飛機(jī)起落架中剎車裝置及零部件的設(shè)計(jì)與加工路線制定

授課日期年月日第2周授課形式講課授課時(shí)數(shù)4章節(jié)名稱第02章關(guān)系模型教學(xué)目的與要求①理解關(guān)系、關(guān)系表、屬性、元組、超鍵、候選鍵、全鍵、外鍵的基本概念②理解關(guān)系數(shù)據(jù)庫中基本表的性質(zhì)③理解關(guān)系模式概念和表示④理解關(guān)系模式的完整性規(guī)則⑤掌握關(guān)系代數(shù)中的基本操作：并、差、笛卡爾積、投影、選擇⑥掌握關(guān)系代數(shù)的其它操作：交、連接、除，以及外連接、外部并。⑦理解SQL語言的概念和特點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)關(guān)系運(yùn)算教學(xué)難點(diǎn)無教學(xué)方法和手段講授法結(jié)合課堂實(shí)例分析討論教學(xué)過程與組織導(dǎo)入新課前次課程的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)了解了和數(shù)據(jù)庫相關(guān)的一些基本概念。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，關(guān)系模型是目前應(yīng)用最廣泛的數(shù)據(jù)模型，是目前應(yīng)用最廣泛的主流數(shù)據(jù)庫──關(guān)系數(shù)據(jù)庫的核心和基礎(chǔ)。關(guān)系模型有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)：一是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單──二維表；二是有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，它的理論主要關(guān)系運(yùn)算理論和關(guān)系模式設(shè)計(jì)理論。講授新課第二章關(guān)系模型及其運(yùn)算第01節(jié)關(guān)系模型的基本概念關(guān)系模型創(chuàng)始人：IBM的E.F.Codd，1970年。目前所有廠商推出的DBMS都支持RDB，非關(guān)系系統(tǒng)的產(chǎn)品也都加上了關(guān)系接口，數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域當(dāng)前的研究工作也都是以關(guān)系方法為基礎(chǔ)。2.1.1關(guān)系模型的結(jié)構(gòu)、操作和完整性約束的基本概念（1）關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系模型是建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上的。關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯模型是一張二維表，它由行和列組成。在關(guān)系模型中，實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系都是用關(guān)系來表示。必須滿足一定的規(guī)范條件，其中最基本的一條就是，關(guān)系的每一個(gè)分量必須是一個(gè)不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，也就是不允許表中還有表。（2）關(guān)系模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)在關(guān)系模型中，實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系都用“表”來表示。在數(shù)據(jù)庫的物理組織中，“表”以“文件”形式存儲(chǔ)。（3）關(guān)系模型的操作關(guān)系模型的操作主要包括查找、插入、刪除和修改數(shù)據(jù)。關(guān)系模型中的數(shù)據(jù)操作是集合操作，操作對(duì)象和操作結(jié)果都是關(guān)系，即若干元組的集合。（4）關(guān)系模型的完整性約束關(guān)系模型的操作必須滿足關(guān)系的完整性約束條件。關(guān)系的完整性約束條件包括3大類：實(shí)體完整性、參照完整性和用戶定義完整性。2.1.2關(guān)系模型的基本術(shù)語（1）關(guān)系與二維表表2-1是一張學(xué)生登記表，這是一張二維表。表2-1學(xué)生記表學(xué)號(hào)姓名性別年齡S0201李蘭女17S0202張娜女18S0203張偉男17為簡單起見，對(duì)表2-1數(shù)學(xué)化，用字母表示表格的內(nèi)容，則表2-1可用圖2-1的表格表示。二維表的術(shù)語關(guān)系模型的術(shù)語數(shù)據(jù)庫的術(shù)語R───列←---------→屬性←-----------→字段ABCDa1b1c1d1a2b2c2d2a3b3c3d3←─表頭←-----→關(guān)系模式←-------→記錄類型←─行1←-----→元組1←-------→記錄1←─行2文件元組2關(guān)系(實(shí)例記錄2文件←─行3←-----→元組3←-------→記錄3列值←-------→屬性值←----------→字段值圖2-1二維表、關(guān)系模型及數(shù)據(jù)庫的對(duì)應(yīng)術(shù)語在關(guān)系模型中，關(guān)系(Relation就是一個(gè)二維表。表中的列稱為屬性(Attribute。屬性具有型和值兩層含義：屬性的型指屬性名和屬性取值域；屬性值指屬性具體的取值。同一關(guān)系中的屬性名(即列名不能相同。屬性用于表示實(shí)體的特征，一個(gè)關(guān)系中往往有多個(gè)屬性。例如表2-1中有4個(gè)屬性，分別為學(xué)號(hào)、姓名、性別和年齡。表中的行稱為元組(Tuple，組成元組的元素稱為分量(Component。數(shù)據(jù)庫中的一個(gè)實(shí)體或?qū)嶓w間的一個(gè)聯(lián)系均使用一個(gè)元組表示。例如表2-1中有3個(gè)元組，它們分別描述3個(gè)學(xué)生的學(xué)號(hào)、姓名、性別和年齡。(S0201,李蘭,女,17是一個(gè)元組，它由4個(gè)分量構(gòu)成。元組的集合即為關(guān)系(relation，或稱為實(shí)例(instance。關(guān)系中屬性個(gè)數(shù)稱為元數(shù)(arity，元組個(gè)數(shù)稱為基數(shù)(cardinality。圖2-1中，關(guān)系R的元數(shù)為4，基數(shù)為3。實(shí)際上我們常常直接稱呼關(guān)系為表，元組為行，屬性為列。關(guān)系中每1個(gè)屬性都有一個(gè)取值范圍，稱為屬性的值域。域(Domain是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的值的集合。例如,整數(shù)、{0,1}、{男,女}、{計(jì)算機(jī)專業(yè),物理專業(yè),外語專業(yè)}等，都可以作為域。屬性A的值域用DOM(A表示。每個(gè)屬性對(duì)應(yīng)一個(gè)值域，不同的屬性可對(duì)應(yīng)于同一值域。（2）關(guān)系的定義可以用集合的觀點(diǎn)定義關(guān)系：關(guān)系是一個(gè)元數(shù)為K(K>1的元組的集合，是其各屬性的值域的笛卡爾積的一個(gè)子集。集合中的元素是元組，每個(gè)元組的元數(shù)相同。（3）鍵（碼）鍵(碼由1個(gè)或幾個(gè)屬性構(gòu)成，在實(shí)際使用中，有下列幾種鍵：①超鍵(SuperKey：在關(guān)系中能惟一標(biāo)識(shí)元組的屬性集稱為關(guān)系模式的超鍵。②候選鍵(CandidateKey：不含有多余屬性的超鍵稱為候選鍵。也就是在候選鍵中，若要再刪除屬性，就不是鍵了。一般而言，如不加說明，則鍵是指候選鍵。③主鍵(PrimaryKey：用戶選作標(biāo)識(shí)元組的一個(gè)候選鍵稱為主鍵，也稱為關(guān)鍵字。如果關(guān)系中只有一個(gè)候選鍵，這個(gè)惟一的候選鍵就是主鍵。表2-1中，(學(xué)號(hào),姓名是關(guān)系模式的超鍵，但不是候選鍵，而(學(xué)號(hào)是候選鍵。在實(shí)際使用中，如果選擇(學(xué)號(hào)作為插人、刪除或查找的操作變量，那么就稱(學(xué)號(hào)是主鍵。④全碼(All-Key：若關(guān)系的候選鍵中只包含一個(gè)屬性，則稱它為單屬性碼；若候選鍵由多個(gè)屬性構(gòu)成，則稱它為多屬性碼。若關(guān)系中只有一個(gè)候選鍵，且這個(gè)候選鍵中包括全部屬性，則稱該候選鍵為全碼。全碼是候選鍵的特例，它說明該關(guān)系中不存在屬性之間相互決定情況。例如，設(shè)有以下關(guān)系：學(xué)生(學(xué)號(hào),姓名,性別,出生日期；課程(課程號(hào),課程名,學(xué)分；學(xué)生選課(學(xué)號(hào),課程號(hào)。其中，學(xué)生關(guān)系的主鍵為學(xué)號(hào)，是單屬性碼；課程關(guān)系中課程號(hào)是主鍵；學(xué)生選課關(guān)系中的學(xué)號(hào)和課程號(hào)相互獨(dú)立，屬性間無依賴關(guān)系，該關(guān)系的主鍵是全碼。⑤主屬性(PrimeAttribute與非主屬性(Non-KeyAttribute：關(guān)系中，候選碼中的屬性稱為主屬性，不包含在任何候選碼中的屬性稱為非主屬性。⑥外鍵(ForeignKey和參照關(guān)系(ReferencingRelation：設(shè)FR是關(guān)系R的一個(gè)或一組屬性，但不是關(guān)系R的候選鍵，如果FR與關(guān)系S的主鍵KS相對(duì)應(yīng)，則稱FR是關(guān)系R的外鍵，關(guān)系R為參照關(guān)系，關(guān)系S為被參照關(guān)系(ReferencedRelation或目標(biāo)關(guān)系(TargetRelation。需要指出的是，外鍵并不一定要與相應(yīng)的主鍵同名。但在實(shí)際應(yīng)用中，為便于識(shí)別，當(dāng)外鍵與相應(yīng)的主鍵屬于不同關(guān)系時(shí)，往往給它們?nèi)∠嗤拿?。例如，在學(xué)生庫中有學(xué)生、課程和成績3個(gè)表，其關(guān)系模式如下(其中主鍵用下劃線標(biāo)識(shí)：學(xué)生(學(xué)號(hào),姓名,性別,專業(yè)號(hào),出生日期課程(課程號(hào),課程名,學(xué)分選修成績(學(xué)號(hào),課程號(hào),成績。在學(xué)生表中，學(xué)號(hào)是主鍵；在課程表中，課程號(hào)是主鍵；在選修成績表中，學(xué)號(hào)和課程號(hào)一起為主鍵。單獨(dú)的學(xué)號(hào)或課程號(hào)僅為選修成績表的主屬性，而不是選修成績表的主鍵。學(xué)號(hào)和課程號(hào)為選修成績表中的外鍵，選修成績表是參照關(guān)系，學(xué)生表、課程表為被參照關(guān)系，它們之間要滿足參照完整性規(guī)則。（4）數(shù)據(jù)庫中基本關(guān)系的性質(zhì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的基本表具有以下6個(gè)性質(zhì)。①同一屬性的數(shù)據(jù)具有同質(zhì)性：即同一列中的分量是同一類型的數(shù)據(jù)，它們來自同一個(gè)域。②同一關(guān)系的屬性名具有不能重復(fù)性：指同一關(guān)系中不同屬性的數(shù)據(jù)可出自同一個(gè)域,但不同的屬性要給予不同的屬性名。③關(guān)系中的列位置具有順序無關(guān)性，許多關(guān)系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品提供的增加新屬性的操作只提供插至最后一列的功能。④關(guān)系具有元組無冗余性：指關(guān)系中的任意兩個(gè)元組不能完全相同。⑤關(guān)系中的元組位置具有順序無關(guān)性。⑥關(guān)系中的分量具有原子性：指關(guān)系中每一個(gè)分量都必須是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)。2.1.2關(guān)系模式、關(guān)系子模式和存儲(chǔ)模式關(guān)系模型基本上遵循數(shù)據(jù)庫的三級(jí)體系結(jié)構(gòu)。在關(guān)系模型中，概念模式是關(guān)系模式的集合，外模式是關(guān)系子模式的集合，內(nèi)模式是存儲(chǔ)模式的集合。（1）關(guān)系模式的概念和表示關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式(RelationSchema。關(guān)系模式的定義包括模式名、屬性名、值域名以及模式的主鍵。由于不涉及到物理存儲(chǔ)方面的描述，因此關(guān)系模式僅僅是對(duì)數(shù)據(jù)特性的描述。關(guān)系模式可以形式化地表示為：R(U,D,Dom,F其中：R為關(guān)系名,是關(guān)系的形式化表示；U為組成該關(guān)系的屬性集合；D為屬性組U中屬性所來自的域的域名；Dom為屬性向域的映像的集合；F為屬性間數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系集合。關(guān)系模式通常可以簡單記為：R(U,F或R(U或R(A1,A2,…,An其中：R為關(guān)系名；F為數(shù)據(jù)依賴集合；A1,A2,…,An為屬性名。例如：在圖2-1中，表格上方的R是關(guān)系模式名，該關(guān)系模式可描述為：R(A,B,C,D一般而言，關(guān)系模式是靜態(tài)的，關(guān)系數(shù)據(jù)庫一旦定義后其結(jié)構(gòu)不能隨意改動(dòng)；而關(guān)系的數(shù)據(jù)是動(dòng)態(tài)的，關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)根據(jù)需要而不斷增加、修改或刪除。（2）關(guān)系子模式子模式是用戶所用到的那部分?jǐn)?shù)據(jù)的描述。除了指出用戶的數(shù)據(jù)外，還應(yīng)指出模式與子模式之間的對(duì)應(yīng)性。（3）存儲(chǔ)模式關(guān)系存儲(chǔ)時(shí)的基本組織方式是文件，元組是文件中的記錄。由于關(guān)系模式有鍵，因此存儲(chǔ)一個(gè)關(guān)系可以用散列方法或索引方法實(shí)現(xiàn)。如果關(guān)系中元組數(shù)目較少(100個(gè)以內(nèi)，那么也可以用堆文件方式實(shí)現(xiàn)。此外，還可以對(duì)任意的屬性集建立輔助索引。2.1.3關(guān)系模型的3類完整性規(guī)則關(guān)系模型的完整性規(guī)則是對(duì)關(guān)系的某種約束條件。關(guān)系模型中有3類完整性約束：實(shí)體完整性(EntityIntegrity、參照完整性和用戶定義的完整性。（1）實(shí)體完整性約束關(guān)系的實(shí)體完整性規(guī)則為：若屬性A是基本關(guān)系R的主屬性,則屬性A的值不能為空值。注意：該規(guī)則規(guī)定基本表的所有主屬性都不能取空值(空值不是空格值，它是無輸入的屬性值，用“Null”表示，說明“不知道”或“無意義”，而不僅是主鍵不能取空值。（2）參照完整性約束關(guān)系的參照完整性規(guī)則為：若屬性(或?qū)傩越MFR是基本關(guān)系R的外鍵,它與基本關(guān)系S的主鍵KS相對(duì)應(yīng)(基本關(guān)系R和S不一定是不同的關(guān)系,則對(duì)于R中每個(gè)元組在FR上的值必須等于S中某個(gè)KS值或者取空值。這條規(guī)則要求“不引用不存在的實(shí)體”。在使用時(shí)，有3點(diǎn)應(yīng)注意：①外鍵FR和相應(yīng)的主鍵KS可以不同名，但數(shù)據(jù)類型和值域要相同；②關(guān)系R和關(guān)系S也可以是同一個(gè)關(guān)系模型，表示屬性之間的聯(lián)系；③外鍵值是否允許為空，應(yīng)視具體問題而定。例如：學(xué)生實(shí)體和專業(yè)實(shí)體用下面的關(guān)系表示,其中主鍵用下劃線標(biāo)識(shí)：學(xué)生(學(xué)號(hào),姓名,性別,專業(yè)號(hào),年齡專業(yè)(專業(yè)號(hào),專業(yè)名這兩個(gè)關(guān)系之間存在著屬性的引用，學(xué)生表中各元組的專業(yè)號(hào)值必須是專業(yè)表中存在的專業(yè)號(hào)值，或者為空值。（3）域完整性約束域完整性是針對(duì)某一具體關(guān)系數(shù)據(jù)庫的約束條件，反映某一具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語義要求。DBMS應(yīng)提供定義和檢驗(yàn)這類完整性的機(jī)制，而不是由應(yīng)用程序承擔(dān)這一功能。例如，百分制下，考試成績必須在0～100之間。（4）用戶自定義約束第02節(jié)關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù)是一種抽象的查詢語言，是關(guān)系數(shù)據(jù)操縱語言的一種傳統(tǒng)表達(dá)方式，它是用對(duì)關(guān)系的運(yùn)算來表達(dá)查詢的。任何一種運(yùn)算都是將一定的運(yùn)算符作用與一定的運(yùn)算對(duì)象上，得到預(yù)期的運(yùn)算結(jié)果。所以運(yùn)算對(duì)象、運(yùn)算符、運(yùn)算結(jié)果是運(yùn)算的三大要素。關(guān)系代數(shù)的運(yùn)算對(duì)象是關(guān)系，運(yùn)算結(jié)果亦為關(guān)系。關(guān)系代數(shù)用到的運(yùn)算符包括4類：集合運(yùn)算符、專門的關(guān)系運(yùn)算符、算術(shù)比較符和邏輯運(yùn)算符。集合運(yùn)算符：并（∪）、差（-）、交（交）比較運(yùn)算符：>、≥、<、≤、=、≠專門的關(guān)系運(yùn)算符：廣義笛卡爾積（×）、選擇（σ）、投影（π）、連接（）、除（÷）邏輯運(yùn)算符：非（┐）、與（∧）、或（∨）關(guān)系代數(shù)的運(yùn)算按運(yùn)算符的不同可分為傳統(tǒng)的集合運(yùn)算和專門的關(guān)系運(yùn)算兩類，其中傳統(tǒng)的集合操作包括：并、差、交、笛卡爾積。專門的關(guān)系操作包括：對(duì)關(guān)系進(jìn)行垂直分割（投影）、水平分割(選擇，關(guān)系的結(jié)合（連接、自然連接），笛卡爾積的逆運(yùn)算（除法）等。2.2.1關(guān)系代數(shù)的基本操作這里我們先介紹關(guān)系代數(shù)中5個(gè)基本的操作：并、差、笛卡爾積、投影和選擇。它們組成了關(guān)系代數(shù)完備的操作集。（1）并（Union）設(shè)有兩個(gè)關(guān)系R和S具有相同的關(guān)系模式，R和S的并是由屬于R或?qū)儆赟的元組構(gòu)成的集合，記為R∪S。形式定義如下：R∪S≡{t|t∈R∨t∈S｝，t是元組變量，R和S的元數(shù)相同。例2-1設(shè)R1、R2為學(xué)生實(shí)體模式下的兩個(gè)關(guān)系R1R2學(xué)號(hào)姓名性別年齡學(xué)號(hào)姓名性別年齡S0201李蘭女17S0201李蘭女17S0202張娜女18S0203張偉男17S0203張偉男17S0230邵華男19則由關(guān)系并的定義得：R1∪R2學(xué)號(hào)姓名性別年齡S0201李蘭女17S0202張娜女18S0203張偉男17S0230邵華男18（2）差（defference）R-S≡{t|t∈R∧tS},R和S元數(shù)相同。例2-2設(shè)R1、R2為上題中學(xué)生實(shí)體模式下的兩個(gè)關(guān)系，求R1-R2。由關(guān)系差運(yùn)算的定義可得：R1-R2學(xué)號(hào)姓名性別年齡S0202張娜女18（3）笛卡爾積(cartesianproduct笛卡爾積是關(guān)系這類集合所特有的一種運(yùn)算，其運(yùn)算符號(hào)是“×”，是一個(gè)二元運(yùn)算，兩個(gè)運(yùn)算對(duì)象可為同類型的關(guān)系也可為不同類型的關(guān)系，若R1是r1元元組的集合，R2是r2元元組的集合，則R1×R2是r1+r2元元組的集合，R1×R2的元組是由R1的分量和R2的分量組成，記為：R1×R2={t|t=(t1,t2∧t1∈R1∧t2∈R2}笛卡爾積運(yùn)算的結(jié)果，產(chǎn)生了很多沒有實(shí)際意義的記錄。例2-3設(shè)關(guān)系R1、R2分別為學(xué)生實(shí)體和學(xué)生與課程聯(lián)系兩個(gè)關(guān)系，求R1×R2R1R2學(xué)號(hào)姓名性別年齡姓名課程名成績S0201李蘭女17李蘭軟件基礎(chǔ)90S0203張偉男17張娜高等數(shù)學(xué)87由笛卡爾積的定義可得：R1×R2學(xué)號(hào)姓名性別年齡姓名課程名成績S0201李蘭女17李蘭軟件基礎(chǔ)90S0201李蘭女17張娜高等數(shù)學(xué)87S0203張偉男17李蘭軟件基礎(chǔ)90S0203張偉男17張娜高等數(shù)學(xué)87（4）投影(projection關(guān)系投影運(yùn)算是對(duì)一個(gè)關(guān)系進(jìn)行垂直分割，即從關(guān)系中選擇若干列組成新的關(guān)系，并可重新安排列的順序。投影運(yùn)算是一元運(yùn)算，新關(guān)系的元組由從原關(guān)系的元組中選出的若干個(gè)分量組成，記為：πti1,ti2,…tim(R={t|t=(ti1,ti2,…tim∧(t1,t2,…,tk∈R}(其中K>im“π”是投影運(yùn)算的運(yùn)算符，R是投影運(yùn)算的對(duì)象，(t1,t2,…,tk是關(guān)系R的元組，(ti1,ti2,…tim是投影運(yùn)算所得新關(guān)系的元組。例如π3,1(R表示關(guān)系R中取第1、3列，組成新的關(guān)系，新關(guān)系中第1列為R的第3列，新關(guān)系的第2列為R的第1列。如果R的每列標(biāo)上屬性名，那么操作符π的下標(biāo)處也可以用屬性名表示。例如，關(guān)系R(A,B,C，那么πC,A(R與π3,1(R是等價(jià)的。（5）選擇(selection選擇操作是根據(jù)某些條件對(duì)關(guān)系做水平分割，即選取符合條件的元組。條件可用命題公式(條件表達(dá)式F表示。F中有兩種成分：運(yùn)算對(duì)象：常數(shù)(用引號(hào)括起來，元組分量(屬性名或列的序號(hào)。運(yùn)算符：算術(shù)比較運(yùn)算符(＜，≤，＞，≥，＝，≠，也稱為θ符，邏輯運(yùn)算符(∧，∨，┐。關(guān)系R關(guān)于公式F的選擇操作用σF(R表示，形式定義如下：σF(R(t≡{t|t∈R∧F(t=true}σ為選擇運(yùn)算符，σF(R表示從R中挑選滿足公式F為真的元組所構(gòu)成的關(guān)系。例如，σ2＞'3’(R表示從R中挑選第2個(gè)分量值大于3的元組所構(gòu)成的關(guān)系。書寫時(shí)，常量用引號(hào)括起來，屬性序號(hào)或?qū)傩悦灰靡?hào)括起來。下面給出具體例題進(jìn)行投影運(yùn)算和選擇運(yùn)算進(jìn)行說明。例2-4設(shè)有一個(gè)學(xué)生-課程數(shù)據(jù)庫，包括學(xué)生關(guān)系Student、課程關(guān)系Course和選課關(guān)系SC，如下所示。對(duì)這3個(gè)關(guān)系進(jìn)行運(yùn)算。StudentCourse學(xué)號(hào)姓名性別年齡所在系95001李勇男20CS95002劉晨女19IS95003王敏女18MA95004張立男19IS學(xué)號(hào)課程號(hào)成績9500119295001285950013889500229095002380SC學(xué)號(hào)課程號(hào)成績9500119295001285950013889500229095002380①在上述3個(gè)表中查詢學(xué)生的姓名和所在系，即求Student關(guān)系在學(xué)生姓名和所在系兩個(gè)屬性上的投影。查詢結(jié)果：π姓名,所在系(Student或π2,5(Student姓名所在系李勇CS劉晨IS王敏MA張立IS②在上述3個(gè)表中查詢學(xué)生關(guān)系Student中都有哪些系，即查詢關(guān)系Student在所在系屬性上的投影。查詢結(jié)果如下所示。π所在系(Student所在系CSISMA③查詢信息系(IS系全體學(xué)生，結(jié)果如下：σ所在系='IS'(Student或σ5='IS’(Student學(xué)號(hào)姓名性別年齡所在系95002劉晨女19IS95004張立男19IS④查詢年齡小于20歲的學(xué)生，結(jié)果如下：σ年齡<20(Student或σ4<20(Student學(xué)號(hào)姓名性別年齡所在系95002劉晨女19IS95003王敏女18MA95004張立男19IS2.2.2關(guān)系代數(shù)的組合操作在關(guān)系代數(shù)中還可以引進(jìn)其他許多操作，但這些操作不增加語言的表達(dá)功能，可從上面5個(gè)基本操作推出，在實(shí)際使用中卻極為有用。這里介紹交，連接、自然連接和除法操作。（1）交(intersection關(guān)系R和S的交是由屬于R又屬于S的元組構(gòu)成的集合，記為R∩S，這里要求R和S定義在相同的關(guān)系模式上。形式定義如下：R∩S={t|t∈R∧t∈S}，R和S的元數(shù)相同。例2-5設(shè)關(guān)系R1、R2分別為學(xué)生實(shí)體和學(xué)生與課程聯(lián)系兩個(gè)關(guān)系，求R1∩R2R1R2學(xué)號(hào)姓名性別年齡姓名課程名成績S0201李蘭女17李蘭軟件基礎(chǔ)90S0203張偉男17張娜高等數(shù)學(xué)87由關(guān)系交運(yùn)算的定義可得：R1∩R學(xué)號(hào)姓名性別年齡S0201李蘭女17S0203張偉男17由于R∩S=R-(R-S或R∩S=S-(S-R，因此交操作不是一個(gè)獨(dú)立的操作。（2）連接(join連接運(yùn)算是將兩個(gè)關(guān)系連接起來形成一個(gè)新的關(guān)系，是二元運(yùn)算。關(guān)系的笛卡爾積就是一種連接運(yùn)算，是兩個(gè)關(guān)系的最大連接，運(yùn)算結(jié)果包含很多無實(shí)際意義的記錄，而連接運(yùn)算是將兩個(gè)關(guān)系連接起來，得到用戶需要的新關(guān)系。關(guān)系的連接包括條件連接、自然連接和外連接。①條件連接：條件連接運(yùn)算先將兩個(gè)關(guān)系進(jìn)行笛卡爾積運(yùn)算，再對(duì)笛卡爾積做選擇運(yùn)算，是一種復(fù)合運(yùn)算。其選擇運(yùn)算的條件可以是θ條件(θ是一個(gè)比較運(yùn)算符(≤、≥、<、=、>，稱為θ連接；也可以是F條件(F為一般的條件表達(dá)式，稱為F連接。設(shè)R(i是關(guān)系R的第i個(gè)分量,S(j是關(guān)系S的第j個(gè)分量。R的元數(shù)k。θ連接記為RiθjS，形式定義為：Riθj≡{t|t=r,ts>∧tr∈R∧ts∈S∧triθtsj}可以看出：Riθj≡σiθ(k+j(R×S如果θ為等號(hào)“=”，該連接稱為“等值連接”。F連接記為RFS，形式定義為：RFS={t|t=r,ts>∧tr∈R∧ts∈S∧F(t}其中：F(t=R(iθS(j例2-6設(shè)有兩個(gè)關(guān)系R(A,B,C、S(D,E如下所示。求RBS、RB∧A≥ES。RSRBSRB∧A≥ES。ABC147258369DE3612ABCDE114225336366122ABCDE1425363612注：運(yùn)算符下面的條件表達(dá)式中的屬性名均可用其在對(duì)應(yīng)關(guān)系中的屬性列序號(hào)表示，例如RBS可以寫成R2<1S,但要注意R2<1S=σ2<4(R×S；RB∧A≥ES可以寫成R2<1∧1≥2S。②自然連接：運(yùn)算符是“”，是一種特殊的條件連接，它要求進(jìn)行連接的兩個(gè)關(guān)系具有相同的屬性組，連接的條件是兩個(gè)相同屬性組的分量相等，并且在連接的結(jié)果中把重復(fù)的屬性去掉，因此自然連接可以理解為將兩個(gè)有相同屬性的關(guān)系，按對(duì)應(yīng)屬性值相等的條件進(jìn)行連接，再對(duì)連接的結(jié)果進(jìn)行投影運(yùn)算。自然連接運(yùn)算記為：RS=πm1，m2，…，mn(σR.A1=S.A1∧R.A2=S.A2…∧R.AK=S.Ak(R×S其中σ運(yùn)算的條件是關(guān)系R和關(guān)系S相同的屬性(A1,A2,…Ak對(duì)應(yīng)相等，上式中表示關(guān)系R和關(guān)系S有k個(gè)相同屬性，連接的條件是這k個(gè)屬性對(duì)應(yīng)相等，投影的屬性m1，m2，…，mn是R的所有屬性和S屬性中除S.A1，S.A2，…，S.Ak之外的所有屬性。例2-7設(shè)有兩個(gè)關(guān)系：C(課程號(hào)，課程名，S(姓名，課程號(hào)，成績求CSCS1.2起落架的類型……………11．3起落架的布置形式………………………21高等數(shù)學(xué)課程號(hào)課程名C01軟件基礎(chǔ)C02C語言C031.起落架簡介………………1C04成績李蘭．1前三點(diǎn)起落架………………………21.3．2后三點(diǎn)起落架………………………90．3自行車式起落架………………………4李蘭起落架設(shè)計(jì)要求…………51.5研究剎車系統(tǒng)的目的和要解決的問題…………………62.起落架受載荷分析…………72．1著陸載荷…………………72．2滑跑沖擊載荷……………72．3剎車載荷…………………72．4靜態(tài)操縱載荷和地面停放載荷…………73．起落架剎車裝置……………83．1剎車裝置的功用………………………83．2剎車減速原理與最高剎車效率…………83．3剎車裝置的分類………………………93.3．1彎塊式剎車裝置………………………93.3．2軟管式剎車裝置……………………103.3．3盤式剎車裝置………………………103.4自動(dòng)防抱死系統(tǒng)………………………124．起落架加工工藝研究……………………154．1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀………………………154．1．1起落架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)………………………154．1．2材料的選用………………………154．1．3機(jī)械加工制造技術(shù)…………………164．1．4熱處理………………164．2幾種常見材料及加工工藝………………174．2．1300M鋼的應(yīng)用及其構(gòu)件的制造技術(shù)………………174．2．2鈦合金的應(yīng)用及其構(gòu)件的制造技術(shù)………………184．2．3先進(jìn)工藝技術(shù)的應(yīng)用………………205．剎車裝置零部件加工工藝………………225．1零件的材料及結(jié)構(gòu)分析…………………225．1．1零件的材料…………225．1．2零件的結(jié)構(gòu)分析……………………225．1．3毛胚的選擇…………235．2工藝規(guī)程設(shè)計(jì)……………235．2．1定位基準(zhǔn)的選擇……………………235．2．2加工經(jīng)濟(jì)度與加工方法的選擇……………………245．2．3加工路線的選擇……………………265．2．4工序順序的安排……………………265．2．5加工階段的劃分……………………275．2．6工序的確定…………275．2．7機(jī)床的選擇…………285．2．8夾具的選擇…………285．2．9切削用量的選擇……………………285．3零件的加工難點(diǎn)………………………305．3．1刀具的選擇…………305．3．2300M鋼的切削用量選擇原則………305．3．3300M鋼的車削………………………315．3．4300M鋼的鉆削………………………315．3．5技術(shù)時(shí)間定額的組成………………325．3．6單件時(shí)間和單件工時(shí)定額計(jì)算公式………………336．結(jié)語………………………34附錄…………………………35參考文獻(xiàn)……………………49致謝…………………………50外文文獻(xiàn)原文譯文1緒論1．1起落架簡介起落架是供飛機(jī)起飛、著陸時(shí)在地面(或水上滑跑、滑行以及移動(dòng)和停放用的，它是飛機(jī)的主要部件之一。它的工作性能的好壞以及可取性直接影響飛機(jī)的使用和安全。飛機(jī)上安裝起落架要達(dá)到兩個(gè)目的：一是吸收并耗散飛機(jī)著陸時(shí)垂直速度所產(chǎn)生的動(dòng)能，二是保證飛機(jī)能夠自如而又穩(wěn)定地完成在地面上的各種動(dòng)作。然而起落架設(shè)計(jì)面臨著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、空氣動(dòng)力性能、跑道設(shè)計(jì)以及飛機(jī)駕駛員和維修人員對(duì)使用維修等方面所提出的一系列矛盾的要求，因此力求起落架設(shè)計(jì)能找到一個(gè)既能最好地協(xié)調(diào)這些要求，同時(shí)又結(jié)構(gòu)輕、成本低的方案?，F(xiàn)代飛機(jī)的起落架不單純只是一個(gè)結(jié)構(gòu)，而是一種相當(dāng)復(fù)雜的機(jī)械裝置。它包括減震系統(tǒng)、受力支柱、機(jī)輪、剎車裝置、收放機(jī)構(gòu)和其他一些系統(tǒng)。在多數(shù)情況下，飛機(jī)起落架的整個(gè)裝置的重量約占全機(jī)總重的3.7~5％，占結(jié)構(gòu)重量的15％左右。它還必須在飛機(jī)升空后能收入到對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)和飛機(jī)阻力的影響最小的空間中去。現(xiàn)代飛機(jī)由于載荷日益增大，運(yùn)輸機(jī)比過去要重得多(如波音—747的重量是波音707—320c的兩倍多，于是就要求有大的起落架，然而收藏起落架的空間卻日益狹窄，因此要使起落架的設(shè)計(jì)能有效、滿意地完成其功能就變得越來越復(fù)雜了，因而也就促進(jìn)了與起落架設(shè)計(jì)有關(guān)的各個(gè)方面的科學(xué)技術(shù)有了很大的發(fā)展[1]。1．2起落架的類型起落架的類型除了常見的采用機(jī)輪起飛、降落之外，還有用于水上和雪地上的起落裝置。水上飛機(jī)有船身式和浮筒式兩種。船身式水上飛機(jī)沒有專門的起落裝置，飛機(jī)的起飛和降落、漂浮和錨泊由作為機(jī)身的船身承擔(dān)。浮筒式水上飛機(jī)的起落裝置就是連接在機(jī)身和機(jī)翼下方的浮筒。浮筒采用膠布制作后充氣，有雙浮簡式和單浮筒式兩種。這種水上飛機(jī)常常采用陸上飛機(jī)加裝浮筒的方式作為起落裝置。要求飛機(jī)能在雪地上起飛，著陸時(shí)常采用雪橇。為了使飛機(jī)也能在無雪的地面上使用，裝雪橇的飛機(jī)常裝有機(jī)輪，視需要可將雪橇與機(jī)輪之中的某一種裝置放下，接地使用。對(duì)于某些小型直升機(jī)還有用滑模式起落架?；?yīng)用的一般概念包括有一個(gè)小車或滾動(dòng)裝置用于起飛，用滑橇來著陸，起飛的裝置是留在地面上的。但也有用與地面接觸的滑橇來起飛，此時(shí)要使用較高的推力／重量比，具有摩擦力非常低的地表面。滑橇一般沒有剎車裝置，它常比與其相當(dāng)?shù)挠休喥鹇浼芤p，且只需較少的維護(hù)，主要缺點(diǎn)是缺乏在地面上運(yùn)動(dòng)的能力。以上所述的采用機(jī)輪和浮筒的起落架都屬常規(guī)起落架，雪橇、滑橇則屬于非常規(guī)的飛機(jī)起落架。還有其他一些非常規(guī)起落架，如履帶式起落架和氣墊起落系統(tǒng)，其目的主要是為了能在松軟的表面上使用，同時(shí)氣墊系統(tǒng)還可大大減輕起落架重量。但是這種起落架還在研發(fā)中，并不常見[2]。1．3起落架類型1．3．1前三點(diǎn)式圖1.1前三點(diǎn)式起落架前三點(diǎn)式起落架的兩組主輪布置在飛機(jī)重心的稍后處，另一前輪布置在飛機(jī)頭部。這種形式在現(xiàn)代噴氣式和渦輪螺槳式飛機(jī)上被廣泛采用，主要原因有以下幾點(diǎn)：(1飛機(jī)在地面運(yùn)動(dòng)的方向穩(wěn)定性好。兩主輪上的摩擦力合力Pf繞飛機(jī)重心的力矩將減小偏向，使飛機(jī)轉(zhuǎn)回到原來狀態(tài)。(2飛機(jī)著陸時(shí)可猛烈剎車而不致使飛機(jī)翻倒，從而可采用高效剎車裝置以大大縮短著陸滑跑距離，這對(duì)高速飛機(jī)很有利，著陸操縱也比較簡單。(3飛機(jī)的縱軸線接近水平位置，因此乘員較舒適，駕駛員的前方視界好，飛機(jī)滑跑阻力小，起飛加速快，噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的噴流對(duì)機(jī)場(chǎng)的影響也小。但前三點(diǎn)式起落架也有它的缺點(diǎn)，前起落架比較長，受力較大，重量也較大，因而起飛時(shí)抬頭難一些。有時(shí)布置稍困難(對(duì)于戰(zhàn)斗機(jī)，飛機(jī)頭部常裝有雷達(dá)、電氣、無線電設(shè)備和武器；當(dāng)飛機(jī)頭部裝有發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，則前起落架的布置就更困難些。另外，前輪在高速滑跑中還會(huì)出現(xiàn)擺振現(xiàn)象，需加裝減擺器，使前起落架結(jié)構(gòu)復(fù)雜?，F(xiàn)代的大型運(yùn)輸機(jī)重量較大。因此起落架一般都采用多輪小車式起落架。對(duì)于一些重量很大的飛機(jī)，例如C—5A(330t（見圖），為了提高穩(wěn)定性采用了四個(gè)多輪小車式主起落架。此時(shí)從排列上看，沿機(jī)身軸線方向的兩組主起落架比較靠近，因此從總體上說，一般仍作為前三點(diǎn)式配置。圖1.2C—5A起落架配置1．3．2后三點(diǎn)式

圖1.3后三點(diǎn)式起落架對(duì)于小型低速裝有活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)，一般采用后三點(diǎn)式起落架，即將起落架的兩個(gè)主輪布置在飛機(jī)重心的稍前處，另一尾輪布置在飛機(jī)尾部。這種形式的起落架由于安裝處的空間容易保證，尾起落架又短又小，故容易安置，受的外載小，重量較輕。但飛機(jī)在地面上運(yùn)動(dòng)的方向穩(wěn)定性較差。當(dāng)有偏向時(shí)，兩主輪上產(chǎn)生的摩擦力合力Pf繞飛機(jī)重心的力矩將使飛機(jī)的偏向增大。另外，在著陸過程中猛烈剎車時(shí)Pf會(huì)使飛機(jī)有“翻倒”的傾向。不能與高效率的剎車裝置相配合。因此，隨著飛機(jī)著陸速度的增長，為保證降落的安全，現(xiàn)代高速飛機(jī)廣泛采用前三點(diǎn)式。1．3．3自行車式起落架圖1.4自行車式起落架這種飛機(jī)的前、主起落架均安裝并收藏在機(jī)身內(nèi)，放下時(shí)像自行車一樣在地面滑跑。為防止由于兩主輪間距小而導(dǎo)致傾斜，通常在翼尖處還裝有輔助輪。這種形式基本上具備前三點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)，但通常前起落架比前三點(diǎn)式更靠近重心，因此它分擔(dān)的飛機(jī)重量較大(可達(dá)總載荷的40％，因而起飛時(shí)抬頭較困難，有時(shí)要安裝自動(dòng)增大起飛迎角的裝置。因其轉(zhuǎn)彎困難，一般依靠操縱機(jī)輪偏轉(zhuǎn)來使飛機(jī)轉(zhuǎn)彎。另外，起落架都收藏在機(jī)身內(nèi)，機(jī)身上要開大洞，這將影響機(jī)身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和裝載布置，一般要增重15％(與其他形式比。因而，這種形式僅在個(gè)別飛機(jī)上使用，英國的垂直—短距起落戰(zhàn)斗機(jī)“獵兔狗”就采用自行車式起落架。它的一般原理是把兩個(gè)輪子單獨(dú)裝在兩個(gè)搖臂上，然后串列地鉸接在減震支柱的兩端，減震支柱有雙重作用，水平安裝，并與機(jī)身軸線平行。這種形式很適合于上單翼飛機(jī)，它通常由一個(gè)減震器和與它彈性連接的兩個(gè)輪子組成(屬搖臂支柱式起落架。它結(jié)構(gòu)簡單，并能使飛機(jī)在凹凸不平的地面上很平穩(wěn)地滑行，把兩個(gè)機(jī)輪連接在同一個(gè)減震器上，就能使飛機(jī)在凹凸不平的跑道上滑跑時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)力在起落架上被平衡掉，而不致傳遞到機(jī)身上。這種形式的另一優(yōu)點(diǎn)是可使機(jī)輪半收縮，致使機(jī)身的高度與地面平行地降低?；蚋鶕?jù)需要向前或向后傾斜，以便于裝卸貨物。波音—747有四個(gè)主起落架，每個(gè)有四個(gè)機(jī)輪。為了將載荷盡可能干均地分配到每個(gè)主起落架上，它把每一側(cè)的兩個(gè)主起落架的油—?dú)馐綔p震器用一條油管互相連通起來。這樣，任何不均勻的載荷便可通過這種裝置平衡掉，使每一個(gè)起落架承受同樣的載荷總之，起落架結(jié)構(gòu)形式的選擇要考慮結(jié)構(gòu)受力、減震器效率、結(jié)構(gòu)重量等等各項(xiàng)要求，同時(shí)還應(yīng)考慮到機(jī)體可能給它的收藏位置和空間情況。因?yàn)椴煌慕Y(jié)構(gòu)形式，所占空間體積不同，因而形式選擇常受到空間的限制。有的飛機(jī)為了收起后占空間小些，將起落架做成可伸縮的，在收起時(shí)放氣使起落架縮短，也有相反的情況，如“三叉戟”在收起時(shí)將起落架支柱的長度伸長152mm，以使其有足夠的長度把輪子伸入機(jī)身內(nèi)預(yù)期的空間內(nèi)，而不需要把支柱加長[3]。1．4起落架設(shè)計(jì)要求起落架如同飛機(jī)其他結(jié)構(gòu)一樣，有一些共同的設(shè)計(jì)要求：如在保證起落架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度以及預(yù)期的安全壽命的前提下，重量最小，又如應(yīng)使起落架使用、維護(hù)方便，易于更換修理，還有空氣動(dòng)力和工藝性、經(jīng)濟(jì)性要求等。必須說明，起落架是由各種系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)組成的復(fù)雜部件，在使用中，屬于起落架系統(tǒng)范疇的問題也比較多，而它對(duì)飛機(jī)的安全又有很大關(guān)系．因此起落架應(yīng)具有很高的可靠性。除上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求之外，起落架還應(yīng)滿足與本身特定的使用條件有關(guān)的下列各項(xiàng)要求：(1起落架應(yīng)具有有良好的減震作用，能吸收飛機(jī)看陸時(shí)的正常撞擊載荷，以減小著陸及高速滑跑時(shí)所產(chǎn)生的撞擊過載。此外應(yīng)能很快耗散撞擊能量，使飛機(jī)在撞擊后的跳躍能很快衰減，平穩(wěn)下來。在不平的場(chǎng)地上滑跑時(shí)，起落架不應(yīng)使飛機(jī)產(chǎn)生太大的顛簸。(2起落架應(yīng)使飛機(jī)在地面運(yùn)動(dòng)時(shí)有良好的穩(wěn)定性、操縱性和適應(yīng)性。飛機(jī)起飛、著陸方便，滑行轉(zhuǎn)彎靈活，轉(zhuǎn)彎半徑小，滑跑中不易偏向、滾翻或側(cè)翻，不產(chǎn)生不穩(wěn)定的前輪擺振。這些與起落架在飛機(jī)上的總體配置形式、配置參數(shù)及起落架的某些裝置有關(guān)。(3起落架應(yīng)有良好的剎車性能以減小著陸滑跑距離，縮短所需跑道的長度，便于使用。同時(shí)也要適當(dāng)考慮在起飛滑跑前加大推力時(shí)能先剎住飛機(jī)。剎車裝置必須有效，最大允許剎車力與跑道表面粗糙度有關(guān)，故兩者要相匹配。在側(cè)風(fēng)著陸和高速滑行時(shí)，飛機(jī)不應(yīng)有傾斜或“在地上打轉(zhuǎn)”等不穩(wěn)定的傾向。對(duì)于艦載飛機(jī)來說，由于在甲板跑道上著艦時(shí)有攔截網(wǎng)或攔阻鉤強(qiáng)制飛機(jī)停止，所以起落架上無須裝強(qiáng)有力的剎車裝置。(4漂浮性要求，輪胎的充氣壓力和起落架的構(gòu)形應(yīng)當(dāng)根據(jù)飛機(jī)預(yù)定使用的機(jī)場(chǎng)跑道面的承載能力進(jìn)行選擇，例如機(jī)場(chǎng)是很干的混凝土，還是松軟的泥地等，以使飛機(jī)能在預(yù)定的機(jī)場(chǎng)上順利通行。(5起落架應(yīng)便于在飛行時(shí)收藏于機(jī)體內(nèi)，以減小飛行阻力，提高飛機(jī)的性能。因而應(yīng)有較小的體積和可靠的收放機(jī)構(gòu)、鎖定裝置、信號(hào)裝置以及起落架操縱、定向和糾錯(cuò)等裝置。(6防護(hù)要求：這包括兩個(gè)方面，一是對(duì)起落架本身的防護(hù)，因起落架常常在某些特定環(huán)境中使用，如溫度、濕度、振動(dòng)、塵土、煙霧等等。起落架要注意防止污泥進(jìn)入減震器、輪軸的內(nèi)腔，要特別注意密封。還要防止輪胎拋起的外來物損壞外掛的機(jī)構(gòu)、設(shè)備、電纜、液壓管道等，要注意這些附件的布置。另一方面也要注意當(dāng)起落架結(jié)構(gòu)失效時(shí)，不使破損物穿入乘員區(qū)、駕駛艙或造成燃油大量泄漏[4]。1．5研究剎車系統(tǒng)的目的和要解決的問題目的現(xiàn)代飛機(jī)重量、以及起飛和著陸速度的不斷增加，促使了航空機(jī)輪結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化。而其中剎車裝置由于其重要性，也被越來越多的受到關(guān)注。因此我們現(xiàn)在開設(shè)課題對(duì)剎車裝置進(jìn)行研究是很有必要的。我們通過研究不同的剎車裝置的特點(diǎn)，可以更好的完善它們，并且有可能對(duì)它們作出改進(jìn)。這對(duì)于我們以后的學(xué)習(xí)和工作都有很大幫助。要解決的問題(1研究三種剎車方式及機(jī)械裝置。（2）研究防止自動(dòng)抱死的機(jī)構(gòu)。（3）掌握三種剎車裝置的傳動(dòng)原理、結(jié)構(gòu)和主要機(jī)件加工方法。論文內(nèi)容說明本文第一章簡介飛機(jī)起落架的結(jié)構(gòu)、形式；第二章對(duì)起落架所受載荷進(jìn)行了分析；第三章講解了起落架剎車裝置的原理及分類；第四章主要就起落架加工工藝進(jìn)行了闡述；第五章選擇具體零件進(jìn)行加工并對(duì)加工難點(diǎn)進(jìn)行分析并最終解決了問題。2起落架受載荷分析2．1著落載荷2．2滑跑沖擊載荷飛機(jī)在起飛著陸的滑跑過程中，由于道面不平或道面上有雜物等都會(huì)引起對(duì)起落架的沖擊裁荷。在著陸滑跑中還會(huì)有由于未被減震裝置消耗掉的能量引起的震動(dòng)(衰減載荷。一般情況下，這些載荷值比著陸撞擊的小，但由于滑跑距離長，滑跑沖擊載荷反復(fù)作用的次數(shù)較多，因而對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷也較大。2．3剎車載荷為了縮短著陸滑跑距離，在滑跑過程中需要?jiǎng)x車。這時(shí)機(jī)輪上除了受有剎車力矩引起的Y向載荷外，還有較大的X向載荷Pf(輪胎與地面的摩擦力.2．4靜態(tài)操縱載荷和地面停放載荷飛機(jī)在地面牽引、地面進(jìn)入定位時(shí)，常用牽引架對(duì)起落架進(jìn)行各方向的推、拉、扭、擺，造成靜態(tài)操縱載荷。飛機(jī)停放并固定在地面上時(shí)，可能受到大風(fēng)而引起的載荷，這在沿海地區(qū)更應(yīng)加以考慮。起落架還受有其他一些載荷，如收放過程中作用于收放機(jī)構(gòu)上的載荷，多輪式起落架由于載荷不均勻而產(chǎn)生的偏心載荷等等。總之，起落架的載荷是多種多樣的。必須注意的是起落架所受的力大多是動(dòng)載荷。伴隨著機(jī)輪的旋轉(zhuǎn)和剎車、減震器的伸縮等可能出現(xiàn)各種振動(dòng)，加之多次起落、重復(fù)受載(一般現(xiàn)代運(yùn)輸機(jī)可能要完成60000至70000個(gè)起落，因此對(duì)起落架因疲勞載荷引起的損傷和破壞應(yīng)著更加以考慮[5]。3起落架剎車裝置3．1剎車裝置的功用飛機(jī)著陸接地時(shí)，具有較大的水平速度，但滑跑過程中，氣動(dòng)阻力與機(jī)輪滾動(dòng)阻力對(duì)飛機(jī)的減速作用卻比較小。如果不設(shè)法增大飛機(jī)的阻力，使之迅速減速，則著陸滑跑距離與滑跑時(shí)間勢(shì)必很長，其起降的跑道也將很長。所以飛機(jī)都裝有減速裝置。目前，機(jī)輪剎車裝置就是其中最主要的、應(yīng)用最廣泛的一種[6]。3．2剎車減速原理與最高剎車效率駕駛員操縱剎車時(shí)，液壓油進(jìn)入固定在輪軸上的剎車作動(dòng)筒，推動(dòng)剎車片，使動(dòng)片和靜片壓緊。由于摩擦面之間的摩擦作用，增大了阻止機(jī)輪滾動(dòng)的力矩，所以機(jī)輪在滾動(dòng)中受到的地面摩擦力顯著增大，飛機(jī)的滑跑速度隨之減小。駕駛員剎車越重，進(jìn)入剎車作動(dòng)筒內(nèi)的油液壓力就越大，剎車片之間也就壓的越緊，阻止機(jī)輪滾動(dòng)的力矩就越大，因此作用在機(jī)輪上的地面摩擦力也越大?？梢?，駕駛員可以通過加大剎車壓力的辦法有效地縮短飛機(jī)的著陸滑跑距離。飛機(jī)沿水平方向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，主要是通過剎車裝置摩擦面的摩擦作用，轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苤饾u消散掉的。但是，地面摩擦力的增大是有限度的。隨著剎車壓力的增大，地面摩擦力增大到某一極限值時(shí)，即使繼續(xù)加大剎車壓力，它也不會(huì)再增加。這時(shí)機(jī)輪與地面之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，即出現(xiàn)通常所說的“拖胎”現(xiàn)象。機(jī)輪剛要出現(xiàn)脫胎時(shí)的這個(gè)極限摩擦力，稱之為機(jī)輪與地面之間的結(jié)合力。飛機(jī)在著陸滑跑過程中，如果因剎車過猛而產(chǎn)生拖胎，不僅不能有效地縮短滑跑距離，而且會(huì)使輪胎過度磨損。為了防止拖胎，駕駛員應(yīng)該適當(dāng)?shù)乜刂苿x車壓力，使地面摩擦力盡量接近結(jié)合力。機(jī)輪與地面壓得不緊，或地面越光滑，結(jié)合力就越小。著陸滑跑過程中，飛機(jī)的升力要隨著滑跑速度的減小而減小，即機(jī)輪壓緊跑道的程度，要隨著滑跑速度的減小而增加。所以，著陸滑跑過程中，正確的剎車方法是：隨著飛機(jī)滑跑速度的減小而逐漸增大剎車壓力。如果跑道上有積水或結(jié)了冰，就變得比較光滑，結(jié)合力要減小，在這種情況下使用剎車，就應(yīng)該更緩和地增加剎車壓力。著陸滑跑過程中，必須準(zhǔn)確控制剎車壓力，使剎車力矩在每一時(shí)刻都非常接近但又不超過當(dāng)時(shí)的結(jié)合力矩。這樣的剎車過程，就是獲得了最高剎車效率的過程[7]。3．3剎車裝置的分類3．3．1彎塊式剎車裝置彎塊式剎車裝置是由殼體、兩個(gè)或幾個(gè)剎車彎塊、剎車作動(dòng)筒和恢復(fù)彈簧組成。彎塊一般是T型或工字型剖面，由輕質(zhì)合金鑄造而成。在剎車彎塊的外表面安裝著剎車片，它的材料要保證當(dāng)同剎車套接觸時(shí)產(chǎn)生很大的摩擦系數(shù)，經(jīng)常采用塑膠。彎塊的一端固定在與輪軸剛性連接的剎車裝置的殼體上，另一端同剎車作動(dòng)筒相連。開始剎車時(shí)，作動(dòng)筒將彎塊壓向固接在輪體上的剎車套。當(dāng)剎車傳動(dòng)裝置停止作用后，在恢復(fù)彈簧的作用下，剎車彎塊離開剎車套回到初始位置。剎車彎塊的驅(qū)動(dòng)裝置可以是冷氣或液壓。液壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)尺寸小，驅(qū)動(dòng)效率高。彎塊式剎車的缺點(diǎn)是：不能覆蓋360°；必須仔細(xì)調(diào)節(jié)剎車彎塊與剎車套之間的間隙；彎塊磨損不均勻。但因其結(jié)構(gòu)簡單、重量輕，目前仍用與輕型低速飛機(jī)上[8]。3．3．2軟管式剎車裝置軟管式剎車裝置由剎車盤、環(huán)形制動(dòng)軟管和剎車塊組成。在與輪軸相連的鑄造剎車盤上，通過螺釘固定了兩個(gè)壓制的圓盤，形成剎車裝置的環(huán)箍，其上是橡膠的環(huán)形剎車軟管，軟管表面上是剎車塊。剎車塊也是由鋼骨架加強(qiáng)的塑膠制造的。當(dāng)向橡膠管中加液壓或壓縮空氣時(shí)，軟管鼓起，使其上的剎車塊壓緊剎車套，相互之間發(fā)生摩擦，就實(shí)現(xiàn)了剎車。當(dāng)壓力釋放，在恢復(fù)板簧（板簧的兩端連在盤的側(cè)邊并穿過剎車塊上的槽溝）的作用下從剎車套松開，機(jī)輪放開。軟管式剎車的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)和制造簡單；剎車塊與剎車套接觸面大（幾乎接近360°）；制動(dòng)平穩(wěn)；沿剎車套表面壓力均勻，因此剎車塊的磨損也均勻；結(jié)構(gòu)重量輕。它的缺點(diǎn)是軟管可能會(huì)因?yàn)闇囟冗^高而損壞，導(dǎo)致剎車失靈；由于剎車塊的磨損會(huì)增加剎車的時(shí)間。當(dāng)剎車塊有磨損時(shí)軟管不能調(diào)節(jié)剎車塊與剎車套之間的間隙。間隙的增加導(dǎo)致需要更大的液壓，從而增加了剎車塊壓向剎車套的時(shí)間。4起落架加工工藝研究4．1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀起落架系統(tǒng)的主要受力構(gòu)件選用300M鋼、高強(qiáng)度鋁合金的整體鍛件，制造技術(shù)向自動(dòng)化、數(shù)控化方向發(fā)展；熱加工技術(shù)向真空化發(fā)展，采用材料雙真空重熔、真空焊接、真空熱處理等，以避免有害氣體對(duì)零件的不利影響；零件表面采用強(qiáng)化工藝，如無氫脆電鍍、金屬噴涂、刷鍍等，提高零件的疲勞壽命和抗腐蝕能力；新材料逐步應(yīng)用如鈦合金、耐磨材料等。同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)工藝過程的控制和檢測(cè)，不斷更新檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)方法。4．1．1起落架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)國外起落架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）多主起、多輪這一特點(diǎn)對(duì)分散起落架結(jié)構(gòu)承載和安全性有著重要的價(jià)值。（2）廣泛使用撐桿鎖結(jié)構(gòu)，這樣受力合理、安全系數(shù)高。（3）裝有緩沖阻尼自控系統(tǒng)它能根據(jù)著陸條件和相應(yīng)載荷的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)緩沖阻尼，從而提高飛機(jī)著陸和滑跑的穩(wěn)定性和舒適性。（4）主要受力構(gòu)件采用整體件。國內(nèi)起落架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）廣泛采用多輪、撐桿鎖結(jié)構(gòu)。（2）主要承力構(gòu)件有焊接結(jié)構(gòu)，也有整體結(jié)構(gòu)。4．1．2材料的選用國外概況（1）合金鋼國外飛機(jī)起落架常用4130、4340、300M鋼和HY-TUF鋼。對(duì)于以最小成本獲得較大的剛度的構(gòu)件，可用4130鋼。對(duì)于強(qiáng)度與重量比較大的構(gòu)件，可選用4340、300M鋼和HY-TUF鋼。300M超高強(qiáng)度鋼整體結(jié)構(gòu)已被廣泛用于起落架承力構(gòu)件，它不但具有超強(qiáng)特性，而且抗應(yīng)力腐蝕、抗疲勞性能也相當(dāng)好。（2）鋁合金常用的鋁合金為2000系列和7000系列。這兩種合金因強(qiáng)度較高和在T30狀態(tài)下不受應(yīng)力腐蝕影響而被廣泛應(yīng)用于起落架上。（3）鈦合金鈦合金因重量小、強(qiáng)度大而被廣泛用于起落架主要承力構(gòu)件上（如防扭臂、輪叉、支撐結(jié)構(gòu)），另外，對(duì)失穩(wěn)或剛度要求高的管子也經(jīng)常選用鈦合金。國內(nèi)情況（1）合金鋼30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A鋼廣泛應(yīng)用在起落架主要承力構(gòu)件上。我國已研制出300M鋼，正在推廣應(yīng)用。（2）鋁合金LY12、LD5、LC9等材料在國內(nèi)各種飛機(jī)起落架中均被廣泛應(yīng)用。4．1．3機(jī)械加工制造技術(shù)國外概況（1）起落架主要承力構(gòu)件均采用超高強(qiáng)度鋼整體模鍛件。（2）專業(yè)化生產(chǎn)。起落架的零、部件的生產(chǎn)以及起落架的裝配、試驗(yàn)都由專業(yè)化生產(chǎn)廠家完成，生產(chǎn)效率很高。（3）高效的數(shù)控加工技術(shù)。起落架零、部件的加工采用專用數(shù)控機(jī)床，操作工人通常只需要按照工藝文件進(jìn)行簡單操作，生產(chǎn)效率很高。國內(nèi)情況（1）國產(chǎn)飛機(jī)起落架主要受力構(gòu)件也逐步采用超高強(qiáng)度鋼整體鍛件。（2）專業(yè)化程度不高，數(shù)控加工技術(shù)水平不高，加工效率較低。但對(duì)300M鋼的材料規(guī)范，已經(jīng)基本掌握工藝方法[10]。4．1．4熱處理國外情況在熱處理標(biāo)準(zhǔn)的涵蓋上，以及在設(shè)備選用、爐溫均勻性測(cè)定、工藝輔助用料的使用上，國內(nèi)國外基本相同，只是在工藝規(guī)范及過程控制上國外要求更加全面、嚴(yán)格。特別是對(duì)表面污染度控制，嚴(yán)格控制熱處理后表面的增脫碳、晶間氧化等，并具體規(guī)定了指標(biāo)及檢測(cè)方法。同時(shí)對(duì)工藝過程、輔助材料、操作技術(shù)等都有嚴(yán)格的控制和要求，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量。國內(nèi)情況（1）常規(guī)熱處理主要用于一般結(jié)構(gòu)鋼的淬火、回火，使其獲得優(yōu)良的綜合機(jī)械性能，常用加熱介質(zhì)為空氣、鹽浴或可控氣體。（2）真空熱處理主要用于超高強(qiáng)度鋼的熱處理，如300M鋼、30CrMnSiNi2A鋼等、工藝過程中要求控制零件的增脫碳、晶間氧化。（3）化學(xué)熱處理主要用于閥類零件的滲碳，滲氮或者滲硫，提高零件表面硬度，降低摩擦系數(shù)。（4）固溶處理主要用于鋁合金、鈦合金的熱處理，隨后進(jìn)行人工時(shí)效或自然時(shí)效。目前，國內(nèi)起落架制造水平與國外相比還有一定差距，特別是在新材料、新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用以及設(shè)備能力、專業(yè)化程度等方面與國外的差距較大。在中、小型起落架制造方面國內(nèi)的能力、技術(shù)水平都能滿足要求，接近國外水平，在大型起落架制造方面國內(nèi)的能力較國外還相差甚遠(yuǎn)，需要提高技術(shù)水平，補(bǔ)充大量關(guān)鍵設(shè)備。飛機(jī)起落架制造工藝發(fā)展很快，越來越多的先進(jìn)工藝被起落架制造廠家采用，極大地促進(jìn)了飛機(jī)起落架制造水平的提高。近年來，我國起落架專業(yè)化制造廠已成功地將引進(jìn)的新技術(shù)和新工藝用于新機(jī)起落架研制生產(chǎn)、空客飛機(jī)起落架零件的轉(zhuǎn)包生產(chǎn)以及波音飛機(jī)起落架的修理任務(wù)中。目前，經(jīng)過大規(guī)模的技術(shù)改造，其制造工藝、加工、檢測(cè)手段逐步完善，已基本具備了研制和生產(chǎn)現(xiàn)代飛機(jī)起落架的能力。5剎車裝置零部件加工工藝5．1零件的材料及結(jié)構(gòu)分析5．1．1零件的材料我在本次課題中選取研究的零件是取自剎車裝置中的剎車自動(dòng)間隙調(diào)節(jié)器，此裝置的核心零件是摩擦銷。由于剎車裝置在其工作中一直要承受高溫，高應(yīng)力，所以在對(duì)其進(jìn)行選材時(shí)要綜合考慮。通過在第4節(jié)中對(duì)幾種飛行器起落架主要應(yīng)用材料的性能比較分析，我決定選用300M鋼為加工摩擦銷的材料。綜合國內(nèi)外許多參考資料，300M鋼現(xiàn)在已成為制造飛行器起落架裝置的主要材料。但由于其本身具有很高的強(qiáng)度、剛性，因此在其加工過程中必須采用一些新的先進(jìn)設(shè)備才能保證零件加工質(zhì)量。5．1．2零件的結(jié)構(gòu)分析摩擦銷在自動(dòng)間隙調(diào)節(jié)裝置中的位置見下圖：摩擦銷的零件圖見下圖該零件表面粗糙度Ra0.8μm要求很高，但整體加工并不困難。由于摩擦銷與摩擦套必須保證過盈配合，因此在加工摩擦銷的加工過程中精度的保證將是關(guān)鍵。這就需改進(jìn)加工工藝和革新刀具，以保證加工精度和提高加工效率。5．1．3毛坯的選擇由于摩擦銷是一圓柱型零件，因此選用300M鋼成品棒料來做為毛坯。國產(chǎn)300M鋼通常以整體模鍛件作為毛坯，鋼料的加熱溫度為（1160±10）℃，鍛造的溫度為（850~1160）℃，鍛后于（925±15）℃正火、空冷，再于680℃回火、空冷，此狀態(tài)為毛坯供應(yīng)狀態(tài)。300M鋼鍛件是在大氣環(huán)境下鍛造成形的，毛坯表面脫碳現(xiàn)象嚴(yán)重，為提高構(gòu)件的壽命，必須去除表面脫碳氧化層，以保證最終脫碳層厚度不大于0.076mm的要求，因此毛坯的所有表面要進(jìn)行不低于7mm(一般為7-9mm的扒皮加工。由于300M鋼構(gòu)件是起落架上的重要受力構(gòu)件，零件外形