Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

До создания автоматов, винтовки являлись основным вооружением пехоты. Магазинные винтовки, ставшие вершиной конструкторской мысли для неавтоматического оружия, обладали значительной дальностью эффективного огня - до 600 м, высокой боевой скорострельностью - до 30 в/мин, мощный патрон с пулями специального назначения. Сравнительно небольшая масса - до 5 кг, простота устройства и высокая надежность позволяют действовать с ними в различных условиях боя. Для поражения противника в рукопашном бою большинство образцов винтовок имеет откидной и съемный штык.

Снайперские винтовки, это специально изготовленные винтовки имеющие особо кучный бой. Они снабжаются оптическим прицелом и специальным снайперскими патронами, что существенно повышает кучность стрельбы. В последние годы появились крупнокалиберные снайперские винтовки с эффективной дальностью стрельбы 1200-1500 м.

На смену неавтоматическим магазинным винтовкам, предшествовавшие второй мировой войне, стали приходить автоматические и самозарядные винтовки.

В плоть до 60х годов на вооружение советской армии стояла снайперская винтовка, представляющая собой вариант 7,62 мм магазинной винтовки образца 1891/30 гг. системы Мосина, приспособленной для установки снайперского прицела и имевшая некоторые другие доработки, мало влияющие на кучность боя. В 1958 году были начаты работы над специальной снайперской самозарядной винтовки под тоже 7,62 мм винтовочный патрон образца 1908/30 гг. (7,62?54).

Предполагалось совместить в винтовке маневренность и неприхотливость самозарядного оружия с точностью и кучностью специальных целевых образцов. Не случайно задание на разработку было выдано конструктору спортивного целегого оружия Е.Ф. Драгунову. Параллельно с ним работал А. Константинов, свой образец СВС-12В разработали и С.Т. Симонов. После долгих испытаний, в 1963 г. образец Драгунова был принят на вооружение под обозначением СВД.

Автоматика СВД действует за счет отвода пороховых газов через боковое отверстие в стенке канала ствола в газовую камору. Запирание канала ствола осуществляется поворотом затвора на 3 боевых упора симметрично расположенными вдоль оси.

Ведущей деталью автоматики служит затворная рама, воспринимающая воздействие пороховых газов через газовый поршень и толкатель. Толкатель и поршень выполнены как отдельные детали с собственной возвратной пружиной и возвращаются в переднее положение сразу же после отброса рамы назад. Рукоятка перезаряжания выполнена заодно с затворной рамой и расположена с права. Возвратный механизм затворной рамы включает две пружины, что повышает плавность работы автоматики. Газовая камора имеет регулятор количества отводимых пороховых газов.

Ударный механизм - курковый, с П - образной боевой пружиной кручения. Спусковой механизм допускает ведение только одиночного огня. Предохранитель флажковый, двойного действия: он одновременно запирает спусковой крючок и ограничивает движение затворной рамы назад подпирая рукоятку перезаряжания. Автоспуск обеспечивает производство выстрела только при плотно запертом канале ствола. УСМ собран в отдельном корпусе. На дульной части ствола имеется деревянный приклад: вырез в прикладе образует пистолетную рукоятку.

Для удобства прицеливания на прикладе крепится регулируемая щека. Узел цевья состоит из двух симметричных ствольных накладок с прорезями для улучшенного охлаждения ствола. На винтовку крепится оптический прицел ПСО - 1, четырех кратного увеличения. Сетка прицела имеет специальную дальномерную шкалу. В оптическую схему прицела введен люминесцентный экран, позволяющий обнаружить источник ИК излучения. Прицел снабжен механизмами выверки по дальности и направлению и устройством освещения сетки. Винтовка также имеет открытый секторный прицел с расположением колодки в середине, и мушки у дульного среза ствола.

Для стрельбы из снайперской винтовки был разработан 7,62 мм снайперский патрон, пуля у которого в целом аналогична обыкновенной пуле со стальным сердечником, но обеспечивающая лучшую кучность. Для стрельбы из СВД можно применять все типы патрона 7,62?54. 10 патронов в шахматном порядке размещаются в сменном металлическом магазине коробчатой секторной формы.

ТТХ:

Вес винтовки:

- без магазина и оптического прицела, кг 3,7

- со снаряженым магазином и оптикой, кг 4,52

Длина, мм 1225

Длина ствола, мм 620

Число нарезов 4

Шаг нарезов, мм 320

Начальная скорость, м/с 825

Дульная энергия, Дж 3307

1. Техническое задание

Спроектировать снайперскую винтовку на базе СВД обеспечивающую поражение цели в бронежилете 5-ого уровня защиты на расстоянии 300 м.

Для решения этой задачи нужно изменить баллистические характеристики винтовки СВД, т.е. Изменить длину ствола.

2. Расчетная часть

Для решения задачи внутренней баллистики необходимо определить необходимую начальную скорость пули.

Удельная энергия бронежилетов 5-ого уровня для поражения составляет 45.

Определим скорость пули для обеспечения необходимой удельной энергии.

,

где m - масса пули, 0,0096 кг

V - скорость пули у цели

E - удельная энергия для поражения, 45

S - площадь пули, 0,00004561 м²

Для определения начальной скорости пули используем программу «Vneshbol».

Входные данные

Баллистичкский коэффициент C 6.7

Угол бросания Q 1 (град)

Начальная скорость Vo 900 (m/c)

Шаг вывода результатов H 40 (m)

Для решения основной задачи внутренней баллистики используется программа «L16pc Version4.0».

Исходные данные:

Kалибр (мм): 7.62000 Коэф.формы Каппа1: 1.17300

Масса снаряда (кг): 0.00960 Коэф.формы Лямбда1: -0.14500

Масса заряда (кг): 0.00315 Коэф.формы Мю1: 0.00000

Обьем каморы (дм3): 0.00380 Коэффициент Zк: 1.00000

Макс.бал. давл. (МПа): 310.00000 Коэф.формы Каппа2: 0.00000

Сила пор. (Мдж/кг): 1.05000 Коэф.формы Лямбда2: 0.00000

Коволюм (дм3/кг): 0.95000 Импульс (МПа*с): 0.22400

Парам.расшир. Тета: 0.20000 Давл.распат. (МПа): 10.00000

Плот.пороха (кг/м3): 1.60000 Коэффициент Фи1: 1.10000

Коэфф.бутылочности: 2.00000 Шаг интегрир. (сек): 0.00001

Результаты решения прямой задачи:

Pcн, МПа Ркн, МПа Рср, МПа Пси l, м t, cек v, м/сек

12.4 14.4 13.8 0.009 0.000 0.00004 1.9

30.3 35.2 33.6 0.021 0.001 0.00013 11.0

69.9 81.4 77.6 0.050 0.003 0.00024 32.7

141.9 165.2 157.4 0.112 0.008 0.00034 79.7

227.1 264.4 251.9 0.219 0.020 0.00044 164.2

270.3 314.7 299.9 0.357 0.042 0.00054 279.8

Максимум давления

271.2 315.7 300.9 0.386 0.048 0.00055 304.5

255.4 297.3 283.3 0.494 0.076 0.00063 401.1

214.9 250.2 238.4 0.609 0.122 0.00073 508.5

174.3 202.9 193.4 0.700 0.177 0.00083 596.8

141.2 164.4 156.6 0.772 0.240 0.00093 668.3

115.6 134.6 128.2 0.829 0.310 0.00103 726.4

96.0 111.8 106.5 0.875 0.385 0.00113 774.4

80.9 94.2 89.7 0.912 0.465 0.00123 814.5

69.0 80.4 76.6 0.944 0.548 0.00133 848.5

59.6 69.4 66.1 0.971 0.634 0.00143 877.6

Дульный момент

52.8 61.5 58.6 0.989 0.712 0.00152 900.0

Eд= 3.89 кДж КПД= 0.235 Iк= 0.2240 МПа*с

Tг1= 3231 К Тгд= 2471 К Iотд= 12.66 Н*с

При проектировании ствола необходимо определить его основные размеры. Размеры ствола определяются при его расчёте на прочность.

Расчёт ствола на прочность производим при помощи программы Stv20pc. Тип ствола - моноблок, материал ствола сталь 30ХН2МФА ГОСТ 4543-88, категория прочности материала ствола «O» - 85.

Расчет баллистики

Исходные данные для расчета баллистики:

Kалибр (мм): 7.62000 Коэф.формы Каппа1: 1.17300

Масса снаряда (кг): 0.00960 Коэф.формы Лямбда1: -0.14500

Масса заряда (кг): 0.00315 Коэф.формы Мю1: 0.00000

Обьем каморы (дм3): 0.00380 Коэффициент Zк: 1.00000

Макс.бал. давл(МПа): 310.00000 Коэф.формы Каппа2: 0.00000

Сила пор. (Мдж/кг): 1.05000 Коэф.формы Лямбда2: 0.00000

Коволюм (дм3/кг): 0.95000 Импульс (МПа*с): 0.22400

Парам.расшир. Тета: 0.20000 Давл.распат. (МПа): 10.00000

Плот.пороха (кг/м3): 1.60000 Коэффициент Фи1: 1.10000

Коэфф.бутылочности: 2.00000 Шаг интегрир. (сек): 0.00001

Результаты решения для t=+15 C:

Pcн, МПа Ркн, МПа Рср, МПа Пси l, м t, cек v, м/сек

19.6 22.8 21.7 0.002 0.000 0.00008 5.5

47.3 55.0 52.4 0.022 0.001 0.00018 19.9

104.5 121.6 115.9 0.067 0.005 0.00028 53.0

191.8 223.3 212.8 0.155 0.013 0.00038 119.8

264.6 308.0 293.5 0.287 0.030 0.00048 225.5

Максимум давления

278.6 324.3 309.0 0.375 0.046 0.00054 300.2

275.2 320.3 305.3 0.434 0.059 0.00058 350.8

240.8 280.3 267.1 0.565 0.100 0.00068 469.1

196.7 229.0 218.2 0.671 0.152 0.00078 568.6

158.5 184.6 175.9 0.753 0.213 0.00088 649.0

128.7 149.8 142.8 0.818 0.281 0.00098 714.1

106.0 123.4 117.6 0.870 0.355 0.00108 767.2

88.6 103.1 98.2 0.912 0.434 0.00118 811.3

75.0 87.3 83.2 0.946 0.518 0.00128 848.4

64.3 74.9 71.4 0.976 0.604 0.00138 880.0

Конец горения

55.8 64.9 61.9 1.000 0.693 0.00148 907.3

55.8 64.9 61.9 1.000 0.693 0.00148 907.3

Дульный момент

54.0 62.9 59.9 1.000 0.712 0.00150 912.4

Eд= 4.00 кДж КПД= 0.242 Iк= 0.2210 МПа*с

Tг1= 3231 К Тгд= 2450 К Iотд= 12.78 Н*с

Результаты решения для t=-50.0 C

Pcн, МПа Ркн, МПа Рср, МПа Пси l, м t, cек v, м/сек

17.8 20.7 19.7 0.001 0.000 0.00008 5.2

38.4 44.7 42.6 0.015 0.001 0.00018 17.4

77.0 89.6 85.4 0.045 0.004 0.00028 42.9

134.1 156.1 148.7 0.100 0.011 0.00038 90.4

188.7 219.6 209.3 0.183 0.023 0.00048 164.6

211.4 246.1 234.5 0.282 0.044 0.00058 257.1

Максимум давления

211.6 246.3 234.7 0.292 0.047 0.00059 266.8

200.4 233.2 222.3 0.379 0.075 0.00068 351.8

173.9 202.5 192.9 0.463 0.114 0.00078 437.2

146.0 169.9 161.9 0.534 0.162 0.00088 509.9

121.7 141.7 135.0 0.591 0.216 0.00098 570.6

102.1 118.8 113.2 0.638 0.275 0.00108 621.3

86.4 100.6 95.8 0.677 0.340 0.00118 664.1

73.9 86.0 82.0 0.710 0.408 0.00128 700.4

63.9 74.4 70.9 0.738 0.480 0.00138 731.7

55.7 64.9 61.8 0.762 0.554 0.00148 758.8

49.0 57.1 54.4 0.783 0.631 0.00158 782.6

Дульный момент

43.4 50.5 48.1 0.801 0.712 0.00168 803.9

Eд= 3.10 кДж КПД= 0.188 Iк= 0.2536 МПа*с

Tг1= 3231 К Тгд= 2625 К Iотд= 11.73 Н*с

Результаты решения для t=+ 50.0 C

Pcн, МПа Ркн, МПа Рср, МПа Пси l, м t, cек v, м/сек

20.6 23.9 22.8 0.003 0.000 0.00008 5.6

52.3 60.9 58.1 0.026 0.001 0.00018 21.2

121.2 141.1 134.5 0.080 0.005 0.00028 58.9

227.3 264.6 252.1 0.190 0.015 0.00038 137.6

307.3 357.7 340.8 0.352 0.034 0.00048 261.9

Максимум давления

315.9 367.7 350.4 0.423 0.046 0.00052 318.9

305.5 355.6 338.8 0.525 0.068 0.00058 404.2

256.6 298.8 284.7 0.671 0.115 0.00068 532.9

204.1 237.6 226.4 0.784 0.173 0.00078 637.4

161.8 188.3 179.5 0.870 0.241 0.00088 720.2

130.0 151.3 144.2 0.936 0.317 0.00098 786.2

106.2 123.7 117.9 0.989 0.398 0.00108 839.7

Конец горения

100.4 116.8 111.3 1.000 0.424 0.00111 853.8

85.2 99.1 94.5 1.000 0.484 0.00118 883.3

68.3 79.5 75.7 1.000 0.575 0.00128 918.0

56.0 65.1 62.1 1.000 0.668 0.00138 946.1

Дульный момент

51.3 59.8 57.0 1.000 0.712 0.00143 957.4

Eд= 4.40 кДж КПД= 0.266 Iк= 0.2078 МПа*с

Tг1= 3231 К Тгд= 2371 К Iотд= 13.21 Н*с

Исходные данные для проектирования ствола:

Запас прочности Na…………………… 0.80000

Запас прочности Nb…………………… 1.10000

Запас прочности Nc…………………… 1.20000

Запас прочности Nd…………………… 3.50000

Число сечений…………………… 25.00000

Длина ствола lд, м…………………… 0.71200

Длина каморы lкм, м…………………… 0.07315

Мин.температура, гр…………………… -50.00000

Макс.температ., гр…………………… 50.00000

Катег.прочн. трубы…………………… 75.00000

Категория кожуха…………………… 75.00000

Натяг, мм…………………… 0.00000

Участок скрепл., м…………………… 0.04000

Тип ствола: МОНОБЛОК

Результаты проектного прочностного расчета ствола:

Nс L, м d1, мм d2, мм a p, МПа N Pж, МПа Рд, МПа ПРОЧНОСТЬ

1 0.000 12.48 22.51 1.803 367.7 0.800 294.2 294.2 +

2 0.019 12.08 24.56 2.032 366.6 0.878 322.0 322.0 +

3 0.038 11.68 27.41 2.346 363.5 0.956 347.6 347.6 +

4 0.040 10.69 25.39 2.375 363.2 0.962 349.5 349.5 +

5 0.043 8.61 21.00 2.439 362.4 0.975 353.4 353.4 +

6 0.052 8.55 22.73 2.659 359.8 1.014 364.7 364.7 +

7 0.055 7.92 21.70 2.740 358.9 1.026 368.2 368.2 +

8 0.073 7.92 26.70 3.371 352.2 1.100 387.4 387.4 +

9 0.074 7.92 26.73 3.375 351.8 1.101 387.5 387.5 +

10 0.093 7.92 26.95 3.403 342.5 1.133 388.1 388.1 +

11 0.121 7.92 25.38 3.205 325.2 1.179 383.4 383.4 +

12 0.149 7.92 22.75 2.872 297.6 1.254 373.3 373.3 +

13 0.195 7.92 19.27 2.433 249.2 1.417 353.0 353.0 +

14 0.250 7.92 16.30 2.058 201.4 1.611 324.5 324.5 +

15 0.273 7.92 15.51 1.958 185.5 1.692 314.0 314.0 +

16 0.313 7.92 14.49 1.830 162.5 1.834 297.9 297.9 +

17 0.383 7.92 13.36 1.687 132.4 2.081 275.4 275.4 +

18 0.458 7.92 12.60 1.591 109.6 2.345 257.0 257.0 +

19 0.473 7.92 12.48 1.576 105.8 2.398 253.8 253.8 +

20 0.538 7.92 11.88 1.499 89.8 2.628 235.9 235.9 +

21 0.573 7.92 11.55 1.458 81.8 2.751 225.0 225.0 +

22 0.621 7.92 11.19 1.413 72.6 2.921 212.1 212.1 +

23 0.673 7.92 10.91 1.378 64.8 3.105 201.1 201.1 +

24 0.707 7.92 10.83 1.367 61.2 3.225 197.5 197.5 +

25 0.785 7.92 10.63 1.343 54.0 3.500 189.1 189.1 +

M= 0.986 кг Xц.м.= 0.2181 м

Результаты проверочного прочностного расчета ствола:

Nс L, м d1, мм d2, мм a p, МПа N Pж, МПа Рд, МПа ПРОЧНОСТЬ

1 0.000 12.48 30.00 2.403 367.7 0.955 294.2 351.2 +

2 0.019 12.08 30.00 2.483 366.6 0.971 322.0 355.9 +

3 0.038 11.68 30.00 2.568 363.5 0.991 347.6 360.4 +

4 0.040 10.69 30.00 2.806 363.2 1.021 349.5 370.8 +

5 0.043 8.61 30.00 3.484 362.4 1.076 353.4 389.8 +

6 0.052 8.55 30.00 3.509 359.8 1.085 364.7 390.3 +

7 0.055 7.92 30.00 3.788 358.9 1.101 368.2 395.2 +

8 0.073 7.92 30.00 3.788 352.2 1.122 387.4 395.2 +

9 0.074 7.92 28.00 3.535 351.8 1.111 387.5 390.8 +

10 0.093 7.92 28.00 3.535 342.5 1.141 388.1 390.8 +

11 0.121 7.92 28.00 3.535 325.2 1.202 383.4 390.8 +

12 0.149 7.92 25.00 3.157 297.6 1.284 373.3 382.2 +

13 0.195 7.92 25.00 3.157 249.2 1.534 353.0 382.2 +

14 0.250 7.92 25.00 3.157 201.4 1.897 324.5 382.2 +

15 0.273 7.92 22.00 2.778 185.5 1.993 314.0 369.7 +

16 0.313 7.92 22.00 2.778 162.5 2.275 297.9 369.7 +

17 0.383 7.92 18.00 2.273 132.4 2.588 275.4 342.5 +

18 0.458 7.92 18.00 2.273 109.6 3.126 257.0 342.5 +

19 0.473 7.92 18.00 2.273 105.8 3.237 253.8 342.5 +

20 0.538 7.92 14.00 1.768 89.8 3.218 235.9 288.8 +

21 0.573 7.92 14.00 1.768 81.8 3.532 225.0 288.8 +

22 0.621 7.92 14.00 1.768 72.6 3.977 212.1 288.8 +

23 0.673 7.92 12.00 1.515 64.8 3.701 201.1 239.7 +

24 0.707 7.92 12.00 1.515 61.2 3.915 197.5 239.7 +

25 0.785 7.92 12.00 1.515 54.0 4.437 189.1 239.7 +

M= 1.721 кг Xц.м.= 0.2440 м

винтовка автоматика оружие снайперский

3. Расчет автоматики оружия

Расчет двигателя автоматики производиться по программе «Bgdss». Для системы с использованием в качестве двигателя автоматики бокового газового двигателя типична схема запирания канала ствола поворотом затвора: палец на затворе взаимодействует с фигурным пазом на затворной раме, при этом затвор поворачиваясь закрепляется своими боевыми выступами за боевые упоры на ствольной коробке.

Запирание облегчает выступ на ствольной, с которым взаимодействует выступ затвора во время движения затворной рамы в КПП. Запирание осуществляется на 3 боевых упора, что улучшает центрирование патрона в патроннике.

В данном расчете мы должны получить скорость ведущего звена при откате и накате. При расчете пользовались программой BGDSS, в которую в которую вводили конструктивные данные газового двигателя, М_ПР и F_ПР при откате и накате на участках циклограммы и коэффициенты удара взаимодействующих частей.

Элементы автоматики:

- Масса затвора: М_З = 0,09 кг

- Масса затворной рамы: М_ЗР = 0,3 кг

- Масса подвижных частей: М_ПЧ = 0,39 кг

- Момент инерции затвора:

V₁ = рR₁²h1 = 3.14*16*95 = 4772.8 мм³

V₂ = рR₂²h₂ = 3.14*156.25*20 = 9812.5 мм³

V = V₁ + V₂ = 14585.3 мм³

m₁ = (V₁ * М_З)/V = 0.03

m₂ = (V₂ * М_З)/V = 0.06

I_З = I₁ + I₂

I₁ = (m₁*R₁²)/2 = (0.03*0.004²)/2 = 0.24*10^-6 кг*м²

I₂ = (m₂*R₂²)/2 = (0.06*0.0125²)/2 = 4.69*10^-6 кг*м²

I_З = I₁ + I₂ = 0.432*10^-6+2.8125*10^-6 = 4.93*10^-6 кг*м²

- Длина отката: Х_ОТК = 0,142 м

- Масса патрона: М_П = 0,022 кг

- Момент инерции гильзы:

I_Г = (М_Г*R_Г²)/2 = (0,0093*0,006²)/2 = 0,16*10^-6 кг*м²

Момент инерции патрона:

I_П = (М_П*R_П²)/2 = (0,022*0,006²)/2= 0,39*10^-6 кг*м²

- Масса возвратной пружины: М_ВП = 0,02 кг

- Величина предварительного поджатия возвратной пружины: П_о = 33 н

- Жесткость возвратной пружины: С_ВП = 412 н/м

- Масса курка: М_К = 25 гр

- Момент инерции курка:

V₁ = р(R₂² - R₁²) H = 3.14*23.8*(23.04-12.25) = 806 мм³

V₂ = a*b*h= 7*13.4*(10-4) = 563 мм³

V₃ = a*b*h= 28*9.6*4 = 1075.2 мм³

V₄ = р(R₂² - R₁²) H = 3.14*4*(81-23.04) = 728 мм³

V = V₁ + V₂ + V₃ + V₄ = 3172.2 мм³

m₁ = (V₁ * М_К)/V = 0.0064

m₂ = (V₂ * М_К)/V = 0.0044

m₂ = (V₃ * М_К)/V = 0.0085

m₄ = (V₄ * М_К)/V = 0.0057

I₁ = (m₁*(R₁² +R₂²))/2 = (0.0064*(0,0048²+0,0035²))/2 = 0,113*10^-6 кг*м²

I₂ = (m₂*(a²+b²))/12 + m₂*L²= (0,0044*(0,007²+0,0134²))/12 + 0,0044*0,028²= 3,5*10^-6 кг*м²

I₃ = (m₃*(a²+b²))/12+m₃*L²= (0,0085*(0,0028²+0,0096²))/12 + 0,0085*0,022²= 4,18*10^-6 кг*м²

I₄ = (m₄*(R₁² +R₂²))/2 = (0.0057*(0,009²+0,0048²))/2 = 0,3*10^-6 кг*м²

I_К = I₁ + I₂ + I₃ + I₄ = 0,113*10^-6+3,5*10^-6+4,18*10^-6+0,3*10^-6= 8,1*10^-6 кг*м²

Определение передаточных отношений и КПД:

- Затвор - затворная рама:

i_З/ЗР = Vз/V_ЗР = tgб = tg45? = 1

КПД передачи:

Затворная рама - курок:

Передаточное отношение имеет непостоянное значение т.к. точка контакта постоянно смещается. Для определения передаточного отношения в конкретных точках были построены планы скоростей в этих точках с помощью программы «Компас 5.5», по которым были рассчитаны передаточные отношения при определенных положениях курка и затворной рамы.

Передаточное отношение

Результаты расчета сведены в таблицу

ХЗР	3	5	9	15	21	25	33	45	62	70
i	1,17	1,08	1,03	0,97	0,84	0,7	0,14	0,49	0,29	015
							0,79		0,32
Rк10-2 м	3,42	3,36	3,3	3,29	3,39	3,41	3,52	2,61	3,34	3,32
							2,05		1,96
ц, град	0	4,95	9,57	20,5	30,6	34,68	42,5	57,9	72,9	81,9
							29,2		61,2
зк	0,4	0,41	0,42	0,43	0,45	0,46	0,24	0,44	0,37	0,26
							0,45		0,39
Мпр.к	0,0239	0,0201	0,0186	0,0162	0,0111	0,0075	0,0005	0,00645	0,0016	0,0006
							0,0265		0,0056

Где Х_ЗР перемещение затворной рамы

R_к - радиус курка

I - передаточное отношение

з_к - КПД курка

f_ТР = 0,2 коэффициент трения

М_пр.к = приведенная масса курка



4. Расчет приведенных масс

Приведенной массой механизма называется такая условная расчетная величина массы, которую необходимо сосредоточить в точке приведения механизма, чтобы кинетическая энергия этой точки в каждый момент времени равнялась сумме +кинетических энергий всех подвижных звеньев механизма.

Откат

Х = 0…3 М_ПР = М_ЗР + 1/3*М_ВП = 0,3 + 1/3*0,02 = 0,307 кг

Х = 3 М_ПР = М_ЗР + 1/3*М_ВП + М_ПР.К = 0,3 + 1/3*0,02 +0,0239 = 0,331 кг

Х = 5 М_ПР = М_ЗР + 1/3*М_ВП + М_ПР.К = 0,3 + 1/3*0,02 +0,0201 = 0,327 кг

Начало поворота затвора

Х = 5 М_ПР=М_ЗР+1/3*М_ВП + М_ПР.К + = 0,307 + 0,0201 + = 0,37 кг

Х = 9 М_ПР=М_ЗР+1/3*М_ВП+М_ПР.К+ = 0,307 + 0,0186 + = 0,369 кг

Х = 15 М_ПР=М_ЗР+1/3*М_ВП+М_ПР.К+=0,307 + 0,0162 + = 0,366 кг

Канал ствола открылся и затвор начался двигаться в месте с затворной рамой

Х = 15 М_ПР=М_ПЧ+1/3*М_ВП+М_ПР.К+ М_Г=0,39+ 1/3*0,02 +0,0162+ 0,0093 = 0,422 кг

Х = 21 М_ПР=М_ПЧ+1/3*М_ВП+М_ПР.К+ М_Г=0,39+ 1/3*0,02 +0,0111+ 0,0093 = 0,417 кг

Х = 25 М_ПР=М_ПЧ+1/3*М_ВП+М_ПР.К+ М_Г=0,39+ 1/3*0,02 +0,0075+ 0,0093 = 0,413 кг

Х = 33 М_ПР=М_ПЧ+1/3*М_ВП+М_ПР.К+ М_Г=0,39+ 1/3*0,02 +0,0005+ 0,0093 = 0,406 кг

На данном участке работы автоматики происходит перехват курка т.е. скачкообразно меняется взаимодействия курка с затворной рамой радиус.

Х = 33 М_ПР=М_ПЧ+1/3*М_ВП+М_ПР.К+ М_Г=0,39+ 1/3*0,02 +0,0265+ 0,0093 = 0,432 кг

Х = 45 М_ПР=М_ПЧ+1/3*М_ВП+М_ПР.К+ М_Г=0,39+ 1/3*0,02 +0,00645+ 0,0093 = 0,412 кг

Х = 62 М_ПР=М_ПЧ+1/3*М_ВП+М_ПР.К+ М_Г=0,39+ 1/3*0,02 +0,0016+ 0,0093 = 0,4076 кг

Х = 70 М_ПР=М_ПЧ+1/3*М_ВП+М_ПР.К+ М_Г=0,39+ 1/3*0,02 +0,0006+ 0,0093 = 0,4065 кг

На данном участке работы курок выходит из зацепления с затворной рамой и встает своим боевым взводом на шептало автоспуска.

Х = 70…120 М_ПР=М_ПЧ+1/3*М_ВП+М_Г=0,39+ 1/3*0,02 + 0,0093 = 0,406 кг

Происходит отражение гильзы за приделы оружия

Х = 120…142 М_ПР=М_ПЧ+1/3*М_ВП=0,39+ 1/3*0,02 = 0,397 кг

Накат

Х = 142…120 М_ПР=М_ПЧ+1/3*М_ВП=0,39+ 1/3*0,02 = 0,397 кг

Происходит извлечение очередного патрона из патронника

Х = 120…15 М_ПР=М_ПЧ+1/3*М_ВП + М_П =0,39+ 1/3*0,02 + 0,022 = 0,419 кг

Начало запирания канала ствола

Х=15…5

М_ПР=М_ЗР+1/3*М_ВП+=0,3+1/3*0,02+=0,35 кг

Х = 5…0 М_ПР=М_ЗР+1/3*М_ВП =0,39+ 1/3*0,02 = 0,307 кг

Расчет приведенной силы

Приведенной силой называется условная расчетная величена, которая будучи приложенной к точке приведения механизма на возможном ее перемещении, производит работу, равную сумме элементарных работ приводимых сил, что эквивалентно равенству мощностей приведенной и приводимых сил.

Силы возвратной пружины

F_ВП = П_О + С_ВП*Х_ЗР

П₀ = 33 Н; Свп = 412 Н/м

Х, мм	0	3	5	9	15	21	25	33	45	62	70	120	142
Fвп H	33	34,236	35,06	36,708	39,18	41,652	43,3	46,596	51,54	58,544	61,84	82,44	91,504

Сила трения о патрон

где f_ТР - коэффициент трения f_ТР = 0,2

П_М - усилие поджатия пружины магазина при 10 патронов П_М = 24 Н

g - ускорение свободного падения g = 9,81 Н/м²

n - количество патронов в магазине, n = 10

М_П - масса патрона, М_П =0,022 кг

М_ПОД - масса подавателя, М_ПОД = 0,02 кг

Н

Момент силы сопротивления взведения курка

М_К = М_О + С_БП * ц_К

Где М_О - момент предварительного поджатия, М_О = 0,56 Н/м

ц_К - угол поворота курка, рад

С_БП - жесткость боевой пружины, Н/м

М_ц - момент в конце поджатия, М_ц = 1,05 Н/м

X	R	ц	Мк	Мк/Rк
3	0,0342	0	0,56	16,37427
5	0,0336	4,95	0,589618	17,54816
9	0,033	9,57	0,617262	18,7049
15	0,0329	20,5	0,682661	20,74956
21	0,0339	30,6	0,743093	21,92016
25	0,0341	34,68	0,767506	22,5075
33	0,0352	42,5	0,814296	23,13342
33	0,0205	42,5	0,814296	39,72178
45	0,0261	57,9	0,906441	34,72956
62	0,0334	72,9	0,996193	29,82614
70	0,0332	81,9	1,050044	31,62783

Откат

Х = 0 F_ПР = F_ВП + F_ТР.П = 33 + 4,33 = 37,33 Н

Х = 3 F_ПР = F_ВП + F_ТР.П = 34,236 + 4,33 = 38,566 Н

Х = 3 F_ПР = F_ВП + М_К/R_К + F_ТР.П = 34,236 + 16,37 + 4,33 = 54,94 Н

Х = 5 F_ПР = F_ВП + М_К/R_К + F_ТР.П + F_ТР.П = 35,06 + 17,55 + 4,33 = 56,94 Н

Х = 9 F_ПР = F_ВП + М_К/R_К + F_ТР.П = 36,708 + 18,7+ 4,33 = 59,74 Н

Х = 15 F_ПР = F_ВП + М_К/R_К + F_ТР.П = 39,18 + 20,75 + 4,33 = 64,26 Н

Х = 21 F_ПР = F_ВП + М_К/R_К + F_ТР.П = 41,652 + 21,92 + 4,33 = 67,902 Н

Х = 25 F_ПР = F_ВП + М_К/R_К + F_ТР.П = 43,3 + 22,51 + 4,33 = 70,14 Н

Х = 33 F_ПР = F_ВП + М_К/R_К + F_ТР.П = 46,596 + 23,133 + 4,33 = 74,06 Н

На данном участке работы автоматики происходит перехват курка т.е. скачкообразно меняется взаимодействия курка с затворной рамой радиус.

Х = 33 F_ПР = F_ВП + М_К/R_К+ F_ТР.П = 46,596 + 39,72 + 4,33 = 90,65 Н

Х = 45 F_ПР = F_ВП + М_К/R_К + F_ТР.П = 51,54+ 34,73 + 4,33 = 90,6 Н

Х = 62 F_ПР = F_ВП + М_К/R_К + F_ТР.П = 58,544+ 29,83 + 4,33 = 88,37 Н

Х = 70 F_ПР = F_ВП + М_К/R_К + F_ТР.П = 61,84+ 31,63 + 4,33 = 93.47 Н

На данном участке работы курок выходит из зацепления с затворной рамой и встает своим боевым взводом на шептало автоспуска.

Х = 70 F_ПР = F_ВП + F_ТР.П = 61,84 + 4,33 = 66,17 Н

Происходит отражение гильзы за приделы оружия

Х = 120 F_ПР = F_ВП + F_ТР.П = 82,44 + 4,33 = 86,77 Н

Х = 120 F_ПР = F_ВП = 82,44 = 82,44 Н

Х = 142 F_ПР = F_ВП = 84,5 = 91,504 Н

Накат

Х = 142 F_ПР = F_ВП = 84,5 = 91,504 Н

Х = 120 F_ПР = F_ВП = 82,44 = 82,44 Н

Происходит извлечение очередного патрона из патронника

Х = 120 F_ПР = F_ВП - F_ТР.П = 82,44 - 4,33 = 78,11 Н

Х = 0 F_ПР = F_ВП - F_ТР.П = 33 - 4,33 = 28,67 Н

По полученным данным М_ПР и F_ПР строим графики которые представлены на листе «Расчет автоматики».

5. Расчет двигателя автоматики

В данном расчете мы должны получить скорость ведущего звена при откате и накате. При расчете пользовались программой BGDSS, в которую в которую вводили конструктивные данные газового двигателя, М_ПР и F_ПР при откате и накате на участках циклограммы и коэффициенты удара взаимодействующих частей.

Расчет коэффициентов

- косой удар затворной рамы и затвора



- прямой удар затвора и затворной рамы

- прямой удар гильзы об отражатель

- прямой удар затвора по патрону

- косой удар затворной рамы и курка в момент взведения

- косой удар затворной рамы и курка в момент перехвата в точке Х = 33

- косой удар затворной рамы и курка в момент перехвата в точке Х = 62

Назначение параметров БГД.

1) Путь снаряда до ГО должен находится в пределах (0,5…0,7) l_д, т.е. от 0,276 м до 0,3864 м, примем 0,3175 м. Чем ближе газоотводное отверстие к казённой части, тем больше энергия двигателя (т.к. больше давление), но стабильность работы двигателя хуже (сильный разброс давлений в районе Р_max, не сгорает полностью порох, в результате чего на стенках газоотводного отверстия и газовой камеры образуется нагар). Чем дальше ГО от казённого среза ствола, тем меньше энергия и больше поперечные колебания ствола.

2) Диаметр поршня должен быть равен 10…14 мм, примем 11 мм. При увеличении диаметра поршня увеличивается площадь поршня, что приводит к повышению энергии двигателя, но сверху размер диаметра поршня ограничивается габаритами ствола.

3) Диаметр цилиндра получим из диаметра поршня, прибавив 0,1 мм, тогда диаметр цилиндра 11,1 мм.

4) Длина газовой камеры должна находится в пределах (1…1,5) диаметра поршня, т.е. от 1 мм до 20 мм, примем 20 мм. Длина газовой камеры характеризует начальный объём в газовом двигателе. Начальный свободный объём слабо влияет на энергию двигателя, при его изменении скорость к концу работы двигателя практически не изменяется, но её нарастание при увеличении свободного объёма становится более плавным.

5) Длина газопровода - это есть длина газовой камеры плюс путь поршня, т.е. примем длину газопровода равную 44 мм.

6) Угол наклона ГО примем 120°.

7) Диаметр ГО должен находится в пределах (1…0,5d), т.е. от 1 до 3,81 мм, примем 3,2 мм. Наиболее сильно влияет на энергию двигателя.

Исходные данные:

Kалибр (мм): 7.62000 Коэф.формы Каппа1: 1.17300

Масса снаряда (кг): 0.00960 Коэф.формы Лямбда1: -0.14500

Масса заряда (кг): 0.00315 Коэф.формы Мю1: 0.00000

Обьем каморы (дм3): 0.00380 Коэффициент Zк: 1.00000

Макс.бал. давл(МПа): 310.00000 Коэф.формы Каппа2: 0.00000

Сила пор. (МДж/кг): 1.05000 Коэф.формы Лямбда2: 0.00000

Коволюм (дм3/кг): 0.95000 Импульс (МПа*с): 0.22400

Парам.расшир. Тета: 0.20000 Давл.распат. (МПа): 10.00000

Плот.пороха (кг/дм3): 1.60000 Коэффициент Фи1: 1.10000

Коэфф.бутылочности: 2.00000 Шаг интегрир. (сек): 0.00010

Длина ствола lд(м): 0.71200

Начальная скорость Vд (м/с): 900.00000

Полная длина отката (м): 0.14200

Х-ка дульного уст-ва «Альфа»: 0.47000

Коэфф.удара в КЗП: 0.40000

Приведенные массы и силы при откате:

i Хi, м Мпрi, кг Aудi

1 0.000 0.307 1.0000

2 0.003 0.307 0.8800

3 0.003 0.331 1.0000

4 0.005 0.327 0.8300

5 0.005 0.370 1.0000

6 0.009 0.369 1.0000

7 0.015 0.366 0.8700

8 0.015 0.422 1.0000

9 0.021 0.417 1.0000

10 0.025 0.413 1.0000

11 0.033 0.406 0.9900

12 0.033 0.432 1.0000

13 0.045 0.412 1.0000

14 0.062 0.408 0.9900

15 0.070 0.407 1.0000

16 0.070 0.406 1.0000

17 0.120 0.406 0.9900

18 0.120 0.397 1.0000

j Хj, м Fпрj, кг

1 0.000 37.33

2 0.003 38.57

3 0.003 54.94

4 0.005 56.94

5 0.009 59.74

6 0.015 64.26

7 0.021 67.90

8 0.025 70.14

9 0.033 74.06

10 0.033 90.65

11 0.045 90.60

12 0.062 88.37

13 0.070 93.47

14 0.070 66.17

15 0.120 86.77

16 0.120 82.44

17 0.142 91.50

Приведенные массы и силы при накате:

i Хi, м Мпрi, кг Aудi

1 0.000 0.307 1.0000

2 0.005 0.307 1.0000

3 0.005 0.350 0.8300

4 0.015 0.350 1.0000

5 0.015 0.419 0.8700

6 0.120 0.419 1.0000

7 0.120 0.397 0.9700

8 0.142 0.397 1.0000

j Хj, м Fпрj, кг

1 0.000 28.67

2 0.120 78.11

3 0.120 82.44

4 0.142 91.50

Диаметр ГО, мм: 3.2000

Длина газопровода, мм: 44.0000

Угол наклона ГО, град: 120.0000

Диаметр поршня, мм: 11.0000

Диаметр цилиндра, мм: 11.1000

Площадь сбр. отв-й, мм2: 0.0000

Путь до сбр. отв-ий, мм: 0.0000

Длина газ. камеры, мм: 20.0000

Путь снаряда до ГО, м: 0.3175

6. Результаты расчета БГД

Откат

t, cек X, м V, м/сек р, МПа

0.000600 0.0006 2.91 25.176

Удар в точке 2 (X= 0.003 м):

cкорость до удара V= 6.82 м/с; после удара V= 6.00 м/с

Удар в точке 3 (X= 0.003 м):

cкорость до удара V= 6.00 м/с; после удара V= 6.00 м/с

0.001200 0.0037 6.62 20.725

Удар в точке 4 (X= 0.005 м):

cкорость до удара V= 7.65 м/с; после удара V= 6.35 м/с

Удар в точке 5 (X= 0.005 м):

cкорость до удара V= 6.35 м/с; после удара V= 6.35 м/с

0.001800 0.0080 7.60 9.882

Удар в точке 6 (X= 0.009 м):

cкорость до удара V= 8.02 м/с; после удара V= 8.02 м/с

0.002400 0.0129 8.59 4.900

Удар в точке 7 (X= 0.015 м):

cкорость до удара V= 8.86 м/с; после удара V= 7.71 м/с

Удар в точке 8 (X= 0.015 м):

cкорость до удара V= 7.71 м/с; после удара V= 7.71 м/с

0.003000 0.0178 7.87 2.714

Удар в точке 9 (X= 0.021 м):

cкорость до удара V= 8.01 м/с; после удара V= 8.01 м/с

0.003600 0.0226 8.06 1.665

Удар в точке10 (X= 0.025 м):

cкорость до удара V= 8.12 м/с; после удара V= 8.12 м/с

0.004200 0.0275 8.15 1.089

Удар в точке11 (X= 0.033 м):

cкорость до удара V= 8.09 м/с; после удара V= 8.01 м/с

Удар в точке12 (X= 0.033 м):

cкорость до удара V= 8.01 м/с; после удара V= 8.01 м/с

0.005700 0.0397 8.01 0.440

Удар в точке13 (X= 0.045 м):

cкорость до удара V= 7.88 м/с; после удара V= 7.88 м/с

Удар в точке14 (X= 0.062 м):

cкорость до удара V= 7.54 м/с; после удара V= 7.46 м/с

Удар в точке15 (X= 0.070 м):

cкорость до удара V= 7.26 м/с; после удара V= 7.26 м/с

Удар в точке16 (X= 0.070 м):

cкорость до удара V= 7.26 м/с; после удара V= 7.26 м/с

0.011700 0.0846 6.87 0.064

Удар в точке17 (X= 0.120 м):

cкорость до удара V= 5.64 м/с; после удара V= 5.59 м/с

Удар в точке18 (X= 0.120 м):

cкорость до удара V= 5.59 м/с; после удара V= 5.59 м/с

0.017700 0.1222 5.59 0.022

Удар в крайнем заднем положении: Vкзп= 4.68 м/с

Накат

t, cек X, м V, м/сек р, МПа

Удар в точке 8 (X= 0.142 м):

cкорость до удара V= -2.10 м/с; после удара V= -2.10 м/с

0.023700 0.1378 -2.33 0.013

Удар в точке 6 (X= 0.120 м):

cкорость до удара V= -3.69 м/с; после удара V= -3.69 м/с

Удар в точке 7 (X= 0.120 м):

cкорость до удара V= -3.69 м/с; после удара V= -3.58 м/с

0.029700 0.1197 -3.58 0.009

0.035700 0.0950 -4.68 0.007

0.041700 0.0635 -5.79 0.005

0.047700 0.0254 -6.91 0.004

Удар в точке 4 (X= 0.015 м):

cкорость до удара V= -7.31 м/с; после удара V= -7.31 м/с

Удар в точке 5 (X= 0.015 м):

cкорость до удара V= -7.31 м/с; после удара V= -6.36 м/с

Удар в точке 2 (X= 0.005 м):

cкорость до удара V= -6.59 м/с; после удара V= -6.59 м/с

Удар в точке 3 (X= 0.005 м):

cкорость до удара V= -6.59 м/с; после удара V= -5.47 м/с

Удар в крайнем переднем положении: Vкпп= 5.69 м/с

Энергия в КПЗ:

Данное значение энергии удовлетворяет заданному критерию проектирования.

Расчёт узла запирания.

Расчёт узла запирания представляет собой расчёт на срез и смятие боевых упоров затвора.

Расчёт боевых упоров на смятие.

где Р_м=367,7 МПа,

Р_м - максимальное канальное давление при пятидесяти градусах Цельсия; S_дн - площадь канала ствола в дульном срезе; F_см - площадь смятия боевых упоров; к - коэффициент неравномерности распределения нагрузки между боевыми упорами.

прочность на смятие обеспечивается.

Расчёт боевых упоров на срез.

для стали 45

где F_ср - площадь среза.

прочность на срез обеспечивается.

Расчёт механизма подачи патронов

Расчёт механизма подачи патронов представлен в виде расчёта своевременности подачи патрона на линию досылания (выбор основных параметров пружины магазина) и определения основных размеров коробчатых магазинов.

1) Из графика находим

2) Для наиболее надёжного извлечения:

3)  где - величина подъёма очередного патрона в магазине, тогда

4) где m_п - масса патрона, n - количество патронов в магазине:

а) При полном магазине: примем 30Н;

б) При одном патроне в магазине:

П_h=30Н<50Н - условие выполняется,

5) Основные размеры магазина:

Где Н_п - высота ступени подавателя; б_з - угол наклона загибов магазина (из прорисовки).

Расчет ударного механизма

Определение массы бойка из условия отсутствия инерционного накола капсюля.

где - энергия 100% невоспламенения капсюля, она для винтовочного патрона равна 0,304 Дж; - скорость затвора в КПП, она равна 5,69 м/с.

Тогда , примем , как у снайперской винтовки Драгунова.

Определение силовых параметров боевой пружины, обеспечивающих 100% воспламенение капсюля.

1) Для винтовочных патронов

2)

3)

4) 0,8 - коэффициент, учитывающий тепловые потери энергии при кручении пружины.

5) где М₀ - начальный момент на боевой пружине; n=2; ц_раб - рабочий угол боевой пружины, ц_раб=78°=1,36 рад.

Тогда

Расчёт времени срабатывания ударного механизма.

где t_к - время движения курка; t_у - время движения ударника.

где щ - частота колебаний тела под действием пружины, где С_угл - угловая жёсткость пружины курка, I_к - момент инерции курка, М₀ и М_к - начальный и конечный моменты закручивания пружины курка.

где - величина хода ударника; V_max - максимальная скорость ударника.

где V_у=0, ударник до удара по нему курка был неподвижен; b=0, удар без отскока; - замещающие массы ударника и бойка; i - передаточное отношение; V_к - скорость курка перед ударом, она определится из уравнения энергий:

Тогда

Расчёт спускового механизма

Расчёт спускового механизма заключается в расчёте усилия спуска. Усилие спуска должно находиться в пределах от 20 до 30 Н. Верхний предел назначается из условий достаточной эффективности стрельбы, а нижний предел обуславливается требованиями по безопасности обращения с оружием. Для определения усилия спуска рассмотрим детали спускового механизма в равновесии.

1) Запишем уравнение моментов относительно т. О для спускового крючка и тяги:

2) Запишем уравнение моментов относительно т. О₁ для шептала:

3) Запишем уравнение моментов относительно т. О₂ для курка:

Определим неизвестные реакции и усилие спуска:

Полученное усилие спуска удовлетворяет требованиям, предъявляемым к спусковым механизмам.

Расчёт возвратного механизма

Расчёт возвратного механизма состоит в подборе характеристик возвратной пружины.

1) Зная массу подвижных частей (0,39 кг), найдём необходимую энергию возвратной пружины из условия отсутствия произвольного перезаряжания при инерционных нагрузках:



где Н - высота, с которой бросается образец при испытаниях.

2) Длина отката:

где l₁ - расстояние от носика пули до казённого среза канала ствола; l_п - длина патрона; l_пер - величина перебега затвора за фланец патрона.

3) примем n=2.

4) откуда

5) С другой стороны подвижные части должны удерживаться в КПП при любых углах возвышения оружия, тогда , 27>19,1 - условие выполняется. Из эргономических соображений П_л<70 Н, 54<70 - условие выполняется.

6) Жесткость возвратной пружины:

Список литературы

1. Драгунов М.Е., Галаган Л.А. Проектирование образца автоматического стрелкового оружия для условий современного боя: Методические указания по выполнению курсового проекта по курсу «Проектирование автоматического оружия». - Ижевск: Издательство ИМИ, 1991. Ч. 1, Ч. 2.

2. Михайлов Л.Е. «Конструкции стрелкового автоматического оружия» М: 1983

3. Останин В.Е. Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу «Теория механизмов и машин».

4. В. Мураховский, С. Федосеев «Оружие пехоты 97»

5. Кириллов В.И., Сабельников В.М. «Патроны стрелкового оружия» М.: Воениздат, 1980

6. Михайлов Л.Е. Конструкции стрелкового автоматического оружия. М.: ЦНИИ информации, 1983

Размещено на Allbest.ru