一种全动平尾操纵摇臂连接结构的制作方法

本实用新型属于飞机摇臂连接结构设计技术领域，具体涉及一种全动平尾操纵摇臂连接结构。

背景技术：

为提升飞机的操纵性能，特别是超音速飞行时的操纵性能，高机动飞机采用全动平尾设计，即通过操纵摇臂驱动平尾大轴快速实现操纵面(即整个平尾)偏转，以满足飞行性能与操稳性能要求。随着飞行综合性能提升，要求在极为紧凑的空间内实现平尾大轴与大铰链力矩操纵摇臂安装和运动，并且尽可能降低结构重量。

目前全动平尾的摇臂连接结构，采用传统的等宽度孔轴配合实现摇臂与平尾大轴的连接，并通过单一锥面的锥形螺栓横穿紧固连接。摇臂与大轴的连接区结构为飞机关键结构，其传递高载、高精度运动要求往往导致结构尺寸与重量较大，安装不易。

技术实现要素：

本实用新型的目的：为了解决上述问题，本实用新型提出了一种全动平尾操纵摇臂连接结构，采用非均匀宽度的孔轴配合面实现操纵摇臂与平尾大轴连接安装，通过阶梯锥形螺栓、垫片、螺母与开口销进行紧固连接与防松；既满足强度、刚度与安装要求，又减轻了整体重量。

本实用新型的技术方案：一种全动平尾操纵摇臂连接结构，包括：操纵摇臂、平尾大轴、螺栓、垫片、锁紧螺母及开口销；

所述操纵摇臂设置有非均匀宽度安装面，所述操纵摇臂的主传力关键区域设置有较宽的第一安装面，所述操纵摇臂的主传力较小区域设置有较窄的第二安装面；

所述第一安装面及第二安装面形成环形安装面；

所述操纵摇臂通过环形安装面套接在所述平尾大轴上；

所述螺栓一端从操纵摇臂一侧安装，穿过操纵摇臂的另一端通过垫片和锁紧螺母紧固，并在所述锁紧螺母上加装开口销。

优选地，所述螺栓为阶梯锥形螺栓，其从大端至小端的方向依次设置有第一螺栓光杆锥形段、螺栓光杆圆柱段、第二螺栓光杆锥形段及螺纹段；

所述阶梯锥形螺栓分别通过第一螺栓光杆锥形段及第二螺栓光杆锥形段安装在操纵摇臂及平尾大轴上。

优选地，所述第一螺栓光杆锥形段及第二螺栓光杆锥形段的锥面与所述操纵摇臂及平尾大轴的开孔过盈配合。

优选地，所述第一螺栓光杆锥形段及第二螺栓光杆锥形段的锥度一致，第一螺栓光杆锥形段最小杆径大于第二螺栓光杆锥形段最大杆径。

优选地，所述螺栓光杆圆柱段的杆径小于所述第二螺栓光杆锥形段的最小杆径。

优选地，所述螺纹段设置有与所述锁紧螺母配合的外螺纹；所述螺纹段设置有与所述开口销配合的安装销孔。

优选地，所述第一螺杆光杆锥形段的端部设置与所述安装工具配合的内螺纹。

本实用新型技术方案的有益技术效果：本实用新型操纵摇臂与平尾大轴的采用非均匀宽度配合面及阶梯锥形螺栓安装，在不影响操纵摇臂强度、刚度的条件下，既可以显著降低结构重量，同时也使得摇臂更加易于安装。可以有效降低传统锥形螺栓的安装空间需求。

附图说明

图1为本实用新型全动平尾操纵摇臂连接结构的一优选实施例的组成安装示意图；

图2为图1所示实施例的锁紧螺母安装示意图；

图3为图1所示实施例的操纵摇臂结构示意图；

图4为图1所示实施例的螺栓安装示意图；

图5为图4所示实施例的局部A放大示意图；

图6为图4所示实施例的局部B放大示意图；

图7为图2所示实施例的螺栓结构示意图；

其中，1-操纵摇臂，2-平尾大轴，3-螺栓，4-垫片，5-锁紧螺母，6-开口销，11-第一安装面，12-第二安装面，31-第一螺栓光杆锥形段，32-螺栓光杆圆柱段，33-第二螺栓光杆锥形段，34-螺纹段，35-安装销孔，36-内螺纹孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1至图3所示：一种全动平尾操纵摇臂连接结构，包括：操纵摇臂1、平尾大轴2、螺栓3、垫片4、锁紧螺母5及开口销6；

操纵摇臂1设置有非均匀宽度安装面，操纵摇臂1的主传力关键区域设置有较宽第一安装面11，操纵摇臂1的主传力较小区域设置有较窄的第二安装面12，第一安装面11及第二安装面12形成环形安装面，操纵摇臂1通过环形安装面套接在平尾大轴2上。

螺栓3一端从操纵摇臂1一侧安装，穿过操纵摇臂1的另一端通过垫片4和锁紧螺母5紧固，并在锁紧螺母5上加装开口销6进行防松。

操纵摇臂1和平尾大轴2采用非均匀宽度安装面配合安装，此既可以因显著减少材料用量而降低结构重量，同时也使得操纵摇臂1因与平尾大轴2套合接触面积减小而更加易于安装。

如图4至图7所示：本实施例中，螺栓3为阶梯锥形螺栓，其从大端至小端的方向依次设置有第一螺栓光杆锥形段31、螺栓光杆圆柱段32、第二螺栓光杆锥形段33及螺纹段34；

第一螺栓光杆锥形段31及第二螺栓光杆锥形段33的锥面与操纵摇臂1及平尾大轴2的开孔过盈配合，阶梯锥形螺栓分别通过第一螺栓光杆锥形段31及第二螺栓光杆锥形段33安装在操纵摇臂1及平尾大轴2上。实现两个锥形配合面与操纵摇臂1及平尾大轴2的紧固连接。

螺栓光杆圆柱段32位于在平尾大轴2内部空腔非接触区域，螺栓光杆圆柱段32的杆径小于第二螺栓光杆锥形段33的最小杆径，可以大幅降低螺栓3的重量。

第一螺栓光杆锥形段31及第二螺栓光杆锥形段33的锥度一致，第一螺栓光杆锥形段31最小杆径大于第二螺栓光杆锥形段33最大杆径，以便于螺栓3的安装以及通过锁紧螺母5的拧紧使得操纵摇臂1与平尾大轴2在两个锥形配合面实现紧固连接。

两个锥度一致、大小不等的螺栓光杆锥形段设计，可以有效降低因横穿直径较大的平尾大轴2导致的传统锥形螺栓大头处直径过大而带来的安装空间需求，减小操纵摇臂1与平尾大轴2的配合面尺寸，并且能进一步降低螺栓3的重量。

本实施例中，螺纹段34设置有与锁紧螺母5配合的外螺纹，螺纹段34设置有与开口销配合的安装销孔35且第一螺杆光杆锥形段31的端部设置与安装工具配合的内螺纹孔36；

利用专用工具插入螺纹孔36，夹持螺栓3，将螺栓3插入操纵摇臂1及平尾大轴2的开孔内，安装到位后，锁紧螺母5通过螺纹段34的外螺纹紧固螺栓3，锁紧螺母5设置多个开口槽，开口销6穿过开口槽插入安装销孔35内，实现了操纵摇臂1和平尾大轴2的安装。

本实用新型操纵摇臂与平尾大轴的套合采用非均匀宽度配合面设计，减小摇臂底部配合区域的孔宽尺寸，在不影响操纵摇臂强度、刚度的条件下，既可以显著降低结构重量，同时也使得操纵摇臂更加易于安装。

操纵摇臂与平尾大轴的紧固采用阶梯锥形螺栓设计，在大轴内部空腔非接触区域的螺栓光杆采用小直径圆柱设计，在螺栓光杆圆柱两侧采用锥度一致、大小不等的锥形螺栓光杆设计，可以有效降低传统锥形螺栓的安装空间需求，减小摇臂与大轴的配合面尺寸，并且能进一步降低螺栓重量。

按上述结构方案制备的全动平尾操纵摇臂连接结构在满足强度、刚度要求的同时，结构尺寸紧凑小巧，安装方便，重量更轻且满足设计指标要求。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。