在现代火箭发射系统设计中，为实现对导弹射向的跟踪，要求倾斜式发射装置在高低方向作大范围的俯仰(通常为0°~70°)，其重力矩的变化极大。若根据最大力矩选配驱动电机，则会出现多数时间内动力过剩的状况，且动力装置的质量大、占用空间多、结构易损坏，平衡机得应用很好的解决的上述问题。以平衡机为助力装置，可减小负载力矩而避免前述问题的出现。本次毕业设计课题就是完成一种发射装置的平衡机的设计。

1.2  国内外研究现状

1.2.1  平衡机的种类和要求

1.3  本课题的主要研究内容

本文主要是根据某发射装置的结构参数和满载、空载时产生的重力矩数据来进行平衡机总体参数和方案的设计，并完成平衡机的三维结构设计，生成工程图；对空载和满载情况下的平衡力矩和不平衡力矩进行分析计算，对承力件进行刚强度校核。具体内容和要求如下：

（1）熟悉平衡机工作原理；

（2）进行平衡机总体方案设计； 

（3）用三维软件进行平衡机结构设计；

（4）对平衡机主要参数进行分析计算，对承力件进行刚强度校核；

（5）撰写设计说明书；

（6）完成总装图和主要零部件图。

2  基础设计理论

2.1  基础理论

在本次发射装置平衡机的设计中，有几项参数需要重点设计计算，其中包括重力矩的分析计算，平衡力矩的选取，平衡机的总体布局等等。为了得到相关的设计参数，需要通过一定的基础理论知识对这些数据逐一进行分析计算。源]自=优尔-·论~文"网·www.youerw.com/

2.1.1重力矩分析

在现代火箭武器系统发展历程中，由于多功能、自动化以及战场防护等诸多需求，现代武器系统质量不断增大[3]。从107mm火箭炮、H211火箭炮、122mm火箭炮到口径300mm，射程达到70km的远程火箭炮（简称PHL03），甚至更大口径火箭炮，其质量已由几十、几百千克发展到数十吨，弹药质量也由几十千克增至1t左右。例如PHL03火箭炮在全装弹情况下，弹药的质量接近10t，其耳轴位于俯仰部分的一端文献综述，巨大的质量相对于耳轴将产生非常大的重力矩。如果没有平衡机来平衡这一部分的重力矩，俯仰传动系统的机械和电机等的结构尺寸将难以接受。

虽然俯仰部分的质量在全装弹和空载弹情况下均保持不变，但是随着射角的变化，质心相对于耳轴的力臂就会随之发生变化,因此重力矩的值是随射角变化的，由可以得出，俯仰部分对耳轴 的重力矩 为：                 

式中 ：  —俯仰部分的重力；

           —俯仰部分质心 至耳轴 的距离；

           —线段 与水平线间的夹角。

显然夹角 与火箭炮的射角 存在对应关系。假设 等于零时的夹角 为 ，则 + ，重力矩就可写成