![](/user_photo/_userpic.png)
книги / Механизмы затворов ствольного оружия. Основы теории, расчета и проектирования
.pdf![](/html/65386/197/html_wG6q0cANsF.96y7/htmlconvd-FTofy1101x1.jpg)
Механизмы, обеспечивающие подачу патрона за счет вращения подающего звена (подвижных пальцев патронной ленты), имеют более сложную конструкцию (рис. 3.13).
Рис. 3.13. Схема механизма подачи с вращением подающего звена
Выражения для характеристик механизма, включающего две механические связи: затвор– подающее звено и подающее звено– лента, можно получить, используя соотношения (1.13) и (1.14):
k |
|
= |
R |
sin γ |
sinβ , η |
= |
tg γ − 2 f |
. |
(3.57) |
ППМ |
|
|
|||||||
|
|
r |
|
ППМ |
tg γ + 2 f |
|
|||
|
|
|
|
|
|
Задаваясь конструктивными углами механизма γ и β, можно определить необходимое соотношение радиусов рычага подающих пальцев:
kППМ = |
hп.п |
, |
R |
= |
kППМ |
. |
|
|
sin γ sinβ |
||||
|
∆ xз.п.п |
r |
|
3.5.2. Патроноподающие механизмы магазинного типа
Механизмы подачи патронов магазинного типа обеспечивают последовательное перемещение патронов из магазина к приемнику. Магазин имеет три основных рабочих элемента: корпус (собственно магазин), подаватель и подающую пружину. По характеру расположения патронов в магазине используются их две разновидности: однорядные и двухрядные (рис. 3.14).
101
![](/html/65386/197/html_wG6q0cANsF.96y7/htmlconvd-FTofy1102x1.jpg)
Вдвухрядных магазинах расположение осей трех соседних патронов образует равносторонний треугольник, а подаватель контактирует сразу с двумя последними патронами. Это позволяет избежать заклинивания патронов при их перемещении в магазине. При досылании патрон фиксируется в приемнике силой трения гильзы
озагибы магазина, причем для надежной фиксации необходимо, чтобы радиус загибов был меньше радиуса гильзы, т.е. rзаг < rг.
Впротивном случае положение патрона при подаче будет изменяться, что отражается на площадке контакта затвора с фланцем гильзы и на траектории движения патрона при его досылании.
Загибы магазина ограничивают выход патрона из приемника в ствольную коробку и обеспечивают его направление при досылании. При этом следует правильно назначить длину загибов во избежание продольного разворота патрона в приемнике от действия силового момента подающей пружины, что приведет к утыканию патрона в верхнюю часть канала ствола и его заклиниванию.
Рис. 3.14. Схемы механизмов подачи патронов магазинного типа
Очевидно, что при подаче патронов из коробчатого магазина скорость их перемещения подавателем переменная и зависит от текущего усилия подающей пружины и общей массы движущихся элементов, которая убывает по мере освобождения магазина от патронов. Шаг подачи можно принять равным наружному диаметру гильзы (hп.п = dг). Используя полученное ранее выражение для ско-
102
![](/html/65386/197/html_wG6q0cANsF.96y7/htmlconvd-FTofy1103x1.jpg)
рости движения механизма под действием усилия пружины, можно определить максимальную скорость подачи патрона из однорядного магазина:
Vп.п = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
(−) |
|
(−) с |
2 |
2 |
|
|
= |
|
|
|
|
τ п |
|
Пн (xп.к − xп.н )− τ п |
|
|
(xп.к − |
xп.н |
) , (3.58) |
|
1 |
|
|
2 |
||||||||
|
nmп + mпод + |
mпр |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где mп, mпод, mпр – масса патрона, подавателя и подающей пружины соответственно; xп.н, xп.к – положения подавателя в начале и конце
движения патрона при его подаче; n – количество патронов, оставшихся в магазине.
Масса ППМ
mППМ = n mп + mпод + 1 mпр.
3
Шаг подачи
hп.п = xп.к − xп.н.
Положение центра последнего патрона в магазине относительно начального положения подавателя при полном магазине определяется по формуле
xп.к + xп.н |
= l − n h |
+ |
hп.п |
, |
|
|
|
||||
2 |
м |
п.п |
2 |
|
|
|
|
|
где lм – длина полностью заполненного рабочего объема магазина. После преобразований выражение (3.58) примет вид
Vп.п = |
2 h |
|
τ п(−) Пн hп.п− τ п(−)сhп.п (lм− n hп.п+ |
h |
|
п.п |
|
п.п |
) . |
||
|
2 |
||||
|
n mППМ |
|
|
Если не учитывать массу подавателя и подающей пружины, то
|
|
|
Пн − сlм − с |
h |
|
|
|
||
|
|
|
п.п |
|
|
сh |
|
|
|
|
(−) |
2 |
|
||||||
Vп.п = |
2 τ п |
hп.п |
|
+ |
п.п |
. |
(3.59) |
||
|
|
|
|||||||
|
|
|
n mп |
|
|
|
mп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
103
![](/html/65386/197/html_wG6q0cANsF.96y7/htmlconvd-FTofy1104x1.jpg)
Полученное выражение показывает, что скорость подачи зависит от текущего количества патронов в магазине, причем для устранения этой зависимости достаточно правильно подобрать параметры подающей пружины, т.е. выполнить условие равенства нулю первого слагаемого подкоренного выражения.
|
Пн − сlм − с |
h |
|
h |
|
|
Если |
п.п |
= 0, |
тоПн = с lм + |
п.п |
. |
|
|
2 |
|||||
|
2 |
|
|
|
При этом усилие поджатия пружины в пустом магазине
Пн = сhп.п .
2
Скорость подачи как постоянная величина
|
= |
2 τ |
п |
(−)сh |
2 |
|
|
V |
|
п.п |
|
. |
(3.60) |
||
|
|
|
|
||||
п.п |
|
|
|
mп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задаваясь скоростью подачи и используя выражение (3.60), можно определить жесткость подающей пружины:
с = |
|
m V |
|
2 |
|
|
|
|
п п.п |
|
. |
||
2 |
τ |
(−) |
h |
2 |
||
|
|
|
п |
п.п |
Таким образом, для обеспечения относительного постоянства скорости подачи патронов из однорядного магазина необходимо использовать пружины с малой жесткостью, при этом усилие поджатой пружины в пустом магазине незначительно.
Для двухрядных магазинов шаг подачи ориентировочно равен половине диаметра гильзы: hп.п = dг/2.
Перемещение патронов при подаче из двухрядного магазина производится при наличии сил сопротивления от трения скольжения между патронами и боковой поверхностью коробки магазина. Силы трения возникают вследствие продавливания подаваемого патрона в приемник за счет его взаимодействия с соседним патроном и поверхностью загибов магазина. Схема сил, действующих на правый подаваемый патрон и левый соседний патрон, представлена на рис. 3.15.
104
![](/html/65386/197/html_wG6q0cANsF.96y7/htmlconvd-FTofy1105x1.jpg)
Продавливание патрона возможно при условии, что момент от силы нормальной реакции Nм со стороны поверхности загибов обеспечивает поворот патрона против часовой стрелки относительно точки контакта его с соседним левым патроном. Из условий равновесия патрона имеем:
Nм |
= |
П |
(cos (π / 3) cos (π / 6)=) П |
3 |
, |
|
|
|
|
|
|
|||
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
П – |
сила, |
действующая |
на |
|
Рис. 3.15. Схема сил, действую- |
||||||||
подаватель со стороны пружины. |
|
|
щих на подаваемый патрон |
|||||||||||
|
Скорость |
подачи |
патрона |
|
|
в двухрядном магазине |
||||||||
с учетом наличия сил сопротив- |
|
|
|
|
|
|
||||||||
ления от трения всех патронов в магазине |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 сh |
2 τ |
п |
(−) |
3 |
|
|
||
|
|
|
|
|
Vп.п = |
п.п |
|
1 − n f |
|
. |
(3.61) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
mп |
|
|
|
8 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Выражение (3.61) показывает, что при уменьшении количества |
|||||||||||||
патронов |
в магазине скорость |
подачи |
повышается, |
что связано |
с уменьшением сил сопротивления при трении патронов о коробку магазина и снижением общей массы патронов. Анализ последнего выражения при коэффициенте трения f = 0,1…0,15 показывает, что изменение скорости при подаче очередного патрона не превышает
3…5 %.
3.6.Проектирование стреляющих механизмов
Восновном в системах ствольного оружия используются стреляющие механизмы ударного действия пружинного типа, включающие боек, непосредственно создающий ударный импульс на капсульную втулку гильзы патрона, ударник или курок, воздействующие на боек, и боевую пружину, перемещающую ударник или курок. На рис. 3.16 показаны схемы работы стреляющих механизмов ударникового (а) и куркового (б) типов.
105
![](/html/65386/197/html_wG6q0cANsF.96y7/htmlconvd-FTofy1106x1.jpg)
Для создания необходимого ударного импульса и обеспечения воспламенения инициирующего состава боек должен обладать достаточной энергией Еб и скоростью удара Vб.
Рис. 3.16. Стреляющие механизмы:
а – ударникового типа; б – куркового типа
По характеру действия стреляющие механизмы можно разделить на три разновидности:
1. Ударник (курок) и боек связаны в одну деталь и движутся совместно.
Определяется приведенная масса механизма:
– для ударниковых механизмов
(mб + mу + 1 mп ) = 2Е2б ; 3 Vб
– для курковых механизмов
|
I |
к |
|
l 2 |
2Е |
||
(m + |
|
+ |
|
m ) = |
б |
, |
|
r 2 |
|
|
|||||
б |
|
3r2 п |
V 2 |
||||
|
|
|
|
|
|
б |
где Vб – скорость бойка при ударе по капсульной втулке; l, r – соответственно расстояние от оси вращения курка до точки контакта с
106
![](/html/65386/197/html_wG6q0cANsF.96y7/htmlconvd-FTofy1107x1.jpg)
пружиной и точки контакта с бойком; Еб – энергия бойка; Iк – момент инерции курка; mб , mу, mп − массы бойка, ударника и боевой
пружины.
После выбора среднего усилия боевой пружины Пср( −) опреде-
ляется полный ход пружины:
– для ударниковых механизмов
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
V 2 |
|
|
||
wп = (mб + mу + |
|
mп ) |
|
|
б |
; |
|
||||||
3 |
2 Пср(−) |
|
|||||||||||
– для курковых механизмов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
= (m + |
I |
к |
+ |
l 2 |
|
|
|
|
V 2 |
|
|
|
w |
|
|
|
|
m ) |
|
б |
|
. |
||||
|
|
|
|
|
|
Пср(−) |
|||||||
п |
б |
r 2 |
|
3r |
2 |
п |
2 |
|
2. Воздействие ударника (курка) на боек происходит с жестким несвязывающим ударом.
Определяется масса бойка:
mб = 2Е2б .
Vб
Выбирается масса ударника (момент инерции курка), масса пружины и определяется скорость ударника (угловая скорость курка) до удара по бойку:
– для ударниковых механизмов
|
|
|
m |
|
+ m |
|
|
|
+ |
1 |
m |
|||||||||||
|
|
у |
|
|
|
|||||||||||||||||
Vу = Vб |
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
п |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
(m |
|
|
+ |
|
|
m ) (1 + b) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
у |
|
3 |
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
||||||
– для курковых механизмов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
m r2 + I |
|
|
+ |
l 2 |
|
m |
|||||||||||||
|
|
|
к |
|
|
|||||||||||||||||
ω к= |
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
п |
||||||||
Vб |
|
|
|
|
|
|
|
, |
||||||||||||||
(I |
|
|
+ |
l 2 |
m ) (1 |
+ b) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
к |
|
3 |
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
где Vу, ω к – скорость ударника и угловая скорость курка при ударе по бойку.
107
После выбора среднего усилия боевой пружины Пср( −) опреде-
ляется полный ход пружины:
– для ударниковых механизмов
w |
= (m |
+ |
1 |
m ) |
Vу |
2 |
; |
|
2 Пср(−) |
||||||
п |
у |
|
3 |
п |
|
– для курковых механизмов
wп = (Iк + |
l 2 |
ω к |
2 |
|
|
|
mп ) |
|
. |
||
3 |
2 Пср(−) |
3. Воздействие ударника (курка) на боек происходит с жестким связывающим ударом (b = 0).
Определяется суммарная масса бойка и ударника:
m + m |
у |
= |
|
2Еб |
. |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
б |
|
|
|
|
V 2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Определяется скорость ударника |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
m + m + |
1 |
m |
||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||
Vу = Vб |
б |
|
|
|
|
у |
|
|
|
3 |
п |
|
||||||
(m + |
1 |
m ) |
||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
у |
|
3 |
|
|
п |
|
|
|
|||||
или угловая скорость курка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m r2 |
+ I |
|
+ |
l 2 |
m |
||||||||||||
|
к |
|
||||||||||||||||
ω к= Vб |
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
п |
|||||||
|
|
|
|
|
|
. |
||||||||||||
|
(I |
|
+ |
l 2 |
m ) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
к |
|
|
3 |
|
|
|
|
п |
|
|
|
![](/html/65386/197/html_wG6q0cANsF.96y7/htmlconvd-FTofy1109x1.jpg)
4. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ, ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ И РЕШЕНИЯ ПРОЕКТНЫХ ЗАДАЧ
4.1.Задания к первой главе и примеры их выполнения
Взаданиях 4.1.1 – 4.1.6 плечом момента трения в шарнирных направляющих кулачков пренебречь (l = 0).
Задание 4.1.1
Определить мгновенные значения локальных и общих передаточных функций и коэффициентов полезного действия для двухзвенных связей механизма, представленного на рис. 4.1.1. Коэффициенты трения в связях и направляющих принять равными 0,2.
Рис. 4.1.1. Движение рычага взведения ударника при действии затворной рамы на толкатель
Пример решения. Механизм включает две последовательно действующие простые связи: ползун– ползун и ползун– кулачок. Для первой связи в соответствии с рисунком углы между нормалью и векторами скоростей ведущего α0 и ведомого α1 ползунов равны соответственно 30º и 15º. В соответствии с зависимостями (1.3) и (1.4) для связи ползун– ползун имеем:
k0−1 |
= |
cos 30° |
= 0,9; |
η 0−1 |
= |
1 − 0, 4 tg 15° − 0, 04 |
= 0, 717. |
cos 15° |
|
||||||
|
|
|
|
1 + 0, 4 tg 30° − 0, 04 |
109
![](/html/65386/197/html_wG6q0cANsF.96y7/htmlconvd-FTofy1110x1.jpg)
Для второй связи угол между нормалью и вектором скорости ползуна α0 = 90º − (180º − 45º −75º) = 30º, угол между нормалью
ирадиусом вращения кулачка β1 = 90º.
Всоответствии с зависимостями (1.7) и (1.9) для связи ползун– кулачок, пренебрегая малым плечом момента трения кулачка, имеем:
k |
|
= |
1 |
|
cos 30° |
= 21, 65 |
1 |
; |
η |
= |
|
1 |
= 0,840; |
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
1−2 |
|
0, 04 sin 90° |
|
|
м |
|
|
|
1−2 |
1 |
+ 0, 4 tg 30° − 0, 04 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
k |
|
|
= 0,9 21, 65 |
=19, 49 |
1 |
|
; |
η |
= 0, 717 0,840= 0, 602. |
||||||
0 |
−2 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
0−2 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 4.1.2
Определить мгновенные значения локальных и общих передаточных функций и коэффициентов полезного действия в связях ленточного патроноподающего механизма станкового пулемета. Схема механизма представлена на рис. 4.1.2.
Конструктивные данные: a = 0,04 м; l = 0,06 м; γ0 = 15º; φ1= 45º;
δ1 = 35º; γ2 = 65º; l2 = 0.
Коэффициенты трения в связях и направляющих принять равными 0,2.
Рис. 4.1.2. Движение звеньев патронной ленты при подаче патрона
Пример решения. Механизм включает две последовательно действующие простые связи: ползун– кулачок и кулачок– ползун.
110