齿形链在火炮弹药自动装填系统中的应用研究

论文摘要

配备弹药自动装填系统是现在大口径火炮发展的必然要求。本文以某火炮弹药自动装填系统中滚子推药链和链式弹仓为研究对象,针对现有滚子推药链和链式弹仓能耗大、啮合冲击大、运行不平稳的特点,研究齿形链及其在弹药自动装填系统中的运用,以达到降低能耗、增加链传动平稳性的目的。根据齿轮齿条啮合原理推导出齿形链链轮的变位系数,并分析了变位系数与链轮齿数和链板边心距之间的关系。利用已知的链轮参数求得齿形链轮的渐开线方程,在PRO/E中绘制出齿形推药链链轮和不等节距链链轮。利用坐标变换原理,求得了齿形链内侧齿廓方程,并将齿形链内侧弧线齿廓用一圆弧线段代替,有利于齿形链的加工和检测。根据运动学原理,推导了适用链传动的拐弯半径表达式,分析表明链条拐弯半径必须大于链节距的一半。在Ideas中建立了滚子和齿形推药链、长节距链式弹仓和不等节距链式弹仓实体模型。将四种不同的实体分别导入到ADAMS中,在滚子和齿形推药链上施加相同参数的液压驱动,在长节距链式弹仓和不等节距链式弹仓施加相同参数的电机驱动,对四种不同的链条进行仿真分析。仿真结果对比表明,齿形链在推药链和弹仓上可以有效的减小啮合冲击力,增加运动的平稳性,从而降低了弹药自动装填系统的能耗。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 链传动在弹药自动装填系统中的应用情况
• 1.3 本课题国内外现状
• 1.3.1 链式弹药自动装填技术的国外应用情况
• 1.3.2 链式弹药自动装填技术的国内应用情况
• 1.3.3 链式自动装填系统的未来发展
• 1.4 本文的主要研究任务
• 2 滚子链与齿形链推药机的设计研究
• 2.1 概述
• 2.2 滚子链推药机
• 2.3 齿形链推药机
• 2.3.1 外啮合齿形链链板设计
• 2.3.2 边心距f与链节距p的关系
• 2.3.3 外啮合链轮
• 2.4 推药链轨道设计
• 2.4.1 轨道链的最小拐弯半径
• 2.4.2 轨道设计
• 2.5 推药链单自由度模型及其动力学分析
• 2.6 推药链链板、滚子与链轮冲击分析
• 2.6.1 滚子链啮合冲击
• 2.6.2 齿形链的啮合冲击
• 2.6.3 滚子链与齿形链的冲击能量比较
• 2.7 液压驱动方案设计
• 2.7.1 推药链上的力与扭矩
• 2.7.2 马达参数
• 2.8 本章小结
• 3 滚子与齿形推药链的动力学仿真分析
• 3.1 虚拟仿真技术的基本概念
• 3.2 ADAMS软件简介
• 3.2.1 ADAMS运动学方程
• 3.2.2 ADAMS动力学方程
• 3.3 液压元件的数学模型
• 3.3.1 质量守恒
• 3.3.2 雷诺数
• 3.3.3 液压马达
• 3.3.4 液压阀
• 3.4 推药链的仿真结果
• 3.4.1 推药链以0°角推模块药
• 3.4.2 推药链以30°角推模块药
• 3.4.3 推药链以60°角推模块药
• 3.5 本章小结
• 4 长节距链式弹仓和不等节距链式弹仓设计
• 4.1 长节距链式弹仓设计
• 4.1.1 长节距链链轮参数
• 4.1.2 长节距链链轮设计
• 4.1.3 长节距链轨道半径验证
• 4.2 不等节距链式弹仓设计
• 4.2.1 不等节距弹仓链轮设计
• 4.2.2 不等节距齿形链内齿廓设计
• 4.3 内外复合啮合链板与链轮齿面接触分析
• 4.4 本章小结
• 5 两种链式弹仓的动力学仿真
• 5.1 链式弹仓的驱动
• 5.2 链式弹仓的拓扑关系
• 5.2.1 长节距链式弹仓的拓扑关系
• 5.2.2 不等节距链式弹仓拓扑关系
• 5.3 两种链式弹仓的仿真分析比较
• 5.3.1 弹仓满弹情况
• 5.3.2 主动轮处空载被动轮满载情况
• 5.3.3 主动轮处满载被动轮空载情况
• 5.4 本章小结
• 6 全文结论和展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献