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摘 要

本文在已有的可进行单发射击的冰雹撞击试验系统的基础上，在气动发射冰雹的条件下，参照多种枪械的原理和结构，来研究冰雹连续击发的可能性并加工制作原理样机。

本次毕业设计以原系统和枪械系统为基础，通过查阅与枪械有关的资料，综合文献信息并借鉴了若干具有特色的机构并最终形成多个备选方案，通过对多个方案进行论证与取舍确定了最终方案。围绕该方案设计和计算，再进行三维建模以及虚拟装配和运动学仿真，最后制作原理样机。

最终，根据实际情况选择槽轮机构作为方案核心，通过将连续运动转换为间歇运动，再用旋转弹膛对冰雹进行运输，以此来完成枪械中换弹和上弹的动作环节。从而完成连续击发的功能。

槽轮机构具有间歇运动的特点，工作效率高，工作稳定，从动件在不工作时处于闭锁状态，适用于转速不是很高的工作环境，这对槽轮非常合适。槽轮在枪械总未见过，因此槽轮机构的使用也是最大的创新点。

关键词：冰雹撞击试验系统，槽轮机构，气动发射

Abstract

On the basis of the hail impact test system that can be carried out in single shot, this paper studies the possibility of continuous hail attack and the manufacture of principle prototype under the condition of pneumatic emission hail, with reference to the principle and structure of a variety of firearms.

This graduation project is based on the original system and firearms system, through consulting information related to the firearms, especially literature information and drawing on a number of characteristic institutions, and finally a number of alternatives were formed. After demonstration and selection of several schemes, the final scheme was determined.Focusing on the design and calculation of the scheme, three dimensional modelings, virtual assembly and kinematics simulation are carried out, eventually the prototype is made.

Last but not least, according to existing condition, the groove wheel mechanism is selected as the core of the scheme. By converting the continuous motion to intermittent movement, the hail is transported by the rotating chamber to complete the action link of the projectile changing and projectile in the firearms. In doing so, the function of continuous firing is completed.

The groove wheel mechanism has the characteristics of intermittent movement, high efficiency and stable work. The follower is in the closed state when it is not working. It is suitable for the working environment of not very high speed, which is very suitable for the groove wheel. The slot wheel has never been seen before, so the use of the slot wheel mechanism is the biggest innovation.

Key words: hail impact test system, grooved wheel mechanism, pneumatic launch.

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景与意义 1

1.2 课题的来源及意义 1

1.2.1 课题的来源 1

1.2.2 课题的意义 1

1.3 国内外研究现状 1

1.4 主要研究内容与研究方法 2

1.4.1 主要研究内容 2

1.4.2 研究方法 2

第二章 总体设计方案讨论 4

2.1 基于枪械子弹发射原理的方案讨论 4

2.1.1 转管机枪和转膛机枪 4

2.1.2 基于机枪的方案设计与讨论 6

2.1.3 自动步枪 7

2.1.4 基于AK47自动步枪的方案设计与讨论 7

2.1.5 左轮手枪 8

2.1.6 基于左轮手枪的方案设计与讨论 9

2.2 基于压缩空气推动的方案分析 9

2.3 本章小结 10

第三章 总体方案设计 11

3.1 总体方案选定 11

3.2 电机的选用 12

3.3 槽轮机构设计 12

3.4 槽轮机构运动学仿真 15

3.5 轴系设计 16

3.5.1 选择轴的材料 16

3.5.2 初步计算轴径 16

3.5.3 轴的结构设计 16

3.5.4 按弯扭合成校核轴的强度 17

3.6 键的强度校核 19

3.6.1 槽轮键的强度校核 19

3.6.2 旋转弹膛键的强度校核 19

3.7 旋转弹膛的设计 19

3.8 旋转弹膛罩的设计 20

3.9 箱体设计 21

3.9.1 顶端盖和底端盖 21

3.9.2 前后端盖 22

3.9.3 左右端盖 23

3.10 总体展示 23

3.11 本章小结 24

第四章 展示性实物的设计 24

4.1 总体设计 24

4.2 槽轮轴的重新设计 25

4.3 轴承座的选用 25

4.4 支撑框架的选用及设计 26

4.5 实物展示 26

4.6 本章小结 27

第五章 结论与展望 28

5.1 主要研究成果 28

5.2 主要创新点 28

5.3 研究展望 28

致 谢 29

参考文献 30

绪论

研究背景与意义

大气中有雨水、冰雹甚至陨石等各种障碍物，这些障碍物经常和高速运动的航空飞行器发生对撞冲击，进而严重威胁其结构安全，可能造成飞行器的工作性损伤甚至灾难性的工作失效，因此对上述粒子高速撞击飞行器的研究逐渐得到了国内外的重视。目前各国对飞行器撞击实验主要的研究思路是通过改进飞行器的材料特性以满足复杂的环境条件，对该研究领域有大量投入。

上述粒子中冰雹是典型粒子，冰雹撞击现象在自然界中普遍存在，例如航空飞行器在飞行过程中容易和冰雹粒子发生碰撞，由于高速运动的飞行器与接近自由落体运动的冰雹粒子相向运动导致合成速度很大，导致动能很大，由此对航空飞行器表体材料造成撞击损伤；也例如太阳能光伏板需要露天接受太阳光能，而天气因素是不确定的，偶尔会出现冰雹这种极端天气，这时一定速度的冰雹会不断撞击着太阳能板，对太阳能板造成持续损伤。

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