輕型運動飛機操縱系統公差的選用

摘要：闡述了輕型運動飛機操縱系統公差選用依據和原則，并結合操縱系統常見部件，指出設計中選用的公差。

關鍵詞：輕型運動飛機? 操縱系統? 公差

1引言

在輕型運動飛機操縱系統設計過程中對于公差的選用是否得當，會影響零件的裝配、制造成本，從飛行方面會影響飛行品質。

2操縱系統公差選用依據及原則

操縱系統零件大部分為運動件，通過各組件相互精準、協調配合，通過搖臂、拉桿等傳遞駕駛員的作用力，從而實現對舵面的控制。

對其設計的關鍵要求是將操縱間隙控制在合適的范圍以內，避免降低飛行品質。

運動部件的配合包括：尺寸公差—孔軸之間配合類型、關鍵尺寸長度公差，形位公差—孔系之間的相對位置（ 包括孔孔間距、孔面間距及面面間距等） 、孔軸的形狀公差及粗糙度等。[1]

3零件公差分類及需求

3.1尺寸公差配合與要求

孔軸配合為間隙配合的一般選用H9/f9配合，對于舵面連接處等要求精度較高的位置一般選用H6/f6配合。

輕型運動飛機軸承的選用，在滿足力學性能的前提下，可選用普通精度軸承，其孔、軸配合如下：

1）對于設有軸承孔的零件根據殼體材料和軸承類型可按表1進行選取。若軸承的受載較高，可進一步提高過盈量。

2）對于安裝軸承的軸公差帶按照表2進行選取。[2]

對于帶有叉口的零件，且兩側壁厚小于叉口寬度的一半時，采用銑削加工較易產生變形，為提高精度通常要用成本更高的加工方式。因此叉口尺寸可在HB5800的基礎上降低1～2個公差等級。

壓入襯套可選用H9/x8的配合，在加工時達到較小的過盈量即可防止襯套的脫落，方便安裝。

3.2形位公差配合與要求

對于較長的切削加工零件，且平面度對使用有影響時，其平面度取8～9級。

對于兩端有孔的細長零件，應對其同軸度作要求，其同軸度取8～9級。

對于與軸承配合的孔和軸，其形位公差一般取8～9級。對孔來說，過高的形位公差可能需要精鏜，需要額外采購刀具，增加了加工成本。[3]

焊接件在焊接的過程中存在較大的變形量，但為了減小制造誤差與操縱性能的影響，至少應滿足HB5800中對焊接件的要求。

3.3表面粗糙度

一般情況下，零件的粗糙度應不大于Ra1.6，過高的粗糙度雖然可以滿足零件的精度，但也降低了加工的經濟性。

對于軸承孔，粗糙度取Ra3.2即可。對于一般公差的零件粗糙度取Ra6.3即可。

4結論

某輕型運動飛機操縱系統的零件尺寸公差按照前述內容進行設計，該飛機已于2020年8月成功首飛。在后續的飛行科目中，飛行員反饋良好。

參考文獻

[1]發動機設計過程中的公差選用.柴油機，郭進舉，紀有君等，第41 卷（ 2019） 第6 期

[2]飛機設計手冊第2冊.航空工業出版社，2003

[3]機械設計手冊，機械制圖·極限與配合.成大先，化學工業出版社，2004

作者簡介：楊晨輝，本科，工程師，主要從事飛行器控制系統設計

中國特種飛行器研究所 湖北 荊門 448035