Проектирование качающейся части артиллерийского орудия

Зубчатого колеса

z=151

Сектора

z= 
α = 20°.

Делительный диаметр - это  диаметр стандартного шага, модуля, и угла профиля.  
D=1360 мм

Диаметр вершин зубьев 
Da = 1410 мм

Диаметр впадин зубьев определяется по формуле: 
Df = D - 2·(c + m)=1360-

где с - радиальный зазор  пары исходных контуров. Он определяется по формуле: 
с = 0,25·m (4), 
т.е. с = 0,25·9 =2,25

Соответственно: 
Df = 1360 - 2·(2,25 + 9) = 1337,5 мм.

11. Силовая схема с нагрузками (см. приложение)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Решение прямой задачи проектирования
1. Решение прямой задачи отката

Задача расчета конструктивных параметров тормоза отката и накатника, решение которой рассматривалось ранее, преследовала в конечном счете цель определения конструктивных параметров, обеспечивающих принятый закон торможения. Поставленная задача называется обратной задачей отката.

Однако можно поставить  задачу исследования отката и в другом виде, а именно: на основе принятых конструктивных параметров требуется определить параметры отката – путь/длину, скорость отката, а также силу отдачи.

Задача решается с применением  метода линейной скорости (постоянного ускорения) в пакете Excel 2007(2010).

Состав решения:

1. произведен перерасчет  параметров торможенного отката для баллистических данных при t = +50⁰С (этот особый фактор приемлем для современных танковых пушек, проходящих испытания в самых суровых климатических условиях).
2. Параметры веретена принимаем рассчитанными вручную при решении обратной задачи проектирования тормоза откатных частей (см. обратную задачу проектирования ПОУ).

Зададимся алгоритмом решения прямой задачи отката для качающейся части, оснащённой гидравлическим тормозом отката и ГПН накатником.

• Задаём шаг по времени τ, такой что  ;
• Вычисляем в первом приближении: ;
• Получаем координату точки в первом приближении:

;

• Вычисляем скорость точки в первом приближении: ,
• Определяем на том же шаге
• Определяем ;
• Производим проверку: . Если условие не выполняется, то производим ещё одну итерацию, если условие выполняется, переходим к следующему пункту;
• Вычисляем , ;
• Переходим к следующему интервалу. При этом пересчитывается для точки начала интервала интегрирования, значение одинаково внутри интервала для всех итераций, частично пересчитывается после каждого шага, вычисляется для конца интервала.

 действует до момента  конца периода последействия. Для последующих моментов дифференциальное уравнение принимает вид: , а . В остальном алгоритм до конца отката не меняется.

При вычислении параметров отката на первом интервале  номер точки начала интервала , номер точки конца интервала , , , ,

Решение прямой задачи отката в нашем случае представим графически, а также в виде таблицы результатов счёта, выполненной в пакете Microsoft Excel 2007.

Значения скорости и перемещения для заданных конструктивных параметров:

1. График перемещения ствола в откате

2. График скорости отката

 

3. График изменения силы Pкн во времени за период отката

4. Профиль веретена по диаметру на длине, мм

5. Функция Ax

 

 

 

Ниже представлен результат  решения  прямой задачи отката. Он сформирован из нескольких массивов и имеет вид таблицы с результатами расчёта по параметрам массива.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Прямая задача наката.

При накате уравнение движения откатных частей имеет вид:

, где  − сила гидравлического сопротивления тормоза отката в накате, − сила гидравлического сопротивления тормоза наката. Обозначая скорость наката , выразим силы гидравлического сопротивления с учётом функций, зависящих от конструкции тормоза отката и тормоза наката: , . Запишем уравнение движения для точки конца интервала при численном интегрировании:

,

Решение задачи произведём в пакете Microsoft Excel 2007 и отобразим входные данные и полученные результаты в виде нескольких таблиц:

 

Таблица 1 «Входные данные» 

x,мм	Л-x
0	368
0,1659	367,8341
0,2074	367,7926
7,807	360,193
18	350
24	344
30	338
42	326
46	322
52	316
73	295
73,5	294,5
74	294
75	293
89	279
96	272
128	240
138	230
148	220
168	200
188	180
208	160
228	140
238	130
248	120
258	110
268	100
288	80
296	72
310	58
329	39
344	24
354	14
362	6
367	1
368	0

                                 

Таблица 2 «Основные результаты счёта»

ti	xi	x.i	Δx
0	0	0	1,54584E-05
0,001	1,55E-05	0,030917	4,63737E-05
0,002	6,18E-05	0,061831	7,72847E-05
0,003	0,000139	0,092739	0,000108189
0,004	0,000247	0,123639	0,000139085
0,005	0,000386	0,15453	0,00016997
0,006	0,000556	0,185409	0,000200842
0,007	0,000757	0,216274	0,000231698
0,008	0,000989	0,247123	0,000262538
0,009	0,001251	0,277953	0,000293358
0,01	0,001545	0,308762	0,000324156
0,011	0,001869	0,339549	0,00035493
0,012	0,002224	0,370311	0,000385679
0,013	0,00261	0,401046	0,000416399
0,014	0,003026	0,431752	0,000447089
0,015	0,003473	0,462426	0,000477746
0,016	0,003951	0,493067	0,000508369
0,017	0,004459	0,523672	0,000538955
0,018	0,004998	0,554239	0,000569503
0,019	0,005568	0,584766	0,000600009
0,02	0,006168	0,615251	0,000630472
0,021	0,006798	0,645692	0,00066089
0,022	0,007459	0,676087	0,00069126
0,023	0,00815	0,706433	0,000721581
0,024	0,008872	0,736728	0,00075185
0,025	0,009624	0,766971	0,000782065
0,026	0,010406	0,797159	0,000812224
0,027	0,011218	0,827289	0,000842325
0,028	0,01206	0,857361	0,000872366
0,029	0,012933	0,887371	0,000902345
0,03	0,013835	0,917318	0,000932259
0,031	0,014767	0,9472	0,000962107

                                                                      

Счёт таблицы остановлен – достигнуто окончание периода инерционного наката   ствольно- затворной группы.                 

Отобразим результаты в виде графиков:

                     Путь наката в прямой задаче

 

График скорости наката

     

График равнодействующей в накате

         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение:

Таким образом, сформирована и рассчитана качающаяся часть орудия с учётом всех необходимых требований. Учтены некоторые технологические решения, а также предприняты возможные меры по устранению недостатков в конструкциях отдельных узлов и агрегатов.

Решение прямой задачи отката является удовлетворительным, поскольку расчёты пути и скорости в обеих зазачах практически совпадают к заданному моменту окончания отката. Решение прямой задачи наката считаем неудовлетворительным, поскольку оно расходится с решением обратной задачи проектирования. Это связано с длиной наката, получаемой при заданном шаге по времени меньше в прямой задаче,  чем в обратной. Это расхождение объясняется, прежде всего, осуществлением решения задач в разных вычислительных пакетах; а также поставленными условиями счётов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы:

1. Башкатов В. А. Проектирование лафетов: Учебное пособие. Ч1. Определение нагрузок на лафет артиллреийского орудия. –Л. ЛМИ, 1983. -66 с.
2. Башкатов В. А., Васин В.А., Проектирование лафетов. Учебное пособие. Ч.2. Проектирование противооткатных устройств. Вып.I. Установление желаемого закона движения откатных частей,выбор конструктивной схемы и расчёт конструктивных параметров накатника. -1986.-63 с.
3. Башкатов В.А., Васин В.А., Методические указания по курсовому проекту №2 «Проект качающейся части артиллерийского орудия». –Ленинград. 1978 г.
4. Куприянов А.Н. «Проектирование и производство артиллерийских систем».Ч1,2, выпуск второй. Москва, 1948 г.
5. Куприянов А.Н. «Основы расчёта и проектирования полуавтоматических затворов артиллерийских орудий». Оборонгиз, 1951.
6. Кудрявцев В.Н.Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. –Л.: Машиностороение. Ленингр. отд-ние, 1980. -464 с., ил.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение