【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及直升机零部件设计，特别地，涉及一种主旋翼轴拉力轴承压板结构设计方法及轴承压板结构。
技术介绍
1、直升机传动系统是直升机的三大动部件之一，主减速器需要承受主旋翼的气动载荷和操纵载荷，并通过主减速器机匣将气动载荷和操纵载荷传递给机身平台。主旋翼轴将主旋翼产生的气动载荷通过轴承传递给主减速器机匣，典型主旋翼轴设置有2个轴承支点，自主旋翼轴的桨毂中心沿轴线往下，主旋翼轴的上端轴承是滚子轴承，仅承受主旋翼气动载荷产生的径向力载荷；主旋翼轴的下端轴承为双列球轴承组，不仅需要承受主旋翼气动载荷产生的径向力载荷，同时也需要承受主旋翼气动载荷产生的升力载荷。
2、压板的主要功能是约束主旋翼轴的轴向位移，在直升机运输过程中，压板需要承受主旋翼轴及主旋翼组件的重量产生的重力载荷，同时，在直升机飞行和着陆过程中，压板需要承受主旋翼轴及主旋翼组件的重量产生的垂直向下的过载载荷。相比于主旋翼在直升机飞行过程中产生的升力载荷，压板仅承受比较小的轴向压载荷，而且不承受弯矩载荷。
3、典型主旋翼轴的轴承压板结构仅承受比较小的轴向压载荷，而且不承受弯矩载荷，因此，压板与主减速器下机匣的连接螺栓的轴向力载荷不存在偏载现象，压板结构的抗偏载和抗剪能力很弱。如果主旋翼轴的底部设置主旋翼操纵系统机构，主旋翼轴的底部将会产生较大的轴向压力载荷和弯矩载荷，因此，需要加强压板结构的能力。
4、主旋翼轴的传统结构设计是设计者根据设计要求，按照实践经验，参考类似的工程设计，确定结构方案；然后进行强度、刚度、稳定性等各方面的计算，如
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种主旋翼轴拉力轴承压板结构设计方法及轴承压板结构，以解决常规主旋翼结构设计周期长、效率低的技术问题。
2、根据本专利技术的一个方面，提供一种主旋翼轴拉力轴承压板结构设计方法，包括如下步骤：
3、开展初始构型压板结构的载荷传递路径和载荷分析，获得初始构型压板结构的载荷传递路径和具体的载荷；
4、基于载荷传递路径建立了初始构型压板结构的非线性接触算法的有限元模型；
5、对非线性接触算法的有限元模型进行有限元仿真分析，获得初始构型压板结构的变形和应力，找到初始构型压板结构的强度薄弱区域；
6、针对初始构型压板结构的有限元仿真分析结构，并考虑销轴过盈装配，设计优化构型的主旋翼轴拉力轴承压板结构；
7、通过有限元非线性接触的仿真分析方法评估优化构型压板结构，验证优化构型压板结构是否满足设计要求。
8、可选的，所述初始构型压板结构的载荷传递路径包括轴向压力载荷fz的传递路径、弯矩载荷m的传递路径、轴承外环压板螺钉预紧力载荷f1的传递路径、轴承内环压板螺钉预紧力载荷f2的传递路径。
9、可选的，轴向压力载荷fz、弯矩载荷m通过试验测试获取。
10、可选的，所述轴承外环压板螺栓预紧力载荷f1通过公式计算获得，公式为
11、
12、公式中：t为拧紧力矩；qp为预紧载荷；ψ为螺纹升角；ρ’为螺纹副当量摩擦角；d2为螺纹中径；fe为螺母与被连接件或垫圈接触互压面组合的摩擦系数；d1为螺母支承面外径；d0为被连接件或垫圈孔直径。
13、可选的，所述基于载荷传递路径建立了初始构型压板结构的非线性接触算法的有限元模型包括如下步骤：
14、将几何模型导入静力学分析系统，然后进入model模块建立非线性接触算法的有限元模型；
15、载荷及约束边界条件设定；
16、设置有限元分析参数；
17、设置计算结果的输出参数；
18、查看计算结果。
19、可选的，所述开展初始构型压板结构的载荷传递路径和载荷分析，获得初始构型压板结构的载荷传递路径和具体的载荷还包括如下步骤：
20、通过公式计算主旋翼轴和大螺母的螺纹强度，包括剪切强度和弯曲强度，剪切强度计算公式为：
21、
22、公式中，τ为螺纹牙剪切强度；f为螺纹的轴向载荷；s为安全系数，取1.5；b为螺纹牙根宽度；z为旋合圈数，z＝l/p，l为旋合长度；kz为考虑各圈螺纹牙受力不均的系数，取kz＝0.625。
23、弯曲强度计算公式为：
24、
25、公式中σw为螺纹牙弯曲强度；f为螺纹的轴向载荷；s为安全系数，取1.5；h为螺纹牙工作高度；b为螺纹牙根宽度；z为旋合圈数，z＝l/p，l为旋合长度；kz为考虑各圈螺纹牙受力不均的系数，取kz＝0.625。
26、可选的，所述载荷及约束边界条件设定包括如下步骤：
27、将轴承内环压板处的螺钉预紧力载荷f2和轴向压力载荷fz的载荷传递路径进行简化，保留主旋翼轴用于传递载荷；
28、整个轴承在承受轴向压力载荷fz时，将轴承视为一个整体，保留轴承外环的上端面跟轴承衬套装配关系，以及轴承外环的下端面跟轴承外环压板之间的装配关系，将轴承、旋翼轴、轴承内环压板的载荷传递路径进行简化；
29、主减速器下机匣、轴承衬套、轴承外环、轴承外环压板、螺桩、垫圈和螺母之间建立接触单元模拟真实的装配关系。
30、可选的，所述设置有限元分析参数包括如下步骤：
31、施加螺桩的预紧力载荷f1；
32、施加螺桩的预紧力载荷f1和轴向压力载荷fz；
33、施加螺桩的预紧力载荷f1、轴向压力载荷fz和弯矩载荷m；
34、设置计算结果输出每一子步的应力、应变、节点载荷、接触单元的载荷。
35、可选的，所述设置计算结果的输出参数包括如下步骤：设置输出“totaldeformation”变形结果，“equivalent stress”当量应力结果、“maximun principalstress”最大主应力结果、“minimun principal stress”最小主应力结果，以及6个螺桩的“force reaction”支反载荷结果和“moment reaction”支反弯矩结果。
36、根据本专利技术的另一方面，还提供了一种轴承压板结构，其包括轴承外环压板、主减速器下机匣、压板和轴承衬套；轴承外环压板通过6个螺纹mj8×1.5的齿形螺桩跟主减速器下机匣联接，螺桩的拧紧力矩为13～14nm；压板的厚度为6mm，压板设计有轴向高度4.5mm的凸台跟拉力轴承外环接触装配，压板的凹台宽度为5.35mm；轴承衬套的轴向高度为51.5mm，径向厚度为2.6mm，轴承衬套内档边的轴向厚度9mm，径向宽度为8mm，轴承衬套外档边的轴向高度为10.5mm，外档边的宽度为18.6mm，外挡边跟主减速本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种主旋翼轴拉力轴承压板结构设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的主旋翼轴拉力轴承压板结构设计方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的主旋翼轴拉力轴承压板结构设计方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的主旋翼轴拉力轴承压板结构设计方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的主旋翼轴拉力轴承压板结构设计方法，其特征在于：
6.根据权利要求4所述的主旋翼轴拉力轴承压板结构设计方法，其特征在于：
7.根据权利要求5所述的主旋翼轴拉力轴承压板结构设计方法，其特征在于：
8.根据权利要求5所述的主旋翼轴拉力轴承压板结构设计方法，其特征在于：
9.根据权利要求5所述的主旋翼轴拉力轴承压板结构设计方法，其特征在于：
10.一种轴承压板结构，使用权利要求1-9任一项所述的主旋翼轴拉力轴承压板结构设计方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种主旋翼轴拉力轴承压板结构设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的主旋翼轴拉力轴承压板结构设计方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的主旋翼轴拉力轴承压板结构设计方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的主旋翼轴拉力轴承压板结构设计方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的主旋翼轴拉力轴承压板结构设计方法，其特征在于：
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘星，邓平平，王俊，李坚，尹凤，王永红，万振华，曹市城，赵思波，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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