[发明专利]一种复合材料桨叶叶根连接结构

说明书

本发明属于机械结构设计，涉及一种复合材料桨叶叶根连接结构。本发明为实现复材主承力件碳大梁与金属叶根的可靠连接，先将碳大梁铺放在金属叶根上，碳大梁由多层碳纤维单向布和缎纹布构成；再在金属叶根弧形表面缠绕碳纤维，将碳大梁与金属叶根固定在一起。当螺旋桨旋转时，旋转带来离心载荷和气动载荷传递至叶根处，金属叶根的弧度外形和纤维缠绕能够防止碳大梁脱出，进而避免复合材料桨叶的损坏。叶根连接结构由原来个零件减少至个零件，本发明结构简单、重量轻、工艺性好，进而大大节约制造成本，明显提高经济效益。

技术领域

本发明属于机械结构设计，涉及一种复合材料桨叶叶根连接结构。

背景技术

螺旋桨主要由金属桨毂和复合材料桨叶组成，见图1。为保证在起飞、爬升、巡航、着陆等所有飞行状态下，飞机螺旋桨均能保持最大效率，螺旋桨一般都会设计为自动变距螺旋桨，即：当飞行状态改变时，桨叶存在绕自身轴线旋转的运动。而桨毂并不存在这个方向的旋转运动，所以，需要在桨叶与桨毂定心轴之间增加轴承连接。由于复合材料无法满足轴承配合的高精度尺寸，需要在复合材料桨叶根部预埋金属叶根。

因此，为保证螺旋桨工作时复合材料桨叶不会甩出，进而对飞行安全造成严重影响，必须合理设计金属叶根与复合材料叶身之间的连接结构。现有的叶根连接结构见图2，共包含12个零件。这种结构的主要缺点是结构复杂、重量大、成型和装配工艺性差。

发明内容

本发明目的：

本发明技术方案：一种复合材料桨叶叶根连接结构，其特征在于，包括金属叶根1、碳大梁2、桨根缠绕纤维3、蒙皮4和泡沫5；碳大梁2铺于金属叶根1表面，泡沫5安装在上下两个碳大梁2中间，桨根缠绕纤维3缠绕在碳大梁2外侧，蒙皮4将所有零件包裹成一个整体，金属叶根包括弧度外形6和翼型段7。

所述金属叶根1为柱状结构，中心设有与桨毂配合的台阶孔，端面四周均布了减重孔。

所述金属叶根1顶端设有凸台。

所述碳大梁2为薄壁壳体，内腔形状与金属叶根1一致，由2个碳大梁2围合成为一个整体罩状结构，贴合在金属叶根1的外表面。

所述桨根缠绕纤维3是一种碳纤维，牌号为T700SC-12000-50C。

本发明的有益效果：本发明为实现复材主承力件碳大梁与金属定心轴套的可靠连接，先将碳大梁铺放在金属叶根上，碳大梁由多层碳纤维单向布和缎纹布构成；再在金属叶根弧度表面缠绕碳纤维，将碳大梁与金属叶根固定在一起。当螺旋桨旋转时，旋转带来离心载荷和气动载荷传递至叶根处，金属叶根的弧度外形和纤维缠绕能够防止碳梁脱出，进而避免复合材料桨叶的损坏。叶根连接结构由原来12个零件减少至5个零件，本发明结构简单、重量轻、工艺性好，进而大大节约制造成本，明显提高经济效益。

附图说明

图1——现有技术螺旋桨结构示意图

图2——现有技术叶根连接结构示意图

图3——本发明叶根连接结构示意图

其中，1-金属叶根，2-碳大梁，3-桨根缠绕纤维，4-蒙皮，5-泡沫

图4——金属叶根结构示意图

其中，6-是弧度外形，7-是翼型段

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：