重型单向齿形推弹链的设计研究
发布时间：2020-12-05 11:20
现代火炮的发展方向是自动化及信息化,因此使用弹药自动装填系统已是一种必然趋势。本文以某自行火炮弹药自动装填系统推弹链为研究对象,针对滚子推弹链运行不平稳、啮合冲击大以及能耗大等问题,研究在自动装填系统中用齿形链代替滚子链,以增加系统稳定性,从而间接提高火炮的工作性能。本文首先从理论上对滚子链和齿形链的啮合方式进行分析,发现齿形链相对于滚子链,具有传动平稳等特点。根据总体布局和负载拟定的主要参数,设计外啮合圆销式齿形链来代替滚子链推动弹丸入膛,并在Solidworks中建立三维模型。其次在软件Recurdyn下建立齿形推弹链动力学模型,拟定电机和液压驱动方案,分别在0。、30。以及60。下进行电机驱动和液压驱动的该齿形链动力学仿真,对比两种方案结果,选择最优驱动方案。同时为了保证弹丸卡膛速度一致,输弹速度必须随火炮射角变化进行调整,根据推弹链推送速度和射角之间的关系,运用PID控制原理,在MATLAB/Simulink中建立液压速度位置控制框图,和推弹链模型做联合仿真,得到推头和弹丸的运动参数变化规律。由于运动中的推弹链受到间歇性的冲击载荷,从而导致疲劳破坏,考虑到以上因素,对推弹链主要...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 链传动的国内外研究情况
1.2.1 链式传动机构在弹药自动装填机中的国外应用情况
1.2.2 链式传动机构在弹药自动装填机中的国内应用情况
1.2.3 链式传动机构在弹药自动装填机中的未来发展
1.3 本文的主要研究内容
2 齿形推弹链的设计
2.1 引言
2.2 推弹链的设计要求
2.3 链条类型的选择
2.3.1 滚子链分析
2.3.2 齿形链分析
2.3.3 滚子链和齿形链冲击能量的比较
2.4 齿形推弹链的类型选择
2.5 外啮合圆销式齿形链的设计
2.5.1 链板的设计与计算
2.5.2 导板的设计与计算
2.5.3 链轮的设计与计算
2.6 齿形推弹链输弹力估算
2.7 本章小结
3 弹丸卡膛速度一致性分析
3.1 引言
3.2 弹丸达到卡膛速度的途径
3.3 输弹过程的动力学建模
3.3.1 基本假设
3.3.2 基本理论
3.4 输弹力对卡膛速度的影响
3.4.1 不同射角下弹丸到位一致的输弹力
3.4.2 不同射角下恒力输弹结束时弹丸的速度
3.5 本章小结
4 齿形推弹链的动力学建模与仿真对比分析
4.1 多体动力学及虚拟样机技术简介
4.2 齿形推弹链动力学模型的建立
4.2.1 几何模型的建立与简化
4.2.2 虚拟样机的建立
4.3 齿形推弹链电机驱动方案的拟定
4.3.1 电机类型的选用
4.3.2 电机参数的确定
4.3.3 电机数学模型的建立
4.3.4 电机联合仿真模型的建立
4.4 齿形推弹链液压驱动方案的拟定
4.4.1 液压系统工作原理
4.4.2 液压元件的选择
4.4.3 液压控制方式的选用
4.4.4 液压联合仿真模型的建立
4.5 两种驱动方案仿真对比分析
4.5.1 推弹链以0°推弹
4.5.2 推弹链以30°推弹
4.5.3 推弹链以60°推弹
4.6 本章小结
5 齿形推弹链液压控制系统的设计与分析
5.1 引言
5.2 液压控制系统的设计
5.2.1 PID控制器概述
5.2.2 PID参数的调整
5.2.3 液压控制系统联合仿真模型的建立
5.3 齿形推弹链的动力学特性
5.3.1 推头的动力学特性
5.3.2 弹丸的动力学特性
5.3.3 部件间的碰撞特性
5.4 本章小结
6 齿形推弹链的刚柔耦合接触动力学分析
6.1 刚柔动力学模型的建立
6.1.1 销轴网格的划分
6.1.2 链板网格的划分
6.1.3 推弹链刚柔动力学模型的建立
6.2 销轴的接触动态特性分析
6.2.1 销轴的接触力分析
6.2.2 销轴的动态接触应力分析
6.2.3 销轴应力云图
6.3 链板的接触动态特性分析
6.3.1 链板的接触力分析
6.3.2 链板的动态接触应力分析
6.3.3 链板应力云图
6.4 本章小结
7 全文总结和展望
7.1 全文总结
7.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RecurDyn的开式链传动输弹机动力学联合仿真研究[J]. 闫鹏程,郝驰宇,孙华刚,刘超. 火炮发射与控制学报. 2015(02)
[2]火炮卡膛一致性问题研究[J]. 石海军,钱林方,徐亚栋,陈龙淼. 弹道学报. 2012(04)
[3]弹丸惯性卡膛冲击问题动力学研究[J]. 李伟,马吉胜,孙河洋,程力,乔梁. 振动与冲击. 2011(05)
[4]一种基于拟态物理学优化的多目标优化算法[J]. 王艳,曾建潮. 控制与决策. 2010(07)
[5]MESHING THEORY AND DESIGN METHOD OF NEW SILENT CHAIN AND SPROCKET[J]. MENG Fanzhong Chain Transmission Institute, Jilin University, Changchun 130025, China FENG Zengming College of Mechanical Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130025, China CHU Yaxu College of Vocational and Adult Education, Beihua University, Jilin 132002, China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2006(03)
[6]大口径顶置火炮输弹机动力学研究[J]. 徐达,林海,王东军. 装甲兵工程学院学报. 2006(01)
[7]新型齿形链的啮合机制及仿真分析[J]. 冯增铭,孟繁忠,李纯涛. 上海交通大学学报. 2005(09)
[8]自行火炮半自动装填机构输弹问题研究[J]. 赵森,钱勇. 兵工学报. 2005(05)
[9]机器人液压挖掘机运动系统的建模与控制[J]. 张海涛,何清华,张新海,黄志雄. 机器人. 2005(02)
[10]滚子链传动噪声的发生过程[J]. 杨志刚,郑志峰,何文地. 机械设计. 1994(03)
博士论文
[1]双面啮合齿形链传动的啮合理论与应用研究[D]. 薛云娜.山东大学 2006
硕士论文
[1]双节距齿形输送链的啮合机理及仿真分析[D]. 朱国玉.吉林大学 2013
[2]混合动力汽车用齿形链传动系统设计及动态特性分析[D]. 李俊龙.吉林大学 2013
[3]某火炮自动供输弹机液压控制系统研究[D]. 田灵飞.南京理工大学 2013
[4]某自行火炮半自动输弹机的设计与仿真[D]. 曲振森.中北大学 2012
[5]某链式回转弹仓的设计研究[D]. 彭青.南京理工大学 2012
[6]基于能量回收再利用的液压挖掘机回转系统节能研究[D]. 于斌.哈尔滨工业大学 2011
[7]齿形链在火炮弹药自动装填系统中的应用研究[D]. 曾军令.南京理工大学 2011
[8]某链式传输机构的方案设计和动力学分析[D]. 杨宝才.南京理工大学 2009
[9]某多管火箭炮刚柔耦合多体发射动力学仿真研究[D]. 刘丹.南京理工大学 2009
[10]中大口径双管火炮自动装填系统方案研究[D]. 李宗海.南京理工大学 2009
本文编号：2899371
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 链传动的国内外研究情况
1.2.1 链式传动机构在弹药自动装填机中的国外应用情况
1.2.2 链式传动机构在弹药自动装填机中的国内应用情况
1.2.3 链式传动机构在弹药自动装填机中的未来发展
1.3 本文的主要研究内容
2 齿形推弹链的设计
2.1 引言
2.2 推弹链的设计要求
2.3 链条类型的选择
2.3.1 滚子链分析
2.3.2 齿形链分析
2.3.3 滚子链和齿形链冲击能量的比较
2.4 齿形推弹链的类型选择
2.5 外啮合圆销式齿形链的设计
2.5.1 链板的设计与计算
2.5.2 导板的设计与计算
2.5.3 链轮的设计与计算
2.6 齿形推弹链输弹力估算
2.7 本章小结
3 弹丸卡膛速度一致性分析
3.1 引言
3.2 弹丸达到卡膛速度的途径
3.3 输弹过程的动力学建模
3.3.1 基本假设
3.3.2 基本理论
3.4 输弹力对卡膛速度的影响
3.4.1 不同射角下弹丸到位一致的输弹力
3.4.2 不同射角下恒力输弹结束时弹丸的速度
3.5 本章小结
4 齿形推弹链的动力学建模与仿真对比分析
4.1 多体动力学及虚拟样机技术简介
4.2 齿形推弹链动力学模型的建立
4.2.1 几何模型的建立与简化
4.2.2 虚拟样机的建立
4.3 齿形推弹链电机驱动方案的拟定
4.3.1 电机类型的选用
4.3.2 电机参数的确定
4.3.3 电机数学模型的建立
4.3.4 电机联合仿真模型的建立
4.4 齿形推弹链液压驱动方案的拟定
4.4.1 液压系统工作原理
4.4.2 液压元件的选择
4.4.3 液压控制方式的选用
4.4.4 液压联合仿真模型的建立
4.5 两种驱动方案仿真对比分析
4.5.1 推弹链以0°推弹
4.5.2 推弹链以30°推弹
4.5.3 推弹链以60°推弹
4.6 本章小结
5 齿形推弹链液压控制系统的设计与分析
5.1 引言
5.2 液压控制系统的设计
5.2.1 PID控制器概述
5.2.2 PID参数的调整
5.2.3 液压控制系统联合仿真模型的建立
5.3 齿形推弹链的动力学特性
5.3.1 推头的动力学特性
5.3.2 弹丸的动力学特性
5.3.3 部件间的碰撞特性
5.4 本章小结
6 齿形推弹链的刚柔耦合接触动力学分析
6.1 刚柔动力学模型的建立
6.1.1 销轴网格的划分
6.1.2 链板网格的划分
6.1.3 推弹链刚柔动力学模型的建立
6.2 销轴的接触动态特性分析
6.2.1 销轴的接触力分析
6.2.2 销轴的动态接触应力分析
6.2.3 销轴应力云图
6.3 链板的接触动态特性分析
6.3.1 链板的接触力分析
6.3.2 链板的动态接触应力分析
6.3.3 链板应力云图
6.4 本章小结
7 全文总结和展望
7.1 全文总结
7.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RecurDyn的开式链传动输弹机动力学联合仿真研究[J]. 闫鹏程,郝驰宇,孙华刚,刘超. 火炮发射与控制学报. 2015(02)
[2]火炮卡膛一致性问题研究[J]. 石海军,钱林方,徐亚栋,陈龙淼. 弹道学报. 2012(04)
[3]弹丸惯性卡膛冲击问题动力学研究[J]. 李伟,马吉胜,孙河洋,程力,乔梁. 振动与冲击. 2011(05)
[4]一种基于拟态物理学优化的多目标优化算法[J]. 王艳,曾建潮. 控制与决策. 2010(07)
[5]MESHING THEORY AND DESIGN METHOD OF NEW SILENT CHAIN AND SPROCKET[J]. MENG Fanzhong Chain Transmission Institute, Jilin University, Changchun 130025, China FENG Zengming College of Mechanical Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130025, China CHU Yaxu College of Vocational and Adult Education, Beihua University, Jilin 132002, China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2006(03)
[6]大口径顶置火炮输弹机动力学研究[J]. 徐达,林海,王东军. 装甲兵工程学院学报. 2006(01)
[7]新型齿形链的啮合机制及仿真分析[J]. 冯增铭,孟繁忠,李纯涛. 上海交通大学学报. 2005(09)
[8]自行火炮半自动装填机构输弹问题研究[J]. 赵森,钱勇. 兵工学报. 2005(05)
[9]机器人液压挖掘机运动系统的建模与控制[J]. 张海涛,何清华,张新海,黄志雄. 机器人. 2005(02)
[10]滚子链传动噪声的发生过程[J]. 杨志刚,郑志峰,何文地. 机械设计. 1994(03)
博士论文
[1]双面啮合齿形链传动的啮合理论与应用研究[D]. 薛云娜.山东大学 2006
硕士论文
[1]双节距齿形输送链的啮合机理及仿真分析[D]. 朱国玉.吉林大学 2013
[2]混合动力汽车用齿形链传动系统设计及动态特性分析[D]. 李俊龙.吉林大学 2013
[3]某火炮自动供输弹机液压控制系统研究[D]. 田灵飞.南京理工大学 2013
[4]某自行火炮半自动输弹机的设计与仿真[D]. 曲振森.中北大学 2012
[5]某链式回转弹仓的设计研究[D]. 彭青.南京理工大学 2012
[6]基于能量回收再利用的液压挖掘机回转系统节能研究[D]. 于斌.哈尔滨工业大学 2011
[7]齿形链在火炮弹药自动装填系统中的应用研究[D]. 曾军令.南京理工大学 2011
[8]某链式传输机构的方案设计和动力学分析[D]. 杨宝才.南京理工大学 2009
[9]某多管火箭炮刚柔耦合多体发射动力学仿真研究[D]. 刘丹.南京理工大学 2009
[10]中大口径双管火炮自动装填系统方案研究[D]. 李宗海.南京理工大学 2009
本文编号：2899371
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/2899371.html
