一种根部件的制作方法

本实用新型涉及飞行器技术领域，特别是涉及一种根部件。

背景技术：

直升机旋翼主要包括桨毂与桨叶两部分，桨毂一般采用金属材料，桨叶采用复合材料。如刚性无铰旋翼构型中的桨毂与桨叶，由于刚性无铰旋翼构型只保留变距铰，进而桨叶和桨毂的连接结构需要使用轴承以实现快速可靠变距，因此桨叶根部须选用筒形金属材料结构，而桨叶大梁由复合材料制成，主要承担离心力的传递。但是由于金属材料和复合材料分别对应的结构形状和材料属性均不同，因此如何将金属材料与复合材料连接起来，且能承担离心力的传递，一直是刚性桨叶的设计难点。

目前，设计了一种金属根部件，如图1所示，该金属根部件21为圆筒型金属结构，且在圆筒型金属结构的外圆柱面上设置相对轴心对称的双螺旋凸起22，该螺旋凸起22用于缠绕复合材料的大梁带。但是上述缠绕方式造成纤维扭转角度过大，不适宜传递过大离心力。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供一种根部件，能够在承担传递离心力的基础上，且能够传递过大离心力。

具体技术方案如下：一种根部件，所述根部件为外形呈圆柱结构的金属部件，所述圆柱结构的一端在外圆柱面的第一预设位置处按照直径由大到小沿着周向设有阶梯台，所述阶梯台的高度是根据预设的桨叶蒙皮的厚度设定的；所述圆柱结构的大端面在第二预设位置处设有一个垂直所述大端面的偏心拉杆支架；基于所述圆柱结构的小端面沿着轴向在所述第一圆柱面上设有预设图案的凹槽，用于铺设第一复合材料以构成大梁带，且所述预设图案在第一圆柱面占用的面积按照预设比例呈远大于在第二圆柱面占有的面积，所述第一圆柱面为在预设比例中占大比例的外圆柱面，所述第二圆柱面为除第一圆柱面外的外圆柱面。

进一步地，所述圆柱结构呈中空的圆柱结构。

进一步地，所述预设图案的凹槽为U型槽，且两个所述U型槽的两端均分别从所述第一圆柱面对应的小端面和所述第二圆柱面对应的小端面延伸至所述阶梯台，沿着所述第一圆柱面对应的小端面在所述第一圆柱面上设有至少1个凹槽，且所述凹槽均与所述第一圆柱面的U型槽相贯通。

进一步地，所述预设图案为M型的凹槽，其中，两个所述M型槽的两端均分别从所述第一圆柱面的小端面和所述第二圆柱面的小端面延伸至所述阶梯台，沿着所述第一圆柱面对应的小端面在所述第一圆柱面上设有至少1个凹槽，且所述凹槽均与所述第一圆柱面的M型槽相贯通。

进一步地，所述第一复合材料为玻璃纤维增强环氧树脂体系的材料。

进一步地，所述第一复合材料为碳纤维的单向带或玻璃纤维单向带。

本实用新型实施例提供的一种根部件，该根部件为外形呈圆柱结构的金属部件，所述圆柱结构的一端在外圆柱面的第一预设位置处按照直径由大到小沿着周向设有阶梯台，所述阶梯台的高度是根据预设的桨叶蒙皮的厚度设定的；所述圆柱结构的大端面在第二预设位置处设有一个垂直所述大端面的偏心拉杆支架；基于所述圆柱结构的小端面沿着轴向在所述第一圆柱面上设有预设图案的凹槽，用于铺设第一复合材料以构成大梁带，且所述预设图案在第一圆柱面占用的面积按照预设比例呈远大于在第二圆柱面占有的面积，所述第一圆柱面为在预设比例中占大比例的外圆柱面，所述第二圆柱面为除第一圆柱面外的外圆柱面，由于圆柱结构设置预设图案的凹槽能够使待铺设的复合材料的纤维扭转角度小，因此该根部件能够在承担传递离心力的基础上，且能够传递过大离心力。当然，实施本实用新型的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种螺旋桨叶的根部件的部分结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的根部件的主视图；

图3为本实用新型实施例提供的根部件的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的桨叶与安装轴承的金属结构装配的装配图。

其中，1-根部件；2-桨叶蒙皮；3-大端面；4-小端面；5-安装轴承的金属结构；6-支撑管；11-偏心拉杆支架；12-凹槽；13-第一圆柱面；14-第二圆柱面；21-金属根部件；22-凸起。

具体实施方式

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

为了解决现有技术问题，本实用新型实施例提供了一种根部件。

上述根部件1为所述根部件1为外形呈圆柱结构的金属部件，所述圆柱结构的一端在外圆柱面的第一预设位置处按照直径由大到小沿着周向设有阶梯台，所述阶梯台的高度是根据预设的桨叶蒙皮2的厚度设定的；所述圆柱结构的大端面3在第二预设位置处设有一个垂直所述大端面3的偏心拉杆支架11；基于所述圆柱结构的小端面4沿着轴向在所述第一圆柱面13上设有预设图案的凹槽12，用于铺设第一复合材料以构成大梁带，且所述预设图案在第一圆柱面13占用的面积按照预设比例呈远大于在第二圆柱面14占有的面积，所述第一圆柱面13为在预设比例中占大比例的外圆柱面，所述第二圆柱面14为除第一圆柱面13外的外圆柱面。

由上可见，本实用新型实施例提供的一种根部件，通过在第一圆柱面13上设有预设图案的凹槽，且预设图案在第一圆柱面13占用的面积按照预设比例呈远大于在第二圆柱面14占有的面积，该凹槽用于铺设复合材料的大梁带，能够使铺设的大梁带的纤维扭转角度小，以形成的一种根部件能够在承担传递离心力的基础上，且能够传递过大离心力。

值得一提的是，第一复合材料分别铺设上述根部件1的凹槽12以构成桨叶根部的大梁带，第二复合材料的布层缠绕铺设大梁带2的根部件1以构成桨叶根部的蒙皮。

一种实现方式中，上述圆柱结构呈中空的圆柱结构，既能减轻桨叶的整体重量，又能节约材料。

一种实现方式中，上述偏心拉杆支架用于与实现变距拉杆连接。

一种实现方式中，如图2～3所示，上述预设图案的凹槽12为U型槽，且两个U型槽的两端均分别从第一圆柱面13对应的小端面4和第二圆柱面14对应的小端面4延伸至阶梯台，沿着第一圆柱面13对应的小端面4在该第一圆柱面13上设有至少1个凹槽12，凹槽12均与第一圆柱面13的U型槽相贯通，该U型凹槽12的设计均是为了使第一圆柱面13中凹槽占的比例进一步远大于第二圆柱面14中U型凹槽12占的比例，以满足根部件1大梁带的铺设条件，使根部件1能够传递过大的离心力。

一种实现方式中，上述预设图案为M型的凹槽12，其中，两个M型槽的两端均分别从该第一圆柱面13的小端面4和该第二圆柱面14的小端面4延伸至上述阶梯台，沿着该第一圆柱面13对应的小端面4在该第一圆柱面13上设有至少1个凹槽12，且上述凹槽12均与上述第一圆柱面13的M型槽相贯通，M型的凹槽12的设计与U型槽的设计相同，均是为了满足根部件1对应大梁带的铺设条件，使桨叶根部能够传递过大的离心力，桨叶根部为根部件在铺设大梁带和蒙皮后构成的部件。

一种实现方式中，上述第一复合材料为玻璃纤维增强环氧树脂体系的材料。

其中，上述玻璃纤维增强环氧树脂，是指以长纤维、布、带、毡等玻璃纤维作为增强材料，以环氧树脂作为基体的纤维增强塑料，属于玻璃钢，是玻璃纤维增热固性塑料的一种，是一种性能很好的聚合物复合材料。其主要优点是：比重小、比强度高，比重为1.6～2.0，比最轻的金属铝还轻，而且具有耐腐蚀性。

一种实现方式中，上述第一复合材料为碳纤维的单向带或玻璃纤维单向带。

其中，碳纤维的单向带是指在一个方向(通常是经向)具有大量的碳纤维丝，在另一方向只有少量并且通常是细的碳纤维丝，因此带的全部强度都在同一方向上的一种碳纤维带。

另外，玻璃纤维的单向带与碳纤维的单向带的结构基本相同，也就是说，玻璃纤维的单向带是指在一个方向(通常是经向)具有大量的玻璃纤维丝，在另一方向只有少量并且通常是细的玻璃纤维丝，因此带的全部强度都在同一方向上的一种玻璃纤维带。

需要说明的是，在对桨叶设置蒙皮时，一种实现方式中，上述第二复合材料的布层用于缠绕在铺设大梁带后的根部件1以作为根部件蒙皮，第三复合材料的布层用于缠绕在桨叶根部蒙皮外以作为桨叶前端部蒙皮，上述桨叶前端部为桨叶除去桨叶根部剩余的桨叶。

值得一提的是，桨叶根部和桨叶前端部均可以铺设多层蒙皮，每层蒙皮均可以采用不同材料制成，以满足桨叶不同部位功能的使用。

一种实现方式中，上述第二复合材料为碳纤维编织布，上述第三复合材料为玻璃纤维编织布。

其中，碳纤维布用于结构构件的抗拉、抗剪和抗震加固，该材料与配套浸渍胶共同使用成为碳纤维复合材料，可构成完整的性能卓越的碳纤维布片材增强体系，适用于处理建筑物使用荷载增加、工程使用功能改变、材料老化、混凝土强度等级低于设计值、结构裂缝处理、恶劣环境服役构件修缮、防护的加固工程。

玻璃纤维编织布或碳纤维编织布的方向强度、冲击抗力较机织复合材料好，且编织布的线圈结构有很大的可伸长性，易于制造非承力的复杂形状构件。目前国外已生产了先进的工业针织机，能够快速生产复杂的近无余量结构，而且材料浪费少。用该方法制造的预成形体可以加入定向纤维有选择地用于某些部位增强结构的机械性能。另外，这种线圈的针织结构在受到外力时很容易变形，因此适于在复合材料上成形孔，比钻孔具有很大优势。但是它较低的机械性能也影响了它的广泛应用。

一种实现方式中，上述第二复合材料和上述第三复合材料均为碳纤维编织布、玻璃纤维编织布或碳纤维单向织布。

需要说明的是，桨叶根部和桨叶前端部上铺设的多层蒙皮可以使用同一种材料，且各层采用不同的方向，以便快速且方便地构成桨叶蒙皮。

一种实现方式中，上述第二复合材料为碳纤维编织布，上述第三复合材料为碳纤维单向织布。

一种实现方式中，上述第二复合材料为玻璃纤维编织布，上述第三复合材料为碳纤维单向织布。

一种实现方式中，上述第二复合材料为玻璃纤维编织布，上述第三复合材料为碳纤维编织布。

如图4所示，本实用新型实施例提供的根部件内套于安装轴承的金属结构5，并与上述安装轴承的金属结构5的轴承内圈固连，金属支撑管6内套于上述桨叶根部内表面，以对桨叶根部起到支撑作用，加固桨叶根部的受力。

需要说明的是，桨叶根部也可以不需要支撑管6支撑，桨叶根部可以设计成实心柱体结构，但由于桨叶根部是刚性材料，如采用实心结构会造成桨叶根部重量增加，因此一般采用刚性的空心柱体结构。

由上可见，本实用新型实施例提供的一种根部件，通过在第一圆柱面13上设有预设图案的凹槽，且预设图案在第一圆柱面13占用的面积按照预设比例呈远大于在第二圆柱面14占有的面积，该凹槽用于铺设复合材料的大梁带，该刚性桨叶根部件的结构简单，不仅解决了刚性桨叶根部连接的难题，还使形成的桨叶根部能够在有效承担传递离心力的基础上，能够传递过大的离心力。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。