防止轮毂和轮缘相对转动的刹车机轮轮毂及其设计方法
阅读说明：本技术 防止轮毂和轮缘相对转动的刹车机轮轮毂及其设计方法 (Brake wheel hub capable of preventing hub and wheel rim from rotating relatively and design method thereof ) 是由 张万顺 孟帅 娄金涛 易喆 夏孟聪 李硕 于 2021-05-27 设计创作，主要内容包括：一种防止轮毂和轮缘相对转动的刹车机轮轮毂及其设计方法。该刹车机轮轮毂包括轮毂、轮缘和卡环。轮缘套装在轮毂上,通过安装在轮毂卡环槽内的卡环限位。轮毂安装活动轮缘一端的外圆周表面上均匀分布有9个轮毂止动槽,通过所述轮毂止动槽与位于卡环内圆周表面的止动键之间的配合将该卡环固定在该轮毂上。该轮毂止动槽的横截面为圆弧形或梯形或矩形。各所述不同横截面形状的轮毂止动槽的尺寸根据所述轮毂的外径确定；分别位于轮毂上的两个相邻的轮毂止动槽宽度方向的中心线之间的夹角为40°。本发明彻底解决轮毂和轮缘的相对滑移问题,能够满足新一代飞机重量越来越轻,能量和载荷越来越大的使用要求。(A brake wheel hub for preventing relative rotation between a hub and a rim and a design method thereof. The brake wheel hub comprises a hub, a rim and a snap ring. The rim is sleeved on the hub and is limited by a snap ring arranged in a snap ring groove of the hub. 9 hub locking grooves are uniformly distributed on the outer circumferential surface of one end of the hub mounting movable flange, and the clamping ring is fixed on the hub through the matching between the hub locking grooves and locking keys positioned on the inner circumferential surface of the clamping ring. The cross section of the hub stop groove is circular arc-shaped, trapezoid or rectangular. The size of each hub stop groove with different cross section shapes is determined according to the outer diameter of the hub; the included angle between the center lines of the width directions of two adjacent hub stopping grooves respectively positioned on the hubs is 40 degrees. The invention thoroughly solves the problem of relative slippage between the hub and the wheel rim, and can meet the use requirements of the new generation of airplane that the weight is lighter and the energy and the load are larger and larger.)
技术领域
本发明涉及飞机刹车机轮设计领域，具体是一种能够防止轮毂和轮缘之间相对转动、消除机轮轮毂和轮缘相对磨损的单腹板式刹车机轮轮毂及其设计方法。
背景技术
单腹板式刹车机轮结构包括机轮组件和刹车装置，刹车装置位于机轮组件内腔。机轮组件由轮毂、轮缘、卡环、密封圈等部件组成。机轮组件与航空轮胎配套使用，轮缘套在轮毂外侧，通过卡环限制轮缘轴向位置并与航空轮胎组成封闭空腔，空腔内充入压缩空气，使用密封圈防止压缩空气泄漏，安装在飞机主起落架轮轴上承载飞机载荷,并随飞机的运动绕主起落架轮轴转动。
在机轮组件全寿命后期，机轮组件中轮毂和轮缘接触面经常会出现磨损。出现磨损的原因是机轮组件在使用的过程中会承受很大的飞机载荷和充气压力作用，导致轮毂和轮缘变形并使二者之间的间隙消失，产生交变接触应力；由于轮毂和轮缘在圆周方向的位置没有固定，随着机轮组件的高速转动，轮毂和轮缘之间在圆周方向上发生相对转动，产生接触疲劳磨损。随着飞机起落数的增加，磨损量逐渐增大，最终导致轮毂和轮缘提前失效，缩短了刹车机轮的使用寿命。统计试验结果表明，随着刹车机轮所承受的载荷不断增大，磨损现象的发生时间会逐步提前，最早甚至出现在试验仅完成30％时。因此，消除轮毂和轮缘之间磨损现象的发生对机轮组件的寿命保障具有现实意义。
目前，国内外普遍采用提高接触面耐磨性或降低接触面接触应力的方法来改善磨损问题，如通过涂抹耐磨涂层、极压润滑脂等处理方法提高接触面的耐磨损性能，从而提高刹车机轮的使用寿命；通过增加轮毂、轮缘刚度来减小变形并增大轮毂和轮缘接触面积的方法，降低轮毂与轮缘接触面之间的压力，减小接触应力，延缓磨损速度，从而延长刹车机轮的使用寿命。
采用表面处理的方法虽然能够提高耐磨性，延长寿命，但是在寿命试验过程中发现，在大载荷条件下，耐磨涂层只能维持100起落～200起落，无法满足大载荷条件下飞机机轮的使用要求。通过提高轮毂、轮缘刚度的方法来改善磨损问题，会使机轮组件的体积和重量增大、热库组件体积和重量减小，导致热库组件的刹车性能降低和工作温度偏高。
随着飞机制造技术的飞速发展，飞机的能量和载荷越来越大，但刹车机轮的重量要求却越来越轻，通过现有技术方法解决磨损问题，已无法满足飞机的使用要求；
通过在中华人民共和国国家知识产权局(http://www.sipo.gov.cn)检索关键词：机轮、轮毂、轮缘、磨损、刹车机轮、飞机、机轮组件、西安航空科技制动、张万顺、孟帅；相关发明专利如下：
在公开号为CN110154649A的发明创造中，公开了一种防滑转无内胎航空机轮。该发明通过防滑槽增加轮胎和机轮结合处的固持力，通过止动销防止活动轮缘滑动转动。该发明与本发明都属机轮结构设计，但该发明是通过增大轮胎对轮缘的固持力，同时在轮毂上加止动键槽来减少在大力矩情况下出现机轮滑动和转动的概率，但并不能完全消除轮毂和轮缘之间的相对滑转。
未检索到能够消除机轮轮毂和轮缘的相对转动技术方案。
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