随着我国航空航天领域的迅猛发展,复合材料由于其优良的性能在航空航天领域得到了广泛的应用。纤维缠绕作为复合材料成型中的重要工艺之一,在航空航天领域的产品制备中占据重要地位。斜叠缠绕工艺是由工艺人员所提出的一种新型的纤维缠绕工艺,其制品能够满足高速飞行器件的性能需求,但国内的传统纤维缠绕机在进行斜叠缠绕时会发生纤维带褶皱,偏移且缠绕角度无法精确调节,不能满足斜叠缠绕工艺的需求。基于这一问题,本文通过对国内外缠绕设备的研究以及斜叠缠绕工艺的分析,研制了一台能够满足斜叠缠绕工艺需求的龙门式斜叠缠绕机。并对斜叠缠绕过程中出现纤维带褶皱和形变的问题进行了详细的分析,给出了切实可行的解决方法,主要内容包括以下几个方面:1.对高速飞行器件的多种缠绕方法进行了分析,并重点研究了其斜叠缠绕的方法。结合圆锥体在高速飞行状况下的受力情况,对该制品表面可能发生纤维带脱落问题进行分析,得出了斜叠缠绕制品具有优越的抗高速气流冲刷性能。分析了斜叠缠绕过程中纤维带发生形变的影响参数。2.运用SolidWorks三维设计软件对斜叠缠绕机进行三维建模并完成了样机的试制。根据圆锥体斜叠缠绕技术要求,对缠绕机的床头箱、尾座顶尖、伸臂进给机构以及缠绕小车等关键部件进行研究与设计。根据斜叠缠绕工艺要求,对纤维带的张力控制、温度控制、压力控制以及纠偏控制进行了详细的方案设计。根据在实际斜叠缠绕中纤维带外侧的张力过大的情况,设计了剪切装置来释放纤维带外侧的张力,并通过实际斜叠缠绕证明这种方法是可行的。3.采用ANSYS Workbench对缠绕小车的主要承力部件进行了有限元分析,验证了其变形量和等效应力分布满足设计要求,并对其进行了结构优化设计,从而减轻了偏转轴重量。