一種模擬旋轉(zhuǎn)拋射實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一種模擬旋轉(zhuǎn)拋射實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),一種模擬旋轉(zhuǎn)拋射實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),一種,模擬,摹擬,旋轉(zhuǎn),拋射,實(shí)驗(yàn),試驗(yàn),裝置,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 南 京 理 工 大 學(xué) 紫 金 學(xué) 院 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 選題情況 課題名稱 難易程度 偏難 適中 偏易 工作量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務(wù)書 有 無 開題報(bào)告 有 無 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進(jìn)度 快 按計(jì)劃進(jìn)行 慢 中期工作匯報(bào)及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績(jī)?cè)u(píng)定： 所在專業(yè)意見： 負(fù)責(zé)人： 2010 年5 月 8 日 任務(wù)書 系： 專 業(yè)： 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 設(shè)計(jì)(論文)題目： 一種模擬旋轉(zhuǎn)拋射實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 起 迄 日 期: 2010年2月24日 ~ 2010年6月5 日 設(shè)計(jì)(論文)地點(diǎn): 指 導(dǎo) 教 師: 專業(yè)負(fù)責(zé)人: 發(fā)任務(wù)書日期: 2010 年2 月 23日  任務(wù)書填寫要求 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、系領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生； 2．任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3．任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及系主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫； 4．任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“系”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號(hào)”要寫全號(hào)； 5．任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照國標(biāo)GB 7714—2005《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性； 6．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2008年3月15日”或“2008-03-15”。 任 務(wù) 書 1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的： 本課題是一個(gè)具有鮮明的工程背景的課題。在某型集束彈藥基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一種靜態(tài)地面模擬試驗(yàn)裝置（帶傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)），并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠滿足系統(tǒng)對(duì)該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，對(duì)該型集束彈藥的工程研制提供幫助。 2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 課題內(nèi)容： 1、 模擬試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2、 模擬試驗(yàn)裝置計(jì)算機(jī)繪圖 3、 電機(jī)選擇 4、 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 課題要求： 本課題要求設(shè)計(jì)者對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力、計(jì)算機(jī)編程能力、繪圖能力有較好的基礎(chǔ)，要進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度計(jì)算等，繪制部分零件工程圖，撰寫論文。 任 務(wù) 書 3．對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、圖表、實(shí)物樣品等〕： 所設(shè)計(jì)的模擬試驗(yàn)裝置合理，所建立的數(shù)學(xué)模型和力學(xué)模型正確，數(shù)值計(jì)算正確，強(qiáng)度校核計(jì)算正確，圖表繪制符合規(guī)范，論文撰寫符合規(guī)范。 4．主要參考文獻(xiàn)： [1] 劉鴻文. 材料力學(xué)[M]. 北京：高等教育出版社，2004 [2] 李向東，錢建平，曹兵，沈培輝. 彈藥工程[M].北京：國防工業(yè)出版社，2004 [3] 許中天，賀益康.電機(jī)控制[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2002 [4] 鄭榮躍，秦子增. 子母彈研究進(jìn)展[J].國防科技大學(xué)學(xué)報(bào).1996，18(1):60一64 [5] 王在成，姜春蘭，蔡漢文. 機(jī)載布撒器子彈藥拋撒系統(tǒng)總體技術(shù)研究[J].戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù).2000(3):23-30 [6] 胡寶琦.子母彈武器系統(tǒng)子彈藥發(fā)展探討[C]. 陜西兵工學(xué)會(huì)第7屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.1991(10):17-28 [7]王華坤，范元?jiǎng)?機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（下）[M].兵器工業(yè)出版社，2001 任 務(wù) 書 5．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃： 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容 2010年 1月24日 ~ 3月 1 日 3月 1 日 ~ 3月19日 3月20日 ~ 4月10日 4月11日 ~ 5月11日 5月12日 ~ 5月25日 5月26日 ~ 6月10日 查閱文獻(xiàn)資料，完成文獻(xiàn)綜述報(bào)告； 完成外文翻譯，完成開題報(bào)告撰寫； 總體方案設(shè)計(jì)、完成中期檢查； 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 相關(guān)計(jì)算，并完成論文撰寫； 論文評(píng)審，論文答辯 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 2010 年 2 月22日 系意見： 系領(lǐng)導(dǎo)： 2010 年 2 月23 日 設(shè)計(jì) 作 者: 學(xué) 號(hào)： 系： 專 業(yè): 題 目: 一種模擬旋轉(zhuǎn)拋射實(shí)驗(yàn)裝置 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 講師 指導(dǎo)者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù)) 評(píng)閱者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù)) 2010年 5月 中文摘要 本課題是一個(gè)具有鮮明的工程背景的課題。在某型集束彈藥基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一種靜態(tài)地面模擬試驗(yàn)裝置（采用帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)），該模擬炮試驗(yàn)裝置主要由步進(jìn)電機(jī)、主旋轉(zhuǎn)軸、軸承、皮帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、彈簧機(jī)構(gòu)、子彈以及底座等組成。由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速可由步進(jìn)電機(jī)控制器調(diào)節(jié)控制），通過皮帶輪帶動(dòng)主轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，由轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x讀出轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1500r/min的轉(zhuǎn)速時(shí)，旋轉(zhuǎn)操作輪盤，釋放彈簧，彈簧力將爆炸單元拋出，整個(gè)拋射過程完成，炮彈部分是靠主軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)炮彈旋轉(zhuǎn)。該裝置可實(shí)現(xiàn)“子彈”出膛初速度為20m/s、飛行距離實(shí)現(xiàn)10m的要求，本文的研究結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)，對(duì)該型集束彈藥的工程研制具有重要的參考價(jià)值。 關(guān)鍵詞 旋轉(zhuǎn)拋射 帶傳動(dòng) 壓縮彈簧 阻尼彈簧 撞擊 外文摘要 Title Structure Design On An Analog Rotary Projectile Test Abstract This issue is a clear engineering background task. In the basis of a certain type of cluster munitions, to design a static ground test equipment (with belt drive mechanism), the simulated gun test device consists of stepper motor, the main rotating shaft, bearings, pulley drive mechanism, spring mechanism, bullets and base and other components. Controlled by the stepper motor driver stepper motor to a certain rotation speed (speed of adjustment can be stepper motor controller, control), the main shaft through the drive pulley rotating by the rotation speed meter reading, when the speed steady at the speed of 1500r/min When wheel spin operation, the release of the spring, the spring force will throw explosive unit, the ejection process is complete, shells partly driven by the rotation axis rotating shells. The device can achieve a "bullet" shell leaving the initial velocity is 20m / s, 10m flight from achieving the requirements, the results of this study, to achieve the desired objectives, the type of cluster munitions engineering development has important reference value. Key words rotating projection ,belt driven ,impact compression spring , damping spring , strike impact 開題報(bào)告 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 設(shè)計(jì)(論文)題目： 一種模擬旋轉(zhuǎn)拋射實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 指 導(dǎo) 教 師: 2010年 3 月 19 日  開題報(bào)告填寫要求 1．開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效； 2．開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見； 3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊(cè)）； 4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。 開 題 報(bào) 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述： 文 獻(xiàn) 綜 述 子母彈是以均勻散布的子彈覆蓋目標(biāo)，提高有效的殺傷范圍的一類武器。子母彈的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求決定了子彈在目標(biāo)區(qū)上空要呈現(xiàn)均勻的散布狀態(tài)，而能否達(dá)到要求的散布就離不開拋撒技術(shù)。子母彈拋撒技術(shù)是子母武器系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。在子母彈技術(shù)研究基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一種靜態(tài)地面模擬試驗(yàn)裝置（帶傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)），并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠滿足系統(tǒng)對(duì)該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，對(duì)子母彈拋撒技術(shù)研究的工程研制提供幫助。 1.彈藥拋撒技術(shù)的概念 彈藥拋撒技術(shù)是指將不帶制導(dǎo)或帶制導(dǎo)的子彈藥，從炮彈、火箭彈、炸彈和地地戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈等載彈中，按預(yù)定的作戰(zhàn)任務(wù)要求拋撒出來的技術(shù)。子彈藥的拋撒技術(shù)也就是子彈藥拋撒系統(tǒng)的有關(guān)技術(shù)彈藥拋撒技術(shù)是一項(xiàng)很復(fù)雜的技術(shù)，它涉及到機(jī)械學(xué)、理論力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、流體力學(xué)等許多學(xué)科方面的問題。具體來說，它涉及到子彈藥在母彈中的安裝問題、如何從母彈中拋撒出來的問題、子彈藥的拋撒高度和拋撒時(shí)的初速度/角度、拋撒后彈藥的飛行姿態(tài)、子彈藥拋撒后的分布形狀和分布密度、以及子彈藥的拋撒方向和子彈藥下落路線等一系列技術(shù)問題。。 2.拋撒技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 20世紀(jì)80年代初期，美國波音公司，曾為美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局的"突擊破壞者"計(jì)劃，發(fā)展了一種導(dǎo)彈用帶動(dòng)力的子彈藥(子導(dǎo)彈)拋撒系統(tǒng)，即T-22地地戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的子彈藥拋撒系統(tǒng)。美軍現(xiàn)役的ATACMS陸軍地地戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的子母戰(zhàn)斗部，可能也是采用的這種拋撒系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一種后向拋撒系統(tǒng)，它由發(fā)射管支撐體(一金屬園筒)、發(fā)射管、發(fā)射管與支撐體連接件、發(fā)射管控制桿(鉸鏈連接)、棘輪爪、作動(dòng)機(jī)構(gòu)、活塞管、點(diǎn)火導(dǎo)線、熱氣發(fā)生器、活塞、活塞桿前平板、氣體發(fā)生器、棘輪裝置、作動(dòng)器連桿(園柱形)圓形基座等部分組成。每一個(gè)發(fā)射管裝一枚子彈藥，其子彈藥可以是帶制導(dǎo)的，也可以是不帶制導(dǎo)的，但是，這種拋撒系統(tǒng)大多被用作帶制導(dǎo)子彈藥的導(dǎo)彈子母戰(zhàn)斗部的拋撒系統(tǒng)。 子彈藥的拋撒是由母彈彈上攜帶的微機(jī)自動(dòng)控制的，它可以單發(fā)拋撒，也可一組子彈藥以齊射方式拋撒。不過，以齊射方式拋撒時(shí)，要注意盡量減少拋撒動(dòng)作對(duì)母彈正常飛行的影響。 為了達(dá)到較好的毀傷效果, 子彈拋撒需滿足如下的基本要求: (l)滿足合理的撒布范圍。根據(jù)毀傷目標(biāo)的要求和戰(zhàn)斗部攜帶子彈的總數(shù)量，從戰(zhàn)術(shù)使用上提出合理的子彈散布范圍，以保證子彈拋出后能覆蓋一定大小的面積。實(shí)際子彈拋射范圍的大小還與開艙的高度有關(guān)。 (2)達(dá)到合理的散布密度。在子彈散布范圍內(nèi)，子彈應(yīng)盡可能地均勻分布，至少不能出現(xiàn)明顯的子彈堆積現(xiàn)象。均勻分布有利于提高對(duì)集群裝甲目標(biāo)的命中概率。 (3)子彈相互間易于分離。在拋射過程中，要求子彈能相互順利分開。不允許出現(xiàn)重疊現(xiàn)象，如果子彈分離不開，尾帶張不起來，子彈引信就解脫不了保險(xiǎn)，這將導(dǎo)致子彈失效。 (4)子彈作用性能不受影響。拋射過程中，子彈不得有明顯變形，更不能出現(xiàn)殉爆現(xiàn)象，力求避免子彈間的相互碰撞。此外，還要求子彈引信解脫保險(xiǎn)可靠，發(fā)火率正常，子彈起爆完全性好。 3.國內(nèi)外拋撒技術(shù)的方法 (1)中心藥管式拋射 中心爆管拋撒技術(shù)是依靠位于母彈中心的爆炸管(裝有高裝填密度火藥或炸藥)來提供拋撒動(dòng)能推動(dòng)子彈運(yùn)動(dòng)的一種拋撒方式。中心爆管(或爆炸)拋撒一般為一次拋撒, 即母體切殼、拋殼、拋?zhàn)訌椧淮瓮瓿? 子彈的空拋過程是復(fù)雜的, 包括了拋撒藥燃燒、中心管炸裂、子彈運(yùn)動(dòng)、倉體蒙皮破裂等多種現(xiàn)象。子母彈發(fā)射后, 到達(dá)預(yù)定目標(biāo)上空時(shí), 由戰(zhàn)斗部前端裝定的時(shí)間引信起爆, 點(diǎn)燃點(diǎn)火具中的點(diǎn)火藥, 點(diǎn)火藥燃燒產(chǎn)生的高溫燃?xì)馀c熾熱的固體粒子經(jīng)過藥床中央傳火管上的各傳火孔噴入拋撒藥床, 點(diǎn)燃拋撒藥。中心管內(nèi)拋撒藥燃燒釋放出高溫高壓氣體, 當(dāng)壓力超過管本身所具有的承壓強(qiáng)度極限時(shí), 中心管爆裂, 拋撒藥的燃?xì)馐紫葔嚎s子彈周圍的填充物, 將子彈壓向四周的蒙皮, 蒙皮約束著子彈，蒙皮破裂，子彈解除約束后, 在中心爆管釋放的高溫、高壓、高速的燃?xì)庾饔孟卵刂鴱较蛳蛩闹苓\(yùn)動(dòng), 最終拋撒出母體。中心爆管子母彈優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠、拋速高,可以使內(nèi)外層子彈間具有一定的速度梯度順序拋出,使內(nèi)、外層子彈散布均勻, 特別適合于多子彈的中、大彈徑的殺傷爆破子母彈使用, 但不足的是在爆炸拋撒過程中, 子彈承受的沖擊過載相當(dāng)高, 加速度一般為幾萬甚至十幾萬個(gè)g, 而且這種過載具有高峰值、短脈寬的特征, 如果過載問題得不到很好的解決, 那么將會(huì)嚴(yán)重的影響母彈內(nèi)子彈的強(qiáng)度, 使子彈發(fā)生明顯變形, 也可能沖擊引爆子彈中的裝藥, 甚至發(fā)生殉爆現(xiàn)象。 使用成功的典型結(jié)構(gòu)是美國MLRS火箭子母彈戰(zhàn)斗部，遠(yuǎn)程子母彈囊式拋撒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)每發(fā)火箭攜帶子彈644枚。一般子彈排列不多于兩圈。如圓柱部外圈排14枚子彈，內(nèi)圈排7枚子彈。戰(zhàn)斗部中心部位裝有藥管。時(shí)間引信作用引起中心藥柱爆燃后，沖擊波既使殼體沿全長(zhǎng)開裂，又將子彈向四周拋出。 (2)燃?xì)饽覓伾? 燃?xì)饽覓伻黾夹g(shù)是利用氣囊充氣膨脹推動(dòng)子彈運(yùn)動(dòng)的一種拋撒方式。主要是利用氣囊來延長(zhǎng)燃?xì)鈱?duì)子彈的有效作用時(shí)間, 達(dá)到子彈平緩加載的目的, 其拋撒過載一般可以控制在不大于2000 個(gè)g 的范圍內(nèi)。它是一種較為理想的子母彈拋撒結(jié)構(gòu), 具有廣泛的應(yīng)用前景。囊式拋撒方式根據(jù)燃?xì)獍l(fā)生室在氣囊的內(nèi)外可分為內(nèi)燃式和外燃式兩種形式。 使用這種拋射結(jié)構(gòu)的典型產(chǎn)品是英國的BL755航空子母炸彈。共攜帶小炸彈147枚，分裝在7個(gè)隔艙中。小炸彈外緣用鋼帶束住，小炸彈內(nèi)側(cè)配有氣囊。當(dāng)燃?xì)饽页錃鈺r(shí)，子彈頂緊鋼帶，使其從薄弱點(diǎn)斷裂，解除約束。在燃?xì)饽覐椓Φ淖饔孟拢?47枚小炸彈以不同的方向，不同的名義速度拋出，以保證子彈散布均勻。 (3)母彈高速旋轉(zhuǎn)下的離心拋射。這種拋射方式，對(duì)于一切旋轉(zhuǎn)的母彈，不論轉(zhuǎn)速的高低，均能起到使子彈飛散的作用。特別是對(duì)于火炮子母彈轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)，以至上萬轉(zhuǎn)時(shí)，則起到主要的乃至全部的拋射作用。 (4)機(jī)械式分離拋射 這種拋射方式是在子彈被拋出過程中，通過導(dǎo)向桿或撥簧等機(jī)構(gòu)的作用，賦予子彈沿戰(zhàn)斗部徑向分離的分力。導(dǎo)向桿機(jī)構(gòu)己經(jīng)成功的使用在122mm火箭子母彈上。 (5)燃?xì)鈧?cè)向活塞拋射 燃?xì)饣钊綊伻黾夹g(shù)是利用火藥在燃燒室燃燒產(chǎn)生的火藥氣體壓力推動(dòng)活塞和子彈運(yùn)動(dòng)的拋撒方式。根據(jù)燃燒室的結(jié)構(gòu)可分為單燃燒室和雙燃燒室兩種形式。 這種方式主要用于子彈直徑較大的情況，如美MLRS火箭末端敏感子母戰(zhàn)斗部所用的拋射機(jī)構(gòu)。前后相接的一對(duì)末敏子彈，在側(cè)向活塞的推動(dòng)下，垂直彈軸沿相反方向拋出(互成130度)。每一對(duì)子彈的拋射方向又有變化，對(duì)整個(gè)戰(zhàn)斗部而言，子彈向四周各方向均有拋出。 (6)子彈氣動(dòng)力拋射 通過改變子彈氣動(dòng)力參數(shù)，使子彈之間空氣阻力有差異，以達(dá)到使子彈飛散的目的。這種方式已在國外的一些產(chǎn)品中使用。在國外的炮射子母彈上，就有意地裝入兩種不同長(zhǎng)度尾帶的子彈;在航空殺傷子母彈中，采用由鋁瓦穩(wěn)定的改制手榴彈作的小殺傷炸彈，拋射后靠鋁瓦穩(wěn)定方位的隨機(jī)性，從而使子彈達(dá)到均勻散開的日的。 (7)微機(jī)控制程序拋射 應(yīng)用于大型導(dǎo)彈子母彈上。由單片機(jī)控制開艙與拋射的全過程，子彈按既定程序分期分批以不同的速度拋出，以得到預(yù)期的拋射效果。 參考文獻(xiàn) ［1］鄭平泰，李愛麗.子母彈活塞式拋撒機(jī)構(gòu)單燃燒室與雙燃燒室內(nèi)彈道仿真研究[J].兵工學(xué)報(bào),2001. ［2］ 金志明.槍炮內(nèi)彈道學(xué)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2004. ［3］ 宋丕極.槍炮與火箭外彈道學(xué)[M].北京:兵器工業(yè)出版社,1993. ［4］ 翁春生，王浩.計(jì)算內(nèi)彈道學(xué)[M].北京:國防工業(yè)出版社,2006. ［5］ 金志明等..現(xiàn)代內(nèi)彈道學(xué)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1983. ［6］ 鮑廷玉，邱文堅(jiān).內(nèi)彈道學(xué)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1995. ［7］ 唐治.追擊炮設(shè)計(jì)[M].北京:兵器工業(yè)出版社,1994. ［8］ KrierH SummerfieldM 謝庚 譯.現(xiàn)代槍炮內(nèi)彈道學(xué)[M].北京:國防工業(yè)出版社,1985. 開 題 報(bào) 告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 2.1 本課題要求設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出一種靜態(tài)地面模擬試驗(yàn)裝置（帶傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)），并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠滿足系統(tǒng)對(duì)該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，對(duì)該型集束彈藥的工程研制提供幫助，要求設(shè)計(jì)者對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力、計(jì)算機(jī)繪圖能力有較好的基礎(chǔ), 要進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電機(jī)選擇、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)械強(qiáng)度校核計(jì)算等。 2.2 電機(jī)是指依據(jù)電磁感應(yīng)電路實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。通過選擇電機(jī)來達(dá)到較好的模擬效果。通過選擇適當(dāng)?shù)碾姍C(jī)來滿足設(shè)計(jì)的需求。 機(jī)械強(qiáng)度是指指抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度。機(jī)械強(qiáng)度評(píng)價(jià)包括靜剛度評(píng)價(jià)、靜強(qiáng)度評(píng)價(jià)、疲勞強(qiáng)度評(píng)價(jià)、斷裂強(qiáng)度評(píng)價(jià)四部分內(nèi)容。 靜剛度評(píng)價(jià)包括等直桿件扭轉(zhuǎn)剛度評(píng)價(jià)、受彎梁的彎曲強(qiáng)度評(píng)價(jià)、薄板受彎曲載荷作用靜剛度評(píng)價(jià)、薄殼變形計(jì)算； 　　靜強(qiáng)度評(píng)價(jià)包括常規(guī)設(shè)計(jì)靜強(qiáng)度評(píng)價(jià)、極限設(shè)計(jì)靜強(qiáng)度評(píng)價(jià)、熱應(yīng)力強(qiáng)度評(píng)價(jià)； 　　疲勞強(qiáng)度評(píng)價(jià)包括名義應(yīng)力無限壽命設(shè)計(jì)、名義應(yīng)力有限壽命設(shè)計(jì)、名義應(yīng)力疲勞壽命估算、局部應(yīng)力－應(yīng)變法疲勞壽命估算； 斷裂強(qiáng)度評(píng)價(jià)包括線彈性斷裂強(qiáng)度評(píng)價(jià)、彈塑性斷裂強(qiáng)度評(píng)價(jià)、裂紋擴(kuò)展壽命估算。 開 題 報(bào) 告 指導(dǎo)教師意見： 1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語： 2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)： 指導(dǎo)教師： 2010 年 3 月 25日 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 2010 年 3 月 27 日 說明書第 2 頁 共 2 頁 目 次 1 緒論……………………………………………………………………………1 1.1 課題背景…………………………………………………………………… 1 1.2 子母彈的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 ……………………………………………………1 1.3 國內(nèi)外拋撒技術(shù)的方法……………………………………………………… 2 1.4 本文主要的研究?jī)?nèi)容………………………………………………………… 4 2 模擬試驗(yàn)裝置的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………… 5 2.1 基本設(shè)計(jì)思想 …………………………………………………………………5 2.2 元件的介紹和確定 ……………………………………………………………5 3 模擬試驗(yàn)裝置的理論設(shè)計(jì)計(jì)算與校核…………………………………………15 3.1 旋轉(zhuǎn)拋射裝置旋轉(zhuǎn)軸中心距地面的高度計(jì)算………………………………15 3.2 “子彈”質(zhì)量計(jì)算…………………………………………………………15 3.3 “子彈”出膛過程中所受旋轉(zhuǎn)軸的滑動(dòng)摩擦力計(jì)算…………………………15 3.4 “子彈”被撞擊后的瞬時(shí)速度計(jì)算………………………………………16 3.5 “子彈”被撞擊后的瞬時(shí)動(dòng)量計(jì)算和瞬時(shí)動(dòng)能計(jì)算…………………………17 3.6 彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………………18 3.7 步進(jìn)電機(jī)選型設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………20 3.8 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)…………………………………………………………22 3.9 撞擊部分的方案設(shè)計(jì)…………………………………………………………25 3.10 本章小結(jié)…………………………………………………………………… 27 結(jié)論…………………………………………………………………………………28 致謝信………………………………………………………………………………29參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………30 說明書第 31 頁 共 31 頁 1 緒論 1.1 課題背景 子母彈是以均勻散布的子彈覆蓋目標(biāo)，提高有效的殺傷范圍的一類武器。子母彈的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求決定了子彈在目標(biāo)區(qū)上空要呈現(xiàn)均勻的散布狀態(tài)，而能否達(dá)到要求的散布就離不開拋撒技術(shù)。子母彈拋撒技術(shù)是子母武器系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。本課題在子母彈技術(shù)研究基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一種靜態(tài)地面模擬試驗(yàn)裝置（帶傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)），并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠滿足系統(tǒng)對(duì)該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，對(duì)子母彈拋撒技術(shù)研究的工程研制提供幫助。 彈藥拋撒技術(shù)是指將不帶制導(dǎo)或帶制導(dǎo)的子彈藥，從炮彈、火箭彈、炸彈和地地戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈等載彈中，按預(yù)定的作戰(zhàn)任務(wù)要求拋撒出來的技術(shù)。子彈藥的拋撒技術(shù)也就是子彈藥拋撒系統(tǒng)的有關(guān)技術(shù)彈藥拋撒技術(shù)是一項(xiàng)很復(fù)雜的技術(shù)，它涉及到機(jī)械學(xué)、理論力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、流體力學(xué)等許多學(xué)科方面的問題。具體來說，它涉及到子彈藥在母彈中的安裝問題、如何從母彈中拋撒出來的問題、子彈藥的拋撒高度和拋撒時(shí)的初速度/角度、拋撒后彈藥的飛行姿態(tài)、子彈藥拋撒后的分布形狀和分布密度、以及子彈藥的拋撒方向和子彈藥下落路線等一系列技術(shù)問題。 1.2 子母彈的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 20世紀(jì)80年代初期，美國波音公司，曾為美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局的"突擊破壞者"計(jì)劃，發(fā)展了一種導(dǎo)彈用帶動(dòng)力的子彈藥(子導(dǎo)彈)拋撒系統(tǒng)，即T-22地地戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的子彈藥拋撒系統(tǒng)。美軍現(xiàn)役的ATACMS陸軍地地戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的子母戰(zhàn)斗部，可能也是采用的這種拋撒系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一種后向拋撒系統(tǒng)，它由發(fā)射管支撐體(一金屬園筒)、發(fā)射管、發(fā)射管與支撐體連接件、發(fā)射管控制桿(鉸鏈連接)、棘輪爪、作動(dòng)機(jī)構(gòu)、活塞管、點(diǎn)火導(dǎo)線、熱氣發(fā)生器、活塞、活塞桿前平板、氣體發(fā)生器、棘輪裝置、作動(dòng)器連桿(園柱形)圓形基座等部分組成。每一個(gè)發(fā)射管裝一枚子彈藥，其子彈藥可以是帶制導(dǎo)的，也可以是不帶制導(dǎo)的，但是，這種拋撒系統(tǒng)大多被用作帶制導(dǎo)子彈藥的導(dǎo)彈子母戰(zhàn)斗部的拋撒系統(tǒng)。 子彈藥的拋撒是由母彈彈上攜帶的微機(jī)自動(dòng)控制的，它可以單發(fā)拋撒，也可一組子彈藥以齊射方式拋撒。不過，以齊射方式拋撒時(shí)，要注意盡量減少拋撒動(dòng)作對(duì)母彈正常飛行的影響。 為了達(dá)到較好的毀傷效果, 子彈拋撒需滿足如下的基本要求: (l)滿足合理的撒布范圍。根據(jù)毀傷目標(biāo)的要求和戰(zhàn)斗部攜帶子彈的總數(shù)量，從戰(zhàn)術(shù)使用上提出合理的子彈散布范圍，以保證子彈拋出后能覆蓋一定大小的面積。實(shí)際子彈拋射范圍的大小還與開艙的高度有關(guān)。 (2)達(dá)到合理的散布密度。在子彈散布范圍內(nèi)，子彈應(yīng)盡可能地均勻分布，至少不能出現(xiàn)明顯的子彈堆積現(xiàn)象。均勻分布有利于提高對(duì)集群裝甲目標(biāo)的命中概率。 (3)子彈相互間易于分離。在拋射過程中，要求子彈能相互順利分開。不允許出現(xiàn)重疊現(xiàn)象，如果子彈分離不開，尾帶張不起來，子彈引信就解脫不了保險(xiǎn)，這將導(dǎo)致子彈失效。 (4)子彈作用性能不受影響。拋射過程中，子彈不得有明顯變形，更不能出現(xiàn)殉爆現(xiàn)象，力求避免子彈間的相互碰撞。此外，還要求子彈引信解脫保險(xiǎn)可靠，發(fā)火率正常，子彈起爆完全性好。 1.3 國內(nèi)外拋撒技術(shù)的方法 目前國內(nèi)外拋撒技術(shù)主要有一下幾種： (1)中心藥管式拋射 中心爆管拋撒技術(shù)是依靠位于母彈中心的爆炸管(裝有高裝填密度火藥或炸藥)來提供拋撒動(dòng)能推動(dòng)子彈運(yùn)動(dòng)的一種拋撒方式。中心爆管(或爆炸)拋撒一般為一次拋撒, 即母體切殼、拋殼、拋?zhàn)訌椧淮瓮瓿? 子彈的空拋過程是復(fù)雜的, 包括了拋撒藥燃燒、中心管炸裂、子彈運(yùn)動(dòng)、倉體蒙皮破裂等多種現(xiàn)象。子母彈發(fā)射后, 到達(dá)預(yù)定目標(biāo)上空時(shí), 由戰(zhàn)斗部前端裝定的時(shí)間引信起爆, 點(diǎn)燃點(diǎn)火具中的點(diǎn)火藥, 點(diǎn)火藥燃燒產(chǎn)生的高溫燃?xì)馀c熾熱的固體粒子經(jīng)過藥床中央傳火管上的各傳火孔噴入拋撒藥床, 點(diǎn)燃拋撒藥。中心管內(nèi)拋撒藥燃燒釋放出高溫高壓氣體, 當(dāng)壓力超過管本身所具有的承壓強(qiáng)度極限時(shí), 中心管爆裂, 拋撒藥的燃?xì)馐紫葔嚎s子彈周圍的填充物, 將子彈壓向四周的蒙皮, 蒙皮約束著子彈，蒙皮破裂，子彈解除約束后, 在中心爆管釋放的高溫、高壓、高速的燃?xì)庾饔孟卵刂鴱较蛳蛩闹苓\(yùn)動(dòng), 最終拋撒出母體。中心爆管子母彈優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠、拋速高,可以使內(nèi)外層子彈間具有一定的速度梯度順序拋出,使內(nèi)、外層子彈散布均勻, 特別適合于多子彈的中、大彈徑的殺傷爆破子母彈使用, 但不足的是在爆炸拋撒過程中, 子彈承受的沖擊過載相當(dāng)高, 加速度一般為幾萬甚至十幾萬個(gè)g, 而且這種過載具有高峰值、短脈寬的特征, 如果過載問題得不到很好的解決, 那么將會(huì)嚴(yán)重的影響母彈內(nèi)子彈的強(qiáng)度, 使子彈發(fā)生明顯變形, 也可能沖擊引爆子彈中的裝藥, 甚至發(fā)生殉爆現(xiàn)象。 使用成功的典型結(jié)構(gòu)是美國MLRS火箭子母彈戰(zhàn)斗部，遠(yuǎn)程子母彈囊式拋撒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)每發(fā)火箭攜帶子彈644枚。一般子彈排列不多于兩圈。如圓柱部外圈排14枚子彈，內(nèi)圈排7枚子彈。戰(zhàn)斗部中心部位裝有藥管。時(shí)間引信作用引起中心藥柱爆燃后，沖擊波既使殼體沿全長(zhǎng)開裂，又將子彈向四周拋出。 (2)燃?xì)饽覓伾? 燃?xì)饽覓伻黾夹g(shù)是利用氣囊充氣膨脹推動(dòng)子彈運(yùn)動(dòng)的一種拋撒方式。主要是利用氣囊來延長(zhǎng)燃?xì)鈱?duì)子彈的有效作用時(shí)間, 達(dá)到子彈平緩加載的目的, 其拋撒過載一般可以控制在不大于2000 個(gè)g 的范圍內(nèi)。它是一種較為理想的子母彈拋撒結(jié)構(gòu), 具有廣泛的應(yīng)用前景。囊式拋撒方式根據(jù)燃?xì)獍l(fā)生室在氣囊的內(nèi)外可分為內(nèi)燃式和外燃式兩種形式。 使用這種拋射結(jié)構(gòu)的典型產(chǎn)品是英國的BL755航空子母炸彈。共攜帶小炸彈147枚，分裝在7個(gè)隔艙中。小炸彈外緣用鋼帶束住，小炸彈內(nèi)側(cè)配有氣囊。當(dāng)燃?xì)饽页錃鈺r(shí)，子彈頂緊鋼帶，使其從薄弱點(diǎn)斷裂，解除約束。在燃?xì)饽覐椓Φ淖饔孟拢?47枚小炸彈以不同的方向，不同的名義速度拋出，以保證子彈散布均勻。 (3)母彈高速旋轉(zhuǎn)下的離心拋射。 這種拋射方式，對(duì)于一切旋轉(zhuǎn)的母彈，不論轉(zhuǎn)速的高低，均能起到使子彈飛散的作用。特別是對(duì)于火炮子母彈轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)，以至上萬轉(zhuǎn)時(shí)，則起到主要的乃至全部的拋射作用。 (4)機(jī)械式分離拋射 這種拋射方式是在子彈被拋出過程中，通過導(dǎo)向桿或撥簧等機(jī)構(gòu)的作用，賦予子彈沿戰(zhàn)斗部徑向分離的分力。導(dǎo)向桿機(jī)構(gòu)己經(jīng)成功的使用在122mm火箭子母彈上。 (5)燃?xì)鈧?cè)向活塞拋射 燃?xì)饣钊綊伻黾夹g(shù)是利用火藥在燃燒室燃燒產(chǎn)生的火藥氣體壓力推動(dòng)活塞和子彈運(yùn)動(dòng)的拋撒方式。根據(jù)燃燒室的結(jié)構(gòu)可分為單燃燒室和雙燃燒室兩種形式。 這種方式主要用于子彈直徑較大的情況，如美MLRS火箭末端敏感子母戰(zhàn)斗部所用的拋射機(jī)構(gòu)。前后相接的一對(duì)末敏子彈，在側(cè)向活塞的推動(dòng)下，垂直彈軸沿相反方向拋出(互成130度)。每一對(duì)子彈的拋射方向又有變化，對(duì)整個(gè)戰(zhàn)斗部而言，子彈向四周各方向均有拋出。 (6)子彈氣動(dòng)力拋射 通過改變子彈氣動(dòng)力參數(shù)，使子彈之間空氣阻力有差異，以達(dá)到使子彈飛散的目的。這種方式已在國外的一些產(chǎn)品中使用。在國外的炮射子母彈上，就有意地裝入兩種不同長(zhǎng)度尾帶的子彈;在航空殺傷子母彈中，采用由鋁瓦穩(wěn)定的改制手榴彈作的小殺傷炸彈，拋射后靠鋁瓦穩(wěn)定方位的隨機(jī)性，從而使子彈達(dá)到均勻散開的日的。 (7)微機(jī)控制程序拋射 應(yīng)用于大型導(dǎo)彈子母彈上。由單片機(jī)控制開艙與拋射的全過程，子彈按既定程序分期分批以不同的速度拋出，以得到預(yù)期的拋射效果。 1.4 本文主要的研究?jī)?nèi)容 本文是關(guān)于某型集束彈藥的研究，目的是設(shè)計(jì)出一種靜態(tài)地面模擬試驗(yàn)裝置，全文的主要任務(wù)包含以下幾個(gè)方面： （1） 模擬試驗(yàn)裝置的理論設(shè)計(jì)計(jì)算與校核； （2） 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)； （3） 撞擊部分設(shè)計(jì)； （4） 模擬旋轉(zhuǎn)拋射試驗(yàn)裝置整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 2 模擬試驗(yàn)裝置的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 基本設(shè)計(jì)思想 模擬試驗(yàn)裝置的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2.1。 圖2.1 模擬試驗(yàn)裝置的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 整個(gè)機(jī)構(gòu)工作原理是先拉動(dòng)后面的操作輪盤，向右拉手輪，動(dòng)力彈簧被壓縮，存儲(chǔ)發(fā)射能量，發(fā)射距離和初速度決定所需的能量，也就是彈簧的壓縮量，由主軸上的刻度，很容易定位。釋放時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)換成撞針的動(dòng)能，完成撞擊，后面的阻尼彈簧是發(fā)射的時(shí)候，防止手輪撞壞。炮彈部分是靠主軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)炮彈旋轉(zhuǎn)。經(jīng)過兩大塊的結(jié)合可以很好的完成模擬旋轉(zhuǎn)拋射試驗(yàn)。 整個(gè)裝置設(shè)計(jì)思路清晰，手輪拉壓彈簧模擬發(fā)射的設(shè)計(jì)方案新穎實(shí)用，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和布局合理，裝置結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但是能很好的達(dá)到模擬旋轉(zhuǎn)拋射試驗(yàn)的預(yù)期效果。 2.2 元件的介紹和確定 2.2.1 彈簧 彈簧是一種利用彈性來工作的機(jī)械零件。一般用彈簧鋼制成。用以控制機(jī)件的運(yùn)動(dòng)、緩和沖擊或震動(dòng)、貯蓄能量、測(cè)量力的大小等，廣泛用于機(jī)器、儀表中。彈簧的種類復(fù)雜多樣，按形狀分，主要有螺旋彈簧、渦卷彈簧、板彈簧等。 按受力性質(zhì)，彈簧可分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧；按形狀可分為碟形彈簧、環(huán)形彈簧、板彈簧、螺旋彈簧、截錐渦卷彈簧以及扭桿彈簧等。普通圓柱彈簧由于制造簡(jiǎn)單，且可根據(jù)受載情況制成各種型式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故應(yīng)用最廣。彈簧的制造材料一般來說應(yīng)具有高的彈性極限、疲勞極限、沖擊韌性及良好的熱處理性能等，常用的有碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、不銹彈簧鋼以及銅合金、鎳合金和橡膠等。彈簧的制造方法有冷卷法和熱卷法。彈簧絲直徑小于8毫米的一般用冷卷法，大于8毫米的用熱卷法。有些彈簧在制成后還要進(jìn)行強(qiáng)壓或噴丸處理，可提高彈簧的承載能力。 螺旋彈簧即扭轉(zhuǎn)彈簧，是承受扭轉(zhuǎn)變形的彈簧，它的工作部分也是密繞成螺旋形。扭轉(zhuǎn)彈簧的端部結(jié)構(gòu)是加工成各種形狀的扭臂，而不是勾環(huán)。扭轉(zhuǎn)彈簧常用于機(jī)械中的平衡機(jī)構(gòu)，在汽車、機(jī)床、電器等工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。示意圖如下： 圖2.2 螺旋彈簧 拉伸彈簧是承受軸向拉力的螺旋彈簧，拉伸彈簧一般都用圓截面材料制造。在不承受負(fù)荷時(shí)，拉伸彈簧的圈與圈之間一般都是并緊的沒有間隙。示意圖如下： 圖2.3 拉伸彈簧 壓縮彈簧是承受向壓力的螺旋彈簧，它所用的材料截面多為圓形，也有用矩形和多股鋼縈卷制的，彈簧一般為等節(jié)距的，壓縮彈簧的形狀有：圓柱形、圓錐形、中凸形和中凹形以及少量的非圓形等，壓縮彈簧的圈與圈之間有一定的間隙，當(dāng)受到外載荷時(shí)彈簧收縮變形，儲(chǔ)存變形能。示意圖如下： 圖2.4 壓縮彈簧 扭力彈簧利用杠桿原理，通過對(duì)材質(zhì)柔軟、韌度較大的彈性材料的扭曲或旋轉(zhuǎn)，使之具有極大的機(jī)械能。示意圖如下： 圖2.5 扭力彈簧 本設(shè)計(jì)選用剛度為常數(shù)的圓柱螺旋彈簧，具體參數(shù)詳見裝置設(shè)計(jì)部分。 2.2.2 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。由于脈沖信號(hào)數(shù)與步距角的線性關(guān)系，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)，使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡(jiǎn)單。 　　步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制器 　　雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。 步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一, 廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。 現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（VR）、永磁式步進(jìn)電機(jī)（PM）、混合式步進(jìn)電機(jī)（HB）和單相式步進(jìn)電機(jī)等。 永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度 或15度； 圖2.6 永磁步進(jìn)電機(jī) 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動(dòng)都很大。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵(lì)磁繞組，利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 圖2.7 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) 混合式步進(jìn)電機(jī)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相和五相：兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為 0.72度。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。 圖2.8 混合式步進(jìn)電機(jī) 通常電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永磁體，當(dāng)電流流過定子繞組時(shí)，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對(duì)磁場(chǎng)方向與定子的磁場(chǎng)方向一致。當(dāng)定子的矢量磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。轉(zhuǎn)子也隨著該磁場(chǎng)轉(zhuǎn)一個(gè)角度。每輸入一個(gè)電脈沖，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度前進(jìn)一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機(jī)就會(huì)反轉(zhuǎn)。所以可用控制脈沖數(shù)量、頻率及電動(dòng)機(jī)各相繞組的通電順序來控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。 本設(shè)計(jì)選擇55BYG002型步進(jìn)電機(jī)，具體參數(shù)詳見設(shè)計(jì)部分。 2.2.3 傳動(dòng)系統(tǒng) 機(jī)械傳動(dòng)是利用機(jī)械方式傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)。機(jī)械傳動(dòng)在機(jī)械工程中應(yīng)用非常廣泛,有多種形式,主要可分為兩類：①靠機(jī)件間的摩擦力傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的摩擦傳動(dòng)，包括帶傳動(dòng)、繩傳動(dòng)和摩擦輪傳動(dòng)等。摩擦傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速,大都能適應(yīng)軸間距較大的傳動(dòng)場(chǎng)合,過載打滑還能起到緩沖和保護(hù)傳動(dòng)裝置的作用，但這種傳動(dòng)一般不能用于大功率的場(chǎng)合，也不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。②靠主動(dòng)件與從動(dòng)件嚙合或借助中間件嚙合傳遞動(dòng)力或運(yùn)動(dòng)的嚙合傳動(dòng)，包括齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)和諧波傳動(dòng)等。嚙合傳動(dòng)能夠用于大功率的場(chǎng)合，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，但一般要求較高的制造精度和安裝精度。 （一）齒輪傳動(dòng)是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)。按齒輪軸線的相對(duì)位置分平行軸圓柱齒輪傳動(dòng)、相交軸圓錐齒輪傳動(dòng)和交錯(cuò)軸螺旋齒輪傳動(dòng)。具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。 　　齒輪傳動(dòng)是指用主、從動(dòng)輪輪齒直接、傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。 　　在所有的機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪傳動(dòng)應(yīng)用最廣，可用來傳遞相對(duì)位置不遠(yuǎn)的兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是：齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)比精確，工作可靠、效率高、壽命長(zhǎng)，使用的功率、速度和尺寸范圍大。例如傳遞功率可以從很小至幾十萬千瓦；速度最高可達(dá)300m/s；齒輪直徑可以從幾毫米至二十多米。但是制造齒輪需要有專門的設(shè)備，嚙合傳動(dòng)會(huì)產(chǎn)生噪聲。 圖2.9 各種齒輪傳動(dòng) （二）帶傳動(dòng)是利用張緊在帶輪上的柔性帶進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力傳遞的一種機(jī)械傳動(dòng)。根據(jù)傳動(dòng)原理的不同，有靠帶與帶輪間的摩擦力傳動(dòng)的摩擦型帶傳動(dòng)，也有靠帶與帶輪上的齒相互嚙合傳動(dòng)的同步帶傳動(dòng)。 帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在大的軸間距和多軸間傳遞動(dòng)力，且其造價(jià)低廉、不需潤滑、維護(hù)容易等特點(diǎn)，在近代機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用十分廣泛。摩擦型帶傳動(dòng)能過載打滑、運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲低，但傳動(dòng)比不準(zhǔn)確（滑動(dòng)率在2%以下）；同步帶傳動(dòng)可保證傳動(dòng)同步，但對(duì)載荷變動(dòng)的吸收能力稍差，高速運(yùn)轉(zhuǎn)有噪聲。 帶傳動(dòng)除用以傳遞動(dòng)力外，有時(shí)也用來輸送物料、進(jìn)行零件的整列等 根據(jù)用途不同，有一般工業(yè)用傳動(dòng)帶、汽車用傳動(dòng)帶、農(nóng)業(yè)機(jī)械用傳動(dòng)帶和家用電器用傳動(dòng)帶。摩擦型傳動(dòng)帶根據(jù)其截面形狀的不同又分平帶、V帶和特殊帶（多楔帶、圓帶）等。 傳動(dòng)帶的種類通常是根據(jù)工作機(jī)的種類、用途、使用環(huán)境和各種帶的特性等綜合選定。若有多種傳動(dòng)帶滿足傳動(dòng)需要時(shí)，則可根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的緊湊性、生產(chǎn)成本和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，以及市場(chǎng)的供應(yīng)等因素，綜合選定最優(yōu)方案。 （三）摩擦輪傳動(dòng)是利用兩輪直接接觸所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種機(jī)械傳動(dòng)。其特點(diǎn):摩擦輪傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速,大都能適應(yīng)軸間距較大的傳動(dòng)場(chǎng)合,過載打滑還能起到緩沖和保護(hù)傳動(dòng)裝置的作用，但這種傳動(dòng)一般不能用于大功率的場(chǎng)合，也不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。 圖2.10 圓柱式摩擦輪傳動(dòng) 圖2.11 圓錐式摩擦輪傳動(dòng) 綜合考慮各種因素，決定選用同步帶傳動(dòng)，因?yàn)檫@樣步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速才更有意義。 同步帶傳動(dòng)是由一根內(nèi)周表面設(shè)有等間距齒形的環(huán)行帶及具有相應(yīng)吻合的輪所組成。它綜合了帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)各自的優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過帶齒與輪的齒槽相嚙合來傳遞動(dòng)力。 同步帶傳動(dòng)具有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，無滑差，可獲得恒定的速比，傳動(dòng)平穩(wěn)，能吸振，噪音小，傳動(dòng)比范圍大，一般可達(dá)1:10。允許線速度可達(dá)50M/S，傳遞功率從幾瓦到百千瓦。傳動(dòng)效率高，一般可達(dá)98%，結(jié)構(gòu)緊湊，適宜于多軸傳動(dòng)，不需潤滑，無污染，因此可在不允許有污染和工作環(huán)境較為惡劣的場(chǎng)所下正常工作。 本設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)選擇圓弧形同步帶傳動(dòng)系統(tǒng)，具體參數(shù)詳見裝置設(shè)計(jì)部分。 3 模擬試驗(yàn)裝置的理論設(shè)計(jì)計(jì)算和校核 3.1 旋轉(zhuǎn)拋射裝置旋轉(zhuǎn)軸中心距地面的高度計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)要求“子彈”出膛初速度等于20m/s，而飛行距離要求是10m。 從而可得“子彈”在空中的飛行時(shí)間為：t=0.5s。 根據(jù)由自由落體運(yùn)動(dòng)位移公式： (3.1) 得出在理想狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)軸中心距地面的高度為： 因考慮到實(shí)際飛行時(shí)空氣阻力的存在，因而我可取旋轉(zhuǎn)軸中心距地面的實(shí)際高度為。 從而可得旋轉(zhuǎn)軸中心距地面的高度： h=1.21.225=1.47(m) 3.2 “子彈”質(zhì)量計(jì)算 由設(shè)計(jì)要求可知：模擬“子彈”半徑的R=30mm，高度H=60mm。 從而根據(jù)圓柱體體積公式： (3.2) 可得出“子彈”體積： V=3.1415926××60=169645.8() 再由鋁合金的密度=2.75(g/m3)， 根據(jù)質(zhì)量公式 ： M=V· (3.3) 得出“子彈”質(zhì)量： M=V· =169645.8×2.75×× =0.466(kg) 3.3 “子彈”出膛過程中所受旋轉(zhuǎn)軸的滑動(dòng)摩擦力計(jì)算 根據(jù)計(jì)算結(jié)果和已知的條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得知： 在有潤滑的情況下鋼和鋁的滑動(dòng)摩擦因數(shù)=0.07～0.15。 根據(jù)滑動(dòng)摩擦力計(jì)算公式: =G· (3.4) 考慮滑動(dòng)摩擦取最大摩擦因數(shù)的最大值:=0.15 得出“子彈”出膛過程受旋轉(zhuǎn)軸的滑動(dòng)摩擦力: =0.466×10×0.15=0.699（N） 3.4 “子彈”被撞擊后的瞬時(shí)速度計(jì)算 據(jù)前面計(jì)算可知：“子彈”出膛時(shí)： 速度 : =20(m/s) 滑動(dòng)摩擦力:=0.699（N） “子彈”質(zhì)量:M=0.466(kg) 重力加速度取: g=10() “子彈”出膛過程在旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)的滑行位移: 先根據(jù)加速度計(jì)算公式: a=F/M (3.5) 得出子彈“子彈”出膛過程中的恒定加速度: a=-1.5()（因?yàn)槟Σ亮ζ鹱枇ψ饔盟匀∝?fù)值） 由速度公式： (3.6) 由位移公式： (3.7) 結(jié)合以上公式得出： 代入已知數(shù)據(jù)得到： =(20+1.5t)t-0.75 =20t+0.75 =0.25(m) 從而可求解出： =-26.672 =0.00499906， 顯然時(shí)間不可能為負(fù)數(shù)，因而?。? t=0.00499906(s) 由公式： (3.8) 得出“子彈”被撞擊后的瞬時(shí)速度： 3.5 “子彈”被撞擊后的瞬時(shí)動(dòng)量計(jì)算和瞬時(shí)動(dòng)能計(jì)算 3.5.1 瞬時(shí)動(dòng)量計(jì)算 已知 “子彈”被撞擊后的瞬時(shí)速度： =20.00749859(m/s) 根據(jù)動(dòng)量計(jì)算公式： P=M·v (3.9) 得出“子彈”的瞬時(shí)動(dòng)量： 0.466×20.00749859=9.32349434294（kg·m/s） 3.5.2 瞬時(shí)動(dòng)能計(jì)算 由（1）可知：“子彈”被撞擊后的瞬時(shí)動(dòng)量： 9.32349434294（kg·m/s） 而由動(dòng)能計(jì)算公式： (3.10) 得出“子彈”被撞擊后的瞬時(shí)動(dòng)能： =×20.00749859×9.3234943429493.269841（J） 為了使“子彈飛出去的速度大于20m/s，考慮到撞針在套筒中運(yùn)行過程中所受的摩擦力以及在撞擊過程中的能量損失，取彈簧壓縮到位的彈性勢(shì)能為1.5倍 “子彈”被撞擊后的瞬時(shí)動(dòng)能（），即可取=。 3.6 彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.6.1 彈簧的選擇 為了便于設(shè)計(jì)、計(jì)算和安裝，選用剛度為常數(shù)的圓柱螺旋彈簧，考慮到人的體力，所以要求彈簧的最大工作載荷，最小工作載荷 已知彈簧壓縮到位的彈性勢(shì)能要達(dá)到。 由于剛度為常數(shù)，所以特性曲線為直線，從而有： (3.11) h——彈簧的工作行程 由公式：， 從而可求出彈簧的工作行程： h=0.35(m)。 選擇彈簧材料 根據(jù)彈簧工作情況屬于Ⅲ類載荷，彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸不限，故選用碳素彈簧鋼絲，B級(jí)。 3.6.2 彈簧鋼絲直徑的計(jì)算 因彈簧材料的力學(xué)性能與直徑有關(guān)，故只能用試算法。 根據(jù)查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，初估彈簧鋼絲直徑，旋繞比。查得抗拉強(qiáng)度、許用應(yīng)力，求曲度系數(shù)K。 (3.12) 由公式求d； (3.13) 計(jì)算結(jié)果與初估直徑很接近，根據(jù)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=5mm。 中徑。根據(jù)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn) 則。 重算K和d 實(shí)取標(biāo)準(zhǔn)d=5mm，mm（C=9） 3.6.3 彈簧有效圈數(shù)的計(jì)算 已知彈簧在最大載荷作用下的壓縮變形 根據(jù)手冊(cè)查得切變模量 根據(jù)公式： 　 (3.14) 取 因?yàn)槭菈嚎s彈簧，所以取兩端的支承圈各為1圈并緊磨平，從而可得：彈簧總?cè)Γ? 3.6.4 彈簧主要幾何尺寸的計(jì)算 初定節(jié)距 取 初定彈簧自由長(zhǎng)度 mm (3.15) 根據(jù)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn) mm 實(shí)際節(jié)距 (3.16) 驗(yàn)算在最大載荷作用下的簧圈間距 (3.17) 彈簧螺旋升角 (3.18) 內(nèi)徑 外徑 簧絲展開長(zhǎng)度 mm 3.6.5 驗(yàn)算彈簧的穩(wěn)定性 因?yàn)閎超過了許用值，為防止失穩(wěn)，需在彈簧內(nèi)加裝導(dǎo)桿。 3.7 步進(jìn)電機(jī)選型設(shè)計(jì)計(jì)算 已知主軸重量m=21.52kg、電機(jī)由轉(zhuǎn)速為零加速到1500轉(zhuǎn)/分需要30秒,將主軸簡(jiǎn)化分解成同軸的5個(gè)部分進(jìn)行計(jì)算如圖所示： 圖3.1 主軸 由于轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能: (3.19) 階梯軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： (3.20) 每一分部的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： (3.21) 由下之上： 總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 由于皮帶輪的傳動(dòng)比是2:1，因此電機(jī)的轉(zhuǎn)速為750轉(zhuǎn)/分， 為了計(jì)算簡(jiǎn)單，將轉(zhuǎn)速加速過程當(dāng)成是勻速加速處理，則角加速度 ： 加速過程中電機(jī)輸出力矩 根據(jù)計(jì)算結(jié)果查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)最終選擇55BYG002型步進(jìn)電機(jī)： 型號(hào): 55BYG002 相數(shù): 4 電壓/V: 15 相電流/A: 0.44 步距角(°): 1.8/0.9 步進(jìn)角誤差(%): ±20 每轉(zhuǎn)步數(shù): 200/400 每相電阻/Ω: 22 每相電感/mH: 90 起動(dòng)頻率/pps: 1000 運(yùn)行頻率/pps: 1000 靜態(tài)轉(zhuǎn)矩/(N·m): 34.3×10^(-2) 單 定位轉(zhuǎn)矩/(N·m): 3.8 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)選用機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。參照同步帶選型圖，本傳動(dòng)系統(tǒng)選擇圓弧形同步帶，其型號(hào)為1200×150×8M×30，帶長(zhǎng)為1200,齒數(shù)為150,模數(shù)為8,帶寬為30。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3.2。 圖3.2 模擬試驗(yàn)裝置傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖 計(jì)算過程如下： 根據(jù)要求 傳動(dòng)功率P=10kw 主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速=1500r/min 從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速=750r/min 傳動(dòng)比i=2 根據(jù)公式 查詢載荷修正系數(shù)=1.4 可得 =14kw 根據(jù)要求選擇帶型為8M 帶節(jié)距=8mm 確定帶輪齒數(shù) 小帶輪：=50 可取=56 大帶輪： 可得=112 則 =143mm =285mm 帶速 =11.23m/s 根據(jù)結(jié)構(gòu)要求取=305.9 則 =1301mm 取標(biāo)準(zhǔn)節(jié)線長(zhǎng)=1200mm 則帶齒數(shù)=150 根據(jù)公式 實(shí)際軸間距 (3.22) 嚙合齒數(shù) (3.23) 嚙合齒數(shù)系數(shù) 時(shí) =1 時(shí) =1-0.2（6-） 小帶輪包角 得 =254mm =23 =1 = 由查詢可知=10kw 由 =20mm =0.9 可得=29mm 則取寬帶標(biāo)準(zhǔn)值=30mm 根據(jù)公式 緊邊張力= 松邊張力 壓軸力 =0.8 可得 =1558N =312N =1496N 3.9 撞擊部分的方案設(shè)計(jì) 整個(gè)撞擊部分采用手輪拉壓彈簧的工作方式工作，主要由操作手輪、擋塊、阻尼彈簧、動(dòng)力彈簧、套筒和撞擊支撐底座等幾部分構(gòu)成。通過壓縮彈簧存儲(chǔ)發(fā)射能量，阻尼彈簧保護(hù)手柄和套筒的的損傷。關(guān)于撞擊部分的設(shè)計(jì)，考慮我主要設(shè)計(jì)了兩套方案，分別如圖3.3a)和3.3b)。 兩種方案的設(shè)計(jì)基本原理是一致的，但是在撞擊的控制上是有差別的。a)圖發(fā)射過程是當(dāng)擋塊退出套筒，旋轉(zhuǎn)操作輪盤使擋塊卡在套筒的壁上，釋放時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)換成撞針的動(dòng)能。b)省去了擋塊等部件，采用手輪拉壓彈簧后放手后就完成撞擊，彈簧的壓縮量由主軸上的刻度線決定，根據(jù)發(fā)射距離和初速度的要求可以隨意確定壓縮的彈簧的被壓的距離。由于這只是模擬實(shí)驗(yàn)裝置，考慮操作的方便性和裝置的加工安裝的簡(jiǎn)易性，在并不影響裝置模擬實(shí)際效果的情況下，選擇方案b,作為撞擊部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最終方案。 a） b） 圖3.3 模擬試驗(yàn)裝置撞擊部分的設(shè)計(jì)原理圖 其中手輪的結(jié)構(gòu)圖如下： 圖3.4 手輪 3.10 本章小結(jié) 本章主要是對(duì)模擬試驗(yàn)裝置進(jìn)行了理論設(shè)計(jì)計(jì)算與校核。為模擬實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，使設(shè)計(jì)更加的合理。 結(jié)論 歷時(shí)兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成。在設(shè)計(jì)過程中，通過對(duì)一種模擬旋轉(zhuǎn)拋射試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究，使我全面而深刻的了解和掌握了機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟和原理，對(duì)我四年大學(xué)的學(xué)習(xí)做了全面的總結(jié)和回顧，也為即將踏入工作崗位的我對(duì)做了很好的專業(yè)準(zhǔn)備。 全文首先對(duì)集束彈藥的概念及現(xiàn)狀做了一定的介紹和了解。然后是根據(jù)裝置的設(shè)計(jì)要求和藥達(dá)到的效果，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置的進(jìn)行了理論設(shè)計(jì)，其中包括旋轉(zhuǎn)拋射裝置旋轉(zhuǎn)軸中心距地面的高度計(jì)算、“子彈”質(zhì)量計(jì)算、“子彈”出膛過程中所受旋轉(zhuǎn)軸的滑動(dòng)摩擦力計(jì)算、“子彈”被撞擊后的瞬時(shí)速度計(jì)算、“子彈”被撞擊后的瞬時(shí)動(dòng)量計(jì)算、“子彈”被撞擊后的瞬時(shí)動(dòng)能計(jì)算、彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算和電機(jī)選型設(shè)計(jì)計(jì)算電機(jī)的選型設(shè)計(jì)計(jì)算等。 最后是對(duì)模擬旋轉(zhuǎn)拋射試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)選擇，撞擊部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的比較，最后到整體結(jié)構(gòu)的布局設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)思路清楚，設(shè)計(jì)方案新穎，完全滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到預(yù)期的效果。 致謝 本論文是在郭銳老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。承蒙郭銳老師的親切關(guān)懷和精心指導(dǎo)，雖然有繁忙的工作，但仍抽出大量時(shí)間給予我學(xué)習(xí)上的指導(dǎo)和幫助，郭老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和精益求精的科學(xué)作風(fēng)將使我終身受益，值得永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)。在此謹(jǐn)向郭銳老師致以最崇高的敬意和衷心的感謝! 本課程的完成和論文的準(zhǔn)備中，得到了其他同學(xué)和單位實(shí)驗(yàn)室的幫助和支持，對(duì)他們及在大學(xué)學(xué)習(xí)期間，曾經(jīng)給予本人關(guān)心和幫助的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)、朋友， 也對(duì)一直支持我學(xué)業(yè)和生活的家人，在此表示最誠摯的謝意！ 參考文獻(xiàn) [1] 李海萍主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).蘇大出版社，2004，8：153-154. 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