电动直推机构设计及动力学分析

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摘要本次设计主要运用虚拟样机技术、机构设计的基本方法对某型122mm 火箭炮高低机电动直推机构进行设计。通过动力学仿真分析验证不同工作状态下，高低机是否符合设计所要求的动力学、运动学特征。以此为目的，首先通过机械设计知识，根据高低机在电动直推机构作用原理初步估算电动直推基本推力及其他性能要求，设计高低机基本结构，用三维辅助软件作出电动直推机构三维图并给出部分工程化图纸。根据已知起落部分以及高低机在火箭炮上安装位置，作出仿真简化模型，基于动力学仿真软件分析所设计高低机是否符合性能要求。43117

毕业论文关键词: 高低机、结构设计、动力学仿真Title

The Design and Dynamics Analysis of Electric Direct Pushing Mechanism

Abstract In this paper，the virtual prototyping technology and the method of machine-design are used to design the elevating mechanism of 122mm tractor rocket. The simulation analysis to estimate whether the kinematics and dynamics simulation of this electric direct pushing mechanism meet the requirements of the needed under different working conditions. For this purpose, first of all , electric direct pushing mechanism is designed according to the knowledge of machine-design; Three-dimensional model of the mechanism and 2D Plane Drawings of some parts are established by using the software of CAD. Next three-dimensional simplify models of the landing gear, elevating mechanism ,and tractor rocket are established by using the software of CAD in order to analysis the dynamics of this mechanism by software of Adams .

Keywords elevating mechanism design of structure dynamics simulation

1绪论.1

1.1课题研究背景1

1.2高低机几种常见结构..2

1.3论文的主要工作及意义..2

2电动直推机构设计.4

2.1方案初步设计..4

2.2电机选择.7

2.3滚珠丝杆机构选择.8

2.4变向齿轮组设计...13

2.5螺杆轴上键设计校核17

2.6电动直推机构铰接选择18

2.7部分零件主要尺寸设计说明18

2.8润滑与密封19

2.9电动直推机构三维图...19

2.10本章小结..19

3高低运动动力学仿真...21

3.1高低瞄准时动力学分析21

3.2发射时直推机构强度校核24

3.3瞄准急行停止时25

3.4计算结果分析26

3.5本章小结27

总结与展望..28

致谢..30

参考文献..32

1绪论
1.1 课题研究背景火箭发射装置是随着近现代科学技术的发展而逐步发展起来的。早在公元969 年，中国就已经利用火药作动力制成了世界上第一枚“火药火箭” 。到了 13世纪，欧洲战场开始出现大规模使用火箭作战的例子。18世纪到19 世纪火箭发展进入了一个全盛时期。19 世纪初，英国人康格里夫最先发明形状比炮弹略长且弹体内装有炸药的火箭。1815 年，俄国炮兵军官夏得克发明了装在三角架上进行发射的火箭。然而后来由于反后坐装置和线膛炮的发展火箭武器逐渐失宠，直到第一次与第二次世界大战之间才出现新的高潮。在第二次世界大战期间，苏联成功研制成被称为“喀秋莎”的多联装轨道式火箭武器，其能在很短时间内形成强大的火力网，在对德战争中发挥了重大作用。此间德国也研制成功了主要使用化学战剂的多管火箭。第二次世界大战结束以后，出现了许多性能优异的火箭武器-751`文~论^文.网www.751com.cn。20世纪50年代，苏联把火箭武器的研究推向了又一个高潮，发射装置的结构抛弃了传统的轨道式，逐步改进为管式、圆笼式和方箱式。 20世纪 60年代，苏联研制成功口径为 122mm 的 BM-21 式 40 管火箭武器。它射程远，杀伤威力相较前几种火箭武器有大幅提高。它的发展同时也标志着火箭武器己经达到较高水平，并促进了世界各国尤其是北约国家火箭武器的发展。 20世纪70年代以后，火箭武器在世界各国普遍得到重视。研制火箭武器的国家超过 20 个，研制的火箭武器型号不低于 50 种，其中出现了一批比较先进的多管火箭。特别是苏联的BM-22 式火箭武器，它具有结构简单、火力强、机动性好的特点，在配用固体燃料后翼火箭弹以后，最大射程达到了40km。20世纪80年代，美国经过 10多年研制成功了 M27O 式 12 管火箭武器，它的最大射程可达 45km，采用履带式运载车、配有先进的火控系统、配用带有反装甲杀伤战斗部的火箭弹，能击穿坦克的薄装甲和顶装甲，而且杀伤面积很大，给火箭武器的发展提供了新的思路。[1,2,3,4] 目前，多管火箭的发展趋势是远射程、简易控制、高精度、大威力。随着军事科学技术的进步，火箭武器也将逐步实现信息化、智能化，使其火力更加及时有效。[4]近些年来，许多军事科研工作者开始利用动力学分析软件对火箭发射动力学及结构进行研究，从而更进一步提高火箭武器的打击精度和打击密集度，使其在战场上发挥更大作用。