30米跨度幕布悬挂系统设计

一、选题背景及意义

在船模拖曳试验中，红外测试是一种重要的测试方法，用于测试水下航行器的隐蔽性和性能。为了进行红外测试，需要设计一个能够遮盖测试端水池上方的幕布悬挂系统，形成一个红外“暗室”。本课题的选题背景就是基于这一需求，设计一个能够满足船模拖曳试验红外测试要求的幕布悬挂系统。

二、研究现状

目前，国内外对于船模拖曳系统的幕布悬挂系统的研究已经取得了一定的进展。一些科研机构和企业已经在这方面进行了一些研究，并推出了一些实用的产品。但是，仍存在一些问题需要进一步研究和改进，如幕布悬挂系统的稳定性、操作便捷性、环保设计等方面。

三、研究主要内容

本课题针对“30米跨度幕布悬挂系统”进行设计，以满足船模拖曳试验中红外测试的要求。设计的幕布悬挂系统需要具备轻质、稳定、可调节和方便安装与撤收的特点。主要技术要求包括选择轻质幕布，幕布背面反光率和正面吸光率均不低于90%，形成的红外“暗室”长度不小于30米，宽度不小于8米，幕布底部距离水面高度在1至3米范围内可调。此外，四根立柱和安装在立柱上的滑车等设备无需撤收，其余物品包括钢缆和幕布等能较为方便的安装展开和撤收。最后，幕布系统安装展开时间不大于10小时，撤收时间不大于5小时。本课题的研究成果将为船模拖曳试验的红外测试提供技术支持和解决方案。

四、液压回路的设计

我们把系统设计成单泵差动连接系统，可以较好的解决问题。回路如图所示：

图4-2 回路设计二

1-三位四通电磁换向阀 2-溢流阀 3-二位三通换向阀 4-二位二通换向阀 5-溢流阀  6-二位二通换向阀 7-精滤油器 8-粗滤油器

五、传动方案的确定

综合动力元件液压马达的转速和船模拖曳系统幕布悬挂系统主轴所需的速度。我们决定采用一级减速。但为了达到机构所需的传动比以及船模拖曳系统幕布悬挂系统立式的动力传输问题，所以采用传动比较大，传动又平稳的蜗轮蜗杆减速机构。

1-输入轴 2-蜗杆 3-输出轴 4-蜗轮

图3-1 总体传动方案

六、蜗杆传动类型和材料的选择

因为蜗杆传递的功率不大，速度不高，故蜗杆用45钢，为使效率高，耐磨性好，蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45~55HRC，蜗轮采用铸锡磷青铜ZcuSnP1金属模制造，为了节约贵重有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁制造。

图6-1 蜗轮的结构示意图

1-齿圈（铸锡磷青铜）  2-轮芯（灰铸铁）

七、输入轴轴承的设计与校核

其型号为32908，其尺寸为

轴承得受力情况（简图）如下图所示：

图8-1 Ⅰ轴承受力简图

八、键的选择与校核

设定输入轴与联轴器之间的键为1 ，蜗轮与主轴连接的键为键2，绞盘体与主轴之间的键为键3。

1、键的选择

图 9-1 键的类型

这里根据要求都选择圆头普通平键（A型）。

2、根据轴的直径选择键

根据条件选取的键型号规格如下（参考表2）：

键1： b= 10 mm  h=8mm  L=48mm

键2： b=25mm  h=14mm  L=90mm

键3： b=25mm  h=14mm  L=90mm