飞机总体设计
先进公务机Xer100“鸢”设计方案
总结报告
院（系）名称：航空科学与工程学院
专业名称：飞行器设计与工程
组号：DT11
学号：38050420
学生姓名：陈名乾
2011年1月3日
目录
一、方案设计思想 (2)
1．设计背景 (2)
2．设计理念 (2)
3．设计要求 (3)
二、总体布局 (3)
三、主要设计参数 (5)
1．估计升阻比L/D (5)
2．起飞重量的一阶近似 (6)
3．推重比T/W的选取 (8)
4．翼载W/S的选取 (8)
5．机翼设计 (9)
6．前翼及尾翼设计 (10)
7．机身及内部舱室设计 (11)
8．动力系统选择 (14)
9．起落架设计 (15)
10．初步细节设计图 (16)
11．燃油系统设计 (17)
12．重量分析 (17)
13．配平及稳定性分析 (20)
14．价格估计 (21)
15. 主要设计参数汇总 (21)
四、主要性能参数 (23)
1．阻力系数计算 (23)
2．具体性能参数计算 (26)
3. 主要性能参数汇总 (27)
4．数据对比 (28)
五、数字样机 (29)
1．数字样机三视图 (29)
2．数字样机渲染图 (30)
3．客舱细节图 (32)
4．特殊用途改装 (34)
5．X-PLANE中的飞行模拟 (36)
六、参考文献 (40)
七、小组成员与分工 (40)
一、方案设计思想
1．设计背景
公务机是在行政事务和商务活动中用作交通工具的飞机，亦称行政机或商务飞机。对于中国而言，虽然目前中国的公务机数量非常少，但不管从国土面积，国家的经济条件，还是现在中国飞速发展的企业实力和这些企业逐渐走向亚洲，走向全世界的趋势来说，中国的公务机市场将会在未来的几十年里大幅扩张。而且中国国内民用机场的布局和数量，基本上已能保证公务机的便捷使用。
下面是中国国内主要商业城市的距离以及北京和世界各大城市的距离。
表 1 中国国内主要商业城市的距离（单位km）
北京上海香港成都厦门杭州台北海口长春广州
上海1080 ——————————————————
香港3033 2011 ————————————————
成都2097 2415 1666 ——————————————
厦门2493 1381 712 2822 ————————————
杭州1425 190 1160 2311 1191 ——————————
台北2982 1544 920 3110 200 1500 ————————
海口2854 2823 620 1556 700 1433 1320 ——————
长春1018 2315 3422 3055 3414 2346 3611 3622 ————
广州2434 1613 120 2200 768 1423 1100 400 3355 ——
表 2 北京和世界各大城市的距离（单位km）
单位km首尔东京纽约悉尼伦敦柏林
2．设计理念
从表1、表2可以初步得出适合中国市场的公务机航程应当在5000公里左右，为中型公务机，航程覆盖图如图1所示。综合考虑经济性以及中国国情，该机还应当具有较低的燃油消耗率和维护费用，同时具备较广的场地适应性，即要求起飞着陆距离短，且能在高原机场起降。
图 1 5000公里航程覆盖范围
另外，考虑到公务机的乘客都是商业精英或政府官员，对内部布置的要求相对较高。为了迎合中国人的心理特点，内部舱室的空间一定要宽敞。
3．设计要求
主要设计要求有： 巡航速度：M0.85 巡航高度：11000m 起飞距离：<1220m 着陆距离：<1100m 航程：5000km 最大载客数：8人 机组人员：2人 行李重：460kg 行李舱容积：2.5m 3 客舱高度：2m 任务剖面如下：
图 2 任务剖面
二、总体布局
图3是4个布局备选方案。
图 3 备选方案
左上是常规布局，这是当前应用在公务机上最广泛的布局，这种设计相对保守，风险最低，同时能保证机舱内噪声水平处于较低的水平，发动机维护相对方便。但是这样的结构也存在不足，最明显的便是发动机位置非常靠后，使得机翼必须向后移动，这就造成尾翼尾臂长度的缩短和尾翼面积的增加。
右上是三翼面布局，其中鸭翼只作为产生升力的翼面，这种布局在公务机中只应用在Piaggio 的P180上。可以理论证明，将升力分布到两个
翼面上产生的诱导阻力要比升力集中在一个机翼上要小得多，所以采用这种布局可以大幅减小升致阻力。另外，设计思想要求机舱的容积较大，2m 的客舱高度在中型公务机中较为少见，这就要求机身的体积相应增大，使得整机重心向前移动，在不改变机翼的前提下，在机头增加升力面使全机升力中心一起前移是很好的解决方案。但是这样的布局也存在缺点，最明显的是稳定性问题和前翼翼尖涡对主翼流场的影响。
左下是三翼面布局结合了上翼面吹气的发动机布局。这样的发动机布局较为少见，目前应用在An72和波音的YC-14上，均为中型运输机。将发动机置于机翼前缘并将气流贴着上翼面喷出能利用科恩达效应提高机翼的升力系数，从而提高巡航升阻比，并且具有较好的短距起降能力。但这样的结构存在对发动机机翼连接处的结构强度要求高，重量大等缺点，并不是在民用公务机上的最佳选择。
图 4 上翼面发动机和尾吊发动机及纯机翼布局在不同
马赫数下的阻力系数曲线[1]
右下是三翼面布局结合了上翼面发动机短舱，上翼面短舱布局应用在公务机上腾出了尾部机身的空间，使得机身可以容纳更多的燃油和行李，而且这种布局具有很好的空气动力学优势。本田公司在研制Hondajet （采用了这种发动机布局）时的研究表明，上翼面短舱布局在跨声速飞行时的阻力较常见的尾吊短舱布局少6%左右[2]，图4是上翼面发动机和尾吊发动机及纯机翼布局在不同马赫数下的阻力系数曲线对比，其中方块节点代表的就是上翼面发动机布局的阻力系数曲线
[1]
。而且这种布局能增
大机翼的失速攻角，这对三翼面飞机是十分重要的，因为三翼面要求鸭翼比主翼先失速，主翼失速攻角的增大能放宽鸭翼的设计条件。但是这样的布局也存在一定的缺点，由上翼面发
动机短舱导致的机翼颤振问题需要非常全面的考虑。
综合各个布局型式的优缺点和具体设计背景的分析，选择三翼面加上翼面短舱布局为最佳方案。图4是初步绘制的草图。
三、主要设计参数
一点说明：本文所查阅的参考书中的图表均未摘录下来，另外下文中参照的经验曲线均从本组自行收集的历史数据中总结出。
1．估计升阻比L/D
由草图和经验值确定浸润面积比 ? ,展弦比（包括前翼）初定 ，浸润展弦比 ，由经验曲线[3]估计升阻比 。对于喷气式飞机，巡航
图 5 初步草图
时升阻比为0.866倍的最大升阻比，盘旋时为最大升阻比。故巡航升阻比
?。
2．起飞重量的一阶近似
根据任务剖面，不同任务区段的重量比计算如下：
a．暖机和起飞：根据经验值，?。
b．爬升：根据经验值，?。
c．巡航：航程，发动机巡航时SFC ，巡航速度
，升阻比?。?。
d．盘旋：盘旋时间E约为半小时，发动机盘旋时SFC ，盘旋时升阻比
。?。
e．降落：根据经验值，
?。
?
；
燃油重与起飞重量比：
?( )。
图 6 公务机空机重与起飞重量比经验曲线
空机重与起飞重量比：根据经验曲线图6，?。
商载：考虑商务旅行，每个人体重加行李取120kg，必定满足460kg行李目标，2名机组成员每人100kg，为了满足意外条件和特殊任务，每人的重量加5kg并增加一名80kg的空乘。则。
可得：
迭代如下表：
表 3 一阶迭代选取起飞重量
初始 /kg ? 计算值/kg 7000 0.609 15802 10000 0.591 12874 11000 0.586 12279 12000 0.581 11785 11800 0.582 11877 11850 0.582 11854 11853
0.582
11852
初步选取 ，此时 ， 。
下面是对于起飞重量的权衡研究，图7和图8分别是起飞重量相对航程和载荷的权衡研究关系曲线。
图 7 起飞重量相对航程的权衡研究
图 8 起飞重量相对载荷的权衡研究
3．推重比T/W 的选取
a ．根据公式
(
)
? ;
;
根据一般涡扇发动机性能,
。
。
b ．根据经验曲线图9，
。
初步选取其中较小者， 。
4．翼载W/S 的选取
对于不同的飞行阶段和飞行条件确定不同的翼载并在其中取合理的最小值。
a ．失速速度
假设使用双缝后退开缝襟翼，四分之一弦长后掠角为25°，由经验值知 ，失速速度 ，空气密度 (海拔3500m)。
ρ
。
b. 起飞距离
起飞距离1220m ，查图知起飞指数 。
。
(
)
。
c ．爬升率
假设爬升率为 ，则爬升速度 ，
3500m 海拔下
，爬升梯度 。爬升时推重比
图 9 公务机推重比和最大马赫数关系经验曲线
，这里
，这样的爬升率无法达到[3]。改变爬升率到
，
。假设 , ，
√
√
。偏小，
将来通过增大推重比满足爬升要求。
d ．巡航
11000m 高处
。
√
。
e. 根据经验曲线图10， 。 初步选取， 。
5．机翼设计
根据翼载 和 ，可得机翼面积
。
参考同类型三翼面飞机Piaggio P180，取前翼面积与主机翼的面积比为8.8%（这个值是经过优化设计后的值，这个优化过程较为繁琐和曲折，不在本报告中详述，这里展示的都是优化后的数值，后面的机翼展弦比等也是一样），选取前翼面积为 ,主机翼参考面积为 。主机翼展弦比 ，展长 ，尖削比 ,1/4弦线后掠角 ,上反角 ，翼根弦长 ，翼根安装角 ，翼尖弦长 ，翼尖安装角 ,几何扭转均匀,平均气动弦长
，图 10 公务机翼载和最大马赫数关系经验曲线
图 11 NASA SC(2)-0412翼型及升
力特性曲线
理论气动焦点距机头 。机翼采用下单翼。在初步草图中的机翼是中单翼，但在实际设计中发现如果布置为中单翼，机翼必须在整个客舱段之后，这样就会使得全机的长度大大增加，而且机翼后缘设有双缝襟翼，上表面有扰流板。
翼根处翼型选用超临界翼型NASA SC(2)-0414，机翼中段和翼尖处选用相对厚度更小的NASA SC(2)-0412，图11是NASA SC(2)-0412的外形及升力特性曲线。
主机翼翼尖有翼梢小翼以增大有效展弦比，减小诱导阻力。翼型为NACA0009，1/4弦线后掠角 ，尖削比 ，展长 ,外倾 。
6．前翼及尾翼设计
前翼面积 ，前翼理论气动焦点距机头 ,前翼容量参考了Piaggio P180的设计，
,展弦比 , 展长 ，尖削比 ,1/4弦线后掠角 ,为避免前翼翼尖涡对发动机的影响，取下反角 ，翼根弦长 ，安装角 ，翼尖弦长 ，无扭转。前翼后缘设有单缝后退襟翼。
翼型采用P180上的由NACA4412改进而来的PE1300翼型，图12是该翼型的升力特性曲线。该翼型失速攻角比主翼翼型小约 。
尾翼设计为避免发动机射流的影响，采用公务机上比较普遍的T 型尾。
取平尾容量
，尾臂长 ，平尾参考面积 ，
展长 ，展弦比 ，根弦长 ，尖弦长 ，1/4弦线后掠角 ，无上反角和扭转角，安装角为
0，舵面面积 。翼型采用对称翼型NACA0009。
图 12 PE1300翼型升力特性曲线（Re=500000）
取垂尾容量
，尾臂长 ，垂尾参考面积 ，
垂尾高 ，展弦比 ，根弦长 ，尖弦长 ，1/4弦线后掠角 ，舵面面积 。翼型采用NACA0009，垂尾前缘与机身间有过渡。
7．机身及内部舱室设计
机身是公务机与用户最息息相关的部件，机身设计的好坏直接关系到飞机的成败。本项目在外形设计上的理念是追求“现代感，速度感，流线化以及形似
蛟龙的民族感”，体现一种人与自然的和谐。机身设计也必须遵循这一理念。所以，机身的外形需要精雕细琢。同时在内部舱室设计上，要保证奢侈的空间和进行客户个性化改装的灵活性。
机身外形参数如下：机身长 ，最大直径 ，长细比7.6，尾部上翘角 。图13是公务机机身长度的经验曲线，可见选择的机身长度在合理的范围内。
根据设计目标，客舱高度设为 以最大限度保证乘坐的宽敞舒适程度。客舱宽度 ，客舱长度 ，机舱长度 （包括驾驶舱）。机身标准截面图如图14所示。下表是舱室内的具体配置和特征。
表 4
舱室内具体配置和特征
舱室项目 说明 舱室类型 豪华型头等舱 舱门位置 客舱前端左侧 舱门类型
下翻式固定阶梯舱门
图 14 客舱截面
图 13 公务机机身长度经验曲线
2m
2.2m
舱门尺寸，符合FAR PART25，舱门IV
型标准
过道宽度（标准8人布置）
舷窗位置取决于具体结构设计，但要求每两个座位
间有3个舷窗
舷窗形状及尺寸圆形（）或带圆角矩形（
）
座椅形式标准头等舱配置，可根据用户需求修改，
如尺寸加大、增设加热器、有平躺功能等厨房间数目1（取决于乘客数，中型公务机一般只设一
个）
厨房间位置客舱前端靠右侧
厨房间尺寸及设施长，较大的尺寸使其可以容纳丰富的
厨房设备和娱乐设施。厨房设备包括：微
波炉、咖啡机、冷热水槽、制冰机、食品
饮料储藏室、小型冰箱、垃圾回收箱等。
娱乐设施包括：DVD播放器、音响控制器、
环境控制调节面板等。
橱柜数量2（一组在客舱前端左侧，舱门旁，使用者
为乘客；另一组体积较小在乘务员室内，
用于存放乘务员私人物品）
橱柜尺寸客舱前端的橱柜长，有足够的空间存
放乘客的衣物等个人物品。乘务员室内的
橱柜为壁挂式，大小由生产商自定。
卫生间数量1（全尺寸卫生间）
卫生间位置客舱后端左侧
卫生间尺寸及设施长，最大宽度，保证了空间及环境
通风。设施包括：通风器、滑动门、冷热水槽、高级航空卫生设施、镜子等。
其他舱室设施
单独供氧装置、可调窗帘、LED 阅读灯、立体声客舱音响、豪华客舱灯光控制、个人LCD 显示屏、窗台耳机接口、220V 电源插口等。
行李舱位置 机身后端翼根附近，与机舱隔离 行李舱容积
（与设计目标相同）
为了应对不同客户的需求，除标准8人座布置外，还可将座椅进行调整，增设沙发，使其成为9人座或10人座布置。在详细设计阶段可将舱室内部设施模块化，使得客户的自定义需求更容易实现。图15、图16、图17分别是标准8人座、9人座以及10人座的客舱布置图（由于布置类似，此图参考了湾流G200的宣传手册中的图）。
图
15 标准8人座舱室布置图
图 16 9人座舱室布置图
厨房间
大橱柜
乘务
员室
卫生间
舱门
图17 10人座舱室布置图
8．动力系统选择
根据初始推重比和，推力大小至少为
，采用两台发动机，单台海平面安装推力至少为。在世界航空发动机主流厂商中，这一推力段的小型涡扇发动机基本只有两种可以选择，分别是普·惠公司的PW305B和霍尼韦尔公司的TFE731-5B。表5是这两种发动机的性能及外形参数对比（数据来自网络）。
表 5 两种适合的发动机对比
发动机型号PW305B TFE731-5B
外形图
海平面最大推力23.42kN 21.13kN
巡航推力（12200m，M0.8）5.03kN 4.68kN
海平面SFC 0.406 0.478
巡航SFC 0.675 0.771
发动机推重比 5.27 5.05
涵道比 5.1 3.6
最大直径871mm 754mm
长度1851mm 1665mm
图 19 霍尼韦尔36-150F APU
图 21 主起落架三维效果
（压紧状态）
图 20 前起落架三维效果图
（压紧状态） 图 18 PW305B 发动机推力与马赫数和高度关系曲线
质量
437.6kg
386kg
经过权衡后选择推力更大，油耗更低的PW305B 作为发动机。图18是该发动机推力随马赫数和高度变化的理论曲线。
另外，在现代中型及大型民用飞机上都会装备辅助动
力装置（APU ）。APU 的作用是 向飞机独立地提供电力和压缩空气 ，也有少量的APU 可以向飞机提供附加推力。飞机在地面上起飞前，由APU 供电来启动主发动机，从而不需依靠地面电、气源车来发动飞机。在地面时APU 提供电力和压缩空气，保证客舱和驾驶舱内的照明和空调，在飞机起飞时使发动机功率全部用于地面加速和爬升，改善了起飞性能。降落后，仍由APU 供应电力照明和空调，使主发动机提早关闭，从而节省了燃油，降低机场噪声。可见，使用APU 的飞机安全性能更好，场地适应性也更强。在现代中大型公务机中，如庞巴迪BD700，塞斯纳 750 Citation X 等，均安装了APU 。所以，Xer100作为一款追求安全性和适应性的中型公务机，APU 是不可缺少的。
经过与发动机类似的选择，APU 型号确定为霍尼韦尔公司的36-150F （图19）。
9．起落架设计
采用前三点式起落架，双前轮，双主轮。前轮向后收起至机身内，主轮位于翼下向内侧伸长收起至机身内。根据航空轮胎标准及初始估计的重心位置，确定前轮直径为 ，支
承柱压紧状态长 ，主轮直径 ，支承柱压紧状态长 。经检验，这样的起落架设计满足防侧翻及起飞
着陆角的要求。前起落架和主起落架的三维效果图如图20，图21。
10．初步细节设计图
根据前面选取和计算的外形几何参数，绘制初步细节设计图，由此图决定具体部件的外形以及之后的所需的浸润面积等参数。细节设计图见图22。
图22 初步细节设计图
11．燃油系统设计
由于飞机的布局是三翼面的，主机翼位置相对靠后，为了使燃油对重心的影响降到最低，必须在翼根处机身腹部设置油箱以起到配平的作用。
首先计算所需油量。根据参考书目[5]中第131页，油重占起飞重量的比例
??，其中ESAR是等效静空航程(Equivalent Still Air Range)，其计算方法为，R是设计航程。
目标巡航升阻比为14，。则所需油重
。航空燃油的密度大约是，故所需燃油空间为
。
在机翼和机身上分别设置油箱，如图21中所示。粗略估计（将油箱看做是棱台）可得，翼内油箱容积共为，机身油箱容积设为不小于即可满足要求。另使机身油箱重心距机头，机翼油箱重心距机头，使燃油重心距机头。
12．重量分析
将飞机的各个部件拆分出来，并由一系列经验公式计算每一部分的重量并求出重量矩，最后得出理论重心位置。
根据实际情况，将飞机分为以下几部分：机身、主机翼、前翼、平尾、垂尾、动力设备、动力附属部件、起落架（前起落架和主起落架相对独立）、燃油系统、机载设备、内饰以及意外重量。根据参考书目[6]中有关经验公式，具体重量分析如下：a．机身：
。机身长，机身最大直径，正常巡航速度?，系数
。得
。假设由于部分使用复合材料使得机身重量减小5%。。
b．主机翼：
( ?)?(?)。其中系数
。得
( ?)?。假设复合材料结构占20%，则
，机翼重量。
c．水平尾翼、垂直尾翼及前翼
采用参考书目[3]中的方法：
()
()。结构采用20%复合材料，，
。
。结构采用20%复合材料，，
。
。结构采用20%复合材料，，
。
d．动力设备
两台发动机及附属机械构件，包括反推力装置，重量综合可以做以下估算：
。
e．动力附属部件
发动机短舱：发动机涵道比，估算得：
。
f．起落架
起落架总重。
前起落架。
主起落架。
g．机载设备
。取为。
h．内饰
。
i．意外重量
。取为。
下表是重量分析表，其中包括了各部分的重量，距机头的距离，以及重量矩。
表 6 重量分析表
部件重量/kg 距机头距离/m 重量矩/（kg·m）重心点取值机身1417 8.01 11350 45%机身长度主机翼1363 10.7 14584 30%MAC
水平尾翼120 18.9 2268 30%MAC
垂直尾翼101 16.5 1667 40%MAC
前翼45 1.81 81 30%MAC
前起落架142 2.4 341 中心
主起落架330 10.8 3564 中心
动力设备1312 13.5 17712 中心
动力附属部件312 12.5 3900 40%长度
机载设备1300 8.9 11570 50%机身长度内饰770 8.2 6314 估计
空机7212 73351 重心位置距机
头10.17m
载荷1280 9 11520
零燃油重量8492 84871 重心位置距机
课程设计（说明书）飞机主起落架与机翼连接结构的设计及分析 学院：航空科学与工程学院 专业：飞行器设计与工程 学号： 姓名： 指导老师：何景武 2013年9月29日
目录 一、设计课程题目 (2) 二、研究对象 (2) 三、设计目的 (2) 四、设计要求 (2) 五、原始资料 (3) 六、设计工作内容 (3) 七、设计过程与结果 (3) 1、设计方案的分析 (3) 1.1现有结构类型、特点分析 (4) 1.2设计方案特点——机翼-主起落架连接部位传力分析 (5) 2、结构方案 (10) 2.1结构方案图 (10) 2.2重心分析 (11) 3、强度刚度分析计算 (11) 3.1弯矩分析 (13) 3.2扭矩分析 (15) 3.3剪力及危险部位分析 (16) 4、结论 (19) 八、参考资料 (20)
一、设计课程题目 飞机主起落架与机翼连接结构的设计及分析 二、研究对象 飞机主起落架与机翼连接结构 三、设计目的 课程设计是学生在学完有关理论课程及专业技术课程后的一个重要教学环节。要求学生综合运用有关基础理论、专业知识和实际经验，独立地解决有关飞行器设计专业范围内比较简单的典型性的设计任务，为毕业设计以及毕业后在专业工作解决更全面而复杂的技术问题打好基础。其主要的教学目标是在教师的指导下，独立完成飞机某一部件的结构分析、理论计算、结构设计等工作。培养与锻炼学生综合运用有关的理论知识，分析问题解决问题能力以及计算、实验、绘图等技能。 四、设计要求 (1) 分析飞机主起落架与机翼连接结构在飞机设计中的地位和重要性，主起落架与机翼连接结构的设计特点、功能和主要问题； (2) 分析主起落架与机翼连接结构的载荷情况、使用情况和设计要求； (3) 分析和确定主起落架与机翼连接结构的位置； (4) 进行主起落架与机翼连接结构的分析和设计； (5) 进行结构强度、刚度分析计算 (6) 画出主起落架与机翼连接结构的装配图（注意零件之间的
第32章螺纹连接的设计32-1试找出图32-27中所示螺纹连接结构中的错误，并改正。 （a） （b）
（c） （d） 图32-27 32-13有一刚性凸缘联轴器，用材料为Q235的普通螺栓连接以传递转矩T，现欲提高其传递的转矩，但限于结构不能增加螺栓的直径和数目，试提出三种能提高联轴器传递转矩的方法。 答：①可以适当增加结合面的数量；
②可以适当增加预紧力； ③可以适当增加接合面的粗糙度，以提高摩擦因数。 （如果第1种，不能实现，可以增加结合面数量） 32-26图32-43为由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架，两块边板各用4个螺栓与工字钢相连接，托架所受载荷随吊重量不同而变化，其最大载荷为20kN。试确定应采用哪种连接类型，并计算出螺栓直径。 图32-43 解：根据托架的结构，可以采用普通螺栓连接或铰制孔螺栓连接。 （1）采用普通螺栓连接 螺栓组受横向载荷：kN F R 20 = 旋转力矩：m N m N L F T R ? = ? ? = ? =6000 300 20 ①在横向载荷 R F作用下，各螺栓所受预紧力，由公式（32-23），取12 .0 ,2.1= = f f kμ，8 ,1= =z m可得 kN kN mz F k F s R f25 8 1 12 .0 20 2.1 1 '= ? ? ? = = μ
② 在旋转力矩作用T 下，各螺栓所受预紧力，由公式（32-27）可得 kN kN r T k F z i i s f 71.702 75812.060002.11 2'=???= = ∑=μ 其中mm mm r r r 2751501502 1 22821=+= === (此题应该采用你第一次的方法，只是21F F F '+'=')，因为预紧力的方向为轴向方向，直接相加 从图32-43（b ）可知，各螺栓所受合预紧力为 kN kN kN F F F F F 14.90135cos 71.7025271.7025135cos 222'2'12 '22'1'=???-+=-+= 选取螺栓强度等级为10.9级，可得MPa s 900=σ，取螺栓连接的安全系数5.1][=S ，则螺栓材料的许用应力MPa MPa S s 6005.1/900]/[][===σσ，则所需的螺栓危险剖面的直径为 mm mm F d 78.15600 14.31014.903.14][3.143 '=????=?=σπ 按GB169-81，选用M16的螺栓。 （请用下面的方法计算一下，看看结果）结果差距很大 先把横向力合成，得到最大的横向力，然后用（32-23），计算预紧力。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 在横向载荷20kN 的作用下，各螺栓所受的横向力为 kN kN z F F R R 5.28 20'=== 在旋转力矩T 的作用下，各螺栓所受横向力为 kN kN r T k F F z i i f s R 49.82 75860002.11 '2' =??= = =∑=μ
北航机械设计课程设计
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机械设计课程设计 计算说明书 设计题目一级圆柱齿轮减速器 自动化科学与电气工程学院ＸXXX班 设计者??XX 指导教师XX ２0１５年５月11日 北京航空航天大学 ? 前言 本设计为机械设计基础课程设计的内容,是学习过机械原理、机械设计、工程材料、加工工艺学等课程之后的一次综合的练习和应用。本设计说明书是对电
梯机械部分相关系统设计的说明。随着社会进步，人们的生活水平的不断提高,高楼大厦已经变得不稀奇，电梯也成为了人们生活必不可少的一部分。 电梯一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯。服务于规定楼层的固定式升降设备。它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于1５°的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。 曳引绳两端分别连着轿厢和对重,缠绕在曳引轮和导向轮上,曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力,实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件,对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化,使曳引电动机负载稳定,轿厢得以准确停靠。 本次设计是使用已知的使用和安装参数自行设计机构形式以及具体尺寸、选择材料、校核强度，并最终确定形成减速器图纸的过程。通过设计,我们回顾了之前关于机械设计的课程，并加深了对很多概念的理解，并对设计的一些基本思路和方法有了初步的了解和掌握。 ? 目录 前言 (3) 第一章设计任务书 (1) 1.1课题题目 (1) 1.2传动方案分析及原始数据 (1) 第二章传动方案的拟定 (1) 2.1整体方案 (1) 2.2 减速器说明 (2) 第三章电动机的选择 (2) 第四章传动系统的运动和动力参数 (4) 第五章传动零件的设计计算和校核 (7) 5.1 闭式齿轮传动设计 (7) 5.2 开式齿轮传动设计 (10) 第六章轴的设计计算和校核 (12) 6.1高速轴的设计与校核 (12)
北京航空航天大学2011-2012学年第一学期期中考试 工科数学分析试卷（2011.12.25） 一、计算(5’*8=40’) 1) 用Stolz 定理计算极限41233122123lim n n n n n +→∞++++L . 2) 设32()(1)x f x x x x =++,求()f x '. 3) 求极限1 0(1)e lim x x x x →+-. 4) 求函数2()(4)f x x x = -的拐点。 5) 设(cos sin )()=(sin cos )x a t t f x y a t t t =+??=-?,求d d y x . 6) 求函数()ln f x x x =在(0,)+∞上的最值. 7) 判断函数21 1()=e x n f x x -?间断点的类型. 8) 求函数2()=ln(1)f x x x ++在0x =处直到四阶的Taylor 展开（Peano 余项形式）. 二、证明(15’) 1) 3 sin (0)6 x x x x >-> 2) 设函数1()=ln ()n f x x x n -+∈￠,证明()(1)!n n y x -=. 三、(10’) 设1110,0,(2),1,2,n n n A x x x Ax n A +><<=-=L ,证明不等式11n n x x A +<<对任意
n +∈￠成立，并求出极限lim n n x →∞ . 四、(10’) 用Cauchy 收敛原理证明数列2sin (sin )n n k kx x k k kx == +∑收敛. 五、(15’) 设()f x 在0x 处二次可导，且()0f x ''≠，由Lagrange 中值定理知存在0()1h θ<<,使得式子000(+)()(())f x h f x f x h h h θ'=++成立，计算或者证明下列结论： 1) 写出()f x 和()f x '在0x x =处的Taylor 公式； 2) 证明01lim ()2 h h θ→=. 六、(10’) 设()f x '在(0,]a 连续，且极限lim ()x x →'存在，证明()f x 在(0,]a 上一致连续. [附加题] 七、(10’) 以下题目任选其一： 1) 设()[01]f x ∈￡，，且()0f x >,令0()max (),[0,1]t x M x f t x ≤≤=∈, 证明：函数()()lim ()n n f x Q x M x →∞??=???? 连续的充要条件是()f x 单调递增. 2) 证明开区间套定理 1. 设开区间序列(,),n n n I a b n +=∈￥ 满足12121n n n a a a b b b b -<<<<<<< 毕业设计(开题报告) 基于人机工效学的触摸屏人机交互方法研究 院（系）名称自动化科学与电气工程学院 专业名称自动化 学生姓名 学号 指导教师 2011年月 一、课题背景 本课题来源于中航工业某研究所。 在飞行座舱中， 二、研究意义 飞机座舱是飞行员获取信息、做出决策并对有关系统进行指令控制、驾驶飞机完成各种飞行任务的工作场所。 三、研究现状 飞行座舱方面随着电子技术、数字控制及显示技术的发展，目前先进的大型民用飞机如波音—777、空中客车A340等，其航空仪表已完全用少数多功能、数字化、综合显示的仪表多替代。 图1 F-35座舱 四、研究方法及内容 1.研究方法 采用WPF的构架及其开发模式，用XMAL语言编写。设计编写基本的控 件，最后进行整合。其中控件表现使用BLEND 3或Visual Studio 2010进行设计，然后运用C#语言进行逻辑关系设计及代码编写。 2.研究内容 1)学习研究WPF的构架及其实现方法，了解XMAL语言的语法及其逻 辑结构，学习C#的语法结构。 五、研究中可能存在的问题及解决方案 1.可能存在的问题 由于传统的操作方式及仪表显示呈现三维立体性，而触摸屏显示具有二维平面性。故会由此带来许多问题，其中最主要的就是具体操作方 式问题。其中拨键和旋钮问题最为值得深入研究。 2.解决方案 1)拨键 针对拨键而言可以采用单点触摸或是按住滑动两种操作模式 a)单点触控 操作对象经由触摸屏有“单击”的动作后，随即改变其状态，完 成拨动按键的动作。 六、工作计划 个人任务计划 时间：2011年3月——2011年6月 周主要任务目标 1-2 熟悉课题内容，学习WPF基本构架及XMAL语法基础，查阅资料，了解课题相关背景知识，为开题做准备，完成开题报 告初稿。 3 进一步查阅资料，熟悉工作内容。并对开题报告进行修改， 定稿，开题答辩。 4-6 阅读B737-800飞机飞行手册，并基于WPF构架运用XMAL 航空科学与工程学院 2016年研究生入学考试复试大纲 一、复试方式：笔试＋面试 二、复试组织： 1、笔试：由航空学院统一组织，考试科目及复试大纲另见《航空科学与工程学院2013年考研复试安排》。 2、口试：以学科专业组为单位，由3-5位硕士生导师组成面试小组（组长为教授），每位考生的面试时间为20分钟。 三、复试流程和评分标准： 1）检查并核实考生面试所必备的个人证件和材料；考生可以提供有助于证明自己背景和能力的相关材料，证件和材料完备是面试的必要条件。 2）考生用英语口述个人基本情况、兴趣等，面试小组老师就考生基本情况提问，考生用英文回答问题。 3）考生朗读一段考场指定的专业外语短文，并口头翻译成中文。 4）面试小组老师就基础理论知识提问，学生用中文回答问题。 5）面试小组老师就专业知识提问，学生用中文回答问题。 面试结束后考生退场，在3-5个工作日后见航空学院网站“招生就业”栏目的“研究生招生”，会通知出学院的拟录取名单，在7层的研究生教学橱窗也会公布。 四、考场纪律 考生准时到达指定的复试考场，遵守考场秩序，尊重考试教师。 五、各学科专业组具体复试内容及参考书： 1、飞行力学与飞行安全系2016年硕士研究生入学复试程序 方式： 由3~6位硕士生导师组成面试小组，每位考生的面试时间为20分钟。 范围： 面试范围包括英语口语能力、专业英语阅读理解能力、专业基础理论知识和专业知识。具体环节如下： 1）对考生学习背景、心理、爱好和志愿等基本情况的了解。 2）考察考生的英语阅读和口头表达能力。 3）基础理论和专业知识面试。基础理论包括自动控制原理、理论力学和材料力学。专业知识包括飞行力学、飞行安全、飞行器总体设计、空气动力学等。 参考书： 基础理论可以选用任何一本考生熟悉的《自动控制原理》、《理论力学》、《材料力学》教材。专业课可以参考《飞机飞行动力学》（熊海泉编）或《飞机飞行性能》、《飞机的稳定与控制》等方面的参考书。 面试流程和评分标准： 1）检查并核实考生面试所必备的个人证件和材料；证件和材料完备是面试的必要条件。2）考生用英语口述个人基本情况、兴趣等，面试小组老师就考生基本情况提问，考生回答问题。 3）读一段指定的专业外语，并口头翻译成中文。 4）面试小组老师就基础理论知识提问，学生回答问题。 5）面试小组老师就专业知识提问，学生回答问题。 6）问答结束后，考生退场，面试老师根据考核要求和面试情况，对考生进行评分。 7）所有考生面试结束后，面试老师根据总体情况，对所有考生进行综合评估和比较，给出面试成绩。 2、人机与环境工程/制冷及低温工程2016年硕士研究生入学复试程序 方式： 由3~5位硕士生导师组成面试小组，每位考生的面试时间为20分钟。 范围： 1）英语阅读和口头表达能力。 2）对考生心理、基本情况的了解。 3）基础理论和专业知识面试。基础理论包括：自动控制原理，理论力学，流体力学；专业知识包括工程热力学，传热学，人机工程，低温制冷。考生可以选择其中1门基础理论和1门专业课作为面试内容，或者是综合知识。 参考书： 可以选用任何一本考生熟悉的《自动控制原理》、《理论力学》、《流体力学》教材。专业课可以选用考生熟悉的《工程热力学》，《传热学》，《人机工程》，低温制冷等方面的参考书。 面试流程和评分标准： 1）检查并核实考生面试所必备的个人证件和材料；证件和材料完备是面试的必要条件. 2）考生用英语口述个人基本情况、兴趣等，面试小组老师就考生基本情况提问，考生回答问题。 3）读一段指定的专业外语，并口头翻译成中文。 4）面试小组老师就基础理论知识提问，学生回答问题。 5）面试小组老师就专业知识提问，学生回答问题。 6) 问答结束后，考生退场，面试老师根据考核要求和面试情况，对考生进行评分。 机械设计课程设计 计算说明书 设计题目：加热炉装料机设计 院系：能源动力学院 学号：10041007 姓名：庞岩 年月日 北京航空航天大学 设计任务书 1、设计题目：加热炉装料机 2、设计要求 （1）装料机用于向加热炉内送料，由电动机驱动，室内工作，通过传动装置使装料机推杆作往复移动，将物料送入加热炉内。 （2）生产批量为5台。 （3）动力源为三相交流电380/220V，电机单向转动，载荷较平稳。 （4）使用期限为10年，每年工作300天，大修期为三年，双班制工作。 （5）生产厂具有加工7、8级精度齿轮、蜗轮的能力。 加热炉装料机设计参考图如图 3、技术数据 推杆行程300mm,所需推杆推力为6000N,推杆工作周期4.3s. 4、设计任务 （1）完成加热炉装料机总体方案设计和论证，绘制总体原理方案图。 （2）完成主要传动部分的结构设计。 （3）完成装配图一张（用A0或A1图纸），零件图两张。 （4）编写设计说明书1份。 总体方案设计 1、执行机构的选型与设计 （1）机构分析 ①执行机构由电动机驱动，原动件输出等速圆周运动。传动机构应有运动转换功能， 将原动件的回转运动转变为推杆的直线往复运动，因此应有急回运动特性。同时要 保证机构具有良好的传力特性，即压力角较小。 ②为合理匹配出力与速度的关系，电动机转速快扭矩小，因此应设置蜗杆减速器，减 速增扭。 （2）机构选型 方案一：用摆动导杆机构实现运动形式的转换功能。 方案二：用偏置曲柄滑块机构实现运动形式的转换功能。 方案三：用曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构串联组合，实现运动形式的转换功能。 方案一方案二方案三（3）方案评价 方案一：结构简单，尺寸适中，最小传动角适中，传力性能良好，且慢速行程为工作行程，快速行程为返回行程，工作效率高。 方案二：结构简单，但是不够紧凑，且最小传动角偏小，传力性能差。 方案三：结构复杂，且滑块会有一段时间作近似停歇，工作效率低，不能满足工作周 仪器科学与光电工程学院 2010级（含）以后研究生“文献综述”与“开题报告”的管理 一、撰写要求 1、文献综述 在导师的指导下，研究生根据选定的研究方向，阅读有关文献，写出文献综述报告。1）阅读文献数量 学术硕士研究生阅读近期中外文相关文献不少于25篇，其中外文相关文献15篇。 工程硕士研究生阅读近期中外文相关文献不少于25篇，其中外文相关文献10篇。 博士研究生阅读国内外相关文献资料不少于50篇，其中精读外文相关文献20篇。 2）文献综述报告内容 a 中英文摘要和关键词； b 对所属研究方向阅读文献的概述； c 所属研究方向的研究现状与发展趋势（含主要研究的若干分支，每个分支的理论/方 法/方案/技术研究的现状，关键问题已解决的程度与尚待解决的难点，未来发展的趋势等）； d 结论： e 主要参考文献； 3)字数要求 学术硕士研究生不少于10000字；工程硕士研究生不少于10000字；博士研究生不少于20000字。 2、开题报告 在导师的指导下，研究生根据所研究课题背景，做开题报告。选题应属于本学科范围。 开题报告内容要求： 1）学位论文选题依据（包括论文选题的背景意义、国内外研究现状分析、最新成果和发展动态等） 2）学位论文研究方案（包括研究目标、研究内容和拟解决的关键问题、拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析、可能的新意/创新） 3）预期达到的目标 4）预期的研究成果 5）学位论文的详细工作计划、进度安排 6）主要参考文献 二、考核时间安排 硕士研究生在第3学期内（11月底前）完成文献综述与开题报告。 公开招考博士、硕博连读博士研究生在2年内完成文献综述与开题报告；直接攻读博士研究生在3年内完成文献综述与开题报告。 原则上，文献综述与开题报告至申请学位论文答辩的时间，博士研究生不少于1年，学术学位硕士不少于8个月，全日制工程硕士不少于6个月。 三、材料准备 按要求撰写和打印开题报告与文献综述各一份（双面打印）； 进入研究生管理系统录入和打印开题及文献考核表，并按要求填写； 四、考核管理 1.飞机设计的三个主要阶段是什么？各有些什么主要任务？ ?概念设计:飞机的布局与构型，主要参数，发动机、装载的布置，三面图，初步估算性能、方案评估、参数选择与权衡研究、方案优化 ?初步设计：冻结布局，完善飞机的几何外形设计，完整的三面图和理论外形（三维CAD模型），详细绘出飞机的总体布置图（机载设备、分系统、载荷和结构承力系统），较精确的计算（重量重心、气动、性能和操稳等），模型吹风试验 ?详细设计：飞机结构的设计和各系统的设计，绘出能够指导生产的图纸，详细的重量计算和强度计算报告，大量的实验，准备原型机的生产 2.飞机总体设计的重要性和特点主要体现在哪些方面？ ?重要性：①总体设计阶段所占时间相对较短，但需要作出大量的关键决策②设计前期的失误，将造成后期工作的巨大浪费③投入的人员和花费相对较少，但却决定了一架飞机大约80%的全寿命周期成本?特点（简要阐述） ①科学性与创造性：飞机设计要应用航空科学技术相关的众多领域（如空气动力学、材料学、自动控制、动力技术、隐身技术）的成果；为满足某一设计要求，可以由多种可行的设计方案。 ②反复循环迭代的过程 ③高度的综合性：需要综合考虑设计要求的各个方面，进行不同学科专业间的权衡与协调 3.B oeing的团队协作戒律 ①每个成员都为团队的进展与成功负责 ②参加所有的团队会议并且准时达到 ③按计划分配任务 ④倾听并尊重其他成员的观点 ⑤对想法进行批评，而不是对人⑥利用并且期待建设性的反馈意见 ⑦建设性地解决争端 ⑧永远致力于争取双赢的局面（win-win situations） ⑨集中注意力—避免导致分裂的行为 ⑩在你不明白的时候提问 4.高效的团队和低效的团队 1. 氛围－非正式、放松的和舒适的 2. 所有的成员都参加讨论 3. 团队的目标能被充分的理解／接受 4. 成员们能倾听彼此的意见 5. 存在不同意见，但团队允许它的存在 6. 绝大多数的决定能取得某种共识 7. 批评是经常、坦诚的和建设性的，不是针对个人的 8. 成员们能自由地表达感受和想法 9. 行动：分配明确，得到接受 10. 领导者并不独裁 11. 集团对行动进行评估并解决问题1. 氛围－互不关心／无聊或紧张／对抗 2. 少数团队成员居于支配地位 3. 旁观者难以理解团队的目标 4. 团队成员不互相倾听，讨论时各执一词 5. 分歧没有被有效地加以处理 6. 在真正需要关注的事情解决之前就贸然行动 7. 行动：不清晰－该做什么？谁来做？ 8. 领导者明显表现出太软弱或太强硬 9. 提出批评的时候令人尴尬，甚至导致对抗 10. 个人感受都隐藏起来了 11. 集团对团队的成绩和进展不进行检查 5.飞机的设计要求有哪些基本内容？ ①飞机的用途和任务 ②任务剖面 ③飞行性能 ④有效载荷⑤功能系统 ⑥隐身性能要求 ⑦使用维护要求 ⑦机体结构方面的要求 ⑦研制周期和费用 ⑦经济性指标 11环保性指标 6.飞机的主要总体设计参数有哪些？ ①设计起飞重量W0 (kg)②动力装置海平面静推力T (kg)③机翼面积S (m2) 组合参数④推重比T/W0⑤翼载荷W0 /S (kg/m2) 7.毯式图的 步骤 ①保持推重比不变，改变翼载（x轴变量），获得总重曲线（y轴变量） ②推重比更改为另一个值后确定不变，改变翼载（x轴变量），获得总重（y轴变量）。同时需将y轴向左移动一任意距离。 971机械工程专业综合考试大纲（2013版） 一、考试组成 971机械工程专业综合试卷共分四部分：1）理论力学（动力学）；2）机械原理；3）机械设计；4）自动控制原理，各部分满分均为50分。1）、2）部分为必答部分，3）、4）部分为选答部分，考生二选一作答。 二、理论力学（动力学）部分的考试大纲 （一）参考教材 1．《动力学》（第2版）1-7章谢传锋主编，高等教育出版社 （二）主要内容及基本要求 1. 质点动力学 ⑴质点运动学（在直角坐标系和自然轴系下描述、点的复合运动） ⑵质点动力学方程（在惯性系和非惯性系中表示）、 ⑶点的复合运动 初步掌握上述内容的概念、分析的基本方法和思路。 2. 质点系动力学 ⑴动量定理 ⑵变质量质点动力学基本方程 ⑶对定点和动点的动量矩定理 ⑷动能定理 掌握上述内容的定理、基本方程，特别是各种问题的分析方法。 3. 刚体动力学I、动静法 ⑴刚体平面运动的运动学和动力学 ⑵达朗贝尔原理（惯性力的简化、动静法、动平衡与静平衡） 4. 刚体动力学II、拉格朗日方程 ⑴拉格朗日方程 ⑵动力学普遍方程 ⑶动力学II（刚体的定点运动与一般运动的运动学与动力学） 5. 振动基础 ⑴单自由度系统的振动 在掌握必要的基础知识外，重点是能够有建立力学、数学模型及提出问题和分析解决问题的能力，掌握定性分析和定量分析的方法。 三、机械原理部分的考试大纲 （一）参考教材 1．《机械原理》，郭卫东，科学出版社，2010 2.《机械原理教学辅导与习题解答》，郭卫东，科学出版社，2010 （二）考试内容及基本要求 本考试内容的章节是依据参考教材[1]编制的，参考教材[2]作为[1]的辅助教材，给出了基本要求、重点与难点内容、典型例题和、常见错误和习题解答，对相关内容的掌握有帮助作用。考试内容只涵盖书中的第1－5，9章内容，其它章节可以不学习。 第1章机构的组成原理 1.1 机构的组成及机构运动简图 1.2 平面机构的自由度 了解机构的组成要素，掌握机构运动简图的绘制方法。熟练掌握平面机构的自由度计算及其自由度计算时应注意的事项，清楚运动链成为机构的条件。 北航现代远程教育本科生毕业设计（论文）撰写规范 （试行） 为了统一和规范北航现代远程教育本科生毕业设计(论文)的写作，保证我院本科生毕业设计(论文)的质量，根据《中华人民共和国国家标准科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式》（国家标准GB7713-87）的规定及北航现代远程教育学院本科生毕业设计（论文）基本规范的要求,特制定《北航现代远程教育本科生毕业设计(论文)撰写规范》。本规范适用目前开设所有专业。 一、内容要求 1.1 论文题目 论文题目应该简短、明确、有概括性。读者通过题目，能大致了解论文的内容、专业的特点和学科的范畴。但字数要适当，一般不宜超过24字。必要时可加副标题。 1.2 摘要与关键词 1.2.1 论文摘要 论文摘要应概括地反映出毕业设计(论文)的目的、内容、方法、成果和结论。摘要中不宜使用公式、图表，不标注引用文献编号。摘要以300～500字为宜。 1.2.2 关键词 关键词是供检索用的主题词条，应采用能覆盖论文主要内容的通用技术词条（参照相应的技术术语标准）。关键词一般为3～5个，按词条的外延层次排列（外延大的排在前面）。 1.3 目录 目录按章、节、条三级标题编写，要求标题层次清晰。目录中的标题要与正文中标题一致。目录中应包括绪论、论文主体、结论、致谢、参考文献、附录等。 1.4 论文正文 论文正文是毕业设计(论文)的主体和核心部分，一般应包括绪论、论文主体及结论等部分。 1.4.1 绪论 绪论一般作为第一章，是毕业设计(论文)主体的开端。绪论应包括：毕业设 计的背景及目的；国内外研究状况和相关领域中已有的研究成果；课题的研究方法；论文构成及研究内容等。绪论一般不少于2千字。 1.4.2 论文主体 论文主体是毕业设计(论文)的主要部分，应该结构合理，层次清楚，重点突出，文字简练、通顺。论文主体的内容应包括以下各方面： (1) 毕业设计(论文)总体方案设计与选择的论证。 (2) 毕业设计(论文)各部分（包括硬件与软件）的设计计算。 (3) 试验方案设计的可行性、有效性以及试验数据的处理及分析。 (4) 对本研究内容及成果应进行较全面、客观的理论阐述，应着重指出本研究内容中的创新、改进与实际应用之处。理论分析中，应将他人研究成果单独书写，并注明出处，不得将其与本人提出的理论分析混淆在一起。对于将其他领域的理论、结果引用到本研究领域者，应说明该理论的出处，并论述引用的可行性与有效性。 (5) 自然科学的论文应推理正确，结论清晰，无科学性错误。 (6) 管理和人文学科的论文应包括对研究问题的论述及系统分析，比较研究，模型或方案设计，案例论证或实证分析，模型运行的结果分析或建议、改进措施等。 1.4.3 结论 学位论文的结论单独作为一章排写，但不加章号。 结论是毕业设计(论文)的总结，是整篇论文的归宿。要求精炼、准确地阐述自己的创造性工作或新的见解及其意义和作用，还可进一步提出需要讨论的问题和建议。 1.5 致谢 致谢中主要感谢导师和对论文工作有直接贡献及帮助的人士和单位。 1.6 参考文献 按论文正文中出现的顺序列出直接引用的主要参考文献。 毕业设计(论文)的撰写应本着严谨求实的科学态度，凡有引用他人成果之处，均应按论文中所出现的先后次序列于参考文献中。并且只应列出正文中以标注形式引用或参考的有关著作和论文。一篇论著在论文中多处引用时，在参考文 课堂测试与练习 一、概念题 1、机械是由哪几种组成的，各起什么作用？ 2、什么叫零件？什么叫构件？ 3、简述运动副的作用及其种类；每种运动副所具有的约束是 什么？ 4、什么是机构及其平面机构？平面机构具有确定运动的条件 是什么？ 5、四杆机构存在曲柄的条件是什么？ 6、简述三心定理，并证明。 7、试分析滚子半径的大小对凸轮实际轮廓线的影响； 8、渐开线有哪些重要性质？在研究渐开线齿轮啮合的哪些原 理时曾经用到这些性质？ 9、简述齿轮啮合基本定律，并证明。 10、试比较斜齿轮与直齿轮有什么不同？ 11、试推导直齿圆锥齿轮的当量齿轮； 12、什么是周转轮系？它的组成是什么？ 13、试证明棘轮机构的工作条件是φ>ρ； 二、计算自由度 1、计算压力机工作机构的自由度； 2、计算加药机构自由度，给出确定运动条件； 3、计算教学参考书P19 （题1-10 ）冲压机构的自由度，并 指出机构中复合铰链、局部自由度、虚约束； 三、已知一翻料机构，连杆长BC=400mm,连杆两个位置如图 所示（自己画），要求机架AD与B1C1平行，且在其下相距35mm，试设计四杆机构。 四、用反转法原理，确定图中凸轮从图示A点位置转过 60后 的压力角，并标在图上。（见教学参考书P52，题3-1图） 五、 设计尖顶对心移动从动件凸轮机构 已知：mm 35min =γ，mm h 20=，从动件的运动规律如下：当凸轮以等角速度1ω顺时针旋转ο90时，从动件以等加速度等减速运动；当凸轮自ο90转到ο180时，从动件停止运动；当凸轮自ο180转到ο270时，从动件以等速回原处；当凸轮自ο270转到ο360时，从动件又停止不动。 六、 设计一曲柄摇杆机构 已知摇杆mm CD 290=，摇杆两极限位置的夹角ο32=ψ，行程速度变化系数25.1=K 。若曲柄mm AB 75=，求连杆BC 和机架长度AD 。 七、 已知：一对外啮合标准直齿圆柱齿轮的参数为 25.0,1,20,2,120,2421======**c h mm m Z Z a οα，试求其传动比12i 、 两轮的分度圆直径、齿顶圆直径、全齿高、标准中心距及分度圆齿厚和齿槽宽。 八、 图示的吊车起升传动机构，已知： 110,67,19321===Z Z Z ，87,36,15654===Z Z Z 。电动机1m 和2m 的角速度s rad /6.6121==ωω。试计算两台电动机同时工作以及一台停止工作时，与系杆H 相固联的卷筒7的角速度?7==H ωω 北京航空航天大学 2015－2016 学年第一学期期末考试 《工科数学分析（Ⅰ）》 （A卷） 班号学号姓名 主讲教师考场成绩 2016年01月20日 1. 下列命题中错误的是 （ D ） A. 若()f x 在区间(,)a b 内的原函数是常数，则()f x 在(,)a b 内恒为0; B. 若],[)(b a x f 在上可积, 则],[)(b a x f 在上必有界 ； C. 若],[)(b a x f 在上可积, 则()f x 在区间[,]a b 上也可积 ； D. 若],[)(b a x f 在上不连续，则],[)(b a x f 在上必不可积 . 2. 设 ()f x 满足等式1 2 0()2()d f x x f x x =-?，则1 ()d f x x ?=（ B ） A. 1; B. 1;9 C. 1;- D. 1 .3 - 3. 设函数()f x 可导，则（ C ） A. ()d ();f x x f x =? B. ()d ();f x x f x '=? C. () d ()d ();d f x x f x x =? D. () d ()d ().d f x x f x C x =+? 4. 下列广义积分中，发散的是（ C ） A. 1 dx +∞ ? ； B. 21 1 dx x +∞? ； C. 1 1sin d x x x +∞ +? ； D. 1 sin d .x e x x +∞ -? 5. 瑕积分 3 1 ln dx x x =? （ C ） A. l n l n 3; B. 0; C. ;+∞ D. 1. 1、飞机设计的三个主要阶段是什么？各有些什么主要任务？ 答：飞机设计分为概念设计、初步设计、详细设计三个阶段；在概念设计阶段主要解决飞机的布局与构型，主要参数，发动机、装载的布置，三面图，初步估算性能，方案评估，参数选择与权衡研究，方案优化等问题；初步设计阶段进行飞机冻结布局，完善飞机的几何外形设计、完整的三面图和理论外形（三维CAD 模型），详细绘出飞机的总体布置图，机载设备，分系统，载荷和结构承力系统，较精确的计算，（重量重心、气动、性能和操稳等），模型吹风试验；详细设计阶段包括飞机结构的设计和各系统的设计，绘出能够指导生产的图纸，详细的重量计算和强度计算报告，大量的实验，准备原型机的生产。 2、飞机总体设计的重要性和特点主要体现在哪些方面？ 答：飞机总体设计的重要性主要体现在：概念设计阶段就已经确定了整架飞机的布置；总体设计阶段所占时间相对较短，但需要作出大量的关键决策；设计前期的失误，将造成后期工作的巨大浪费；投入的人员和花费相对较少，但却决定了一架飞机大约80%的全寿命周期成本。 其特点表现为：科学性与创造性（应用航空科学技术相关的众多领域（如空气动力学、结构力学、材料学、自动控制、动力技术、隐身技术）的成果）；是一个反复循环迭代的过程；高度的综合性（综合考虑设计要求的各个方面，进行不同学科专业间的权衡与协调）； 3、 Boeing的团队协作戒律有哪些？ 答：1. 每个成员都为团队的进展与成功负责； 2. 参加所有的团队会议并且准时达到； 3. 按计划分配任务； 4. 倾听并尊重其他成员的观点； 5. 对想法进行批评，而不是对人； 6. 利用并且期待建设性的反馈意见； 7. 建设性地解决争端； 8. 永远致力于争取双赢的局面； 9. 集中注意力—避免导致分裂的行为； 10. 在你不明白的时候提问。 4、高效的团队和低效的团队各有什么表现？ 答：高效的团队表现为 1. 氛围－非正式、放松的和舒适的 2. 所有的成员都参加讨论 3. 团队的目标能被充分的理解／接受 4. 成员们能倾听彼此的意见 5. 存在不同意见，但团队允许它的存在 6. 绝大多数的决定能取得某种共识 7. 批评是经常的、坦诚的和建设性的；不是针对个人的 8. 成员们能自由地表达感受和想法 9. 行动：分配明确，得到接受 10. 领导者并不独裁 11. 集团对行动进行评估并解决问题。 低效的团队 1. 氛围－互不关心／无聊或紧张／对抗 北京航空航天大学 学年 第一学期期末 《机械设计A4》 考试 A 卷 班 级______________学 号 _________姓 名______________成 绩 _________ 年月日 班号学号姓名成绩 《机械设计A4》考试卷 注意事项： 1、所有题目按步给分，非标准合理答案适当给分，但不超过该步骤的二分之一，计算过程纯计算错误不重复扣分。 2、本试卷共8页，所有题目均在本试题册上作答，拆页或少页本试题册无效。 题目： 一、填空 ……………………………………………………………( 25 分) 二、选择填空 …………………………………………………………( 5 分) 三、简答 ……………………………………………………………( 20 分) 四、分析计算 ……………………………………………………………( 35 分) 五、结构设计 ……………………………………………………………( 15 分) 题号 1 2 3 4 5 成绩 一．填空 ………………………………………………… (共25分，每空0.5分) 1．轴上零件的固定主要是将轴与轴上零件在，和方向上以适当的方式固定。 2．按轴负担的载荷分类，自行车的中轴属于轴；前轴属于轴；后轴 属于轴。 3．带传动的主要失效形式为和，其传动比不稳定主要 是由引起的。 4．闭式软齿面齿轮设计时，考虑到其主要失效形式为 所以一般按 照 强度进行设计，按照 强度进行校核。 5．当滚动轴承在基本额定动载荷作用下运行时，其所能达到的基本额定寿命为 ， 此时滚动轴承的工作可靠度R为。 6．齿轮强度计算中的齿形系数主要取决于 和 。 7．设计中提高轴的强度可以采用、等方法，提高 轴的刚度可以采用等方法。 8．斜齿轮传动与直齿轮相比较，其优点为 、 和 ，开式齿轮传动与闭式齿轮传动比较，其不足之处有 。9．形成流体动力润滑的条件是，， 及。10．三角形螺纹的牙型角α= ，适用于 是因为其 ；矩形 螺纹的牙型角α＝ ，适用于 是因为其 。 11．螺纹防松是要防止 之间的相对运动；常用方法有如，如，如。 12．斜齿轮传动的标准模数是，圆锥齿轮传动的标准模数是， 加工标准直齿轮不发生根切的最小齿数是。 13．代号为71208的滚动轴承，该轴承的类型为,轴承的宽度系列 为，内径尺寸为 mm，精度等级为级。 14．普通平键连接的工作面为，用于轴与轴上零件的固定，传 递。 北京航空航天大学飞机总体设计期末试卷1 参考答案 一、填空题………………………………………………………(每空0.5分，共15分) 1. 按照三个主要阶段的划分方式，飞机设计包括概念设计， 初步设计， 详细设计； 其中第一个阶段的英文名称为Conceptual Design。 2. 飞机的主要总体设计参数是设计起飞重量, 动力装置海平面静推力, 机翼面积.相对参数是推重比,翼载荷. 3. 在机翼和机身的各种相对位置中，二者之间的气动干扰以中单翼的气动干扰最小，从结构布置的情况看上单翼，下单翼的中翼段比较容易布置。 4. 对于鸭式飞机而言,机翼的迎角应小于前翼的迎角。 5. 机翼的主要平面形状参数中的组合参数为展弦比， 根梢比（或尖削比、梯形比)。 6. 假设某型战斗机的巡航马赫数为1.3，若使其在巡航时处于亚音速前缘状态，则机翼前缘后掠角的范围应为大于39.7°。 7. 武器的外挂方式包括（列举4种）__________，___________，____________， ____________。 答案：机身外挂、机翼外挂、翼尖悬挂、保形运载、半埋式安装中任意4种。 8. 根据衡量进气道工作效率的重要参数，一个设计良好的进气道应当总压恢复高, 出口畸变小， 阻力低，工作稳定。 9. 布置前三点式起落架时应考虑的主要几何参数包括擦地角，防倒立角，防侧翻角，前主轮距，主轮距，停机角。 二、简答题:………………………………………………………………………( 65分) 1. 飞机总体设计有什么主要特点（需简要阐述）？ 6分 答： 1）科学性与创造性 飞机设计要应用航空科学技术相关的众多领域（如空气动力学、结构力学、材料学、自动控制、动力技术、隐身技术）的成果；为满足某一设计要求，可以有多种可行的设计方案，即总体设计没有“标准答案”。 2）飞机设计是反复循环迭代的过程。 3) 高度的综合性：飞机设计需要综合考虑设计要求的各个方面，进行不同学科专业间的权衡与协调。 评分标准：2分／点，第一点中对“众多领域”的举例不必完全列出。 2. 飞机型式选择的主要工作有哪几个方面? 9分 答：飞机型式选择的主要工作集中到以下几个方面: 1) 总体配平型式的选择； 2) 机翼外形和机翼机身的相互位置； 3) 尾翼的数目、外形及机翼机身的相互位置； 4) 机身形状，包括座舱、使用开口及武器布置等； 5) 发动机和进气道的数目和安装位置，包括燃油的大致装载位置等； 6) 起落架的型别、收放型式和位置。 评分标准：1.5分／点 3. 简述鸭式布局的设计特点 5分 答： 北京航空航天大学2011－2012 学年第二学期期末 《机械原理》 A卷 评分标准 2012年6月5日 班级__________ 学号__________ 姓名__________ 成绩__________ 《机械原理》期末考试卷 注意事项： 1、请将解答写在试卷上； 2、草稿纸上的解答不作为批改试卷的依据； 3、图解法解答请保留作图过程和作图辅助线。 题目： 一、机构自由度计算…………………………………………………………(14分) 二、机构运动分析……………………………………………………………(14分) 三、连杆机构设计……………………………………………………………(15分) 四、凸轮机构…………………………………………………………………(14分) 五、齿轮机构…………………………………………………………………(15分) 六、轮系………………………………………………………………………(14分) 七、机械系统动力学…………………………………………………………(14分) 一、计算图示运动链的自由度。若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须指出。（已知ABCD 和CDEF 是平行四边形。） 共14分 F 处为复合铰链 （2分） I （或J ）为虚约束 （1分） CD （或AB ）为虚约束 （2分） 滚子K 处为局部自由度 （1分） （5分） （3分） 二、在下图所示的机构中，已知原动件１以等角速度ω1沿逆时针方向转动，试确定： （1）机构的全部瞬心； （2）构件3的速度v 3（写出表达式）。 共14分 （1）该机构有4个构件，所以共有6个瞬心。通过直接判断，可以得到瞬心P 14、P 24 和P 34的位置，如习题2-21解图所示。 （3分） 依据三心定理，瞬心P 12应位于P 14和P 24的连线上；另外，构件1和2组成高副，所以瞬心P 12还应位于构件1和2廓线在接触点处的公法线nn 上，这样就得到了瞬心P 12的位置，如下图所示。 同理可得到瞬心P 23。再应用三心定理，就可以求得瞬心P 13。 （6分） （2）因为构件1的运动为已知，而要求的是构件3的速度，所以应用瞬心P 13来求得构件3的速度为 l P P P v v μω?==14131313，方向向上。 （5分）开题报告 北航模板
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