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火箭发射装置高低机设计+文献综述(5)
对反传动有自锁作用时,传动效率低,运动副间磨损较严重,运动精度降低较快;
瞄准速度慢,降低了火箭武器的快速反应能力;
射界较小,因受结构的限制,高低角一般不大于60°,方向角在±30°以内。
2.2.2.2 齿轮齿弧式高低机
齿弧式高低机主要是通过齿轮齿弧传动来赋予装置高低射角的。按其齿轮齿弧啮合方式的不同,可分为外啮合式和内啮合式两种。其基本结构和工作原理是:高低齿轮弧固定在俯仰部分上,齿弧的圆心为耳轴中心,高低齿轮通过支撑件装在回转盘上,并与高低齿弧啮合。转动高低机原动轮,通过中间传动件带动高低齿轮转动,使发射装置的俯仰部分随同高低齿弧绕耳轴转动,赋予高低角。这类齿轮齿弧式高低机的特点如下:
瞄准速度较高,容易达到先进的技术指标要求;
射界较大;
传动效率较高,尤其采用专门的制动器来代替蜗轮蜗杆副时,其传动效率可显著提高;
传动平稳,机械可靠性较好,因此在良好的使用条件下寿命较长;
构造较复杂,制造成本高,安装调整困难,外廓尺寸大,布置不大方便;
抗冲击性能较差,因此通常要设置缓冲机构和保险机构,使发射装置结构复杂,重量增加。
对比两种高低机的特点并结合本课题的设计要求,螺杆式高低机的射界小、瞄准速度慢、效率低、精度降低快,显然不能满足要求。齿轮齿弧式高低机相对的就克服了这些问题,因此,综合考虑各种因素,本设计采用齿轮齿弧式高低机的设计方案。
2.2.3 减速器的分析与选择
齿弧式高低机的传速比一般都比较大,常常需要多级减速,常用的减速器及其特点和应用如下:
多级圆柱齿轮减速器
这种减速器结构简单,加工装配较容易,成本也较低。美国小猎犬导弹发射装置就采用这种减速器,共由五级组成,用液压马达驱动。其缺点是在传速比较大时几何尺寸及重量也较大。
蜗轮蜗杆减速器
蜗轮蜗杆减速器是高低机常用的一种型式,优点是传速比较大,结构简单而且较紧凑,一般采用单头圆柱蜗杆,传速比最大值一般取30左右。当蜗杆导角较小时有自锁性,在传动系统中就不需要另外设置制动器。缺点是传动效率低,在有自锁的条件下传动效率不大于50%。
行星齿轮减速器
行星齿轮减速器主要传动结构为:行星轮,太阳轮,外齿圈。在火箭导弹发射装置中常见的有3K型行星减速器、摆线针式减速器、谐波齿轮减速器。 行星减速器其优点是结构比较紧凑,回程间隙小、精度较高,使用寿命很长,传动效率高,传动比范围广,传动功率12W~50000KW,体积和重量小,额定输出扭矩可以做的很大,其缺点是结构较复杂,加工装配调整都较困难,且价格较昂贵。
相对其他减速机,行星减速机具有高刚性,高精度(单级可做到1分以内),高传动效率单级在97%-98%),高的扭矩/体积比,终身免文护等特点。因为这些特点,行星减速机多数是安装在步进电机和伺服电机上,用来降低转速,提升扭矩,匹配惯量。
因此本次设计选取行星齿轮减速器为传动系统中的减速器。
2.3 方案的确定
由以上分析,该火箭发射装置高低机的设计方案最终决定由电动机拖动,行星减速箱减速,再由齿轮齿弧输出,带动发射装置在俯仰方向上运动。由于设计的多解性和复杂性,满足某种功能要求的机械运动方案可能会有很多种,因此,在考虑机械系统运动方案时,除满足基本的功能要求外,还应遵循以下原则:
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