面向炮口响应的某火炮方向机特性研究

发布时间：2020-05-04 18:39

【摘要】：火炮的发射过程是一个复杂的高温、高压过程。本文以某轻型牵引火炮为研究对象,对其方向机空回特性、刚度特性和过载保护特性进行分析,建立弹炮耦合全炮发射动力学有限元模型,以弹丸起始扰动表征火炮射击精度,研究方向机特性对弹丸起始扰动的影响,为提高火炮射击精度提供一定的参考。本文主要研究内容有:(1)方向机是一个典型的齿轮传动机构,由齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等组成。该传动机构的各个部件在制造和安装过程中难免会存在误差,这样就会在传动链中形成间隙,造成传动的空回特性。根据各部件在制造中的精度等级要求及其他各尺寸误差要求,查阅相关设计手册及文献资料,按照各传动部分传动间隙的计算公式计算其传动间隙。最后根据各部分传动比折算到方向机主轴上,即得该方向机空回量。(2)方向机是一个串联机构,其系统刚度由各部分刚度串联而成。根据石川公式计算齿轮啮合刚度;将齿轮轮体简化为一个圆盘和一个薄壁圆筒,从而计算其扭转刚度;按照材料力学中的公式计算阶梯轴的扭转刚度;将蜗轮蜗杆传动简化为齿轮齿条传动,计算其啮合刚度。将所得各部分刚度串联起来,即得方向机系统刚度。(3)该牵引炮方向机采用预压碟簧组作为过载保护装置。只有当碟簧组所受的力达到其预压载荷时,该过载保护装置才会发生作用;当传递到碟簧组上的力超过其残余压缩量时,该过载保护装置遭到破坏,无法正常工作。参照火炮设计手册及碟簧设计国标手册,完成该碟簧组的相关特性分析。(4)基于弹炮耦合基本假设,建立该牵引炮弹炮耦合全炮发射动力学有限元模型,根据弹丸起始扰动的组成,分析该方向机特性对弹丸起始扰动的影响。本文主要研究方向机空回特性和刚度特性对弹丸起始扰动的影响,并得到相应的影响规律。(5)以弹丸起始扰动最小为目标,对方向机结构参数进行优化。选取合适的设计参量,建立相应的优化数学模型。采用多岛遗传算法进行方向机参数优化匹配,并对所得优化结果进行一定程度的检验校核。
【图文】：

示意图,侧隙,装配要求,平键

３邋＝邋２（是吉二；。）（弧度）逦（２．４）逡逑式中度，６，邋Ａ和Ｚ）含义见图２．３所示，单位毫米。逡逑柋Ｉ逡逑图２．３平键连接示意图逡逑根据装配要求和各设计尺寸参数查阅相关设计手册，将所得数据代入式（２．４）可得；逡逑？３邋＝邋２（１２．０２１５ｍｍ－１１．９５７匪）＝000２５８ｒ口如逡逑２邋Ｘ邋４０ｍｍ邋＋２邋ｘ邋８ｍｍ邋—４６ｍｍ逡逑此为空隙最大值，同２．２．１中一样对其进行处理，，取均值得：逡逑ａｊ邋＝号＝邋０．００１２９ｒａＪ逡逑（３）蜗轮蜗杆传动角空隙逡逑蜗轮蜗杆传动角空隙主要包括两个方面：１）蜗轮蜗杆的固有侧隙；２）由蜗轮蜗杆两逡逑者装置误差引起的侧隙。应用统计计算法进行侧隙计算，侧隙单位为ｕｍ。逡逑１）蜗轮蜗巧的固有侧隙逡逑蜗轮固有侧隙的均值和方差按下式计算：逡逑１１逡逑

逻辑图,方向机

经过调炮过程方向机空回量己经排完，在火炮发射时后坐力等的作用下回转部分会逡逑有绕立轴旋转的趋势，此时方向机各组成部件进入受载变形阶段，即方向机工作段。送逡逑一阶段的特性称为刚度特性。牵引炮方向机结构原理图如图２．４所示。逡逑图２．４方向机结构原理图逡逑由图２．４可知牵引炮方向机由齿轮副、蜗轮蜗杆副和碟灻组等组成。由于碟灻组存逡逑在预压缩量，在此阶段并未发生变形，相当于一个刚体，因此工作阶段方向机刚度主要逡逑由下部分组成：轮齿一小齿轮轮体一轴一蜗轮轮体一蜗轮蜗杆轮齿一蜗杆主体，结构逡逑逻辑图如图２．５所示。逡逑１３逡逑
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：E924

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