毕业设计论文420气炮开闩机构设计.docx

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1、毕业设计题目：420气炮开闩机构设计专业:姓名:时间:摘要开启闩体，通过气动或人工操作完成首发装填，然后关闭闩体并锁紧炮膛。发射时，击针撞击（或电流引燃）底火，发射弹丸，闩体承受膛底火药燃气压力，药筒或紧塞具密封炮膛。发射后，炮身后坐，炮身复进时，开闩机构打开闩体，抽筒机构抽出发射后的药筒，并将其抛离火炮，继续装填便可连续发射。实现连续发射采用液压马达作为动力、一级齿轮减速机构实现减速增大扭矩，在机械传动中的应用十分广泛，它是一种传递运动和力的机构，因此研究和分析减速机构的寿命是非常必要和重要的。影响减速机构寿命最重要的因素是齿轮传动中的齿轮，所以研究和分析一级减速机构的寿命主要是研究和分析减

2、速箱中的一对啮合齿轮的寿命。近些年来，随着随着计算机技术、数控技术和多种专业辅助制图软件（例如：CADCAMSo1idWorksPRoE等）的不断发展和广泛应用，可以很逼真和形象的绘制出齿轮的三维模型，并进行应力分析。关键词：开闩机构；齿轮；寿命；三维模型;目录第1章绪论1第2章开闩减速机构构设计32.1 减速机构的特点、用途及作用32.2 减速机构的基本构造和基本运动原理32.2.1 一级齿轮减速机构的机械结构32.2.2 一级齿轮减速机构的工作原理42.3 详细设计42.3.1 功率计算42.3.2 液压马达参数计算5第3章齿轮的分析73.1 齿轮传动的介绍73.1.1 齿轮在减速机构中的

3、作用73.1.2 齿轮传动的特点73.1.3 响齿轮寿命的因素73.2 齿轮传动的失效形式83.2.1 齿轮传动出现不同失效形式的原因83.2.2 何为齿轮传动的失效83.2.3 齿轮传动的主要失效形式9第4章三维模型的建立114.1 齿轮三维模型的建立114.2 螺栓受力分析19第五章结论22参考文献23致谢25第1章绪论使用药包分装式弹药的大口径火炮，闩体上装有密封炮膛的紧塞具。击发机构用于将机械能或电能传给底火，使其发火并引燃发射装药。机械击发机构有击针式与击锤式两种。小口径迫击炮多使用击针式击发机，大口径火炮则多用击锤式击发机。部分小口径自动炮和火箭炮采用电击发机构，抽筒机构利用抽筒子

4、将发射后的药筒从药室中抽出，并抛到一定距离之外，开闩机构使闩体开启。有的用气动开闩，有的用手工，连续发射时，则通过半自动或自动开闩机构开闩。气炮开闩机构用来与炮尾配合闭锁炮膛，击发炮弹底火，开锁开闩，抽抛发射后的药筒。炮闩通常由闭锁机构、击发机构、抽筒机构、开闩机构与关闩机构等组成。有的还附有挡弹机构、保险机构、复拨器、联锁机构、防反跳机构。闭锁机构用于闭锁炮膛，使闩体与炮尾、身管成刚性联结，以承受火药燃气作用于膛底的力。使用药包分装式弹药的大口径火炮，闩体上装有密封炮膛的紧塞具。击发机构用于将机械能或电能传给底火，使其发火并引燃发射装药。机械击发机构有击针式与击锤式两种。小口径迫击炮多使用击

5、针式击发机，大口径火炮则多用击锤式击发机。部分小口径自动炮和火箭炮采用电击发机构。抽筒机构利用抽筒子将发射后的药筒从药室中抽出，并抛到一定距离之外。开闩机构使闩体开启O有的用气动开闩，有的用手工。连续发射时，则通过半自动或自动开闩机构开闩。也有的利用火药燃气推动活塞向后带动闩体而开闩。关闩机构用于将开启的闩体关闭并锁紧炮膛。横动式炮闩的关闩机构一般由关闩弹簧、杠杆及曲臂组成。纵动式炮闩关闩机构的关闩弹簧可同时完成输弹动作。发射前，先解除闭锁，开启闩体，通过气动或人工操作完成首发装填，然后关闭闩体并锁紧炮膛。发射时，击针撞击（或电流引燃）底火，发射弹丸，闩体承受膛底火药燃气压力，药筒或紧塞具密封

6、炮膛。发射后，炮身后坐。炮身复进时，开闩机构打开闩体，抽筒机构抽出发射后的药筒，并将其抛离火炮。继续装填，便可连续发射。现代火炮的炮闩按结构分为楔式与螺式两类。按自动化程度分为自动、半自动和非自动3类。楔式炮闩依靠楔形闩体闭锁炮膛。其前部的镜面与药筒底面确实贴紧，防止火药气体外泄。闩体上下滑动的称立楔式炮闩，左右滑动的称横楔式炮闩。立楔式炮闩早期多应用于中小口径火炮。坦克炮多用横楔式炮闩。螺式炮闩的闩体为圆柱体或圆锥体。其上有若干断隔凸齿或断隔螺纹，与炮尾（或闩室）内的齿相配合而闭锁炮膛。按闩体运动方式分为摆动式旋转闭锁螺式炮闩与纵动式旋转闭锁螺式炮闩。前者适用于采用药筒分装式、药包分装式弹药

7、的大中口径火炮，后者适用于采用药筒定装式弹药的小口径自动炮。自动炮闩全部动作靠火药燃气和其他外部能量完成，多应用于小口径自动炮。半自动炮闩的部分动作靠火药燃气完成，另一部分动作则靠手工完成，多用于坦克炮、加农炮、榴弹炮。非自动炮闩的全部动作靠手工操作完成。19世纪中叶之前，多数火炮从炮口装填弹药，火炮无炮闩。后膛装填的火炮，有的采用短柱楔入药室，有的用一根长销横穿身管后部而阻住闩体，也有的用一个十字头楔入炮尾内，将弹药推到位。19世纪中叶，意大利G.卡瓦利创制了后装线膛炮，并制成楔式炮闩。从此,后膛装填逐渐代替了炮口装填。19世纪后期，法国在野炮上应用断隔螺式炮闩,并使用了压缩紧塞具。20世纪

8、初在楔式炮闩上应用了自动抽筒机构，使用了半自动楔式炮闩，并用药筒密封炮膛。机器设备的寿命是指机器设备从开始使用到被淘汰的整个时间过程。机器设备的寿命分为：自然寿命、技术寿命、经济寿命。其中经济寿命受有形磨损和无形磨损的共同影长机械的使用寿命有时反而会造成经济损失，甚至阻碍技术进步，只有适时地更换机械，才能促时技术进步，加速经济增长，节维能源，提高经济效益。同一种型号的工程机械，由于设计水平，制造质量，使用环境以及使用维修单位的技术和管理水平各不相同，其使用寿命会有很大的差别。因此，工程机械的研究，设计，制造，安装直至运行，保养和维修全过程，都有责任为延长机械的寿命作出贡献。本文主要分析的是一级

9、减速机构的寿命。而减速机构不仅包括减速机构，还包括液压马达。因为如果减速机构要起到减速作用的话，就必须有减速装置，这时就需要减速机构来工作了。因此减速机构是减速机构实现减速的核心部件，减速机构寿命的分析主要是减速机构寿命的分析。并且减速机构主要是靠一对啮合的齿轮传动来实现减速的。第2章开闩减速机构构设计2.1 减速机构的特点、用途及作用在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机构的应用范围相当广泛，几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车、建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电、钟表等等。其应用从大功率的传输工作、到小负

10、荷、精确的角度传输都可以见到减速机构的应用，而且在工业应用上，减速机构具有减速及增加转矩功能，因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备中。减速机构是一种动力传达的机构，在应用上于需要较高扭矩以及不需要太高转速的地方都用的到它。而且随着工业的发展和工厂的自动化，其利用减速机构的需求量日益增长。通常减速的方法有很多，但最常用的方法是以齿轮来减速，可以缩小占用空间及降低成本，所以也有人称减速机构为齿轮箱。齿轮箱是一些齿轮的组合，因齿轮箱本身并无动力；所以需要驱动组件来传动它,其中驱动组件可以是马达、引擎或蒸汽机。而使用减速机构最大的目的有下列几种：1）、动力传递。2）、获得精确转速。3）、获得大的输出扭矩

11、。2.2 减速机构的基本构造和基本运动原理2.2.1 一级齿轮减速机构的机械结构减速机构有两条轴系、两条装配线，两轴分别由滚动轴承支承在箱体上，采用过渡配合，有较好的同轴度，从而保证齿轮啮合的稳定性。端盖嵌入箱体内，从而确定了轴和轴上零件的轴向位置。装配时只要修磨调整环的厚度，就可使轴向间隙达到设计要求。箱体采用分离式，沿两轴线平面分为箱座和箱盖，二者采用螺栓连接，这样便于装修。为了保证箱体上安装轴承和端盖的孔的正确形状，两零件上的孔是合在一起加工的。装配时，它们之间采用两锥销定位，销孔钻成通孔，便于拔销。箱座下部为油池，内装机油，供齿轮润滑。齿轮和轴承采用飞溅润滑方式，油面高度通过油面观察结

12、构观察。通气塞是为了排放箱体内的挥发气体，拆去小盖可检视齿轮磨损情况或加油。油池底部应有斜度，放油螺塞用于清洗放油，其螺孔应低于油池底面，以便放尽机油。箱体前后对称，两啮合齿轮安置在该对称平面上，轴承和端盖对称分布在齿轮的两侧。箱体的左右两边有四个成钩状的加强肋板，作用为起吊运输。2.2.2 一级齿轮减速机构的工作原理一级圆柱齿轮减速机构是通过装在箱体内的一对啮合齿轮的转动实现减速运动的。动力由电动机通过皮带轮传送到齿轮轴，然后通过两啮合齿轮（小齿轮带动大齿轮）传送到轴，从而实现减速之目的。2.3 图2-1减速机构效果图2.4 详细设计2.4.1 功率计算已知参数：闩体端面受力1200T,开合

13、时间30S,闩体外径0.43m。nFv(1200x1000x9.8)x(0.43x3.14/30),ScsP=Kw=529.3A:W所需功率oPW初估液压马达额定功率Pd=V效率7=0.96,滚动轴承效率%=o.99,闭式齿轮传动效率3=0.97（8级精度油润滑)=x-23=0.960.990.97=0.922P593Pt1=-=上:kw=574.IZrvv0.9222.4.2 液压马达参数计算液压马达理论输出扭矩T：1 =rtn式中：如为传动机械效率，取ZM=O95贝J：T=(120010009.8)X(0.43/2)X0.95=2401980NM液压马达理论每转排油量4：2q=pXu式中：

14、为液压马达工作压力，P=BMpa仍为液压马达机械效率，取加二9r12灯23.142401980OnCKm/W!q=2()95()6()m1Irp,n8X0.9故液压马达实际输出转矩为：Ts=烈里=820950600.9/6.28=2401980Nw2液压马达转速：V0.260or.=36.7rmin摩擦轮处转速：向3.140.104由于马达转速较高，因此选择减速器作为中间减速装置，选取减速器传动比i=56,传动效率为90%。则液压马达转速：n=in1=5.636.7=205.5r/min液压马达所需流量：Q=q-n-小式中：小为容积效率，取牛二09贝1jQ=qz1-1=209506010320

15、5.5=478372/min加0.9液压马达输出功率尸：pq_Pq,61.261.2式中：小为减速器传动效率，小=9牛为液压马达容积效率，4=09”为液压马达机械效率，小=09mnPqFpqPmin,因此液压马达可使设备进行传动。在对液压马达进行选型时需要考虑转速范围、工作压力、运行扭矩、总效率、容积效率、滑差率以及安装等因素和条件。首先根据使用条件和要求确定马达的种类，并根据系统所需的转速和扭矩以及马达的持性曲线确定压力压力降、流量和总效率。然后确定其他管路配件和附件。选取液压马达时还要注意以下问题：在系统转速和负载一定的前提下。选用小排量液压马达可使系统造价降低，但系统压力高，使用寿命短；选用大排量液压马达则使系统造价升高.但系统压力低，使用寿命长。至于使用大排量还是小排量液压马达需要综合考虑。由于受液压马达承载能力的限制，不得同时采用最高压力和最高转速，同