桨毂是倾转旋翼无人机中的重要部件,起到连接桨叶和机身的作用。其设计方案、传力形式、疲劳强度等都会对飞行器正常工作和日常维护产生较大影响。由于桨毂的作用关键,所以确定桨毂结构,分析桨毂受力,估算桨毂疲劳寿命,并对桨毂进行合理的优化等工作,对倾转旋翼无人机的设计以及未来的发展是非常有益的。本文为了解决倾转旋翼无人机中机身和桨叶之间的连接问题旨在设计一款在倾转旋翼无人机中使用的桨毂,完成以下工作:首先,通过对倾转旋翼无人机桨叶与机身的连接要求以及二者的相对运动形式进行分析,研究桨毂和与其相连的自动倾斜器的机构模型;由给定的设计条件确定桨毂系统的机构形式和其中相关重要零件的组成,并建立相关的三维模型。其次,根据倾转旋翼无人机实际工作中桨毂的多种运动情况,从刚体研究的角度出发对设计的桨毂模型进行动力学分析,监测固定翼状态下、直升机起飞状态下、俯仰/横滚状态下桨毂上受力随时间的变化关系。把刚体动力学分析结果作为输入条件,从线弹性研究的角度出发对多工况下的桨毂进行有限元分析,包括检验连接关系的模态分析、判断是否发生应力破坏的静力学分析、探寻最大应力值点的应力值变化情况的瞬态动力学分析。最后,根据有限元分析中受力分析结果使用名义应力法,对设计的桨毂结构进行疲劳强度估算;并在保证疲劳寿命的前提下,使用响应面方法对桨毂系统进行尺寸优化。