火箭炮高低机设计

目录

1. 绪论 (1)

2. 总体方案设计 (3)

2.1 原始数据和技术要求 (3)

2.2 高低机总体传动方案设计 (3)

2.3 伺服电机的选择 (4)

2.4 总传动比的分配： (5)

3. 3K(Ⅱ)行星齿轮减速器的设计计算 (6)

3.1 根据传动比确定各论齿数 (6)

3.2 按齿根弯曲强度条件确定模数 (6)

3.3 啮合参数的计算 (7)

3.4 几何尺寸的计算 (8)

3.5 传动效率的计算 (11)

3.6 装配条件的验算 (11)

3.7 强度验算 (12)

3.7.1 g齿轮副强度计算 (13)

3.7.2 b-g齿轮副强度计算 (14)

3.7.3 e-g齿轮副强度计算 (15)

4. 高低机主齿轮、齿弧设计计算 (17)

4.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (17)

4.2 按齿面接触强度设计 (17)

4.2.1 确定公式内各计算数值 (17)

4.2.2 计算 (18)

4.3 按齿根弯曲强度设计 (19)

4.4 几何尺寸的计算 (20)

4.5 齿轮齿弧结构设计 (20)

5. 自锁机构的设计计算 (21)

5.1 自锁器工作原理 (21)

5.2 自锁器的设计计算 (21)

5.2.1 确定计算力矩 (21)

5.2.2 几何参数计算 (22)

6. 轴的设计计算 (25)

6.1 行星减速器输入轴及轴系零件的设计计算 (25)

6.1.1 输入轴的转速、功率、转矩 (25)

6.1.2 作用在齿轮上的力 (25)

6.1.3 初步确定轴的最小直径 (26)

6.1.4 轴的结构设计 (26)

6.1.5 确定轴端倒角尺寸 (27)

6.1.6 求轴上的载荷 (27)

6.1.7 按弯扭合成应力校核轴的强度 (28)

6.2 减速器输出轴、行星轮轴与高低机轴的设计计算 (28)

7. 主要零件的结构尺寸设计计算 (30)

7.1 内齿圈结构设计 (30)

7.2 中心轮、行星轮和转臂（行星架）结构设计 (30)

7.2.1 转臂（行星架）结构设计 (30)

7.2.2 中心轮、行星轮支承结构设计 (31)

7.3 箱体结构设计 (32)

8. 结论 (33)

参考文献 (34)

致谢 (35)

中北大学2011届毕业设计说明书

1.绪论

随着科学技术的迅猛发展，高新技术不断涌现，并在军事领域得到广泛应用，空袭兵器飞行性能的不断改进，电子战和信息战能力不断增强，以及机载武器的杀伤威力、攻击距离和命中精度不断提高、若无有效对空掩护保障，就无法正常遂行作战行动。因此可以认为，空袭与反空袭作战已经上升为首当其冲、贯穿始终并在很大程度上影响和决定着战争进程与结局的最重要的作战方式。我国在防空方面的国情军情，一是我国未来可能要面对的是以地防空为主的反空袭作战，构建远、中、近程，高中低空的火力配置是要地防空的基本原则和要求；二是我军现役以及包括在研的地空导弹的数量、质量尚不能满足控制中空的要求，特别是不能完全控制3000-6000m高度这一主要投射对地攻击武器的“投篮空域”。作为发展中国家，我们不能按发达国家模式大规模发展导弹系统，因此防空火箭炮的发展在现阶段是适合我国国情的。

火箭炮作为一种压制武器,不仅要求其具有优良的功能和技术性能,而且应具有很高的可靠性和良好的可维修性。特别是现代火箭炮系统由性能型向效能型的转变，观瞄、火控、火力的一体化设计以及计算机技术、液压技术等现代高新技术在火箭炮系统上的应用其显著特点是系统复杂、功能多、造价昂贵、更强调其高可靠性和维修性。因此，防空火箭炮必须具有初速、射速、瞄准速度高，全天候作战和电子对抗能力强，自动化操作反应时间短，机动性好的特点。高低机是驱动火炮起落部分，赋予炮身仰角的动力传动装置。高低机反应速度迅速与否以及精确度的好坏直接关系到防空火箭炮的性能的优劣。由于高新技术在兵器领域的广泛应用，为适应现代化战争的需要，因此，本课题的研究对于该类型的武器设计具有重要意义。防空火箭炮早在二战期间便已出现，不过由于火箭弹的精度太差，用于防空效率偏低，再加上战机性能的飞速提高，防空型火箭炮一度销声匿迹。传统观念认为火箭炮精度低、散布大不适合防空反导，不过近年来，由于火箭炮自身的发展和性能的提高，以及其射程远、可以瞬时产生强大的火力密度、子母弹技术等特点，根据目前的初步毁伤概率研究表明其具有可行性，并且随着火箭炮的发展，简单制导技术的应用，其整体性能将超过防空高炮。

该课题主要研究防空火箭炮高低机设计。高低机设在起落部分与上架之间。其传动链末端构件中的一部分与摇架相连，另一部分应固定在上架中。要求采用伺服电机驱动，考虑结构布置空间小、减速传动比大等要求，采用集中动力传递的最佳方案为行星减速

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器。为保证射击时炮身俯仰角的稳定，一般在主轴上安装蜗轮蜗杆副，使传动只能由蜗杆带动涡轮。采用齿弧式高低机作为防空火箭炮高低机。该高低机主要构件为高低机齿弧、高低机主齿轮、减速器、高低机轴和蜗轮蜗杆传动装置；此外，还有为减小射击时蜗轮与蜗杆之间的冲击作用，设有高低机缓冲器以及用于保证在缓冲过程中蜗杆不发生转动的制动器组成。

高低机工作原理如下：伺服电机驱动减速器工作，由减速器输出轴带动蜗轮蜗杆装置传动，涡轮与高低机主齿轮同轴，从而带动高低机主齿轮工作，有高低机主齿轮驱动齿弧从而赋予火箭炮高低射角，从而进行瞄准动作。

防空火箭炮高低及设计在满足给定参数要求的前提下主要涉及以下几项内容与技

术要求：

1、合理选择伺服电机以及减速器传速比的分配。在相同的速比和再和条件下，采用不同类型可以使轮系的外廓尺寸、重量和效率相差很多，因此在设计行星轮系减速器时，应重视轮系类型的选择。行星齿轮减速器具有传动比大、传动效率高、结构紧凑等优点在机械行业得到广泛应用，按最小体积为目标，对行星齿轮减速器进行最优化设计，不仅对缩小体积，而且对减小质量、节省材料及降低成本都是很有实效。行星轮系的齿数选配应尽可能近似地实现给定的传动比、满足同心条件、满足均布条件、满足邻接条件。在机械产品的优化设计中，常把材料的质量装化为材料的体积作为优化的目标。

2、高低机各部件应满足强度、刚度、稳定性要求，满足武器可靠性前提下，尽量实现其轻量化、通用化及经济性要求。武器的轻量化是现代武器发展的必然趋势，提高武器的机动性以及快速反应能力对于现代战争具有重要意义。