SolidWorks叠板扭杆式平衡机参数化设计(3)
1.3.1. 弹簧式平衡机
弹簧式平衡机的优点是结构简单，文护方便，应用较为广泛，但是当平衡力矩较大时其质量较大。
弹簧式平衡机利用压缩弹簧来产生平衡力，弹簧钢丝有圆形、矩形和梯形。圆形弹簧工艺性好，但是在弹簧作用力相同的条件下，矩形和梯形弹簧结构尺寸较小。
弹簧式平衡机弹簧的压缩量一般都很大，当长度较长时，弹簧可由2-4段组成。装配弹簧时可用左、右旋弹簧交替串联放置在弹簧筒内，可以减少弹簧扭转力矩对平衡机筒端盖的作用力。当平衡力矩较大时，把弹簧做成一对并列安装可以减少平衡机的结构尺寸。
1.3.2. 扭力式平衡机
扭力式平衡机可分为叠板扭杆式平衡机和扭杆—扭筒式。扭力式平衡机是利用扭转杆件的弹性作为平衡机的弹性元件的。其工作原理就是将扭杆的扭矩通过传动构件转化为平衡力矩。
采用扭杆—扭筒式平衡机其柔性好，可以得到较大的扭矩。还具有结构紧凑、质量较小的优点。
叠板扭杆式平衡机采用叠板作为弹性元件，柔性较扭杆-扭筒式的平衡机好，扭转角度大，因而扭杆的长度较短，易满足发射系统对其长度的限制，能实现全射角范围内的平衡。同时叠板拆装方便，机加工作量小，制造容易，精度要求低。但由于每片叠板的截面为矩形，因而扭转时紧矩形长边中点剪切应力到达最大值，材料没有充分利用，因此质量较大[3]。
为将叠板组的扭转力矩传递给起落部分形成平衡力矩，122mm火箭炮采用了四连杆传动机构。其基本结构是：套筒内方孔装叠板组，外部通过花键与连杆连接，连杆与拉杆铰接，拉杆通过固定轴与回转盘连接。套筒可以相对起落架转动，其内部衬套，用于减轻磨损。这样，拉杆、连杆、起落架构成四连杆传动机构，属于平行四边形机构（图1-2）。
1-2 平衡机的四连杆传动机构
平衡机采用四连杆机构为传动机构，起落架在绕耳轴作俯仰动作的同时，通过该机构可以带动叠板扭杆扭转。叠板扭杆安装在起落架上的时候会有一个扭角，这个扭角称为预扭角 。扭杆扭转一定的角度的时候就会储存有一定的能量，当高低角为0°时，扭杆的扭角角度最大，所以储存的能量也为最大值。随着高低角不断的增大，叠板扭杆的扭矩逐渐减小，所储存的能量也逐步释放，当高低角达到最大值时，扭矩则降为零，此时，叠板扭杆平衡机所储存的能量也全部释放完毕。实践中，为了使起落部分受力均匀，创造良好的平衡效果，叠板扭杆一般设置结构、尺寸完全相同的两套，逆向排列[4]。
1.4. 参数化设计
1.4.1. 参数化设计原理
参数化设计（Parametric Design），也称为尺寸驱动（Dimension-Driven）， 主要是通过改动模型某一部分或某几部分的尺寸参数，自动完成对模型中相关部分的改动，从而实现尺寸参数对图形的驱动。参数化设计技术以其强有力的草图设计、尺寸驱动修改模型参数的功能，成为产品初始设计、产品建模与修改、产品系列设计、产品多方案比较和产品动态设计的有效手段，是提高三文模型设计效率的最好方法之一[5] [6]。
1.4.2. 参数化设计的作用
用计算机辅助设计（CAD）开发产品时，产品在模型设计阶段的建立速度越快，产品开发效率也就越快。如果一个产品的设计是从概念创意阶段开始的，则在产品开发的初期阶段，零件的尺寸和形状具有非常大的不确定性，这些尺寸和形状只能在产品装配、性能分析之后才能确定，这就希望零件模型拥有能够在产品开发的过程中不断被修改的特性，如果是普通的计算机辅助设计，这就相当的麻烦。如果能采用参数化设计作为产品的研发手段，这将会极大的提高其效率和准确性。参数化设计不仅可以为用户提供设计对象最直观、准确的反馈，还可以随时对设计对象模型加以修改，同时可以减少设计中的疏漏，从而在很大程度上提高机械设计的效率。参数化是实现机械设计自动化的前提和基础[7]。