Содержание
1. Введение
2. Областьприменения образца
3. ТТХобразца
4. Циклработы автоматики
5. Работаисполнительных механизмов
5.1. Патроно-подающиймеханизм
5.2. Патроно-досылающиймеханизм
5.3. Закрываниеканала ствола
5.4. Запираниезатвора
5.5. Отпираниезатвора
5.6. Ударныймеханизм
5.7. Спусковоймеханизм
5.8. Двигательавтоматики
6. Циклограммаобразца
6.1. Ведомостьотката – наката
6.2. Циклограмма
7. Определениепередаточных отношений, коэффициентов приведения
Масси коэффициентов передачи сил
7.1. Процессотпирания
7.2. Взведениеударника
7.3. Взведениезадержки ударника
7.4. Процессзапирания
7.5. Движениеотражателя
7.6. Движениеавтоспуска в откате
7.7. Движениеупор в откате
7.8. Отражениегильзы
7.9. Досыланиепатрона
7.10 Результатырасчетов по полученным формулам
8. Определениеполного импульса, максимального давления и времени
работыбокового газоотводного устройства
9. Расчетцилиндрической пружины на прочность
10. Расчетдвижения автоматики
1. ВВЕДЕНИЕ
Сергей ГавриловичСимонов (1894—1986) с 1917 года работал на Ковровском пулеметном заводеслесарем-отладчиком автоматов Федорова. Прошел на этом заводе большой путь:мастер, старший мастер, начальник сборочного цеха, конструктор и руководительэкспериментальной мастерской. Изобретательская деятельность Симонова началасьпод руководством Федорова и Дегтярева в 1922—1923 годах с проектированияручного пулемета и винтовки. После окончания в 1933 году Промакадемии и до уходана пенсию в 1959 году возглавлял ряд конструкторских коллективов на заводахоборонной промышленности. Первая модель автоматической винтовки былапредставлена Симоновым в начале 1926 года. Пороховые газы, отводимые из дульнойчасти ствола, действуют на газовый поршень и тяги, расположенные с правойстороны винтовки. Запирание канала ствола в момент выстрела достигается входомбоевого опорного пенька в вырез затвора в нижней его части. В апреле 1926 годаАртиллерийский комитет рассмотрел предложенный Симоновым проект винтовки иотметил простоту ее устройства, однако пришел к выводу, что она не имеетпреимуществ перед известными системами и в настоящем виде не может бытьдопущена для испытаний. Конструкция винтовки имела ряд недостатков, главным изкоторых было неудачное расположение газоотводного приспособления, котороекрепилось не по оси симметрии, а справа и при том без всякого закрытия сверху.Это сильно увеличивало ширину цевья, открывало доступ к газоотводномуприспособлению воды и пыли, а смещение центра тяжести вправо вызывалозначительное отклонение пули влево. Неудачные конструктивные решения затруднялинеполную разборку винтовки. Продолжая работать над совершенствованием винтовки,Симонов создал несколько новых образцов. В результате конструктору удалосьдобиться большого успеха. Это подтверждает автоматическая винтовка, созданнаяим в 1931 году, принцип автоматики которой был основан на отводе пороховыхгазов через боковое отверстие в стволе.
У новой винтовкивпервые в оружии этого класса запирание канала ствола осуществлялось клином, перемещающимсяв вертикальных пазах ствольной коробки. Подъем клина производится скосом,расположенным в передней части стебля затвора, а опускание клина длярасцепления затвора — взводной муфтой, в передний конец ее упирается толкательс поршнем, на который действуют пороховые газы, отводимые из канала ствола привыстреле. Такая конструкция давала возможность рационально распределитьнагрузку на запирающем узле в момент выстрела и, следовательно, уменьшить массузатвора и всей винтовки. Ударно-спусковой механизм ударникового типа допускаетведение как одиночного, так и непрерывного огня. Флажковый переводчикрасположен в передней части спусковой скобы. Предохранитель от случайноговыстрела смонтирован в задней части спусковой скобы и подпирает спусковойкрючок. Возвратная пружина находится в съемной крышке ствольной коробки.Экстракция и отражение стреляной гильзы осуществляются подпружиненнымвыбрасывателем, расположенным в верхней части остова затвора, и отражателем,закрепленным на дне ствольной коробки. Магазин — отъемный коробчатый на 15патронов, располагающихся в шахматном порядке. Снаряжение магазина можетпроизводиться и без его съема. По израсходовании патронов затвор задерживаетсяостановом, выдвигаемым подавателем магазина, и система остается открытой дляпоследующего заряжания. Прицел секторного типа допускает ведение огня до 1500м. Штык — складной игольчатый четырехгранный.
Автоматическая винтовкасистемы Симонова успешно прошла полигонные испытания. Было решено изготовитьопытную партию и провести широкие войсковые испытания. Первоначально был данзаказ на изготовление 25 штук, но еще до его завершения он был увеличен до 100со сроком изготовления к 1 января 1934 года. Одновременно предлагалось ускоритьразработку технологического процесса, чтобы уже в первом квартале 1934 годазапустить в производство партию винтовок, а с начала второго полугодияподготовиться к валовому производству.
В сентябре 1934 года набазе своей винтовки Симонов создал автоматический карабин (АКСИ). Основное егоотличие от винтовки — укороченный ствол и облегченная конструкция некоторыхдеталей Полигонные испытания карабина проводились 16 апреля 1935 года. Из-занеудачной конструкции замедлителя полигон не рекомендовал его серийноепроизводство. В 1933 году свою систему с отводом пороховых газов усовершенствовалТокарев. В отличие от предыдущего образца конструктор газовую камеру установилнад стволом, перенес прицельную планку с крышки ствольной коробки на переднюю частьствольной коробки, заменил рамочный прицел секторным, увеличил емкость магазинадо 15 патронов и сделал его отъемным. Останов затвора в заднем положенииликвидировал.
В 1934 году онразработал автоматический карабин на базе своей винтовки, но в отличие от неезапирание производилось не поворотом боевой личинки, а ее перекашиванием вниз.При этом задний конец боевой личинки, опускаясь, упирается в опорную плоскостьособого клина, вставленного в коробку, и прижимает передний конец боевойличинки к обрезу казенной части ствола. Крышка затвора доходит до обрезаказенной части ствола несколько позже и своим выступом с помощью особогорычажка отводит автоматический спуск. 12 марта 1935 года карабин был подвергнутполигонным испытаниям. Несмотря на большой процент задержек и ряд поломок,комиссия пришла к выводу, что конструкция карабина заслуживает внимания, ирекомендовала конструктору срочно доработать систему, обратив особое вниманиена увеличение прочности деталей. Это задание было выполнено в новом образце,представленном Токаревым в том же 1935 году.
В результате испытаний,проходивших в 1935—1936 годах, лучшие результаты показала автоматическаявинтовка Симонова. И хотя отдельные экземпляры преждевременно выходили изстроя, но, как отмечала комиссия, причиной тому были главным образом дефектыизготовления, а не конструкции. В июле 1935 года в протоколе полигонауказывалось: «Подтверждением этому могут служить первые опытные образцы ABC,выдержавшие до 27 000 выстрелов и совершенно не имевшие таких поломок, которыенаблюдались в испытанных образцах». В 1936 году она былапринята на вооружение Красной Армии под названием «7,62-мм автоматическаявинтовка системы Симонова обр. 1936 г. (АВС-З6)».
От образца,предложенного конструктором еще в 1931 году, винтовка имела значительныеотличия. Установлен дульный тормоз, который уменьшал отдачу и увеличивалкучность стрельбы. Четырехгранный штык заменен клинковым, применение которогодопускало его поворот по отношению к винтовке на 90 градусов и использование вкачестве дополнительной опоры при стрельбе в автоматическом режиме. Измененыконфигурация ствольной коробки и защелки крышки, крепление ствольной накладки,конструкция основания мушки. Ствольная накладка укорочена и имеет металлическийнаконечник. Установлен щиток, закрывающий вырез на ствольной коробке дляпрохода рукоятки перезаряжания. Введен шомпол, который крепится с правойстороны. Затыльник приклада штампованный цельнометаллический. С 1937 годаначинается массовый выпуск АВС-36, всего до 1940 года их было выпущено 65 800штук.
2. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯОБРАЗЦА
Большинство современныхвинтовок позволяет вести стрельбу только одиночными выстрелами, т.е. являютсясамозарядными. Но на вооружении многих стран приняты и автоматические винтовки,позволяющие в ходе критических ситуаций боя вести автоматический огонь.
Красная Армия началапервые испытания самозарядных винтовок еще в 1926 году, однако вплоть досередины тридцатых годов ни один из испытанных образцов не удовлетворялармейским требованиям. Эти винтовки использовались в боях на Халхин-Голе в 1939году, в зимней войне с Финляндией в 1940м. А также в начальный период ВеликойОтечественной войны. Интересно, что финны, захватившие в 1940 году в качестветрофеев винтовки конструкции как Токарева, так и Симонова, предпочиталииспользовать винтовки СВТ-38 и СВТ-40, так как винтовка Симонова быласущественно более сложной по устройству и более капризной. Впрочем, именнопоэтому винтовки Токарева и сменили АВС-36 на вооружении РККА.
С целью повышенияпрактической скорострельности в самозарядных и автоматических винтовкахприменяют сменяемые коробчатые магазины емкостью 10 и 20 патронов.
Создание автоматическойвинтовки, годной для массового вооружения, явилось большим достижениемсоветской оружейной техники. Ни одно из ведущих иностранных государств не имелона вооружении своей армии подобного оружия. Но все же ABC-36. несмотря наналичие отдельных удачно разработанных механизмов и узлов, оказаласьсравнительно сложной в производстве и изучении, чувствительной к загрязнению,температурным колебаниям воздуха. Практические стрельбы и опыт применения ABC вбоевых условиях выявили недостаточную кучность боя в режиме непрерывного огня,устойчивость оружия была недостаточной, велик разброс пуль. Только первыйвыстрел в очереди являлся прицельным. Это в конечном итоге решило судьбустреляющих очередью винтовок. Внимание оружейников сосредоточилось насамозарядной винтовке, требующей для производства каждого выстрела нажатия наспуск.
3.ТТХ ОБРАЗЦА.
Калибр, мм………………………………………………7,62
Начальная скоростьпули, м/с…………………..………835
Скорострельность,в/м…………………..………....……..40
Практическаяскорострельность в/м.............................20-25
Емкость магазина,па…………………….........................15
Длина без штыка,мм…………….......……………........1260
Длина со штыком,мм…………….......…………….......1520
Длина ствола,мм……………………........…………......627
Масса без штыка имагазина, кг……………………......4,05
Числонарезов........................................................................4
4.ЦИКЛ РАБОТЫ ОБРАЗЦА
При одиночном огне:
Переводчик находится внижнем положении. При нажатии на спусковой крючок переводчик воздействует наспусковую тягу. Спусковая тяга, двигаясь в пазу коробки, нижней наклоннойплоскостью скользит по наклонной плоскости шептала, почему шептало опускаетсявниз и другим выступом поворачивает задержку ударника, освобождая ударник.Ударник под воздействием боевой пружины движется вперёд, происходит разбитиекапсюля и выстрел. Переводчик проскальзывает по поверхности подпружиненногоразобщителя и выходит из зацепления со спусковой тягой. Спусковая тяга подвоздействием пружины возвращается в исходное положение.
Пороховые газыпопадают, а газоотводное отверстие, газовую камору, воздействуют на газовыйпоршень, который через шток воздействует на взводную муфту. Взводная муфтанаклонной гранью действует на грань клина, клин опускается – происходитотпирание. Затем взводная муфта действует на затворную раму. Затворная рама приоткате воздействует на рычаг отражателя, отражатель поворачивается и извлекаетгильзу. Ударник под воздействием затворной рамы отходит назад и входит взацепление с задержкой ударника.
Под воздействиемвозвратной пружины затворная рама с затвором возвращаются в переднее положение.Затвор захватывает очередной патрон из магазина и досылает его в патронник.Затворная рама передней гранью воздействует на грань клина и происходитзапирание, а выступами разводит автоспуск и упор.
При автоматическойстрельбе:
Переводчикнаходится в верхнем положении. При нажатии на спусковой крючок переводчиквходит в зацепление со спусковой тягой и не выходит из зацепления до концадействия усилия на спусковой крючок и шептало всё время находится в нижнемположении. Спуск ударника при первом выстреле происходит с шептала, а припоследующих с автоспуска
5.РАБОТА ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ
5.1.Патроно-подающий механизм.
Вданном образце используется коробчатый магазин секторного типа на 15 патронов.Располагается он снизу и является приставным(сменным). Расположение патронов вмагазине шахматное, что позволяет уменьшить габариты магазина.
Магазинсостоит из штампосварного корпуса, у которого спереди и сзади есть упоры,обеспечивающие необходимое положение магазина в приемном окне ствольнойкоробки. В верхней части корпуса имеются загибы, удерживающие патрон вопределенном положении.
Подавательмагазина обеспечивает направление движения патронов и является частичнонаправляющей для подающей пружины. Сзади у него имеется выступ,взаимодействующий с затворной задержкой после того, как патроны закончились.
/>
5.2.Патроно-досылающий механизм.
Нижнийвыступ затвора при движении вперед захватывает патрон и происходит досылание.
/>
5.3.Закрывание канала ствола.
Закрываниеканала ствола производится затвором, жёстко опирающимся на ствольную коробку.
/>
5.4. Запирание затвора.
Запирание затвораосуществляется клином. При движении затворной рамы 1 вперед, она переднимскосом воздействует на скос клина 2 и заставляет его подняться. Нижней частьюклин попадает в паз затвора 3 – происходит запирание.
/>
5. 5. Отпираниезатвора.
Клин опускается подвоздействием на его скос скоса возвратной муфты – происходит отпирание.
/>
5. 6. Ударный механизм.
Ударный механизмсостоит из ударника 1, задержки ударника 4, автоспуска 2, упора 3 и боевойпружины 6. Задержка ударника находится в зацеплении с ударником и препятствуетего движению вперёд, как показано на рисунке:
/>
При выстреле шепталодействует на выступ задержки ударника и поворачивает его, освобождая ударник. Вмомент выстрела детали располагаются следующим образом:
/>
5. 7. Спусковоймеханизм.
При нажатии наспусковой крючок 1 переводчик 2 через разобщитель 4 толкает тягу 3 вперёд.Спусковая тяга скосом «а» действует на скос шептала 5, а выступ «б» действуетна выступ задержки ударника, заставляя её поворачиваться и происходит выстрел.На рис. представлен автоматический режим огня, в этом случае переводчик сразобщителем всё время находятся в зацеплении. При одиночном огне Переводчикпроскальзывает по грани разобщителя и выходит из зацепления.
/>
5.8.Двигатель автоматики.
Автоматикавинтовки работает на принципе отвода части пороховых газов из ствола в газовуюкамору 2, в которой они воздействуют через поршень 3 и шток 4 на основное звено— взводную муфту, которая действует на затворную раму, вызывая ее откат.
Газовыйрегулятор 1 с пазом для прохода пороховых газов ввинчивается в газовую камору.
/>
6.ЦИКЛОГРАММА ОБРАЗЦА
6.1.Ведомость отката-наката.
Ведомостьнаката:
Общийход затворной рамы........................................................140мм
Началоотпирания…………........................………………………0мм
Конецотпирания………………………………………................17мм
Началоэкстракции гильзы………............……………................17мм
Конецэкстракции гильзы………........................……….……...130мм
Началоотражения гильзы………………………………………130мм
Конецотражения гильзы………………………….....….............132мм
Началовзведения ударника...…..……………………..................0мм
Конецвзведения ударника………………………………………..17мм
Ведомостьотката:
Началодосылания патрона…….……………………….............128мм
Конецдосылания патрона…………………….………………….17мм
Началозапирания……………….………………………………..17мм
Конецзапирания…………........…………………………………..0мм
6.2.Циклограмма.
/>
7 ОПРЕДЕЛЕНИЕПЕРЕДАТОЧНЫХ ОТНОШЕНИЙ, КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРИВЕДЕНИЯ МАСС И КОЭФФИЦИЕНТОВ ПЕРЕДАЧИСИЛ
7.1. ПРОЦЕСС ОТПИРАНИЯ
При движении взводноймуфты 1 (рисунок 7.1) под действием давления пороховых газов она воздействуетна клин 2 с силой, перпендикулярной наклонной поверхности на клине />, в результате которойвозникает сила трения />. Под действиемэтих сил клин прижимается к левым направляющим в ствольной коробке. Со стороныэтих направляющих на клин действует сила /> (равнодействующаявсех сил по поверхности направляющих), в результате которой возникает силатрения />. Клин на взводную муфту действуетс силами, равными соответственно /> и />, направленными впротивоположную сторону. Взводная муфта, двигаясь по ствольной коробке,воздействует на неё с силами /> и />.
Приложим к основномузвену потерянную силу />, и к клину — /> и запишем следующиезависимости, проектируя силы на направление движения основного звена 1:
Для клина:
/> (7.1.1)
/> (7.1.2)
Определим из уравнения(7.1.1) />:
/> (7.1.3)
Подставляет /> в уравнение (7.1.2) иопределяем />:
/> (7.1.4)
Для взводной муфты:
/>(7.1.5)
/> (7.1.6)
Из уравнения (7.1.5)определяем />:
/> (7.1.7)
Подставляет /> в уравнение (7.1.2) иопределяем />:
/> (7.1.8)
/>
Поделив уравнения(7.1.8) на (7.1.4) получим
/>
Так как
/>,
То
/>
Зная выражение длякоэффициента передачи сил, легко найти значение передаточного отношения.
Коэффициент передачисил равен передаточному отношению, если связи идеальны. Тогда при
/>
/>. (7.1.9)
Для нашего механизмапри />
/> (7.1.10)
Учитывая, что /> определяем коэффициентприведения масс:
/>
7.2. ВЗВЕДЕНИЕ УДАРНИКА
При движении затворнойрамы 1 (рисунок 7.2) в крайнее заднее положение она воздействует на ударник 5взводя его при этом в месте контакта возникают сила /> исила трения />. При движении затворнойрамы по внутренней поверхности затвора возникают сила /> и сила трения />, а при взведении ударникавозникает сила /> и сила трения />. Ударник на затворную рамудействует с силами, равными соответственно /> и/>, направленными впротивоположную сторону.
Приложим к основномузвену потерянную силу />, и к ударнику — /> и запишем следующиезависимости, проектируя силы на направление движения основного звена 1:
Для ударника:
/> (7.2.1)
/> (7.2.2)
/>
Рисунок 7.2. Взведениеударника.
Из уравнения (7.2.1)определяем />:
/> (7.2.3)
Для затворной рамы:
/> (7.2.4)
/> (7.2.5)
Из уравнения (7.2.4)определяем />/>:
/> (7.2.6)
Из уравнения (7.2.5)определяем /> и подставляем в уравнение(7.2.6):
/> (7.2.7)
Поделив уравнения(7.2.7) на (7.2.3) получим:
/> (7.2.8)
Так как
/>,
то
/> (7.2.9)
Зная выражение длякоэффициента передачи сил, легко найти значение передаточного отношения.Коэффициент передачи сил равен передаточному отношению, если связи идеальны.Тогда при />
/>. (7.2.10)
Для нашего механизмапри />
/> (7.2.11)
Учитывая, что /> определяем коэффициентприведения масс:
/> (7.2.12)
7.3. ВЗВЕДЕНИЕ ЗАДЕРЖКИУДАРНИКА
При движении ударника 1(рисунок 7.3) в крайнее заднее положение он воздействует на задержку ударника 8взводя его при этом в месте контакта возникают сила /> исила трения />. При движении ударника повнутренней поверхности затвора возникают сила /> исила трения />.
Приложим к основномузвену потерянную силу />, и к задержкеударника — /> и запишем следующиезависимости, проектируя силы на оси />и />:
/>
Рисунок 7.3. Взведениезадержки.
Для ударника:
/> (7.3.1)
/> (7.3.2)
Из уравнения (7.3.2)определяем />:
/> (7.3.3)
Подставляем полученноевыражение (7.3.3) в уравнение (7.3.1):
/> (7.3.4)
Для предохранителяударника:
/> (7.3.5)
Определяем из уравнения(7.3.5) />:
/> (7.3.6)
Поделив уравнения(7.3.6) на (7.3.3) получим:
/> (7.3.7)
Так как
/>, то
/> (7.3.8)
Зная выражение длякоэффициента передачи сил, легко найти значение передаточного отношения.Коэффициент передачи сил равен передаточному отношению, если связи идеальны.Тогда при />
/>. (7.3.9)
Для нашего механизмапри />
/> (7.3.10)
Учитывая, что /> определяем коэффициентприведения масс:
/> (7.3.11
7.4. ПРОЦЕСС ЗАПИРАНИЯ
При движении затвора вкрайнее переднее положение он воздействует на клин с силой, перпендикулярнойнаклонной поверхности затвора />, врезультате которой возникает сила трения />.Под действием этих сил клин прижимается к правым направляющим в ствольнойкоробки. Со стороны этих направляющих на клин действует сила /> (равнодействующая всех силпо поверхности направляющих), в результате которой возникает сила трения />. На затвор клин действуетс силами, равными соответственно /> и />, направленными впротивоположную сторону. Эти силы прижимают затвор к направляющим, что вызываетреакцию направляющих. Направляющие действуют на затвор с силами /> и />.
/>
Рисунок 7.4. Процессзапирания.
Приложим к основномузвену потерянную силу />, и к клину — /> и запишем следующиезависимости, проектируя силы на направление движения основного звена 1:
Для затвора:
/> (7.4.1)
/> (7.4.2)
Для клина:
/> (7.4.3)
/> (7.4.4)
Определим из уравнения(7.4.2) /> и подставим в уравнение(7.4.1):
/> (7.4.4)
/> (7.4.5)
Преобразуем этовыражение:
/> (7.4.6)
Аналогично из уравнения(7.4.4) определим /> и подставим вуравнение (7.4.3). Преобразуя, находим:
/> (7.4.7)
Поделив уравнения(7.4.6) на (7.4.7) получим:
/> (7.4.8)
Так как
/>,
то
/>.
Зная выражение длякоэффициента передачи сил, легко найти значение передаточного отношения.Коэффициент передачи сил равен передаточному отношению, если связи идеальны.Тогда при />
/>. (7.4.9)
Для нашего механизмапри />
/>. (7.4.10)
Определяем коэффициентприведения масс:
/> (7.4.11)
7.5. ДВИЖЕНИЕОТРАЖАТЕЛЯ
При движении затвора вкрайнее заднее положение он воздействует на отражатель с силой,перпендикулярной наклонной поверхности отражателя />,в результате которой возникает сила трения />.Под действием этих сил отражатель поворачивается против часовой стрелки. Состороны направляющих на затвор действует сила /> (равнодействующаявсех сил по поверхности направляющих), в результате которой возникает силатрения />. На затвор отражательдействует с силами, равными соответственно /> и/>, направленными впротивоположную сторону.
/>
Рисунок 7.5. Поворототражателя.
Для затвора:
/> (7.5.1)
/> (7.5.2)
Из уравнения (7.5.2)определяем />:
/> (7.5.3)
Подставляем полученноевыражение (7.5.3) в уравнение (7.5.1):
/> (7.5.4)
Для отражателя:
/> (7.5.5)
Определяем из уравнения(7.5.5) />:
/> (7.5.6)
Поделив уравнения(7.5.6) на (7.5.3) получим:
/> (7.5.7)
Так как />, то
/> (7.5.8)
Зная выражение длякоэффициента передачи сил, легко найти значение передаточного отношения.Коэффициент передачи сил равен передаточному отношению, если связи идеальны.Тогда при />
/>. (7.5.9)
Для нашего механизмапри />
/> (7.5.10)
Учитывая, что /> определяем коэффициентприведения масс:
/> (7.5.11
7.6. ДВИЖЕНИЕАВТОСПУСКА В ОТКАТЕ
При движении затвора вкрайнее заднее положение он воздействует на автоспуск с силой, перпендикулярнойнаклонной поверхности отражателя />, врезультате которой возникает сила трения />.Под действием этих сил автоспуск поворачивается по часовой стрелки. Со сторонынаправляющих на затвор действует сила /> (равнодействующаявсех сил по поверхности направляющих), в результате которой возникает силатрения />. На затвор автоспускдействует с силами, равными соответственно /> и/>, направленными впротивоположную сторону.
/>
Рисунок 7.6. Поворотавтоспуска.
Для затвора:
/> (7.6.1)
/> (7.6.2)
Из уравнения (7.6.2)определяем />:
/> (7.6.3)
Подставляем полученноевыражение (7.6.3) в уравнение (7.6.1):
/> (7.6.4)
Для автоспуска:
/> (7.6.5)
Определяем из уравнения(7.6.5) />:
/> (7.6.6)
Поделив уравнения(7.6.6) на (7.6.3) получим:
/> (7.6.7)
Так как />, то
/> (7.6.8)
Зная выражение длякоэффициента передачи сил, легко найти значение передаточного отношения.Коэффициент передачи сил равен передаточному отношению, если связи идеальны.Тогда при />
/>. (7.6.9)
Для нашего механизмапри />
/> (7.6.10)
Учитывая, что /> определяем коэффициентприведения масс:
/> (7.6.11)
7.7. ДВИЖЕНИЕ УПОРА ВОТКАТЕ
При движении затвора вкрайнее заднее положение он воздействует на упора с силой, перпендикулярнойнаклонной поверхности отражателя />, врезультате которой возникает сила трения />.Под действием этих сил упор поворачивается против часовой стрелки. Со сторонынаправляющих на затвор действует сила /> (равнодействующаявсех сил по поверхности направляющих), в результате которой возникает силатрения />. На затвор упор действуетс силами, равными соответственно /> и />, направленными впротивоположную сторону.
/>
Рисунок 7.7. Поворотупора.
Для затвора:
/> (7.7.1)
/> (7.7.2)
Из уравнения (7.7.2)определяем />:
/> (7.7.3)
Подставляем полученноевыражение (7.7.3) в уравнение (7.7.1):
/> (7.7.4)
Для упора:
/> (7.7.5)
Определяем из уравнения(7.7.5) />:
/> (7.7.6)
Поделив уравнения(7.7.6) на (7.7.3) получим:
/> (7.7.7)
Так как />, то
/> (7.7.8)
Зная выражение длякоэффициента передачи сил, легко найти значение передаточного отношения.Коэффициент передачи сил равен передаточному отношению, если связи идеальны.Тогда при />
/>. (7.7.9)
Для нашего механизмапри />
/> (7.7.10)
Учитывая, что /> определяем коэффициентприведения масс:
/> (7.7.11)
7.8. ОТРАЖЕНИЕ ГИЛЬЗЫ
При движении затвора вкрайнее заднее положение отражатель воздействует на гильзу с силой,перпендикулярной наклонной поверхности отражателя />,в результате которой возникает сила трения />.Под действием этих сил гильза поворачивается против часовой стрелки. Наотражатель гильза действует с силами, равными соответственно /> и />, направленными впротивоположную сторону.
/>
Рисунок 7.8. Отражениегильзы.
Приложим к основномузвену силу />, и к гильзе — /> и запишем следующиезависимости:
Для отражателя:
/> (7.8.1)
Для гильзы:
/> (7.8.2)
Из выражения (7.8.1)определяем />:
/> (7.8.3)
Из выражения (7.8.2)определяем />:
/> (7.8.4)
Поделив выражение(7.8.3) на (7.8.4) получаем:
/> (7.8.5)
Так как />, то
/> (7.8.6)
Зная выражение длякоэффициента передачи сил, легко найти значение передаточного отношения.Коэффициент передачи сил равен передаточному отношению, если связи идеальны.Тогда при />
/>. (7.8.7)
Для нашего механизмапри />
/> (7.8.8)
Учитывая, что /> определяем коэффициентприведения масс:
/> (7.8.9)
7.9. ДОСЫЛАНИЕ ПАТРОНА
При движении подвижныхчастей в накате происходит досылание патрона в патронник. Затвор нижнейповерхностью выдавливает патрон из зацепов магазина при этом в месте контактавозникают силы /> и />. При движении затвора понаправляющим возникают силы /> и />. При досылании патронавозникает силы реакции /> и />. При движении патрона понаправляющим возникают силы />и />.
/>
Рисунок 7.9. Досыланиепатрона.
Приложим к основномузвену силу />, и к патрону — /> и запишем следующиезависимости:
Для затвора:
/> (7.9.1)
N2= fN1(7.9.2)
Для патрона:
/> (7.9.3)
/> (7.9.4
/> (7.9.5)
Так как />, то
/> (7.9.6)
/> (7.9.7)
Зная выражение длякоэффициента передачи сил, легко найти значение передаточного отношения.Коэффициент передачи сил равен передаточному отношению, если связи идеальны.Тогда при />
/>. (7.9.8)
Для нашего механизмапри />
/> ;/> (7.9.9)
/> (7.9.10)
/> (7.9.11)
7.10. РЕЗУЛЬТАТЫРАСЧЕТОВ ПО ПОЛУЧЕННЫМ ФОРМУЛАМ
Процесс Параметры Расчет
Отпирание
/>
/>
Взведение ударника
/>
/>
Взведение задержки ударника
/>
/>
Процесс запирания
/>
/>
Движение отражателя
/>
/>
Движение автоспуска
/>
/>
Движение упора
/>
/>
Отражение гильзы
/>
/>
Процесс Параметры Расчет Досылание патрона
/>
/> /> /> /> /> /> /> />
8.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛНОГО ИМПУЛЬСА, МАКСИМАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ И ВРЕМЕНИ РАБОТЫ БОКОВОГОГАЗООТВОДНОГО УСТРОЙСТВА
Исходные данные
1. Площадь наименьшего сечения газопровода />………………...0,1963/>10-4 м2
2. Площадь поршня />……………………………………………….0,6362/>10-4м2
3. Площадь зазора между поршнем и стенками
газовой камеры />……………………………………………...0,00625/>10-4м2
4. Начальный объем газовой каморы />………………………….0,26/>10-6м3
5. Масса поршня и движущихся совместно
с ним частей автоматики />……………………………………………..0,515кг
6. Масса заряда />……………………………………………………0,0031кг
7. Масса пули />…………………………..…………………………….…0,0096кг
8. Среднее давление пороховых газов
в канале ствола в начале отвода газов />…………………..……..904/>105 Па
9. Среднее давление пороховых газов
в канале ствола в дульный момент /> ……………….…………….890/>105 Па
10. Время движения пули от начала отвода газов
до дульного момента /> ………………………………………….…..0,00019с
11. Объем заснарядного пространства в дульный момент /> ...…26,084/>10-6 м3
12. Показатель политропы />………………………………………………….1,524
13. Отношение теплоемкости k………………………………………………….1,3
14. Путь пули до газоотводного отверстия />……………………...36,8 см
15. Полный путь пули в канале ствола />……………………………..…….57,2см
16.Площадь поперечного сечения канала ствола /> ……………...…0,467/>10-4 м2
17.Объем зарядной каморы />………………………………………3,8/>10-6 м3
8.1. Определяемзначения относительных параметров бокового газоотводного устройства позависимостям:
/>;
/>/>;
/>;
/>.
8.2. По таблицамопределяем значения поправочных коэффициентов:
/>;
/>;
/>;
/>.
8.3. Определяемотносительный удельный импульс газоотводного двигателя по зависимости:
/>
8.4. Определяемподведенный удельный импульс, для чего необходимо предварительно вычислитьследующие величины:
/>;/>; />;
/>; /> .
Значения относительныхдавлений />/> и />, а также параметра /> выбираем из таблиц последующему выражению:
/>;
/>;/>; />.
Значения относительныхдавлений />, /> и параметра /> выбираем из таблицы при />:
/>;/>; />.
Значение относительнойкоординаты /> определяем по зависимости:
/>
Таким образом,
/>;
/>;
/>;
/>;
/>
Подведенный удельныйимпульс давления двигателя определяем по зависимости:
/>.
8.5. Определяемудельный импульс давления газоотводного двигателя:
/>.
8.6. Определяем времяпериода последействия:
/>.
8.7. Определяем времяработы газоотводного двигателя:
/>.
8.8. Определяем время,соответствующее максимальному давлению в газовой каморе, по зависимости:
/>.
Значение /> выбираем по величине:
/>.
Для нашего случая />. Тогда
/>.
8.9. Определяеммаксимальное давление в газовой каморе по зависимости:
/>.
8.10. Определяеммаксимальное усилие пороховых газов на поршень:
/>.
8.11. Определяем полныйимпульс силы бокового газоотводного двигателя:
/> .
9. РАСЧЕТЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПРУЖИНЫ НА ПРОЧНОСТЬ
Расчетведется при следующих исходных данных:
1.Наружный диаметр пружины />……………………………………….9 мм
2.Усилие предварительного поджатия />……………………………54 Н
3.Длина пружины при предварительном поджатии />………………….229 мм
4.Рабочий ход пружины /> ………………………………………………...90мм
5.Диаметр проволоки />……………………………………………………..2мм
9.1. Определяем среднийдиаметр пружины:
/>. (9.1)
9.2. Определяем длинупружины при рабочем поджатии пружины:
/>. (9.2)
9.3. Подбираем числорабочих витков пружины n,так чтобы />, предварительно определив />:
/>. (9.3)
Выбираем />
Определяем общее числовитков:
/>. (9.4)
9.4. Определяемлинейную деформацию пружины при предварительном поджатии:
/>. (9.5)
9.5. Определяем длинупружины в свободном состоянии:
/>. (9.6)
9.6. Определяем шагпружины:
/>. (9.7)
9.7. Определяем осевуюнагрузку при рабочем поджатии пружины:
/>. (9.8)
9.8. Определяем осевуюнагрузку при поджатии до соприкосновения витков:
/>. (9.9)
9.9. Определяемнапряжение пружины при поджатии до соприкосновения витков:
/>. (9.10)
Определяем коэффициентконцентрации напряжений />:
/> (9.11)
где: /> - индекс пружины,выбирается в пределах от 4 до 12 по формуле:
/> (9.12)
9.10. Определяемразвернутую длину проволоки:
/> (9.13)
10. РАСЧЕТ ДВИЖЕНИЯАВТОМАТИКИ
Исходныеданные
1.Масса затворной рамы />, кг………………………………………………0,190
2.Масса затвора />, кг………………………………………………………..0,200
3.Масса ударника />, кг………………………………………………………0,075
4.Масса клина />, кг………………………………………………………….0,060
5.Масса задержки ударника />, кг …………………………………………...0,035
6.Масса автоспуска />, кг…………………….0,019
7.Масса упора />, кг …………………………………...0,015
8.Масса отражателя />, кг…………………………………………………....0,080
9.Масса гильзы />, кг………………………………..………………………0,0023
10.Масса патрона />, кг………………………………….0,0150
11.Масса боевой пружины />, кг………………………..0,0120
12.Масса возвратной пружины />, кг……………...……...0,0340
13.Момент инерции задержки ударника />, кг/>м2…………….…0,9/>10-5
14.Момент инерции автоспуска />, кг/>м2………………….…..0,56/>10-6
15.Момент инерции упора />, кг/>м2………………………………..0,32/>10-6
16.Момент инерции отражателя />, кг/>м2……………..…………………0,2/>10-5
17.Момент инерции гильзы />, кг/>м2………………………………....0,22/>10-5
18.Жесткость возвратной пружины />, H/м……………………………90
19.Жесткость боевой пружины />, H/м…………………………………2400
20.Усилие возвратной пружины F1,H …………………………………….54
21.Усилие боевой пружины F2,H …………………………………………..70
22.Удельный импульс двигателя автоматики />,H/>c/м2………....…0,7546/>105
23.Площадь поршня />,м2…………………………..……………..….0,6362/>10-4
На первом участкедвижение затворной рамы под действием сил давления пороховых газов на поршень исилы сопротивления возвратной и боевой пружин описывается дифференциальнымуравнением:
/>
где /> - ускорение основногозвена; /> — перемещение основногозвена.
Чтобы избежать решениядифференциального уравнения движения на первом участке (от 0 до 0,017 м), будемсчитать, что затворная рама получает импульс от двигателя автоматики мгновенно,а затем движется только под действием возвратной и боевой пружины. Скоростьзатворной рамы в начале первого участка будет равна:
/>
Движение затворной рамыбудет описываться дифференциальным уравнением:
/>
Решение данногоуравнения имеет вид:
/>
/>
На границе первого ивторого участка (0,017 до 0,020 м) происходит ударное присоединение затвора.Коэффициент восстановления скорости после удара в этом случае равен нулю,скорость затвора перед ударом также равна нулю. Поэтому скорость затворной рамыи затвора после удара, т.е. скорость затвора и затворной рамы в начале второгоучастка, будет равна:
/>
На втором участке(0,017 до 0,020 м) происходит сведение автоспуска и упора и движение затвора.Уравнение движения запишется в следующем виде:
/>
В этом уравненииобозначим:
/>,
тогда его решениеаналогично решению уравнения движения на первом участке, но при этом основноезвено движется только под действием возвратной пружины:
/>
На границы второго итретьего участка заканчивается сведение автоспуска и упора. Скорость основногозвена после этого процесса будет определяться по зависимости:
/>
На третьем участке (0,2до 0,04 м) происходит дальнейшее движение затвора в откате. Уравнение движенияна этом участке запишется в виде:
/>
В этом уравненииобозначим:
/>
тогда его решениеаналогично решению уравнения движения на втором участке:
/>
На границы третьего ичетвертого участка начинается движение отражателя. Скорость основного звенапосле этого процесса будет определяться по зависимости:
/>
На четвертом участки(0,04 до 0,13 м) происходит дальнейшее движение затвора в откате и поворототражателя. Уравнение движения на этом участке запишется в виде:
/>
В этом уравнении обозначим:
/>
тогда его решениеаналогично решению уравнения движения на втором участке:
/>
На пятом участкепроисходит отражение гильзы. Для упрощения примем, что отражение гильзыпроисходит мгновенно, а не на 2 мм. Таким образом, пятый участок из расчетавыпадает, тогда скорость в начале шестого участка будет:
/>
На шестом участкедвижение описывается дифференциальным уравнением вида:
/>
В этом уравненииобозначим:
/>
тогда его решениеаналогично решению уравнения движения на втором участке:
/>
Принимаем при ударе озатыльник коэффициент восстановления скорости />,получаем скорость отскока основного звена:
/>
Знак минус указывает наизменение направления движения.
На седьмом участкедвижение описывается уравнением:
/>
В этом уравненииобозначим:
/>
тогда его решениеаналогично решению уравнения движения на втором участке:
/>
На восьмом участке(0,128 до 0,02 м) происходит досылание патрона.
/>
Уравнение движения наэтом участке запишется в виде:
/>
В этом уравненииобозначим:
/>
тогда его решениеаналогично решению уравнения движения на втором участке:
/>
На девятом участке(0,02 до 0,017 м) происходит досылание патрона и разведение автоспуска и упора.
/>
Уравнение движения наэтом участке запишется в виде:
/>
В этом уравненииобозначим:
/>
тогда его решениеаналогично решению уравнения движения на втором участке:
/>
На десятом участке: />
/>
Определяем времядвижения основного звена автоматики на каждом участке определим приближенно посредней скорости:
/>
На первом участке – />
На втором участке – />
На третьем участке – />
На четвертом участке – />
На пятом и шестомучастках – />
/>
На седьмом участке – />
На восьмом участке – />
На девятом участке – />
На десятом участке – />
/>
/>
/>