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彈藥裝填系統(tǒng)用蝸式推送鏈動力學分析

2015-11-21 09:39張雷雨楊洋
兵工學報 2015年11期
關鍵詞:滾子鏈輪單向

張雷雨,楊洋

(北京航空航天大學機械工程及自動化學院,北京100191)

彈藥裝填系統(tǒng)用蝸式推送鏈動力學分析

張雷雨,楊洋

(北京航空航天大學機械工程及自動化學院,北京100191)

推送鏈機構是一種新型直線伸縮機構,可將彈藥從一個位置快速推送至另一位置,具有推送距離長、收回狀態(tài)占用空間小的優(yōu)點。該機構采用蝸式鏈盒存儲單向鏈,能夠在有限空間中存儲最大數(shù)量的鏈節(jié),實現(xiàn)大距離的推送。為了分析鏈輪多邊形效應和嚙合沖擊對單向鏈的動力學特性和推送平穩(wěn)性的影響,建立了單向鏈從鏈盒中抽出過程及與鏈輪嚙合過程的動力學模型,同時,將單向鏈伸出部分簡化為多彈簧阻尼系統(tǒng),推導出單向鏈推送過程的動力學模型。借助數(shù)學軟件MATLAB,采用龍格-庫塔法,對推送鏈機構的整體動力學模型進行數(shù)值仿真。仿真結果表明:在推送過程中,將單向鏈從蝸式鏈盒中拖出的抽出力隨時間震蕩減小至0,鏈輪對單向鏈的撥動力由劇烈震蕩過渡至平穩(wěn)波動,且單向鏈的推送速度波動較小,該機構具有良好的推送平穩(wěn)性。通過試驗測量,驗證了所建立動力學模型的準確性。

兵器科學與技術;推送鏈機構;直線伸縮機構;多邊形效應;單向鏈;多彈簧阻尼系統(tǒng)

0 引言

推送鏈是一種直線伸縮機構,具有送距離長、收回狀態(tài)占用空間小的優(yōu)點,在裝甲車輛中應用較為廣泛,可快速將彈藥從藥倉推送至炮膛。近年來,國內外學者提出了多種伸縮機構的形式,對伸縮機構的研究也較為成熟。Lee等[1]公開了一種用于橋梁運輸系統(tǒng)的伸縮管裝置,控制鋼絲繩的伸出和收回,實現(xiàn)伸縮管在軸線方向的伸縮。Enders等[2]研制了一種多級伸縮機構,通過注入和放出壓力油,完成各級油缸的伸縮。Lee等[3]設計一種由多層平板和鋼絲繩組成的繩驅雙向伸縮機構,且該機構具有較大的承載能力。剪叉式高空作業(yè)平臺是一種典型的伸縮機構,平臺升起時能夠提供穩(wěn)定的支撐[4]。在上述幾種類型中,伸縮機構的基體結構體積龐大,以提供足夠的支撐強度;為了確保末端具有足夠大運動行程,伸縮部件在縮回狀態(tài)體積較大,因此,上述伸縮機構很難在有限的約束空間中實現(xiàn)大行程的伸縮。Kawabuchi等[5]提出了一種由多個鉸接在一起的物塊組成的伸縮機構,伸出的物塊由鋼絲繩或同步帶拉緊,保持剛性連接,實現(xiàn)機構的伸縮功能。該機構具有結構緊湊、占用空間小和安全性高的優(yōu)點,但是其伸縮速度較低且推送負載較小,無法滿足長距離、大推送力的要求。

蝸式推送鏈機構是一種新型伸縮機構,該機構主要由蝸式鏈盒、單向鏈和鏈輪等組成;與傳統(tǒng)鏈條不同,單向鏈條為開放式結構,并且鏈節(jié)之間具有單向彎曲特性。在重力作用下,單向鏈推送彈藥時可沿水平方向直線伸出;收回時,單向鏈的各鏈節(jié)依次卷曲在蝸式鏈盒中。該機構的結構緊湊、推送力大,且單向鏈伸出距離與機構收回狀態(tài)總體長度的比值較其他伸縮機構大,適合在約束空間下大距離推送彈藥。

蝸式推送鏈屬于鏈傳動的變胞形式之一,對鏈傳動的動力學性能研究較多。李業(yè)農等[6-7]主要進行了推送鏈負變位設計、運動學分析和運動誤差計算,但對推送鏈的動力學還未涉及。Chew[8]將滾子鏈中各鏈節(jié)的質量簡化至滾子中心,采用歸納法,推導出鏈條的等效質量公式,得到鏈條慣性對鏈節(jié)間沖擊強度的影響。Troedsson等[9-10]著重分析鏈傳動中靜載荷的分布和鏈條震蕩問題,將鏈節(jié)等效為具有彈簧阻尼特性的彈性鏈板,建立了鏈傳動的整體動力學模型。Zheng等[11]采用顯式有限元方法,建立了鏈傳動的全尺寸模型,分析了滾子鏈的機械特性和嚙合時的瞬態(tài)震動響應。Xu等[12-13]在建立滾子鏈的動力學模型時,考慮了輸入軸的彈性和鏈條中間隙的影響。上述研究均是針對傳統(tǒng)的封閉滾子鏈傳動,而單向鏈為開式鏈,且對單向鏈的動力學研究還未見到。

借鑒上述分析方法,分析鏈輪多邊形效應和嚙合沖擊對推送平穩(wěn)性的影響,建立了單向鏈從鏈盒中抽出過程及與鏈輪嚙合過程的動力學模型,同時,將單向鏈伸出部分簡化為多彈簧阻尼系統(tǒng),推導出單向鏈推送過程的動力學模型。借助數(shù)學軟件MATLAB,采用龍格-庫塔法,對推送鏈機構的整體動力學模型進行數(shù)值仿真,分析該機構的動力學特性和推送平穩(wěn)性。

1 推送鏈機構的結構和工作原理

蝸式推送鏈由蝸式鏈盒、單向鏈、鏈輪及導向槽等組成,如圖1所示,鏈盒中的儲鏈軌道為阿基米德螺線,能夠在有限空間中儲存盡可能多的鏈條。鏈輪軸上安裝有兩個相同鏈輪,且固連在一起形成雙鏈輪,雙鏈輪與鏈條上的雙排滾子嚙合,輪齒為“圓弧-圓弧”齒廓。鏈輪逆時針旋轉時,鏈輪將單向鏈從鏈盒中撥出,單向鏈沿著導向槽直線伸出。單向鏈條收回時,在導向槽的導向作用下,鏈輪順時針轉動并且撥動單向鏈,強制單向鏈沿著螺旋軌道運動,單向鏈逐圈儲存起來。

單向鏈由雙排滾子、套筒、鏈板、銷軸和墊圈組成,如圖2所示,單向鏈中內、外鏈板通過鉸鏈的形式連接,在水平位置時,鏈板在鉸鏈處具有單向性,僅能繞鉸鏈圓心O逆時針轉動;單向鏈水平伸出時,鏈板受到重力作用,鏈板底部的接觸面(見圖2)相互抵靠,阻止鏈板繞O點順時針轉動,伸出的鏈板保持近似剛性連接。

推送過程中,單向鏈受到螺旋軌道的運動阻力及鏈輪多邊形效應的作用,且單向鏈伸出部分具有一定彈簧阻尼特性,因此,單向鏈的動力學響應和推送平穩(wěn)性是本文的研究重點。

圖1 蝸式推送鏈的結構模型Fig.1 Structure of helicoid pushing chain mechanism

圖2 單向鏈的結構模型Fig.2 Structure of unidirectional chain

2 蝸式推送鏈的動力學建模

推送鏈工作時,單向鏈中各鏈節(jié)經歷3個過程:從蝸式鏈盒中抽出、與鏈輪嚙合、沿導向槽伸出,鏈首與彈藥底部接觸開始推送,彈藥沿軌道水平直線運動。假定彈藥與軌道之間的運動阻力恒定,該運動阻力等于單向鏈的推送力Fpu,因此,動力學模型主要包括三部分:單向鏈抽出模型、單向鏈與鏈輪嚙合模型及單向鏈推送模型。

為了便于分析,將套筒、鏈板、銷軸和墊圈的總質量m集中在雙排滾子的中心,單向鏈即被簡化為一串鉸接的質點。同時,做出以下假設:

1)所有鏈節(jié)具有相同的質量、剛度和節(jié)距;

2)忽略單向鏈在豎直方向上的震動;

3)忽略鉸鏈間隙、單向鏈與鏈盒間的間隙。

2.1 單向鏈抽出過程的建模

單向鏈的各鏈節(jié)均勻分布在蝸式鏈盒中,鏈盒儲鏈軌道間距為2πa,與雙排滾子的直徑相等,如圖3所示,在極點為O、極軸為X的極坐標系下,滾子中心所在的阿基米德螺線的方程式為

式中:ρi為滾子圓心Oi的極徑;a為阿基米德螺線系數(shù);θi為極角;N為蝸式鏈盒中存儲鏈節(jié)的總數(shù)。

圖3 單向鏈在鏈盒中的排布Fig.3 Configuration of unidirectional chains in helicoid chain case

單向鏈的起始端處滾子中心坐標為(ρ1,θ1),滾子i和i+1中心坐標分別為(ρi,θi)和(ρi+1,θi+1),ρi與ρi+1的夾角為Δi,i+1,點O、Oi、Oi+1組成封閉的三角形,根據(jù)三角函數(shù)定理,可得

式中:P為鏈節(jié)的節(jié)距,且θi<θi+1.采用遞推法,由(1)式、(2)式依次得到θ2,θ3,…,θN,各鏈節(jié)的坐標位置即可實時確定。

蝸式推送鏈推送彈藥時,鏈輪撥動單向鏈,單向鏈從鏈盒中快速抽出,且各滾子沿螺線的切向速度及切向加速度相等。在鏈盒中滾子i受到滾子i+1的正向拉力Fi+1,i和滾子i-1的反向拉力Fi-1,i,滾子i還受到離心力Fce,i和摩擦阻力Ff,i,如圖3所示。以滾子i為研究對象,建立沿螺線切向的動力學平衡方程:

式中:ai為滾子i沿螺線切線方向的加速度;為螺線切線在Oi處與ρi垂線的夾角;βi,i-1、βi,i+1分別為ρi與Fi-1,i、Fi+1,i的夾角,且

若離心力Fce,i占主導因素,在軌道運動中的滾子i則與軌道外側擠壓,否則與軌道內側接觸,但Ff,i始終與滾子i運動方向相反,因此,F(xiàn)f,i的數(shù)值為

式中:μ為滾子i與鏈盒的摩擦系數(shù),且

在已知加速度ai的情況下,聯(lián)立(3)式、(4)式,借助各鏈節(jié)的坐標位置,采用遞推法求解,依次求出鏈節(jié)間的相互作用力F2,1,F(xiàn)3,2,…,F(xiàn)N,N-1.

2.2 鏈輪與單向鏈嚙合過程的建模

在推送彈藥過程中,單向鏈與鏈輪嚙合,在鏈輪齒的撥動下沿導向槽直線運動,鏈輪的轉動中心為Od,節(jié)圓半徑為rd,齒側圓弧半徑re與滾子定位圓弧半徑rb之和等于鏈輪節(jié)距P,與滾子j+1嚙合的定位圓弧中心為Od,j+1,相對應滾子j+1的中心為,如圖4所示。

圖4 鏈輪與單向鏈的嚙合動力學模型Fig.4 Meshing dynamics model of sprocket and unidirectional chain

鏈輪撥動滾子j+1時,滾子j+1前進一個節(jié)距P,鏈輪的轉角φ轉動一個節(jié)距角,鏈輪的角速度為,為了便于分析,轉角φ定義為鏈輪在坐標系Odxy第三象限中轉過的角度。滾子j+2即將進入嚙合狀態(tài)時,鏈輪齒對滾子j+2的撥動力為Fd,j+2,方向由點Od,j+3指向Od,j+2,將線段OdOd,j+3與x軸的夾角φj+2,i定義為滾子j+2的嚙入角,OdOd,j+2與x軸的夾角φj+2,o為嚙出角。滾子j+2進入嚙合狀態(tài)后,滾子受到外負載的作用,如單向鏈的抽出力、彈藥的運動阻力等,且鏈輪對滾子的作用力Fd,j+2的方向隨著轉動角度發(fā)生變化,滾子j+2在嚙合位置受力較為復雜。

根據(jù)機構動力學,可推導出單向鏈伸出速度x·與鏈輪角速度的關系為

在嚙合過程中,以滾子j+2為研究對象,滾子j+2的動力學平衡方程為

式中:Fj+2,j+3為滾子j+3對滾子j+2的拉力;Fj+2,j+1為滾子j+1對滾子j+2的阻力;FN,j+2為滾子j+2對導向槽的壓力;Ff,j+2為滾子j+2對導向槽摩擦阻力,且滿足Ff,j+2=μFN,j+2,γj+2為Fd,j+2與豎直方向的夾角。

驅動力Fd,j+2與電機功率有關,F(xiàn)d,j+2與鏈輪轉速存在以下關系:

式中:φj+2為鏈輪撥動滾子j+2時轉動的角度,且滿足γj+2=arccos(1-sin φj+2);ρpo為驅動功率。

在單向鏈運動過程中,滾子i的加速度ai與滾子j+2的加速度相等。因此,在Fj+2,j+1已知和驅動功率Ppo恒定的情況下,可將(5)式和(7)式代入(6)式進行求解,得到滾子j+2的速度和加速度響應。

2.3 單向鏈推送過程的動力學模型

坦克炮塔回位之后,當炮膛軸線與藥倉的供彈線對齊時,推送鏈將儲彈筒中的彈藥直線推送至炮膛。坦克在行進過程中,在道路存在上、下坡時,彈藥的推送通道與水平線產生推送夾角ψ,夾角ψ影響推送鏈的推送性能。在推送過程中,鏈首與彈藥尾部接觸且不發(fā)生相對滑動,單向鏈受到導向槽和彈藥尾部的約束力,單向鏈近似為由多鏈節(jié)剛性連接的彈性桿。為了準確計算單向鏈的推送動力學響應,將各鏈節(jié)簡化為彈性阻尼單元[14],采用數(shù)軸法,建立伸出部分的多彈簧阻尼系統(tǒng)數(shù)學模型,如圖5所示。建立推送數(shù)軸Ox,Ox平行于推送通道,當ψ=0°時,Ox平行于水平方向,用xj表示滾子j在數(shù)軸Ox中的坐標位置,采用歸納法分析單向鏈的動力學響應。

以鏈節(jié)1為研究對象,此時的動力學方程為

圖5 單向鏈的推送動力學模型Fig.5 Pushing dynamics model of unidirectional chain

式中:K為工況系數(shù);x1和x0分別為滾子1和鏈首的坐標位置和關于時間t的函數(shù);F1,x為鏈節(jié)2對鏈節(jié)1在x軸方向的推力;mh為鏈首質量;ma為彈藥質量;k1和c1分別為鏈節(jié)1的彈簧剛度和阻尼系數(shù);Δ1,x=l-(x0-x1),l為單向鏈的節(jié)距。當推送通道水平時,K=0;坦克上坡工況時,K=1;坦克下坡工況時,K=2.

由圖4可知,此時鏈節(jié)2剛與鏈輪脫開嚙合狀態(tài),鏈節(jié)3即將進入嚙合狀態(tài),由此可得

依次類推可得到Fj+2,j+1的表達式:

聯(lián)立(3)式、(5)式、(6)式、(7)式及(8)式,即可求解鏈首的速度和加速度響應。

根據(jù)完整歸納法,可以得到前j節(jié)鏈節(jié)的動力學方程:

式中:Δj,x=l-(xj-1-xj);Ff,j+1為鏈節(jié)j+1與導向槽摩擦阻力,這是由伸出的j節(jié)鏈條對鏈節(jié)j+1產生較大的翻轉力矩產生的,即

3 數(shù)值仿真

在上部分中,蝸式推送鏈的動力學方程分為三部分:單向鏈抽出過程、嚙合過程及單向鏈推送過程,由于每部分的動力學方程均含有其他部分的參數(shù),因此,進行動力學求解時,需要將三部分聯(lián)立求解。上文的動力學方程均含有2階微分方程,借助數(shù)學軟件MATLAB,采用龍格-庫塔法進行求解。

單向鏈在推送過程中,拉力Fi,i-1和推力Fj,x在每步計算中都會發(fā)生變化,且大小取決于單向鏈推送的速度和加速度.由于單向鏈伸出部分簡化為多彈簧阻尼系統(tǒng),動力學方程(9)式含有j個方程和2j個未知數(shù),聯(lián)立(3)式、(6)式、(7)式及(9)式求解時,方程組含有j+3個方程,含有2j+2個未知數(shù),當j≥2時,未知數(shù)的個數(shù)大于方程數(shù),每次計算時需要增加初始條件以滿足方程解的唯一性。

當j=1、t0=0、x1(t0)=0、時,可計算出FN,N-1(t0)、及F1,x(t0),在t= Δt時,通過對積分,得到x1(t0+Δt)、,以x1(t0+Δt)、初始條件,求解出FN,N-1(t0+Δt)、及 F1,x(t0+Δt);依次增加時間Δt,反復進行計算滾子1的動力學參數(shù),計算出單向鏈推送一個節(jié)距P的嚙合周期Tm內的動力學參數(shù)。

當j≥3時,按照上述迭代方法,進行數(shù)值仿真,計算每前進位移P的過程中單向鏈的動力學參數(shù),計算一次完畢,蝸式鏈盒中減少一鏈節(jié),下一個鏈節(jié)參與鏈輪的嚙合,單向鏈伸出部分增加一個鏈節(jié),彈藥前進一個節(jié)距P;如此反復,求解出彈藥從起始位置到推送到位的整個動力學參數(shù)。

4 結果分析

采用上文的仿真方法,借助MATLAB編輯計算程序,將初始條件等主要參數(shù)代入到程序中,得到蝸式推送鏈在推送過程中的動力學響應。推送鏈機構的主要參數(shù)如表1所示,為了便于數(shù)值仿真,主要研究水平推送的工況,即K=0,ψ=0°;同時,通過拉力試驗[12]測量鏈節(jié)j的剛度系數(shù)kj,由于阻尼系數(shù)cj難以進行實驗測量,采用理論計算的方法獲取。

表1 蝸式推送鏈的主要參數(shù)Tab.1 Main parameters of helicoid pushing chain mechanism

在推送開始時,單向鏈盤曲在蝸式鏈盒中,由于速度為0,鏈輪的初始撥動力Fd,0由電機自身特性和啟動轉矩決定,根據(jù)最大啟動電流、減速比及鏈輪的節(jié)圓直徑,計算出Fd,0=500 N.在速度大于0時,通過(7)式計算電機額定功率Ppo下的驅動力Fd,j+2,當Fd,j+2<Fd,0時,驅動力Fd,j+2由初始設置Fd,0過渡至穩(wěn)定狀態(tài),驅動力由(7)式實時計算得到。同時,將單向鏈從鏈盒中抽出的拉力定義為Fp,監(jiān)測點設置在鏈盒出口處,抽出力Fp即為監(jiān)測點處的鏈節(jié)間拉力Fi,i-1.圖6為推送過程中抽出力Fp的變化曲線,在運動起始階段Fp迅速上升,隨著時間震蕩減小,逐漸趨于0.由于鏈輪的多邊形效應,每抽出一個鏈節(jié),F(xiàn)p劇烈波動一次,在整個推送過程中形成眾多鋸齒狀波形曲線。隨著鏈盒中的鏈節(jié)數(shù)量逐漸減小,抽出力也逐漸減小,當單向鏈完全抽出時,F(xiàn)p趨于0.從曲線可以發(fā)現(xiàn)在推送過程中,F(xiàn)p出現(xiàn)負值,這是受到鏈輪多邊形效應的影響,在一個嚙合周期Tm中,單向鏈的加速度急劇降低,鏈盒中的鏈節(jié)在自身慣性的作用下對伸出鏈節(jié)產生一定的推力,此時出口處Fi,i-1由拉力變換為壓力,造成抽出力Fp短暫出現(xiàn)負值。

圖7為鏈輪對滾子j的撥動力Fd,j(j為1~51),由Fd,j的變化曲線可知:在推送過程中,F(xiàn)d,j急劇增大,然后震蕩減小至近似穩(wěn)定波動狀態(tài),在t為0~0.5 s時,單向鏈整體處于加速過程,F(xiàn)d,j陡升之后隨著單向鏈的速度增加而震蕩減小,當單向鏈的速度趨于穩(wěn)定,F(xiàn)d,j開始正常波動。在t為0.5~2.1 s時,鏈輪每經歷一個嚙合周期Tm,F(xiàn)d,j震蕩一次,且振幅較大,產生較強的嚙合沖擊,但隨著單向鏈推送距離的增加,F(xiàn)d,j有減小的趨勢。

Corder(1974)將錯誤分析過程分為五個步驟:(1)收集學習者的語言樣本;(2)錯誤識別;(3)錯誤描述;(4)錯誤解釋;(5)錯誤評價。而后,他又將錯誤分為語言能力錯誤和語言使用錯誤兩大類,并對錯誤進行補充,分為前系統(tǒng)性錯誤、系統(tǒng)性錯誤和后系統(tǒng)性錯誤。

圖6 抽出力FpFig.6 Pulling force Fp

圖7 撥動力Fd,jFig.7 Thrust force Fd,j

為了驗證上述仿真結果的正確性,設置了一組推送速度測試試驗:將推送鏈機構安裝在測量平臺上,平臺上放置一定重量的物塊,物塊與平臺間產生的摩擦阻力為200 N,物塊在約束的軌道中運動,以模擬彈藥的運動過程,且鏈首僅與物塊接觸,以保持試驗條件與仿真的邊界條件一致;間隔200 mm設置測量點,共8個測量點,測試點放置光電開關,當鏈首經過測量點時,發(fā)出速度采集指令,由測速儀X50Ⅱ測量鏈首速度,如圖11所示。

測試并整理采集到的鏈首速度,與仿真得到推送速度(見圖9)進行比較,得到測量速度與仿真速度間的誤差,如表2所示。單向鏈啟動時,速度變化較大,且測量值本身存在誤差(0.5%),造成測量值與仿真值之間的誤差較大;在運動平穩(wěn)后,能夠精確測量出單向鏈的運動速度,此時仿真值與測量值間的誤差較小,因此,建立的動力學模型準確性較高。

圖8 滾子i的動力學參數(shù)Fig.8 Dynamic parameters of roller i

圖9 鏈首的速度Fig.9 Velocityof chain head

圖10 鏈首的加速度Fig.10 Accelerationof chain head

圖11 推送鏈機構的推送速度測試Fig.11 Pushing velocity test of pushing chain mechanism

表2 速度測量數(shù)據(jù)表Tab.2 Measurement data

5 結論

1)建立了單向鏈從鏈盒中抽出過程及鏈輪與單向鏈嚙合過程的動力學模型,同時,將單向鏈伸出部分簡化為多彈簧阻尼系統(tǒng),推導出單向鏈推送過程的動力學模型,得到了推送鏈機構的整體動力學模型。

2)采用龍格-庫塔法,對推送鏈整體動力學模型進行了數(shù)值仿真,獲得蝸式推送鏈的動力學響應情況。

3)仿真結果表明:在推送過程中,抽出力Fp逐漸震蕩減小,最后趨于0,鏈輪的撥動力Fd,j隨時間震蕩減小并趨于穩(wěn)定;由于鏈輪多邊形效應及嚙合沖擊的影響,鏈首加速度一直劇烈震動狀態(tài),但單向鏈的鏈首速度上升至穩(wěn)定狀態(tài)后近似恒定,具有較好的推送平穩(wěn)性,有利于彈藥的推送。

4)通過試驗測量,得出單向鏈真實運動速度與仿真速度較為吻合,本文建立的動力學模型準確性較高。

[1] Lee H J,Park B S,Lee J K,et al.Telescopic tube set for bridge transport system:US,8231096B2[P].2012-07-31.

[2] Enders M L,Green D J.Pyrotechnic safety device with retractable telescoping mechanism:US,7357415B2[P].2008-04-15.

[3] Lee D H,Chang D Y,Shin Y L,et al.Design and application of a wire-driven bidirectional telescopic mechanism for workspace expansion with a focus on shipbuilding tasks[J].Advanced Robotics,2011,25(6/7):699-715.

[4] Zimmer K J,Loomans T J,Lemke L L.Single beam aerial work platform:US,20120024091A1[P].1995-12-19.

[5] Kawabuchi I,Yoon W K,Kotoku T,et al.Linear-motion telescopic mechanism and robot arm having linear-motion telescopic mechanism:US,20120024091A1[P].2012-02-02

[6] 李業(yè)農,施祖康.往復推送鏈負變位設計的研究[J].機械傳動,2001,25(4):29-32. LI Ye-nong,SHI Zu-kang.Study on negative designing of reciprocating pushing chain[J].Journal of Mechanical Transmission,2001,25(4):29-32.(in Chinese)

[7] 張麗萍,李業(yè)農.往復推送鏈的運動精度可靠性研究[J].機械科學與技術,2005,24(10):1254-1256. ZHANG Li-ping,LI Ye-nong.Reliability design for displacement accuracy of reciprocating pushing chain[J].Mechanical Science and Technology,2005,24(10):1254-1256.(in Chinese)

[8] Chew M.Inertia effects of a roller-chain on impact intensity[J]. Journal of Mechanisms,Transmissions,and Automation in Design,1985,107:123-130.

[9] Troedsson I,Vedmar L.A method to determine the static load distribution in a chain drive[J].Journal of Mechanical Design,1999,121:402-408.

[10] Troedsson I,Vedmar L.A method to determine the dynamic load distribution in a chain drive[J].Journal of Mechanical Engineering Science,2001,15(5):569-579.

[11] Zheng H,Wang Y Y,Quek K P.A refined numerical simulation on dynamic behavior of roller chain drives[J].Shock and Vibration,2004,11(5):573-584.

[12] Xu L X,Yang Y H,Chang Z Y,et al.Clearance influence on dynamic response of intermittent roller chain drive[J].Chinese Journal of Mechanical Engineering,2010,23(6):699-708.

[13] Xu L X,Yang Y H,Chang Z Y,et al.Dynamic modeling of a roller chain drive system cossidering the flexibility of input shaft[J].Chinese Journal of Mechanical Engineering,2010,23(2): 1-8.

[14] Spicer J B.Effects of the nonlinear elastic behavior of bicycle chain on transmission efficiency[J].Journal of Applied Mechanics,2013,80(2):599-605.

Dynamics Analysis of Helicoid Pushing Chain Mechanism for Automatic Ammunition Loading System

ZHANG Lei-yu,YANG Yang
(School of Mechanical Engineering and Automation,Beihang University,Beijing 100191,China)

The helicoid pushing chain mechanism is a novel telescopic mechanism used to push objects from one position to another one rapidly.It occupies a minimal amount of space in the contact status.In constrained space the helicoid chain case adopted may store as many links as possible for acquiring a long telescopic distance.In order to analyze the influences of polygon effect and meshing impact on the dynamic properties and pushing stability of the unidirectional chain,the dynamics models are established for the processes of extracting the unidirectional chain from the helicoid chain case and it meshing with the sprocket.Meanwhile,the extended part is simplified as a multi-spring-damping system,and the dynamics model of pushing process is deduced.The full dynamics models is numerically simulated by using MATLAB software and Rung-Kutta method.The simulation results show that the drawing force acted on the unidirectional chain in the chaincase drops down to zero concussively over time,and the change of the thrust force transits form drastic oscillation to smooth fluctuation.Besides,the pushing velocity of the chain is nearly constant during the pushing process.Hence this mechanism has an excellent pushing sta-bility.In addition,the established dynamics models are verified by the experimental measurement of the pushing velocity.

ordnance science and technology;pushing chain mechanism;linear telescopic mechanism;polygon effect;unidirectional chain;multi-spring-damping system

TH122

A

1000-1093(2015)11-2024-08

10.3969/j.issn.1000-1093.2015.11.002

2014-11-03

總裝備部預先研究項目(41462030101RD01)

張雷雨(1988—),男,博士研究生。E-mail:zhangleiyu1988@126.com;楊洋(1962—),男,教授,博士生導師。E-mail:yang_mech@buaa.edu.cn

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