一种新型回转式弹仓轨道参数化设计

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Parametric Design on Tracks within a New Rotary M agazineFENG Bao-zhong，WANG Bin，SUN Da-wei，LI Yong-heng(Northwest Institute of Mechanical＆Electrical Engineering，Xianyang 712099，China)Abstract：A new rotary magazine is designed for ammunition feeding within modern guns.As for the newrotary magazine，the design of rotary tracks is crucial to the oval circumferential movement of the ammuni-tion chain，which not only guarantees smooth circumferential movement and precise circumf erential positionof tubular magazine components，but also makes the spindle at the botom of tubular magazine componentsbe restricted to rotary tracks.This paper abstracts the problem into a mathematical model through which animplicit equation of the track can be obtained.And based on the equation，it attempts to build a 3 D modelof the track and test the ideality of the track by carrying out a motion simulation process using UG/motionin order to design an ideal track that may serve as reference for rotary magazine design。

Key words：machine design ；artillery；ammunition feeding；rotary magazine；track design近年来，国内外最新研制或者装备的大口径火炮系统中，弹药输送的快速性及 自动化程度越来越高 。这些火炮中的弹仓往往采用回转式结构，例如：韩国的K9弹药输送车、美国十字军骑士”火炮系统及德国 DONAR火炮系统都采用了回转式弹仓。回转式弹仓具有结构紧凑 ，适应性强，控制简单，取弹速度高的优点。

为了适应现代火炮发展 ，设计了-种新型回转式弹仓，其传动与链条传动相似，弹筒铰接组成弹链，弹链支撑在底座上，底座内设计了-条轨道，这条轨道限制弹筒沿着轨道运动，增强了传动可靠性，保证了弹链有效回转，减小弹筒的跳动。所以轨道的设计优劣决定了整个弹链周向运动的平稳与否，但轨道最初的设计采用几何方法绘制所得，缺少理论依据不理想。

1 回转式弹仓结构回转式弹仓-般由储弹筒部件 、连接部件 、底座部件和驱动部件组成。如图 1所示，弹丸固定在储弹筒组件内，相邻的两个储弹筒组件通过连接部件两两铰接在-起，组成闭合的回转弹链。整条弹链支撑在底座部件上，底座部件由内外两部分导轨组成，形成回转轨道，每个储弹筒底部伸出转轴，转轴限制在回转轨道内。处在弹链中部的驱动部件通过拨动储弹筒组件底部的转轴，进而带动整个弹链进行回转运动，当储弹筒转至轨道取弹位置时，就可以由其他机构将弹收稿日期：2013-05-03作者简介：冯保忠(1986-)，男 ，硕士，助理工程师 ，主要从事弹药输送与装填自动化技术研究。

四 川 兵 工 学 报 htp：//scbg.jourserv.corn/丸取出。某回转弹仓回转轨道中心线形状为长0”形 ，如图2所示。

541-弹；2-储弹筒部件；3-驱动拨轮4-底座部件；5-连接部件图 1 弹仓 结构整个回转轨道可以分成 4部分，2段直线和 2段曲线 ，2段曲线和2段直线都是对称的。曲线段轨道在最初设计时采用描点的方法绘制 ，发现近似为椭圆曲线，后用椭圆取代，但该方法所选点数有限不够全面，缺乏理论根据。而曲线段轨道起到协调两侧直线段上储弹筒运动的重要作用，准确的曲线轨道才能保证储弹筒在直线段的速度相同，有效协调两侧储弹筒的运动，否则就会引起储弹筒运动不协调。由文献[3]中可知链传动过程中，链条运动不协调会造成链节跳动，如果弹链跳动会使得储弹筒定位不准。本文通过理论分析精确求解得到曲线段隐函数方程，并通过运动仿真验证求解所得方程曲线较椭圆曲线更加理想。

2 回转轨道中心线求解回转轨道由2条平行直线及 2条 U形线相连形成如图所示轨迹曲线，A代表第 n-1个储弹筒组件，B代表第Tt个储弹筒组件 ，C代表第 n1个储弹筒，AB、BC分别为相邻储弹筒间铰接连杆 ，A端受到驱动力的驱动使得 AB运动，通过铰接点 B再驱动 BC运动。A点和 C点运动方向相反，为了保证整条弹链运动协调 ，A点和 C点的运动速度数值必须是相同的。由于 点限制在轨道 U形区段，所以 U形区域轨迹的设计影响整条弹链的可行性 ，整个轨道中心线的求解问题主要是 U形曲线段的求解。

釉 J、 C轴图2 轨道 中心线这里将问题抽象为数学模型，作如下分析。为了方便分析作如下假设：① 储弹筒在竖直方向上不存在位移；② 储弹筒 AB、BC上的A、B、C 3点都沿轨道中心线运动，不存在脱离现象；③A、B的初始位置分别A。， 。绘制如图所示的平面坐标系，将问题假设为：A点以 的速度向左侧前进，曰点以大小为 的速度 向右侧前 进，C点经过 的路线 即所 求轨迹。

A 点 坐 标 为 ( ，Y。)(1-vt，L/2)，B 点 坐 标 为( ：，Y )(Vt，-/J2)，C点坐标为( ，Y)，满足条件/ y L (1) 、J，/( - 2) Y-Y2) LC点轨迹与 无关，令 V1带入到式(1)中，整理后得到 C点轨迹的隐函数16 -32Lx (12L 16 )-(16Ly -4L )8L2y2-2L40 (2)3 轨道模型建立及仿真验证为了验证轨道回转段是椭圆曲线还是方程曲线，首先要按照2种曲线建立轨道模型，在轨道模型基础上 ，运用 UG/motion拈分别对2种轨道进行仿真运算。比较分析2种仿真所得结果。椭圆曲线可以利用椭圆功能直接绘制，而所求方程曲线就要用规律曲线功能。在 UG中绘制规律曲线就要用到软件的参数化设计功能。