平行四连杆机构扭力平衡机设计与计算(2)
结 论 29
致 谢 30
参 考 文 献 31
1 绪论
1.1 本课题研究的意义
在进行火箭炮设计时,为避免火炮尾部在最大射角时与地面相碰,通常将耳轴布置在起落部分重心的后方,起落部分的重量对耳轴产生重力矩,为克服重力矩对火箭炮操瞄的影响,现代火箭炮均应设置平衡机,其作用就是提供一个平衡力矩,以平衡起落部分对耳轴的重力矩。
平衡机是火箭炮发射装置上的主要组成部分之一，凡是在发射火箭弹时要求高低角随目标而变化的发射装置都必须要有一个高低可以随动的发射臂来承载弹体。由于火箭弹一般都较长,发射臂的高低转动支承点不可设在弹体的质心处,一般支承点都设在靠近火箭弹的后端,这样火箭弹的质心距转动支承点有一段较长的距离,所以其重力矩也很大。
为了降低因重力矩过大所消耗的功率,需要在发射臂上预先装一组平衡机来平衡其重力矩。这样高低执行机构在执行发射臂快速调转和快速跟踪目标时,就不会由于重力矩过大而加大功率。
平衡机在火箭发射装置上早就运用了,它主要是对发射臂和导弹的重力矩进行平衡。我国以往在火箭炮发射装置上所用的平衡机都是采用扭力杆或弹簧直接传递扭矩形式来平衡发射臂上的重力矩的 。这种直接扭力传递形式的传递力矩的大小与扭杆的转角成正比， 弹簧式则与弹簧 为行程成正比 。因此其快速反应性能较差，随着武器的发展,要求反应时问快 此时要求发射臂角加速度大 ,载弹数量多 如多联装箱式发射等 ,为此，我们开展了对四连杆平衡 机的研究。
1.2本课题的研究背景
二战结束后，武器强调的是武器系统的先进性与杀伤性，战争的重点在于进攻和防御。以火箭炮为例，因其火力强大机动性能好等特点，导致其车重增加，火箭炮口径不断加大，发动机功率增加。随着国际形势的变化以及近期国际安全威胁所带来的影响直接波及各国防务装备的研制，生产和使用。另一方面，由于现代局部战争的突发性因素大大增加，随着各国快速反应部队的诞生及发展，强点机动灵活和快速装备的呼声愈发强烈，为此平衡机的简洁化设计不断发展。
在现代战争中,火箭炮起着十分重要的作用,除研制新的火箭武器外,还要提高现有火箭武器的战斗性能,提高射击情度和密集度,某火箭炮在提高战斗威力方面作了很大改进,弹的尺寸加大,重量增加到2.5倍,,战斗部重量相应增加.但相比之下,其它部分改进不大。起落部分重量增加后,装弹前后重力矩变化大,对高低平衡机的影啊特别大,因此,为改进炮的总体布局,有必要对原高低平衡机进行重新设计。
1.3国内外研究现状
1.4 课题研究目的
平衡机作为火箭炮的一种重要部件有许多形式，例如弹簧式，气压式和扭杆式等。火箭发射系统中有一种四连杆机构形式的扭杆式平衡机，该种形式的平衡机设计利用了平行四连杆机构的特点和叠板扭簧的特性，是一种应用较为广泛的平衡形式。本文在借鉴以往平衡机的研究基础之上，尝试对扭杆式平衡机的结构进行进一步的改进，并提出了一些新的想法。对于火箭武器系统来说，在设计平衡机时必须考虑重力矩的几个重要特点：
1）重力矩随夹角成余弦规律变化，且多是余弦曲线的下降段。在设计时应尽量避免全装弹时的重力矩出现负值。
2）全装弹与不装弹时的重力矩相差很大，这给平衡机的设计带来一定困难，考虑平衡的时候不能满足两种状态时的需要。这个矛盾应视具体工程结构区别对待，有时以全装弹为主设计。在设计中，由于俯仰部分结构，耳轴布局和火箭弹在俯仰部分上的装填位置关系等，有时会出现在整个射角范围内或较大射角范围内，俯仰部分的火箭弹质心均位于耳轴之后，这就造成装弹后的重力矩反而比装弹前要小。