应建立机构的运动模型。硬式操纵系统空间分析主要检查:a) 运动元件是否按设计轨

14、迹运动:b) 操纵面的运动是否符合设计要求:c) 在运动过程中是否与其它元件发生干涉:d) 在运动过程中各元件间隙是否满足要求。9.4.4 混合操纵由柔性钢索、摇臂、拉杆等共同传递机械操纵运动的系统，具体要求可分别按照软式操纵和硬式操纵。7 HB 7832-200B 附录B(资料性附录)基于CATIAV5的运动机构模型定义与装配实例B.1 概述以飞机前起落架收放机构作为运动机构模型定义与装配的实例。在CATIAV5中，飞机前起落架收放机构定义和装配的具体步骤参见B.2B.12oB.2 系统环境设置对CATIAV5系统环境作以下设置:a) 打开工具(Tools)一选项COptions)一基础结构

15、(Infratructure)-高速缓存管理CCacheManagement)气设置使用高速缓存系统(Workwith the cache system) 为选中状态，并设置缓存目录及缓存大小;b) 打开工具(Tools)一选项(Options)-常规(General)一显示(display)一性能(Performances) ，并修改显示精度，以提高运动机构的动态显示速度，使运动流畅。B.3 建立机构原理模型在草图中建立前起落架收放机构原理模型，如图B.1所示:a) 进入CATIA零件设计工作环境，选择原理模型定义平面，在工具栏中点击草图绘制器(Sketcher)命令或者在菜单栏中选择插入(

16、Insert)-草图绘制器(Sketcher)，进入草图绘制:b) 根据边界条件，建立线架模型，确定机构运动原理。B.4 分析机构运动原理V UO 图B.1 -气ir -_一-21-前起落架收放作动筒提供起落架收起和放下的动力。改变作动筒长度驱动原理模型运动，根据机构的边界条件，协调各元件的几何参数，如图B.2所示9 HB 7832-2008 b) 在儿何视图或结构树中选择要固定的元件:c) 系统自动执行固定元件，并在结构树上、标识出来。, B.7 定义运动副B. 7. 1 I定义缓冲支柱与支柱转轴的转动副技以下几个步骤完成缓冲支柱与支柱转轴的转动副的定义:1) 在运动副工具栏中点击转动副(R

17、evoluteJoint)命令，弹出创建运动副对话框，如图B.5所示:飞飞dmv俨到24、川d蓝l iE J A jz飞出b叫阴阳回il:ry:Line 1厂llneZ:! 阳刚广-f二一一一一阴阳21, 口Am:j，edriw,m 二一险陆对商也rn.l，DOf.O 沁htLlmls -如_,. -一_.-r-白白白而嚼-4叫11mt:同日币汇00.咽陌丽offi 品抽武阳帽咄旷咆)fl.， 1 (tullsl. J由也阳、 _，一咱可，也一-d凶. 土吨EJi旦旦i图B.52) 根据对话框内的要求选择对应轴线、平面:3) 点击确定确认操作，完成定义，运动副在结构树上标识出来。B. 7.2

18、定义缓冲支柱与收放作动筒的万向节连接按以下几个步骤完成缓冲支柱与收放作动筒的万向节连接的定义:1)在运动副工具栏中点击万向节(UniversalJoint)命令，弹出创建运动副对话框，如图B.6所示:们ndo:icl，1 (SFzdtOllQ，5Fhllo.，i) (m时。在山阳明叫)飞r-.1 fr善阴阳hnlsm.l，阳4窜去黯撑院立?Sier-民主JM时叩ne:(1 Jo辽了一句nJ:1 )Oin地阴阳晒try:5pin2: r 蝇他SZE军J 1II11! J 图B.62) 根据对话框内的要求选择对应轴线;3) 点击确定确认操作，完成定义，运动副在结构树上标识出来。11 HB 7832

19、-2008 ZLa , 际可面_. . .，.， -圄晶晶晶血肉，: 工i王I.睛耀:民剧升k省、机构分析(MechanismAnalysis.) ，弹出机构分析(MechanismAnalysis)对话框，如图B.ll所示，提供运动机构的下列特性: 13 HB 7832-2008 ?年tpUco!tlons.vhmm 7阳阳酬.1，DOF-。;. )J捕、ts.目c州呻旧1.1(SFzdtong,SFhuosi) 1呼R制e，l(rrtechnic，问吨叫)T事C曲曲icaI，2(1由是俑，her唱a咄国Rqd.l(tulun.l，阳回)?因R刷2(t呱川，阳哺呻t. Revolute .2

20、 (xz坷，fnb.l) ?训民h阳e肝v由e.3(;忻h抽也削叫2巳，f抽n由b.1) ;训h咄H阳阳叫，f协咱!-1 lllQid.3 (lru阳，阳回)H￥Revolute.5 (hen吼叫，ZWhu制+训Revolute.6()(肉，ZW叫叫)t-￥tc如毗乱3(ZWh.Josl，zw.吼叫t-哥哥C仲、drici.以向，阳咂叫.1rf良制句tre，k.nz阳)、.(，.F侃Tooeth町1(山1，1 ，因此ton，lunzn阳，tre). U Joint.l (陆吨叫，SFhuo四)t- f S, .1 (me巾贺:，5Flcl:or咄剧3问e阳时sm:iMechnl帆1巳田阳苟地1

21、-0.78喝传9s市面- - 凹E丽王一F!441J回国国国C.-咽。20 hi一-lEE铠J主型烧LLj应旦旦-!/. C(Il(llf回、叫巳呱roiCaI.l，ler唱h)E cmm时2(C州呻ical.2，Len依旧E EmmN3(饷由ic!ll.3，le-咱呻E Comm . 币，(C曲曲缸.1J街响口豆34图B.12B, 10.2建按以下儿动画机前起落架收放、动画z1)在工具栏中点击模拟(Simulation)命令，弹出选择对话框，如图B.13所示:同et.回国l。.ucan select your simulation objects :lANDING GEAR d磁融.,;)

22、0巳J_车出丛图B.13 2) 的模拟对象，点击确定(OK)进行确认:(Edit Simulation)对话框中，如图B.14所示，点击插入(lnsert)插入记录位置:Edit Sim凶。n堕I!口i口A?Yn咄?i J巴旦凹E史1巳U!L-JjL甲吐q咀1!itLL.R且世旦副j一虫jI?口Aul口m旧atlcinser此I -. .一-一一一一一-一一，Interference 一一-: DIS恼nce一一n叶4!Edit -;二可指融wJ OKJ J Canezu 图B.14 ,4) 操纵机构运动(利用控制窗口或滑动条)，再次点击插入(Inse此)记录改变位置，如图B.15所示，15

23、, HB 7832-2008 3) 点击确定确认操作，完成定义，分析项目在结构树上标识出来;4) 双击结构树上的运动模拟(Simulation.l)，弹出模拟编辑(EditSimulation)对话框，如图B.18所一刁可:，:r.nll:节前町用vU11Ili U:;.-II I i Ir一一-口Ani:nateviewpoint 口阳tonlticins刨|时erf，田ence一一一-，D阳lance图B.185) 点击编辑分析(EditAnalysis) , B.19所示:弹出仿真中编辑分析(EditAnalysis In Simulation)对话框，M 图B.19如图6) 点击添加(

24、Add)并所示:出窗口中选择距离1(Distance 1) ，点击确定(OK)确认操作，如图B.20EEhi 一一一二三士1陆, Distance.l ._ . 、一图B.207) 辑(EditSimulation)对话框中间(ON) ，如图B.21所示:17 , 附录C(资料性附录)CATIA常用运动副类型与简化形式C.1 运动副类型CATIA V5软件中提供的一些常用运动副类型，如表C.l所示。表C.1运动副类型运动模块上的菜单转动副柱副刚性连接点两条曲线的相对滑动副两条曲线的相对滚动副点在曲面上运动副万向节副变速齿轮传动副齿钢索传动副C.2 运动副简化形式Revolute Joint P

25、rismatic Joint Cylindrical Joint Screw Joint spherical Joint Planar Joint Rigid Joint Point Curve 10int Slide Curve Joint Roll Curve Joint Point Surfae Joint Universal Joint CV Joint Gear Joint RackJoint Cable Joint C四AV5软件中运动副常用简化形式，如表C.2所示。实际运动副连杆两端球绞连接中移动凸轮运动机构表C.2一端使用Spherical.一端使用Universal在滑槽中建立轨迹使用PointCurve 在凸轮上建立轨迹使用PointCurve HB 7832-2008 图标