具有均匀力矩刚度的枢轴挠曲的制作方法

文档序号:20609261发布日期:2020-05-06 19:21阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种横梁挠曲枢轴组件(10),包括:

第一壳体构件(24),其围绕所述横梁挠曲枢轴组件(10)的径向轴线(z)延伸;

第二壳体构件(26),其围绕所述径向轴线(z)延伸,并且所述第二壳体构件(26)定位成与所述第一壳体构件(24)邻近并且沿所述径向轴线(z)与所述第一壳体构件(24)间隔开;其中:

所述第一壳体构件(24)包括沿所述第一壳体构件(24)的第一内表面(30)延伸的第一弓形构件(28);

所述第一弓形构件(28)从所述第一壳体构件(24)延伸到所述第二壳体构件(26)内,所述第二壳体构件(26)与所述第二壳体构件(26)的第二内表面(32)间隔开并沿所述第二壳体构件(26)的所述第二内表面(32)延伸;

所述第二壳体构件(26)包括沿所述第二壳体构件(26)的所述第二内表面(32)延伸的第二弓形构件(34);以及

所述第二弓形构件(34)从所述第二壳体构件(26)延伸到所述第一壳体构件(24)内,所述第一壳体构件(24)与所述第一壳体构件(24)的所述第一内表面(30)间隔开并沿所述第一壳体构件(24)的所述第一内表面(30)延伸;

第一梁(36),其在第一方向(d1)上延伸,其中所述第一梁(36)的第一端(38)连接至所述第一弓形构件(28)并且第二端(40)连接至所述第二弓形构件(34),并且其中所述横梁挠曲枢轴组件(10)的所述径向轴线(z)延伸穿过所述第一梁(36)的中心轴线(42);

第二梁(44),其在所述第一方向(d1)上延伸,其中所述第二梁(44)的第一端(46)连接至所述第一弓形构件(28)并且第二端(48)连接至所述第二弓形构件(34),其中所述横梁挠曲枢轴组件(10)的所述径向轴线(z)延伸穿过所述第二梁(44)的中心轴线(50),并且其中所述第二梁(44)沿所述横梁挠曲枢轴组件(10)的所述径向轴线(z)与所述第一梁(36)间隔开;

第三梁(52),其在所述第一方向(d1)上延伸,其中所述第三梁(52)的第一端(54)连接至所述第一弓形构件(34)并且第二端(56)连接至所述第二弓形构件(34),其中所述横梁挠曲枢轴组件(10)的所述径向轴线(z)延伸穿过所述第三梁(52)的所述中心轴线(58),并且其中所述第三梁(52)沿所述横梁挠曲枢轴组件(10)的所述径向轴线(z)与所述第二梁(44)间隔开;

第四梁(60),其在横向于所述第一方向(d1)的第二方向(d2)上延伸,其中所述第四梁(60)的第一端(62)连接至所述第一弓形构件(28)并且第二端(64)连接至所述第二弓形构件(34),其中所述横梁挠曲枢轴组件(10)的所述径向轴线(z)延伸穿过所述第四梁(60)的中心轴线(66),并且其中所述第四梁(60)定位于所述第一梁(36)和所述第二梁(44)之间;

第五梁(68),其在所述第二方向(d2)上延伸,其中所述第五梁(68)的第一端(70)连接至所述第一弓形构件(28)并且第二端(72)连接至所述第二弓形构件(34),其中所述横梁挠曲枢轴组件(10)的所述径向轴线(z)延伸穿过所述第五梁(68)的中心轴线(74),其中所述第五梁(68)定位于所述第二梁(44)和所述第三梁(52)之间,并且其中第一轴线(x)定位成在所述第一方向(d1)上延伸穿过所述第二梁(44)的中心轴线(76),所述中心轴线(76)与所述横梁挠曲枢轴(10)的所述径向轴线(z)相交,并且第二轴线(y)定位成在所述第二方向(d2)上延伸,其中:

所述径向轴线(z)、所述第一轴线(x)和所述第二轴线(y)形成公共相交点(i),这引起所述第一梁(36)、第二梁(44)、第三梁(52)、第四梁(60)和第五梁(68)关于所述公共相交点(i)对称;

所述第一梁(36)的横截面积、所述第二梁(44)的横截面积和所述第三梁(52)的横截面积的总和等于所述第四梁(60)的横截面积和所述第五梁(68)的横截面积的总和,这在所述第一方向(d1)和所述第二方向(d2)上提供相等的线性刚度;以及

对于所述第一梁(36)、所述第二梁(44)和所述第三梁中的每一个的所述横截面积的围绕所述第一轴线(x)的面积力矩的总和等于(52)对于所述第四梁(60)和所述第五梁(68)中的每一个的所述横截面积的围绕所述第二轴线(y)的面积力矩的总和,这提供围绕所述第一轴线(x)和所述第二轴线(y)的相等的力矩刚度。

2.根据权利要求1所述的横梁挠曲枢轴组件(10),其中所述第一弓形构件(28)沿所述第一壳体构件(24)的所述第一内表面(30)延伸并且与所述径向轴线(z)间隔开在所述第二壳体构件(26)内延伸。

3.根据权利要求1或2所述的横梁挠曲枢轴组件(10),其中所述第二弓形构件(34)沿所述第二壳体构件(26)的所述第二内表面(32)延伸,并且与所述径向轴线(z)间隔开在所述第一壳体构件(24)内延伸。

4.根据权利要求1或2所述的横梁挠曲枢轴组件(10),其中所述第一壳体构件(24)限定沿所述径向轴线(z)延伸的第一弓形槽(78),所述第一弓形槽(74)围绕所述径向轴线(z)延伸且具有第一弓形长度(l1),所述第一弓形长度(l1)大于围绕所述径向轴线(z)延伸的所述第二弓形构件(34)的第二弓形长度(l2),并且所述第二弓形构件(34)的至少一部分定位于所述第一弓形槽(78)内。

5.根据权利要求1或2所述的横梁挠曲枢轴组件(10),其中所述第二壳体构件(26)限定沿所述径向轴线(z)延伸的第二弓形槽(80),所述第二弓形槽(80)围绕所述径向轴线(z)延伸且具有第三弓形长度(l3),所述第三弓形长度(l3)大于围绕所述径向轴线(z)延伸的所述第一弓形构件(28)的第四弓形长度(l4),并且所述第一弓形构件(28)的至少一部分定位于所述第二弓形槽(80)内。

6.根据权利要求1或2所述的横梁挠曲枢轴组件(10),其中所述第一弓形构件(28)定位成面向第二弓形构件(34)并且与第二弓形构件(34)相比定位于所述径向轴线(z)的相对侧上。

7.根据权利要求1或2所述的横梁挠曲枢轴组件(10),其中:

沿所述径向轴线(z)延伸的所述第一梁(36)和所述第三梁(52)中的每一个的宽度(w)具有相等的宽度;以及

沿所述径向轴线(z)延伸的所述第四梁(60)和所述第五梁(68)中的每一个的宽度(w’)具有相等的宽度。

8.根据权利要求7所述的横梁挠曲枢轴组件(10),其中:

所述第一梁(36)、所述第二梁(44)、所述第三梁(52)、所述第四梁(60)和所述第五梁(68)中的每一个的长度(l)具有相等的长度;

所述第一梁(36)、所述第二梁(44)、所述第三梁(52)、所述第四梁(60)和所述第五梁(68)中的每一个的厚度(t)具有相等的厚度;以及

所述第一梁(36)、所述第二梁(44)、所述第三梁(52)、所述第四梁(60)和所述第五梁(68)关于所述公共相交点(i)对称。

9.根据权利要求1或2所述的横梁挠曲枢轴组件(10),其中所述第一弓形构件(28)包括定位于所述第二壳体构件(26)内的第二弓形槽(80)内的第一端(82)和第二端(84)。

10.根据权利要求9所述的横梁挠曲枢轴组件(10),其中第二弓形构件(34)包括定位于所述第一壳体构件(24)内的第一弓形槽(78)内的第一端(86)和第二端(88)。

11.根据权利要求10所述的横梁挠曲枢轴组件(10),还包括所述第一梁(36)的第一端(38),所述第二梁(44)的第一端(46)和所述第三梁(52)的第一端(54)固定到所述第一弓形构件(28)的第一端(82)。

12.根据权利要求11所述的横梁挠曲枢轴组件(10),还包括所述第一梁(36)的第二端(40),所述第二梁(44)的第二端(48)和所述第三梁(52)的第二端(56)固定到所述第二弓形构件(34)的所述第二端(88)。

13.根据权利要求12所述的横梁挠曲枢轴组件(10),还包括所述第四梁(60)的第一端(62)和所述第五梁(68)的第一端(70)固定到所述第一弓形构件(28)的第二端(84)。

14.根据权利要求13所述的横梁挠曲枢轴组件(10),还包括所述第四梁(60)的第二端(64)和所述第五梁(68)的第二端(72)固定到所述第二弓形构件(34)的第一端(86)。

15.根据权利要求14所述的横梁挠曲枢轴组件(10),其中:

所述第一梁(36)、所述第二梁(44)和所述第三梁(52)中的每一个的所述第一端(38、46和54)和所述第二端(40、48和56)分别通过整体机械加工、钎焊、焊接、粘结或螺栓连接中的一种固定到所述第一弓形构件(28)和所述第二弓形构件(34);以及

所述第四梁(60)和所述第五梁(68)中的每一个的所述第一端(62、70)和所述第二端(64、72)分别通过整体机械加工、钎焊、焊接、粘结或螺栓连接中的一种固定到所述第一弓形构件(28)和所述第二弓形构件(34)。


技术总结
横梁挠曲枢轴组件包括具有第一弓形构件的第一壳体构件、具有第二弓形构件的第二壳体构件,其中第一弓形构件延伸到第二壳体构件中,并且第二弓形构件延伸到第一壳体构件中。第一梁、第二梁和第三梁在第一方向上延伸,并且第四梁和第五梁在第二方向上延伸,均固定到第一弓形构件和第二弓形构件。第一壳体构件和第二壳体构件的第一轴线、第二轴线和径向轴线形成公共相交点。在第一方向上延伸的梁和在第二方向上延伸的梁的横截面积的总和相等,从而在两个方向上提供相等的线性刚度。围绕第一轴线的总力矩刚度等于围绕第二轴线的总力矩刚度。

技术研发人员:A·A·拉扎罗
受保护的技术使用者:波音公司
技术研发日:2019.10.14
技术公布日:2020.05.05
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