1.2  国内外轻型火炮的发展

1.3  高平机的作用及其发展现状

1.4  本文的主要研究内容

本论文的主要工作就是在满足火炮的技战术指标要求下，参考现有火炮的高平机结构，设计出符合全炮总体性能的融合平衡功能和升降功能于一体的液体气压式高平机结构，简化火炮结构，减轻全炮重量，提高其机动性和战斗力。确定高低液压缸等主要元件的结构尺寸，对其进行三维建模，并计算出手轮力。通过理论研究和相关计算，获得一个结构合理，手轮力较小的高平机结构方案。

本课题的具体研究内容主要分以下四方面:

1) 高平机设计方案的提出：分析液体气压式高平机的工作原理和其平衡性能的影响因素，研究现有制式火炮中高低平衡机工作原理及其结构形式，提出本课题高低平衡机设计方案。

2) 高平机结构尺寸参数的确定：对提出的结构新方案进行尺寸参数的确定及计算，使用工程制图软件AutoCAD进行二维图纸设计，画出设计部件装配图和主要零件图。

3) 主要零件的确定：确定高平机的结构，选择合适的手动液压泵，设计蓄能器的补偿弹簧，并对高平机的主要零部件进行强度校核。

4) 对设计方案使用三维实体建模软件Solidworks建模，分析高平机特性，计算手轮力。验证手轮力是否在合理的范围内，若不符合要求则改动部分结构尺寸，保证手轮力小于90N。

1.5  本章小结

本章主要介绍了液体气压式高平机的概念，并阐述了高低平衡机在国内外的发展和研究现况。在此之后，提出了本文主要的研究内容，为后面的章节提供了思路方向。

 2  液体气压式高平机工作原理及影响因素分析

火炮设计的重要任务之一就是减轻火炮重量和使结构紧凑，大中口径火炮对重量和操作的简便性要求更高。多年来，火炮工作者经过不懈努力，相继研究和发展了一系列火炮新结构，高低平衡机就是一个典型的结构。高低平衡机就是把高低机和平衡机组合成一个部件，当火炮赋予一定的射角后，该装置起平衡机的作用，当打动手轮改变火炮射角时，该装置起高低机和平衡机的复合作用。本文所要研究的液体气压式高低平衡机就是液体气压式平衡机和液压高低机的组合机构。文献综述

2.1  液体气压式高平机的基本工作原理

2.1.1  液体气压式高低平衡机主要元件及其作用

液体气压式高低平衡机主要元件由液压泵、液压缸及蓄能器三大部分构成。

手动液压泵是一种双向液压泵，泵有三个接口，中间接口空接或封闭，其它两个接口分别与液压缸上下腔的管道相接。转动手轮泵，液体被泵入液压缸工作腔和泵出非工作腔内液体，使高低平衡机活塞在液压缸内作上下运动，工作腔内的液体压力高于非工作腔内的压力。

液压缸是一个标准件，缸内装有活塞和活塞杆。因为上腔存有活塞杆，上腔液体的作用面积小于下腔液体作用面积，因此，实现了上下腔的液体压力差不大的条件下，液体作用所产生的平衡力矩把火炮保持在所需的射角上。

蓄能器位于下架本体内。该结构由缸体和两个活塞组成，活塞的上方为液压油，缸体和活塞之间以及活塞内为氮气或空气。

大活塞在气体压力作用下带动小活塞一起向上运动，当大活塞顶部与下架上盖接触时停止运动，然而小活塞在大活塞内继续向上运动，一旦小活塞向上运动，大活塞和小活塞之间的单向节流阀关闭了气体通路。