某弹道修正弹新型电动舵机的设计与分析
发布时间：2022-05-08 19:44
随着现代战争的不断发展,对制导弹药性能的要求也越来越高。作为二维修正弹的关键组件,电动舵机的系统性能直接影响了弹丸的打击精度。本文以120mm二维修正弹为背景,研究了一种新型的电动舵机系统,设计了不等偏距RCCR空间机构和谐波齿轮减速装置,通过理论计算和仿真分析验证了该电动舵机方案的可行性。论文首先对RCCR空间机构的运动学特性进行了理论计算和仿真分析,然后对电动舵机的执行机构进行了设计。之后对RCCR空间机构进行了动态静力学分析,求解了各运动副的约束反力（矩）。通过ADAMS软件建立了 RCCR机构的刚柔耦合模型,并将理论和仿真结果进行对比,验证了仿真模型的正确性。随后建立了包含摩擦力矩、惯性力矩和铰链力矩的电动舵机系统动力学模型,推导了系统的负载特性曲线方程,根据方程,求解了最佳减速器减速比;通过负载匹配,选择了合适的电机性能参数。然后根据最佳减速器减速比和电动舵机的高负载工况设计了谐波齿轮的主要参数和结构,运用有限元软件ANSYS分析了谐波齿轮在空载、负载工况下的应力应变分布,结果表明谐波齿轮减速器能够满足电动舵机系统的强度要求。最后对电动舵机系统进行了总体结构设计,计算了传动系...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 国内外相关领域的研究现状
1.2.1 弹道修正弹的发展
1.2.2 电动舵机的研究现状
1.2.3 空间RCCR机构的研究现状
1.2.4 谐波齿轮的研究现状
1.3 本论文的主要研究内容
2 某弹道修正弹电动舵机执行机构的设计
2.1 电动舵机的工作原理和技术指标
2.1.1 电动舵机工作原理
2.1.2 技术指标简述
2.2 舵机执行机构的设计与分析
2.2.1 RCCR空间机构的概述
2.2.2 RCCR空间机构的运动分析
2.2.3 RCCR空间机构的运动学仿真与对比
2.2.4 执行机构的结构设计
2.3 本章小结
3 RCCR执行机构的动力学理论与仿真分析
3.1 动态静力学理论计算
3.1.1 示力副A的力学分析
3.1.2 其余运动副约束反力(矩)的确定
3.2 RCCR机构的刚柔耦合仿真分析
3.2.1 关键部件柔性体的建立
3.2.2 RCCR机构刚柔耦合模型的建立
3.2.3 RCCR机构的刚柔耦合动力学仿真结果
3.3 理论计算与仿真结果的对比分析
3.4 本章小结
4 舵机系统的电机参数及减速器减速比的确定
4.1 电动舵机负载特性分析
4.2 最佳减速比的确定
4.3 电机的选择
4.4 本章小结
5 谐波减速器的设计与有限元分析
5.1 谐波齿轮结构设计
5.1.1 主要参数的确定
5.1.2 柔轮的设计
5.1.3 刚轮的设计
5.1.4 波发生器的设计
5.1.5 材料选择
5.2 谐波齿轮的有限元分析
5.2.1 有限元模型建立
5.2.2 柔轮的初始应力应变分布
5.2.3 柔轮承载时的应力应变分布
5.3 本章小结
6 舵机系统的总体设计
6.1 结构总装
6.2 舵机传动系统特性参数
6.3 本章小结
7 总结与展望
7.1 论文总结
7.2 有待深入研究的问题
致射
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于空间RCCR机构的轴向柱塞泵的性能参数分析[J]. 冯志鹏,庄森. 郑州大学学报(工学版). 2015(06)
[2]美国精确制导组件技术发展现状分析[J]. 曹红锦. 四川兵工学报. 2015(09)
[3]一种过约束并联机构受力的数值仿真分析方法[J]. 赵永生,刘文兰,许允斗,姚建涛,金林茹. 中国机械工程. 2015(12)
[4]渐开线谐波齿轮空间齿廓设计及仿真分析[J]. 刘邓辉,邢静忠,陈晓霞. 计算机集成制造系统. 2015(03)
[5]基于重置坐标系的空间RCCR机构运动分析[J]. 庄森,黄晓磊,韩博,刘忠乙,崔超. 机械传动. 2014(06)
[6]二维弹道修正弹研究[J]. 赵磊,杜忠华. 机械工程与自动化. 2013(05)
[7]电动舵机的参数平衡设计[J]. 章家保. 弹箭与制导学报. 2013(05)
[8]一种用于制导炸弹投放的新型引导瞄准方法[J]. 陈磊,寇英信,李战武,罗卫平. 弹箭与制导学报. 2013(02)
[9]武器投放规划研究[J]. 马冬前,李晓俊,贺建良,刘敏. 电光与控制. 2013(02)
[10]鸭舵式二维弹道修正机构设计与动力学分析[J]. 杨芳,郝永平,布国亮. 机械设计. 2012(01)
博士论文
[1]可控滚转二维弹道修正机构的研究[D]. 张冬旭.北京理工大学 2015
[2]滚珠丝杠式电动舵机非线性分析及控制策略研究[D]. 张明月.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
[3]制导火箭弹固定鸭式舵机滚转控制技术研究[D]. 崔业兵.南京理工大学 2014
[4]谐波传动式电动舵机多级滑模控制及非线性补偿研究[D]. 肖前进.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
[5]RSSR空间连杆四轴联动电动舵机研究[D]. 葛明.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
硕士论文
[1]基于空间4R机构电动舵机的动态特性研究[D]. 陈伟.南京理工大学 2017
[2]4R空间机构电动舵机的设计与控制[D]. 席渊明.南京理工大学 2016
[3]多对传力杆空间RCCR机构约束反力分析[D]. 崔超.郑州大学 2015
[4]弹道修正弹电动舵机的设计与控制[D]. 孟兵.南京理工大学 2014
[5]新齿形谐波齿轮传动精度的理论研究与测试[D]. 沙晓晨.南京理工大学 2014
[6]弹箭双鸭舵滚转控制气动特性研究[D]. 杜学伟.南京理工大学 2014
[7]十字型鸭翼布局旋转弹控制研究[D]. 李永亮.南京航空航天大学 2013
[8]CTC齿形谐波传动啮合参数的优化研究[D]. 刘熙刚.南京理工大学 2013
[9]基于球面4R机构的运动学和力学理论与仿真对比研究[D]. 熊渊.郑州大学 2012
[10]三对传力杆空间相交轴RCCR机构的力学分析—传力杆受推力时的影响[D]. 程果.郑州大学 2012
本文编号：3652261
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 国内外相关领域的研究现状
1.2.1 弹道修正弹的发展
1.2.2 电动舵机的研究现状
1.2.3 空间RCCR机构的研究现状
1.2.4 谐波齿轮的研究现状
1.3 本论文的主要研究内容
2 某弹道修正弹电动舵机执行机构的设计
2.1 电动舵机的工作原理和技术指标
2.1.1 电动舵机工作原理
2.1.2 技术指标简述
2.2 舵机执行机构的设计与分析
2.2.1 RCCR空间机构的概述
2.2.2 RCCR空间机构的运动分析
2.2.3 RCCR空间机构的运动学仿真与对比
2.2.4 执行机构的结构设计
2.3 本章小结
3 RCCR执行机构的动力学理论与仿真分析
3.1 动态静力学理论计算
3.1.1 示力副A的力学分析
3.1.2 其余运动副约束反力(矩)的确定
3.2 RCCR机构的刚柔耦合仿真分析
3.2.1 关键部件柔性体的建立
3.2.2 RCCR机构刚柔耦合模型的建立
3.2.3 RCCR机构的刚柔耦合动力学仿真结果
3.3 理论计算与仿真结果的对比分析
3.4 本章小结
4 舵机系统的电机参数及减速器减速比的确定
4.1 电动舵机负载特性分析
4.2 最佳减速比的确定
4.3 电机的选择
4.4 本章小结
5 谐波减速器的设计与有限元分析
5.1 谐波齿轮结构设计
5.1.1 主要参数的确定
5.1.2 柔轮的设计
5.1.3 刚轮的设计
5.1.4 波发生器的设计
5.1.5 材料选择
5.2 谐波齿轮的有限元分析
5.2.1 有限元模型建立
5.2.2 柔轮的初始应力应变分布
5.2.3 柔轮承载时的应力应变分布
5.3 本章小结
6 舵机系统的总体设计
6.1 结构总装
6.2 舵机传动系统特性参数
6.3 本章小结
7 总结与展望
7.1 论文总结
7.2 有待深入研究的问题
致射
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于空间RCCR机构的轴向柱塞泵的性能参数分析[J]. 冯志鹏,庄森. 郑州大学学报(工学版). 2015(06)
[2]美国精确制导组件技术发展现状分析[J]. 曹红锦. 四川兵工学报. 2015(09)
[3]一种过约束并联机构受力的数值仿真分析方法[J]. 赵永生,刘文兰,许允斗,姚建涛,金林茹. 中国机械工程. 2015(12)
[4]渐开线谐波齿轮空间齿廓设计及仿真分析[J]. 刘邓辉,邢静忠,陈晓霞. 计算机集成制造系统. 2015(03)
[5]基于重置坐标系的空间RCCR机构运动分析[J]. 庄森,黄晓磊,韩博,刘忠乙,崔超. 机械传动. 2014(06)
[6]二维弹道修正弹研究[J]. 赵磊,杜忠华. 机械工程与自动化. 2013(05)
[7]电动舵机的参数平衡设计[J]. 章家保. 弹箭与制导学报. 2013(05)
[8]一种用于制导炸弹投放的新型引导瞄准方法[J]. 陈磊,寇英信,李战武,罗卫平. 弹箭与制导学报. 2013(02)
[9]武器投放规划研究[J]. 马冬前,李晓俊,贺建良,刘敏. 电光与控制. 2013(02)
[10]鸭舵式二维弹道修正机构设计与动力学分析[J]. 杨芳,郝永平,布国亮. 机械设计. 2012(01)
博士论文
[1]可控滚转二维弹道修正机构的研究[D]. 张冬旭.北京理工大学 2015
[2]滚珠丝杠式电动舵机非线性分析及控制策略研究[D]. 张明月.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
[3]制导火箭弹固定鸭式舵机滚转控制技术研究[D]. 崔业兵.南京理工大学 2014
[4]谐波传动式电动舵机多级滑模控制及非线性补偿研究[D]. 肖前进.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
[5]RSSR空间连杆四轴联动电动舵机研究[D]. 葛明.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
硕士论文
[1]基于空间4R机构电动舵机的动态特性研究[D]. 陈伟.南京理工大学 2017
[2]4R空间机构电动舵机的设计与控制[D]. 席渊明.南京理工大学 2016
[3]多对传力杆空间RCCR机构约束反力分析[D]. 崔超.郑州大学 2015
[4]弹道修正弹电动舵机的设计与控制[D]. 孟兵.南京理工大学 2014
[5]新齿形谐波齿轮传动精度的理论研究与测试[D]. 沙晓晨.南京理工大学 2014
[6]弹箭双鸭舵滚转控制气动特性研究[D]. 杜学伟.南京理工大学 2014
[7]十字型鸭翼布局旋转弹控制研究[D]. 李永亮.南京航空航天大学 2013
[8]CTC齿形谐波传动啮合参数的优化研究[D]. 刘熙刚.南京理工大学 2013
[9]基于球面4R机构的运动学和力学理论与仿真对比研究[D]. 熊渊.郑州大学 2012
[10]三对传力杆空间相交轴RCCR机构的力学分析—传力杆受推力时的影响[D]. 程果.郑州大学 2012
本文编号：3652261
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3652261.html
