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中国民航飞行学院航空工程学院毕业论文
第3章 A320主起落架三维模型建造
CAD/CAE技术一目前比较成熟的三维模型制造和仿真技术，通过三维软件创建各个部件的三维模型，再组装成机构，添加约束从而限制各个零件的自由度，使机构可以按照指定的运动方式进行运动，即运动仿真。本设计中，使用Pro/E软件建造出A320主起落架各个零件的三维模型，并进行组装，构建出A320主起落架三维模型。
3.1 CAD/CAE技术
随着科技的不断进步，制造业正向着数字化、全球化、网络化的方向发展，产品的生命周期越来越短，新产品的上市速度越来越快。计算机辅助设计/计算机辅助制造技术，即CAD/CAE技术，作为数字化技术的重要组成部分，是计算机技术在工程设计、仿真优化、制造加工等广阔领域中具有重大影响的革新技术[9]。
CAD/CAE技术将计算机高速而精确的运算功能，大容量存储和处理数据的能力，丰富而灵活的图形、文字处理功能与设计者的创造性思维能力、综合分析及逻辑判断能力结合起来，形成一个设计者思想与计算机处理能力紧密结合的系统。CAD主要包括数据测量、几何建模、计算机分析、绘图及技术文档生成、工程数据库的管理和共享等功能。CAE技术是利用计算机和技术的成果，建立被仿真系统的模型，并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。
作为国民经济的基础，各个国家和地区一直很重视制造业的发展，CAD/CAE技术与制造业的结合使制造业发生了巨大的变革，也使制造业产生了良好的经济效益。目前，制造业企业精良的设备、优良的工作环境、优厚的待遇和高速增长的产值，不仅使其在该行业中所占比重、就业人数、社会贡献位居前列，还为制造业的新技术应用、新产品的开发和生产能力的提高提供了重要的物质基础，是现代经济不可缺少的战略性产业。
三维CAD造型技术也称建模技术，它是CAD技术的核心。建模技术的研究、发展和应用，代表了CAD技术的研究、发展和应用。从20世纪60年代至今，三维建模技术的发展经历了线框建模、曲面建模、实体建模、特征建模、参数化建模、变量化建模，以及当今正在研究的产品集成建模、行为建模等发展过程。三维CAD以三维造型设计为基础，只要形成了三维模型，各种二维视图唾手可得。三维CAD/CAE技术在产品的三维造型、虚拟状配、工程图生成、动态干涉检验、机构运动分析和动态仿真、有限元分析等方面带来了革
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A320主起落架收放原理分析及运动仿真
命性得突破，提高了设计效率和设计质量。
三维CAD/CAE技术主要包括以下内容：三维造型/三维设计、计算机辅助工程分析、机构运动分析/仿真、装配干涉检验、三维转二维、图样档案管理等。利用这种全过程的三维CAD/CAE系统完成设计以后，不仅使设计对象的几何形状和性能满足要求，而且使各方面的指标（强度、刚度、重量和成本等）都达到最佳状态，这是计算机辅助设计和辅助工程分析的根本目的。三维CAD/CAE符合设计者的思维习惯，可以充分发挥设计者创造力和想象力。三维 CAD/CAE技术不仅解决了产品设计和工程图绘制的问题，更重要的是利用三维CAD/CAE技术实现产品的虚拟设计、运动仿真和优化设计，所生产的三维零件可以直接与CAE/CAM/CAPP等CIMS技术进行数据交换和衔接，是将来实现无图样生产的关键技术之一，是实现虚拟制造的重要手段。掌握三维CAD/CAE技术的使用，已经逐步同使用计算机进行文字处理一样，成为产品开发、设计人员的一种基本技能。
CAD/CAE软件技术也在飞速发展，出现了很多软件产品，应用范围比较广的有：Pro/ENGINEER、AutoCAD、CATIA、Unigraphics、SolidWorks、ANSYS、Mastercam等等。这些产品根据自身的开发档次及其适用度，满足了不同企业的需求。本次设计中，我们使用的为Pro/E WildFire5.0 软件。
3.2 Pro/ENGINEER简介
Pro/E（Pro/Engineer操作软件）是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，简称PTC）的重要产品。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM软件之一。
Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决牲的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。
Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。
本设计中主要使用到Pro/E软件中的建模和装配两个模块，前期使用建模功能建立起落架零部件三维模型，然后装配成起落架三维模型，最后使用Pro/E中的机构功能，对起落架收放进行软件仿真。
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3.3 起落架模型建造
现实之中，起落架结构复杂，包括收放、锁定、刹车、转弯、减震等系统，难以全面地建造出模型。针对本设计研究课题，我们建造出A320主起落架收放系统的全部和锁定系统的部分（即下位锁）的主要零件，并组装成起落架三维模型。 3.3.1 零件模型建造
以A320主起落架为参考，结合维修手册[10]、IPC手册等工具，针对起落架收放系统进行选择性的简化，决定所需的基本零部件。由于A320起落架具体、真实的参数无法得知，本设计中零件建模为相对比例建造，比例参数从手册图形中测量得出。具体零部件名称列表3.1如下：
表 3.1主起落架零部件列表
序号 1 4 7 10 13 16 名称 固定桩 作动筒外筒 上防扭臂 小撑杆 侧支柱2 锁接头 序号 2 5 8 11 14 17 名称 起落架外筒 起落架轮轴 下防扭臂 接头 锁支柱1 锁作动筒外筒 序号 3 6 9 12 15 18 名称 作动筒内筒 机轮 后防扭臂 侧支柱1 锁支柱2 锁作动筒内筒 在Pro/E三维建模环境下，进入零件设计模块，根据起落架各个组成部分图纸的设计要求，对各个构件进行建模。
建模时，通过草绘特征生成实体的方法，应用拉伸特征、旋转特征、扫描特征、混合特征、肋特征由草图经过拉伸、旋转、扫描、混合等操作方法生成实体。利用辅助工具建立基准特征，主要包括基准平面、基准轴、基准点、基准曲线、草绘基准曲线和基准坐标系等特征。为建立三维实体提供三维方向的参照以及为后续的特征编辑提供参照。再而对特征进行编辑。使用特征编辑其中包括复制、阵列、镜像、重定义等操作队特征进行编辑。Pro/Engineer提供的多个高级特征来改变实体模型的表面形状，从而改变实体的形状。在实际装配过程中通常遇到零件在尺寸配合以及运动约束上的限制，需要对零件的尺寸进行更改。最后通过放置特征对零件经行倒角修饰。主要包括孔特征、圆角特征、倒角特征、抽壳特征和拔模特征。
建造的起落架的零件如图3-1：
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A320主起落架收放原理分析及运动仿真
固定桩 2.作动筒内筒 4.起落架轮轴 6.起落架外筒
作动筒外筒
机轮
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