HB Z 13-1989 模线设计.pdf
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1、中华人民共和国航空航天工业部航空工业标准HB/Z 13 - 89 指导性技术文件模线设计1989-05-13发布1989-12-01实施中华人民共和国航空航天工业部批准目次E 主题内容与范围噜. . . . . . . . (1) 2 引用标准-8 模线设计3. 1 模线.设计原则. - _-. . -. . . . .oo . . .oo. . . . .,. (1) 3. 2 模线底板材料3. 3 模线底板的准备工作4 双曲面部件理论模线的设计幻4. 1 平面模线压缩模线和综合切面模(2) 1 用纵横切面法绘制双曲面部件的理论模线.(幻4. 3 部仲外形按射线法给出时理论模线的画法.e.
2、(1 7) 4. 4 部件沿框切面外形由圆弧形成时理论模线的设计(24)4. 5 二次曲线. . . _. oo. . _. -oo. _. (28) 5 直母线部件理论模线的设计(43)5. 1 宣母线部件理论模线设计的有关问题.a. (43) 5.2 直母线部件理论模线设计的一般计算(51)5.3 直母线部件斜切面的作图与计算. .oo. .oo . oo. oo. . (64) 5.4 扭转机翼的计算与作图.(83) 6 结构模线设计.e. . . . .oo. .oo- . _.oo . (8日6. 1 结构模线设计的依据及绘制内容. I . .oo _. _.oo .oo . (85
3、) 6.2 平面组合件结构模线的设t. (86) 6. 3 双曲面部件结构模线的设计-(112) 7 模线设计中的基本计算. . . . oo. . . . . . . (1 23) 7. 1 翼型的相应变换7.2 模线斜角及其计算. (27) 7.3 外形曲线的函数逼近和型值点的插值.,.,. . . .川. . (1 37) 8 球面三角在模线设计中的应用(51) 8. 1 关于球面几何的J般概念(l5J)8.2 球面三角的一般常用公式(152)8. 3 球面兰角在模线设计中的应用9 平面的交线与夹角的作图和计算(174)队1垂直于对称平面的斜切面与垂直于正常框平面的纵向构件作口长稍大梁等
4、)平面的交线与夹角oo.oooo. - . _. -9. 2 垂直于对称平面的斜切面与一般位置的梁(长啊n平面的交线和夹角(177)9. 3 一般位置的斜切面与梁平面的交线与夹角(18日10 数控绘制模线概述(189)10. 1 基本概念发展简况及指导思想. (189) 10.2 数控绘图机类型构造及特点.(18的10.3 数控绘图机的程序编制(192)10. 4 飞机理论模线的自动绘制(196)10.5 结构模线的自动绘制. . . . . . . . .川.(199) 附录A模线的标注与校核(补充伴). .,. . . . . . (200) 附录B模线管理与更改补充件.(202) 中华人
5、民共和国航空航天工业部航空工业标准模线设计1 主题内容与应用范固本标准规定了模线设计的原则、方法、内容和管理。本标准适用于飞机、导蝉模线的设计与绘制。2 引用标准HB0240.-: 际际萨萨同只1jf?f?:!ft!f/l hJ l J hJ3j! 对称轴线一:丁-下一二一一斜切面轴线与正常框轴线的真实夹角;l斜切面轴线在压缩模线上与正常框辅线的夹角。因此,需按公式(3)逐个求出斜切面真实的沿y轴方向的座标值。在俯视图压缩模线上$斜切面轴线按下式确定;0 11./ =W1 tgl 0 11.2 = 02 tgi - - (4) 按求出的Ohl、oh2等在压缩模线上图7)画出斜切面轴线,量取oe
6、hh!e5、h2e6、h如等即为斜切面上沿y轴方向的座标值。Y3 iJ都翠M样挺川闰图7将按上述方法从压缩模线上得到的斜切面上各座标值在斜面相应的切面线上打点,连成曲线,即为所求的斜切面外形(图3)。4. 2.2.2 第二种类型斜切面的作图方法此种斜切面的特点是z斜切面垂直于部件的水平基准面,而与部件的对称面不垂直,有倾角90。白。(图的,绘制方法如下:8 pd HB;Z 13-89 .!I. 1/ -,/ 图8z a.定出斜切面的水平和垂直切丽线p由于斜切面只与对称面有一倾角900-O,故在斜柯西上各水平切面间的距离不变,并且基准线与对称轴线是垂直的,而垂直切面间的距离由于。角的影响而变大了
7、,变化后距离按下式确定:(5) -COSFCos 式中on一在斜切面上垂直切面线距对称轴线的距离F斜切面轴线与正常框轴线的夹角zob1.ob2.一在俯视图平面模线中垂直切面线与对称轴线的距离。b.在俯视图平面模线中量出。、四,oe!、oe3的值后在斜切面上打点,使oeo=侃。,Oel = h肉,创z=h向,003 = baea得eo.e、e2、e3各点。将俯视图平面模线中斜切面轴线与Zo、ZI.ZhZ3的交点分别投到侧视图中Zo、Z1、Z2、Z3曲线上得eheS、e.e7各点并量出刷、ne5.n:!e&,n3e7的值,在斜切面上以Yo为基准将量得的值分别汀在Zo、ZI、Z2、岛上得e、民、e6
8、、e7各点。连接eo、e1.e7各点成光滑曲线即为所求的斜切面外形。c.当按平面压缩模线取斜切面时,首先画出压缩模线上斜切面轴线。在俯视图压缩模线上,由于受沿框距方向尺寸压缩的影响斜切面轴线的倾角。有变化,变化后的倾角队接下式确定tS矶=节. . . . . . . . . . .,. . (6) 9 周/Z.13-89式中 斜切面轴线与正常框轴线的夹角。趴在压缩模线上斜切面轴线与正常榷轴线的夹角;m 压缩系数如压缩模线为1I 5时m:-5)YA 飞: :. y ., Y, 水平LLHtfl yo _. .一.y。1.4 iJj主FJ丁工:1fi-Jm且因B按131在俯视图压缩模线上面出斜切面
9、轴线(图10),并量出侃。、l,OCZ、3等与第一种斜切面一样,需求出斜切面水平切面座标值,其公式如下:(7) cosp 式中e一一斜切雨中水平切面线座标值;10 e一从水平压缩模线量得的斜切面水平切而线的座标值;F、Pl的意义向上。在侧视图压缩模线t图11)斜切面轴线按下式确定:HB/Z 3 89 用10: 水平基准线o 111阿可广一一一一w一?气1工;iLLLiJ二-二JJJ;-川-E、11,. 毯哩鄂勘jbz川bz川2止|L川-JJ:入山主半旦巴旦凹!山E叩血j些些些巴飞L一一一与里II工li:F 斟对称轴线巳-、-咂-且噜帽-一一-一一-町.叮帽.-_.图1111 HB/ Z 13-
10、89 。n)= obJ tg JI 0侃2=b2 tg Jl - - (8) 在侧视图压缩模线上按onl、on等画出斜切面轴线,量取0句,n向、功ehne7等即为斜切面上的垂直切面座标值。将按上述方法得到的水平和垂直方向的座标值在斜切面中相应的切面线上打点连成光滑曲线,即得到所求的斜切面外形。应当注意的是此种斜切面外形是不对称的,本例只介绍斜切面部分外形的作图,要作其它部分外形时,量取尺寸时需注意斜切面方向。4.2. 2. 3 第三种类型斜切面的作图方法此种斜切面的特点是斜切面即不垂直于部件的对称面、也不垂直部件的水平基准面,在对称面上有倾角,在水平基准面上有倾角白、其位置见图12。对称平面图
11、12作图方法zR.斜切面上对称轴线与水平基准线夹角r的确定:由于斜切面在对称平面上和水平基准面上都有倾角,所以斜切面上的对称轴线和水平基准线不是互相垂直的,其夹角为r,r角时用计算和作困两种方法确定:计算法:以对称面、水平基准面、斜切面建立球面直角三角形OABC(图12)。已知:A=90。、b=90。一、c=90。一白,r = a COT = cQsa = cosb csc =c8(90。一) c08(900 - ) = St1t sinJ .作图法:过斜切面P的H面迹线PH上任意一点A并垂直PH作H面的投射面s,Sr与Pr交于B点。使P平面绕Pn旋转重合于H平面,求出旋转后的B点位置Bl(以
12、o点为圆心,oB为半径1-2 阳/Z13-89 画弧与SH的交点即为B1点).则AOB1即为所求的斜切面P上的对称轴线与水平基准线间夹角r。b.斜切面上水平和垂直切面位置线的确定:水平切面位置线按公式。Qn = oW! C06a / . 垂直切西线的位置按公式(5):On = cos豆e.按平面模线画斜切丽外形(见图14)。/ : 图13-、 、13 HB / Z 13- 89 水平基准线YIl Z 2, Zj z 4 图14Y! 求出侧视图中各垂直切面上的斜切面轴线(将俯视图上水平基准面上的斜切面轴线与切面位置线ZJ、马、Z3、瓦的交点分别投到水平基准线鸟上得nj、町、町、h各点,过川、陀、
13、町、nl各点分别作对称平面上的斜切轴线的平行线即为所求的各恶直切面上的斜切面轴线)并得到与相应外形曲线的交点e()、el、e2、剧、町,并将oeo,n肉、n2e?,n3e; . ne.i的值分别打在斜切面上的相应的切面位置线上得到斜切面上得eo、町、e2、e3、向各点;以同样的方法求出町、eti、er、ea,e9各点;将eo、eJ.eg各点连成光滑曲线即为所求的斜切面外形.见图15。d.按压缩模线定斜切面垂直和水平方向的座标值:为了从压缩模线上章取并计算垂盲与水平标俑,需先在l王缩模线上作出相应的斜切固轴线.真倾角向和自l按公式(2)和(6)求出。在垂直切面压缩模线中(图16)按公式(8)挥出
14、onJ、002,on等,依此画出斜切面辅线,并量取与垂直切面线相交的外形座标oe,n)el等,由于是压缩模线,因此,需按公式(3)求出斜切面真实的垂直座标值oeo、n向等。14 HB/Z 13-89 h-3 y 图15在水平切面压缩模线中(图17)采用与前面相同的办法画出斜切面轴线、座标oh、oh等按公式(4)求出,再按公式(7)求出斜切面真实水平座标值。es、h向等。根据计算得到的r角、onJ,on2和oh1,oh2-.等画出对称轴线、水平基准线、垂育和水平切面线、按计算出的座标值在相应的切西线打点并连成光滑曲线、即为所求的斜切面外形。瞅一句基一平一?可勺2水一iJZ?SF结4飞一铀称对Zl
15、 Zz Z3 z z .s 因1615 HB;Z 13-89 .-.臼ly Y3 兰主对称轴线:l旦臣且l盐/图174.2. 2. 4 第四种类型斜切面的作图方法此种斜切面实际上是属于第三种类型的,但其位置是在综合切面圈中给出的,如图18a、16b所示。由于斜切面与框平面有夹角,因此在斜切面上框轴线间的距离有变化,此斜切面的作图方法如下:a.根据飞机结构图在综合切面模线上定飞出斜切面轴线,并任意画一条垂直斜切面轴线的基准线(图18的量出从基准线到各橙外形的高度Yl,Y2.等,并量1框平面与4框平面上的斜切面轴线间的距离hob.计算斜切面的倾角Lto =一一h,- d1 + d2 + d3 式中
16、:dhdhd3为正常框距。C.计算出斜切面上的框距zdl41L d2L d3 一一 d一一:.:._ d一一-1 - cos 2 - cos 3 - cosO d.作斜切面。先画基准线,按d,、d,d;画出框轴线,按量得的Yl.Y2在相应的框铀线上l6 闹/Z1389 打点、连成曲线,即得到斜切面外形,如图18bol框/丁E.-丁在4框a 提-堪忧些|1血Qi b 图184.3 部件外形搜射线法给出时理论模线的画法4. 3. 1 综合切面模线与纵向切面模线17 时8/Z.13- 89 用极座标给出理论外形的方法,称为射线法。在理论图上一般以图19的方式给出.q创刑四| .9 切面2、_.、阁1
17、9这种情况需要绘综合切面摸线和沿射线的纵向切面模线。综合切面模线以水平基准线和对称轴线为基准重叠画出(图20),沿射线的纵向领面模线则需将射线平面绕部件轴线旋转至与对称面重合后绘出图21)。为节省图板面积沿射线的纵向切面可以画成压缩的。18 闹;z13- 89 。-oho-乓句JFioe-mb -EE-.,-VA-x o-AU AHU-内lunu-nv t-1 。阳刚吝7 / / 。的, j / 、, / , , , , 。, / / 坏,/i / 6 dgi 。的-eo -X -N 飞牛盒 coo-图204.3. 2 斜切面的作图方法下面介绍的三种斜切面,同前面按直角座标系(纵横切面法给出的
18、部件外形时的前三种斜切面的特点完全一样,只是由于部件外形给出的方法不间,因而在作囱方法上也有所不同。4.3. 2.1 第而种斜切面的作图方法此种斜切面的特点是z斜切面垂直部件的对称平面,与水平基准面有一夹角90-(J.O(图斜切面本身的几何特点是=a.由于斜切面垂直部件对称面.所以斜切面上的水平基准线与对称线是相互垂直的c并且斜切面外形是以部件对称轴线为对称袖左右对称(图23)。b.各射线平面间的夹角只有在正常框平面上才能真实地反映出来,由于斜切面与水平基19 ,但;z13-89 准面有一倾角,所以斜切面上各射线与对称线间的夹角是随着倾角的变化而变化的(国23)。-4 因毕-M 一_1十图21
19、。都忘。、水平基准线4 / 困22图23亿为了确定斜切面上各射线的外形座标,必须在各射线平面上确定斜切面轴线位置,而在已知条件中给出的角只是在对称平面上斜切面轴线与止常框轴线的夹角。当射线平面绕20 闹/Z13-89 部件纵轴从对称面向水平面旋转时,斜切面轴线与正常框轴线的夹角逐渐变小,当射线平面与水平基准面重合时,则夹角为00。所以射线平面上斜切面轴线与正常框轴线的夹角随着射线平面本身与对称平面间的夹角变化而变化的图22)。从斜切面的几何特点中可以看出,作这种斜切面关键在于确定斜切面上各射线与对称轴线间的夹角矶、现和各射线平面上斜切面轴线与正常框轴线间的夹角i、iHH的求法图对称平面水平基准
20、面-图24以斜切面、射线切面和对称平面建立球面直角三角形OABC已知:A=900 B=e(射线平面与对称面夹角)C=90。一在斜切面上射线与对称轴线的夹角9= b .所以tgd = tgb =法=t仲sinC= tg9 sin(90。一)日线平面= tg cos. .U们在射线平面中,斜切面轴线与正常框轴线的夹角a= 90。一旷,按球面三角形公式t所以cta cosB c08cos oa = - = 1时,曲线为双曲线。先来研究任意射线被曲线和底边所截出的线段AD和DE之间比的关系见图40)。设.FDE 一, ,-AD 可得参数方程st气,一(x一ay=y弘.+ (m一F)F因:号=亏即:弘=
21、fzex. + aF x=一一一一.u.(29) 1十F故zf叶mF. . . (30) 11 = 1十F下面再来找出内切于60AB的二次曲线簇的方程式t切线OA的方程式为:ay-mx=O切线AB的方程式为z(a-b)y-c)一(m-c)(x-b)=0 弦线。B方程式为:by -cx=O 则曲线簇的方程式为2(ay - mx) ( (a -b)句-c)一(m- c)(x - b)J + k(by - CX)2 = 0 以(29)和(30)式的关系代入曲线簇的方程式,化简后得:HB/ :t 13- 89 或tXt(x. - b) + b2F2 = 0 (31) F=一向-. . . . . .
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- HB 13 1989 设计
