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火炮摇架设计毕业论文.doc

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火炮摇架设计毕业论文.doc

中北大学2009届毕业设计说明书第I页共I页目录1引言..............................................................12摇架设计的基本知识................................................32.1摇架的分类......................................................32.2摇架设计的一般步骤..............................................42.2.1摇架结构设计..................................................42.2.2摇架受力分析..................................................42.2.3摇架的强度验算................................................42.2.4绘制摇架工程图纸。............................................43122MM榴弹炮摇架方案设计..........................................53.1摇架结构设计....................................................53.1.1摇架结构的选择................................................53.1.2摇架基本尺寸的确定............................................53.2摇架受力分析....................................................73.2.1作用在滑轨上的力..............................................73.2.2作用在高低齿弧上的力.........................................113.2.3作用在耳轴上的力.............................................143.3摇架强度验算...................................................183.3.1摇架本体强度验算.............................................183.3.2耳轴托箍强度验算.............................................243.3.3耳轴强度验算.................................................283.3.4高低齿弧连接强度计算.........................................304总结............................................................34参考文献..........................................................35致谢..............................................................36中北大学2009届毕业设计说明书第1页共35页1引言榴弹炮是一种身管较短,弹道比较弯曲,适合于打击隐蔽目标和面目标,歼灭、压制暴露的和隐蔽的(遮蔽物后面的)有生力量和技术兵器,破坏工程设施、桥梁、交通枢纽等,是地面炮兵的主要炮种之一1。其口径较大,杀伤力威猛,主要由炮身、炮架和瞄准装置组成。按其机动方式,可分为牵引式和自行式榴弹炮两种。其具备以下特点,1射程远。美国M110系列火炮其身管长为37倍口径,最大射程为29.1公里(发射火箭增程弹)。2射速快。在同一时间内落弹较多,亦即火力密度大,毁伤能力高。美国M110火炮最大射速为1.5发/分,持续射速0.5发/分,而国产203榴弹炮的最大射速为2发/分,持续射速为1发/分。3弹药威力大。与目前国际上所有同口径火炮相比,我国炮弹威力处于领先地位。4寿命长。我国203毫米榴弹炮配用的是全可燃药筒,全部药筒都可以在药室中燃烧殆尽。配合大药室、大装药量、长身管、低膛压的设计,减缓了炮膛的烧蚀,大幅度提高了火炮身管寿命。因此,研究和开发新型榴弹炮是世界各国军方的重点62。20世纪60年代至今,榴弹炮已发展到炮身长为口径的30~44倍,初速达827米/秒,最大射角达75°,发射制式榴弹,最大射程达24500米,发射火箭增程弹最大射程达30000米,是进行地面火力突击的主要火炮。由于榴弹炮的性能有了显著提高,能遂行同口径加农炮的任务,因而有些国家已用榴弹炮代替加农炮1092。随着科学技术的发展,火箭弹导弹等新型弹丸的出现使各类火炮一度有被取代之势。然而一些近代的局部战争,如海湾战争表明在未来的高科技战争中火炮仍然是贯穿战争始末和杀伤敌人保存自己的重要手段,装甲与反装甲,野战防空和猛烈压制敌兵表明火炮仍是现代战场地面火力的骨干力量。其作用和地位是其他尖端武器所不能取代的。我国火炮武器在新时期虽然有了长足的发展,但与先进国家相比,差距还是很明显。综合国情,现代战争的作战特点要求我国兵器必须具有精确打击能力、远程攻击能力、高效毁伤能力、全天候作战能力、良好的隐身机动和保护能力。这促使火炮领域发生深刻的变化。作为常规武器的火炮,其火力运用将更加频繁,机动灵活的火炮将不仅是战斗行动的保障,而且也是贯中北大学2009届毕业设计说明书第2页共35页穿战斗全过程的骨干力量。所以,火炮向着威力越来越大、机动性越来越强、寿命越来越长、反应能力越来越迅速、战场生存能力越来越强的方向发展3。122mm榴弹炮的研制因此而成为必须。由于我国地域辽阔,边界线长,北方多山等地理特征决定了我军必须制定机动灵活的战略战术,对于火炮不仅强调有足够的威力,而且要求良好的机动性。反应迅速,快速机动,火力迅猛,支援有力,应变各类突发事件游刃有余。这就要求武器工业,尤其是我们火炮人,要有相应的发展规划,使高新技术成果在火炮武器工业的花园里开出绚丽之花。本篇论文将首先介绍122mm榴弹炮摇架的基本知识,然后进行摇架结构设计和尺寸设计,再对此摇架进行受力分析和强度验算,最后完成摇架结构简图,最终完成对122mm榴弹炮摇架方案设计。中北大学2009届毕业设计说明书第3页共35页2摇架设计的基本知识现代牵引榴弹炮的摇架属于炮架结构中4架(摇架,上架,下架,大架,)之一,其作用是支撑后坐部分并为炮身的后坐和复进运动提供导轨,为炮身的俯仰提供枢轴,与某些部件连接提供支点和连接点,射击时将载荷传给其他架体。摇架是起落部分的主体,它与炮身反后坐装置和其他有关机构组成火炮的起落部分或俯仰部分。它与高低机和瞄具配合赋予炮身高低角。摇架上还安装有瞄具.半自动炮栓的开栓装置或自动机构,并连接有平衡机.高低齿弧和活动防盾等部件。.摇架主要由以下部分组成供炮身作直线运动的导向部分供炮身作俯仰的回转轴,一般称其为炮耳轴赋予炮身俯仰运动的传动机构,如高低齿弧等4。摇架设计主要包括摇架结构设计,受力分析,强度验算和绘制摇架图纸。2.1摇架的分类根据摇架本体剖面的概略形状,摇架一般分为3类。1槽形摇架(Utypecradle)槽形摇架的本体剖面U形。主要由槽形本体框.两条相互平行的长导轨.耳轴托箍.前托箍.高低齿弧等组成。两条长导轨与装在炮身上的滑轨配合,以约束炮身后坐.复进运动方向,并承受因弹丸回转力矩引起的扭距。一般的槽形摇架其槽口向上(U),有的火炮为降低火线而槽口下置,如原苏联D30式122榴弹炮76mm加农炮130mm加农炮。2筒形摇架(Otyoecradle)本体剖面为圆筒形的摇架。主要由长筒形本体.前后铜衬瓦.反后坐装置支坐.耳轴.护筒.定向栓室与各种支臂组成。如85mm加农炮122mm加农炮。3混合型摇架(compositecradle).又称组合式摇架它兼有槽形和筒型的结构特点。一般由槽形摇架部分组成前部,套箍的构成筒形组成后部或同时组成后部,反后坐装置外筒做连接件和槽形框构成中部的组合式结构。优点是质量比槽形和筒形的小。缺点是各部件组合不当,会造成刚性不足和产生热变形。如122mm榴弹炮152mm榴弹炮85.根据制造摇架本体所用的毛坯不同。又可分为铸造造摇架、冲压铆接摇架和冲压焊接摇架三种。1铸造摇架的优点是摇架上各种复杂型面都能在毛坯上铸造出来,但要求壁

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