【航空工业行业标准(HB)】 航空机轮设计指南

中华人民共和国航空工业部部标准HB/Z126-88
航空机轮设计指南
1988-04-09发布
中华人民共和国航空工业部
1988-09—01实施
1总论
1.1机轮设计的一般要求
1.2机轮设计工作的主要程序及工作内容1.3·技术协议应规定的基本数据及文件1.3.1
有关规范设计的飞机数据
刹车主轮的设计数据
无刹车前轮的设计数据
刹车前轮的设计数据
1.4机轮主要指标的估算
机轮重量估算
刹车装置容腔估算
其它指标估算
2性能计算
2.1著陆滑跑性能计算
着陆滑跑性能工程估算
着陆滑跑性能计算.
刹车性能计算·
刹车力矩…
静刹车力矩
盘式刹车机轮的性能计算
2.2.4软管式刹车机轮刹车力压力计算·2.3热载计算
2.3.1软管式刹车机轮热库体容温度计算..2.3.2
盘式刹车机轮热库体容温度计算盘式刹车机轮各主要部位的温度估算3典型零组件结构设计
汽缸座
刹车壳体及其连接形式·
对接螺栓
回力弹簧
自动调隙机构…
轴承间隔衬套
热熔塞
密封结构设计
机轮的静不平衡度
（28)
（28)
（35)
3.11机轮转动惯量计算
4摩擦偶的设计…
4.1摩擦材料
对摩擦材料的要求·
4.1.2现用的摩擦偶材料
摩擦材料的物理机械性能
各种摩擦材料的摩擦性能
4.2摩擦偶的设计和计算
摩擦偶设计要则·
4.2.2摩擦偶主要参数的计算..
4.3刹车盘的结构形式
粉末冶金刹车盘的结构形式.
碳刹车盘的结构及其特点
4.3.3双金属刹车盘和单金属刹车盘的结构及其特点·.5强度计算和刚度计算
·般源则·
设计载荷的确定
主轮设计载荷
前轮设计载荷
机轮爆破压力
刹车装置设计载荷
5.3轮毂强度计算
轮缘壁
导轨槽凸台
盘式刹车装置强度计算
刹车壳体
汽缸座
刹车盘
连接件
5.5软管式刹车装置强度计算
5.5.1带单层加强板的刹车块
5.5.2带双层加强板的刹车块
5.5.3软管式刹车装置用回力弹簧5.6刚度计算
固定轮缘口部刚度计算
5.6.2刹车壳体承压盘处刚度计算2
（105)
（105）
（105)
（113)
（120)
（120)
（125）
5.7机轮轮毂的应力分析
单腹板轮毂的应力分析
轮毂的光弹实验
轮毂的电测实验
应力和变形分布图
6疲劳设计和寿命估算
6.1疲劳设计
6.2寿命估算
原始数据
应力计算
危险截面的疲劳曲线
载荷谱应力谱计算
损伤参数计算
寿命估算方法
6.2.7全寿命
6.3机轮疲劳试验后寿命评估
寿命评估的目的
寿命评估方法
7轴承计算
7.1按额定动负荷选择轴承
7.1.1动负荷计算
7.1.2算例
按静负荷选择轴承
机轮的外载荷及当量载荷的计算7.2.2
静强度计算
8试验验证
重要零组件试验
铸造的无内胎机轮的轮毂、轮缘的气密性检查粉末冶金刹车块试验
机轮对接螺栓试验
汽缸座密封性检查
热熔塞（不包括橡胶圈）试验
8.1.6自动调隙零件夹持力检查
8.2样品鉴定试验
机轮径向载荷试验
（165)
（167)
机轮径侧向联合载荷试验
机轮爆破压力试验
刹车性能试验
8.2.5破坏刹车力矩试验
8.2.6刹车装置耐压试验·
刹车装置耐久性试验
机轮强度试验后的验算
机轮和刹车装置变形千扰验算
附录A
附录B
附录C
附录D
附录E
附录F
附录G
六节点三角形环状等参元FORTRAN计算程序（补充件）六节点三角形环状等参元FORTRAN语言程序说明（参考件）.着陆滑跑性能计算（参考件）
平均当量动负荷计算（参考件）…常用单位换算（参考件）：
机轮用主要材料的物理机械性能（参考件）.轮胎与地面间的摩擦系数（参考件）：附录H
机轮尺寸系列（参考件）
附录1
轮胎和刹车胎有关参数（参考件）.附录
阻力伞设计计算参考件）
附录K
航空机轮专业技术量符号（参考件）(167)
.…(182)
中华人民共和国航空工业部部标准航空机轮设计指南
HB/Z126—88
本指南包括了航空机轮设计要求，性能计算和热载计算、结构设计、摩擦偶设计、强度和刚度的计算及验算，疲劳设计、寿命估算和寿命评估，轴承选择及试验验证等内容。1总论
1.1机轮设计的一般要求
1.1.1自行设计机轮的性能、强度及寿命等重要方面应符合HB5648《航空机轮和刹车装置设计规范》的规定。其设计参数和指标应满足技术协议书的要求。对测绘和改型设计的产品，可以根据实样及原始资料的具体情况另作规定。1.1.2机轮的规格尺寸应在HB5649《航空机轮系列型谱》规定的范围内选用，尽可能避免设计系列外规定的机轮。在结构设计中应尽量选用标准件、通用件及标准的结构要素，以提高产品的标准化、系列化程度。
1.1.3机轮通用的加工、装配及试验要求，已在HB5651《航空机轮通用技术条件》中作了规定，如无特殊要求，则无须在产品设计资料中赞述。超出上述标准的要求应在图纸和技术条件中注明。
1.1.4由于新机在研制过程中数据可能变动，为节省人力物力，机轮的性能和强度均应考虑10%的设计储备。但对于测绘仿制或改进改型的老机种，数据比较稳定，可以不留储备系数。在机轮设计中，下列诸值应乘以储备系数1.1a.主机所给的设计载荷值。
b.计算机轮爆破压力、破坏刹车力矩和轴承外载荷用的轮胎工作压力、停机载荷等原始数据。
c，主机提供或按公式计算所得的刹车动能。此外摩擦偶的比压、线速度、刹车功率、温度限制等均应留有适当的余地。上述储备系数仅在设计和计算中加以考虑，而不应提高产品技术条件的数据或指标。1.1.5刹车装置的选材和设计应综合考虑下列几种状态的要求：a.在正常动能状态下，应满足刹车性能（摩擦偶刹车力矩特性）的要求。b.摩擦材料的热承载能力、轮毂、汽缸座以及各部分的温度限制应按大动能和连续刹车状态来考虑。
c.刹车装置各部分零件的热强度应按在中止起飞状态下能安全地刹停飞机的条件计算。d、刹车装置的寿命应按通用技术条件规定的试验条件和标准进行评定。e.按发动机额定推力在干水泥跑道土能刹住机轮的条件设计机轮的静刹车力矩。航空工业部1988-04-09发布
1988-09-01实施
HB/Z126-88
1.1.6对于热库体容温度较高的刹车机轮，应采取必要的隔热和过热保护措施，以防止轮胎因过热而引起的爆破，以及轮毂和汽缸座，活塞组件因过热发生的损坏。为了防止刹车装置的过热，应规定刹车盘和汽缸座的极限温度以及允许再次使用刹车的起始温度，并在设计上考虑合适的测量位置和方法。无内胎轮胎的过热保护可以采用热熔塞，其安装位置应在靠近轮胎结合面温度较高，且易于拆卸和更换的区域内，一个机轮上至少有三个热熔塞沿圆周分布。1.1.7刹车体容温度过高或要求连续刹车的机轮，应采取强制冷却措施，特别是碳刹车机轮更要考虑设计有风冷装置，以减少碳盘的氧化，防止结构零件的过热。强制冷却装置可以是机载的或是地面的。
1.1.8刹车盘应设计有足够的，而且合理的松刹车间隙。随着刹车盘对数的增多，松刹车间隙也须相应加大。一般每一对刹车盘的间隙为1mm左右。对于碳刹车、盘、松刹车间隙可减小。1.1.9为了保证刹车性能不致因刹车盘磨损、松刹车间隙加大而引起过大的变化，应考虑设置间隙调整机构，特别是液压刹车装置，更应强调这一点。间隙调整机构分定期调隙和自动调隙两大类。当自动调隙机构被用于歼击机之类有空中翻滚要求的飞机上时，应注意返回方向的限动。
1.1.10刹车装置应装有磨损指示杆，至少应规定极限磨损尺寸及测量方法。1.1.11机轮轴承必须有封严装置，以防尘土进入及油膏流出。水上飞机和水陆两用飞机的机轮轴承更应有密封的防水设备。1.1.12为了保证轴承有合适的使用间隙，可以在两轴承之间设置间隔衬套，在滚动转速较高，轮轴直径较小的机轮上尤为必要。1.1.13必须注意疲劳细节设计。轮毂、轮缘、刹车壳体、对接螺栓等主要受力零件一定要避免应力集中，转接处的圆角不应过小，更不应有锐边。轮毂、轮缘的结合径R处、卡环槽和密封胶圈槽以及辐板与毂部的转接处等易于产生疲劳裂纹的地方，要尽可能提高表面粗糙度一般不应低于1%为了提高机轮的疲劳寿命，必要时可以对上述部位采取滚压等表面强化措施。1.1.14刹车盘的设计要注意热应力和热变形。采用整体结构的刹车盘必须设计有变形槽，槽端应有防止应力集中的圆孔。单金属扇形块的连接以及粉未合金刹车片的铆接设计，都应注意留有必要的变形补偿。
1.1.15刹车壳体与轮毂的轴向与径向应留有足够的间隙，刹车盘的键与轮毂和刹车壳体导轨之间也应留有足够的间隙，以防止擦伤和卡死。1.1.16对开式机轮的连接螺栓应选择适当的拧紧力矩以保证在使用载荷下，两半轮毂的不分离条件，螺栓的预紧力大小应根据具体产品考愿。装配时应保证垂直度要求，以减少附加弯曲应力。对开式机轮应带有标记，清楚地标明螺栓的拧紧力矩值和“拆卸螺栓前必须先放掉轮胎压力”的警句。装螺栓时应涂上规定油膏，并在有关技术文件中注明。1.1.17机轮上所有的可卸连接都应采取适当的防松措施。在旋转的零组件上更要可靠，一般不宜采用弹簧垫圈。
1.1.18液压刹车装置应设计有放气嘴，且应尽可能安放在汽缸座油液通道的最高位置上。1.1.19由于机轮的使用条件恶劣，要注意零件的表面保护。镁合金零件除配合表面只涂一层底漆外，均应涂二层漆。铝合金零件只涂一层漆，钢零件应镀锌或镀，但刹车盘和刹车钢圈除2
HB/Z126-88
外，其非工作表面可以涂耐热漆，摩擦面涂一层清漆作为库存期间防锈用，不同金属的结构零件互相接触的地方，应要求用涂漆或其它方法加以隔开。1.1.20凡要求最后保留标记的零组件，都应在设计图上绘出合适的标记位置。产品的标牌和使用警句要有明确的形式、规格和内容。1.2机轮设计工作的主要程序及工作内容a.方案论证
确定产品的工作原理
确定总体结构方案
选定轮毂、摩擦偶和刹车壳体等主要零件的材料对主要技术指标进行估算，并作产品先进性、可靠性、可维护性和经济性的分析刹车系统对机轮的技术要求
机轮、刹车装置的选材原则
b.草图设计
着陆滑跑动能计算
刹车性能计算、热载计算
外载荷计算
确定轮毂和刹车盘结构
确定汽缸座、活塞的尺寸和布置选择轴承
绘制结构草图
主要零件的强度估算
c.试验件（C型）设计
为了对设计上尚无把握的新的原理、结构和材料进行某些试验验证，可以根据不同情况，设计完整产品或局部结构的试验件。在达到验证目的的前题下，试验件应力求简单，以缩短周期，降低费用。
对于结构、材料和工艺有比较成熟经验的产品可以越过试验件阶段而直接进行样品设计。这一阶段的主要设计工作是：
绘制试验件图纸
必要的性能和强度计算
编制C型试验大纲
d.样品(S型)设计
绘制S型样品图纸和零件明细表
进行公差分析、标准化程序分析、工艺性分析与工艺会签，编制产品专用技术条件（S型）编制性能计算、强度计算和应力分析报告e.样品鉴定试验
样品机轮按HB5651进行鉴定试验，并根据试验结果进行下列工作：性能分析
强度验算
寿命评估
结构更改
f.试飞试用
编制机轮试飞大纲
编制产品技术说明书
g．设计定型
编制设计定型鉴定书
绘制D型图纸
编制D型技术条件
h.改进改型
HB/Z126-88
产品定型后，设计人员应注意生产和实际使用中反馈的信息，并在综合分析的基础上对产品进行改进改型，或采纳到新产品的设计中去。1.3技术协议应规定的基本数据及文件1.3.1规范
a.本产品的设计应符合HB5648之规定b.本产品的生产和试验按HB5651的规定进行。c.双方商定的对本产品适用的其他规范和技术条件。1.3.2有关机轮设计的飞机数据
a.飞机类型
b.飞机重量
着陆设计重量
最大着陆重量
正常起飞重量
最大起飞重量
起飞速度·
着陆速度
失速速度
前轮离地速度
前轮接地速度
阻力伞开伞速度
阻力伞抛伞速度
开始刹车速度
滑跑速度
d.升阻系数
着陆时升力系数
着陆时阻力系数
滑跑时升力系数
滑跑时阻力系数
阻力伞的阻力系数
e.发动机推力
额定转速下发动机地面推力
HB/Z126--88
着陆滑跑时发动机的空车或慢车推力发动机的反推力
反推力打开速度
关闭速度免费标准bzxz.net
f.滑跑滑行长度
起飞滑跑长度
着陆滑跑长度
一次起落滑跑滑行总长度
g.起落架及机轮布局情况
起落架型式（前三点、后三点、自行车式等）每个主起落架上的机轮及刹车装置数量前起落架上的机轮及刹车装置数量前，主轮轴间距离（纵向轮距）飞机左右主轮间距
停机状态下飞机重心高度
吸收着陆能量的其他装置
h.使用条件
使用机场的海拔
使用跑道情况
地面及轮舱的环境温度
其他环境条件
1.3.3刹车主轮的设计数据
轮胎的规格尺寸
轮胎型式（有内胎/无内胎）
轮胎工作压力
轮胎重量
b.停机载荷
着陆设计重量下机轮的停机载荷*对水上飞机应提供下滑速度
最大着陆重量下机轮的停机载荷起飞重量下机轮的停机载荷
最大起飞重量下机轮的停机载荷c.轮胎压缩量
着陆设计重量下的停机压缩量
正常起飞重量下的停机压缩量
全压缩量
d.刹车速度
开始刹车速度
中止起飞的刹车速度
e.刹车系统
刹车系统工作介质
正常系统的
应急系统的
刹车工作压力
正常系统的
应急系统的
停机的
HB/Z126-88
松刹车状态下刹车系统内的剩余压力刹车工作压力下油液排量
停机刹车持续时间
停机刹车时间允许的泄漏量或压力降f.刹车装置吸收的动能
正常动能（阻力伞及其他辅助制动装置正常工作情况）大动能（超载着陆、阻力伞或反推失效情况）中止起飞动能
连续使用刹车的次数及时间间隔要求g.刹车力矩
刹车力矩设计值
最大刹车力矩（不超过）
静刹车力矩（不小于）
h.设计载荷
一个机轮的径向设计载荷
一个机轮的径侧向联合设计载荷径向力
侧向力
侧向力作用点到机轮轮轴的距离N
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