【摘要】：火炮的發(fā)射過程是一個(gè)復(fù)雜的高溫、高壓過程。本文以某輕型牽引火炮為研究對(duì)象,對(duì)其方向機(jī)空回特性、剛度特性和過載保護(hù)特性進(jìn)行分析,建立彈炮耦合全炮發(fā)射動(dòng)力學(xué)有限元模型,以彈丸起始擾動(dòng)表征火炮射擊精度,研究方向機(jī)特性對(duì)彈丸起始擾動(dòng)的影響,為提高火炮射擊精度提供一定的參考。本文主要研究?jī)?nèi)容有:(1)方向機(jī)是一個(gè)典型的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu),由齒輪傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)等組成。該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的各個(gè)部件在制造和安裝過程中難免會(huì)存在誤差,這樣就會(huì)在傳動(dòng)鏈中形成間隙,造成傳動(dòng)的空回特性。根據(jù)各部件在制造中的精度等級(jí)要求及其他各尺寸誤差要求,查閱相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)及文獻(xiàn)資料,按照各傳動(dòng)部分傳動(dòng)間隙的計(jì)算公式計(jì)算其傳動(dòng)間隙。最后根據(jù)各部分傳動(dòng)比折算到方向機(jī)主軸上,即得該方向機(jī)空回量。(2)方向機(jī)是一個(gè)串聯(lián)機(jī)構(gòu),其系統(tǒng)剛度由各部分剛度串聯(lián)而成。根據(jù)石川公式計(jì)算齒輪嚙合剛度;將齒輪輪體簡(jiǎn)化為一個(gè)圓盤和一個(gè)薄壁圓筒,從而計(jì)算其扭轉(zhuǎn)剛度;按照材料力學(xué)中的公式計(jì)算階梯軸的扭轉(zhuǎn)剛度;將蝸輪蝸桿傳動(dòng)簡(jiǎn)化為齒輪齒條傳動(dòng),計(jì)算其嚙合剛度。將所得各部分剛度串聯(lián)起來,即得方向機(jī)系統(tǒng)剛度。(3)該牽引炮方向機(jī)采用預(yù)壓碟簧組作為過載保護(hù)裝置。只有當(dāng)?shù)山M所受的力達(dá)到其預(yù)壓載荷時(shí),該過載保護(hù)裝置才會(huì)發(fā)生作用;當(dāng)傳遞到碟簧組上的力超過其殘余壓縮量時(shí),該過載保護(hù)裝置遭到破壞,無法正常工作。參照火炮設(shè)計(jì)手冊(cè)及碟簧設(shè)計(jì)國(guó)標(biāo)手冊(cè),完成該碟簧組的相關(guān)特性分析。(4)基于彈炮耦合基本假設(shè),建立該牽引炮彈炮耦合全炮發(fā)射動(dòng)力學(xué)有限元模型,根據(jù)彈丸起始擾動(dòng)的組成,分析該方向機(jī)特性對(duì)彈丸起始擾動(dòng)的影響。本文主要研究方向機(jī)空回特性和剛度特性對(duì)彈丸起始擾動(dòng)的影響,并得到相應(yīng)的影響規(guī)律。(5)以彈丸起始擾動(dòng)最小為目標(biāo),對(duì)方向機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。選取合適的設(shè)計(jì)參量,建立相應(yīng)的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。采用多島遺傳算法進(jìn)行方向機(jī)參數(shù)優(yōu)化匹配,并對(duì)所得優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行一定程度的檢驗(yàn)校核。
【圖文】：

３邋＝邋２（是吉二；。）（弧度）邐（２．４）逡逑式中度，６，邋Ａ和Ｚ）含義見圖２．３所示，單位毫米。逡逑柋Ｉ逡逑圖２．３平鍵連接示意圖逡逑根據(jù)裝配要求和各設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)查閱相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，將所得數(shù)據(jù)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逡逑此為空隙最大值，同２．２．１中一樣對(duì)其進(jìn)行處理，，取均值得：逡逑ａｊ邋＝號(hào)＝邋０．００１２９ｒａＪ逡逑（３）蝸輪蝸桿傳動(dòng)角空隙逡逑蝸輪蝸桿傳動(dòng)角空隙主要包括兩個(gè)方面：１）蝸輪蝸桿的固有側(cè)隙；２）由蝸輪蝸桿兩逡逑者裝置誤差引起的側(cè)隙。應(yīng)用統(tǒng)計(jì)計(jì)算法進(jìn)行側(cè)隙計(jì)算，側(cè)隙單位為ｕｍ。逡逑１）蝸輪蝸巧的固有側(cè)隙逡逑蝸輪固有側(cè)隙的均值和方差按下式計(jì)算：逡逑１１逡逑

經(jīng)過調(diào)炮過程方向機(jī)空回量己經(jīng)排完，在火炮發(fā)射時(shí)后坐力等的作用下回轉(zhuǎn)部分會(huì)逡逑有繞立軸旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，此時(shí)方向機(jī)各組成部件進(jìn)入受載變形階段，即方向機(jī)工作段。送逡逑一階段的特性稱為剛度特性。牽引炮方向機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖如圖２．４所示。逡逑圖２．４方向機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖逡逑由圖２．４可知牽引炮方向機(jī)由齒輪副、蝸輪蝸桿副和碟灻組等組成。由于碟灻組存逡逑在預(yù)壓縮量，在此階段并未發(fā)生變形，相當(dāng)于一個(gè)剛體，因此工作階段方向機(jī)剛度主要逡逑由下部分組成：輪齒一小齒輪輪體一軸一蝸輪輪體一蝸輪蝸桿輪齒一蝸桿主體，結(jié)構(gòu)逡逑邏輯圖如圖２．５所示。逡逑１３逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：E924

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本文編號(hào)：2648825