机械课程设计I设计说明书(改终)

西南交通大学

机械课程设计I设计说明书

设计题目：左轮手枪

指导教师：刘光帅

组员信息：

姓名学号班级

熊能20110175 11茅机2班江磊20110172 11茅机2班王益20110168 11茅机2班

2014年6月

目录

引言 (4)

1 选题背景 (5)

1.1问题的提出 (5)

1.2研究现状 (5)

2 机构选型 (7)

2.1击发机构的初步了解 (7)

2.1.1扳机带动击锤结构 (7)

2.1.2扣动扳机带动弹夹转动 (8)

3 尺度综合 (9)

3.1机构关键尺寸计算 (9)

3.1.1由网络上左轮手枪实物图估算各部位零件尺寸 (9)

3.1.2关键零件——弹夹的尺寸确 (10)

3.1.3其余零件尺寸的得出 (10)

3.2配合尺寸的得出与修改 (10)

3.2.1转轮手枪的弹夹尺寸 (11)

3.2.2枪管尺寸 (11)

3.2.3扳机簧尺寸 (12)

3.2.4扳机外框尺寸 (12)

3.2.5弹簧尺寸 (13)

3.2.6固定枢轴尺寸 (14)

3.2.7 Pusher，revolver（旋转弹夹零件）尺寸 (14)

3.2.8其他零件尺寸 (15)

4 机构建模 (21)

4.1机构零件建模与尺寸修改 (21)

4.1.1击锤建模 (21)

4.1.2扳机建模 (22)

4.1.3 枪托建模 (22)

4.1.4 弹夹建模 (23)

4.1.5 枪管建模 (23)

4.1.6 旋转弹夹等零件建模 (24)

5 机构仿真 (25)

5.1S OLID W ORKS M OTION机构仿真的前期设置 (25)

5.1.1 启用Motion模块 (25)

5.1.2 添加实体接触 (26)

5.1.3 为扳机添加马达 (26)

5.1.4 为弹夹拨动卡添加马达 (28)

5.1.5 为弹夹锁紧装置添加马达 (29)

5.1.6 为击锤添加马达 (31)

5.1.7 为弹夹连杆添加马达 (32)

5.1.8 运动类型，初始位置及运动时间的确定 (34)

5.2机构仿真出现的问题及调整方案 (34)

5.2.1出现的问题 (34)

5.2.2解决方案 (35)

6 机构原理 (35)

6.1单、联动机构 (35)

6.2转轮拨弹机构 (36)

6.3击针机构 (37)

6.4枪管联接机构 (38)

7 设计总结 (39)

7.1关于计算问题 (39)

7.2最终完成的左轮手枪 (39)

7.3已完成的工作 (40)

7.4将来待完成的工作 (40)

8 收获及体会 (41)

8.1关于设计重心 (41)

8.2对击发原理的理解 (41)

8.3关于团队协作 (41)

8.4关于搜集资料 (41)

9 致谢 (42)

10 参考文献 (42)

引言

左轮手枪是公认的当今知名度很高的手枪。其结构，原理也成为一代经典。对左轮手枪的结构研究十分适合于军迷初学者进行枪械原理入门。

我们通过对左轮手枪的建模及装配，尺寸调整，对左轮手枪的击发组件进行了详细的定性研究。对击发机构进行带接触的运动仿真，虽出现了一些问题，但也总结了经验教训。并且对关键零件枪机进行了有限元分析，提出了结构改进方案。

此外，我们在第六章对左轮手枪的击发原理进行了详细的阐述。

1 选题背景

1.1 问题的提出

转轮手枪的历史

在柯尔特发明左轮手枪之前，所有的转轮手枪都是手动转轮手枪，而柯尔特的转轮是由待击发的击锤转动，这种自动转轮手枪的诞生使过去所有的手动转轮手枪相形见绌。与过去的转轮手枪相比，柯尔特转轮手枪有如下独特之处：弹仓作为一个带有弹巢的转轮，能绕轴旋转，射击时，每个弹巢依次与枪管相吻合。转轮上可装5发子弹，枪管口径为9毫米。而且它采用当时最先进的撞击式枪机，击发火帽和线膛枪管，尺寸小，重量轻，结构紧凑，功能完善。

柯尔特左轮手枪的发明

1830年～1831年间，完成大学预科和阿默斯特学院学业后的柯尔特登上了一艘名叫“科沃”号的双桅船，开始了经好望角到英国和印度旅行。大海茫茫，水天一色，双桅船在海上静悄悄地行驶着，在漫长的旅途中，柯尔特除了登上甲板，远望海鸟追逐轮船外，还经常跑到驾驶舱。舵手手扶舵轮，时而向左转，时而向右转，引起了他浓厚的兴趣，一直琢磨着如何把新式击发枪原理与旧式转轮枪结合在一起的柯尔特突然爆发出灵感，他高声喊到：“成功了！成功了！”把整个驾驶舱里的人弄得莫名其妙。

对枪械结构的研究中涵盖了机械工业的诸多方面。如扳机，枪机机构涉及的机构运动学，轻武器壳体涉及的冲压工艺，枪管在极端条件下工作所涉及的材料学及特殊的热处理工艺，等。轻武器的生产亦要考虑到研制的时效性，零件、子弹的互换性，以及制造工艺成本等诸多因素。

从枪械研究的意义上说，和平固然可贵，但逃避战争的和平必然无法避免战争。此外，对枪械结构的研究也能够促进对其他机械分支学科、制造工艺的了解。

1.2 研究现状

中国9MM警用转轮手枪的意义

我国的警用手枪一直采用自动手枪，执行任务时瞎火弹的处理成为公安干警长期必需面临的风险。新型9毫米警用转轮手枪的面世为公安干警抓捕罪犯提供了又一种武器的选择。转轮手枪作为警用时，要求命中罪犯后有足够的停止作用，穿透余能要小，尽可能的减少误伤，另外在特殊情况下还能发射防暴弹药，以应付各种各样的紧急情况。从满足警用需求来看，我国新开发的9毫米警用转轮手枪可谓是出手不凡。

9MM警用转轮手枪的特点

该枪计划装备公安部门的特殊警种，供其在特殊环境中使用，是QSZ92式9毫米手枪的有力补充。全枪尺寸为197毫米×35.6毫米×125毫米，枪管长76.2毫米，瞄准基线长108毫米，全枪重840克。容弹量为6发，使用寿命超过3 000发。初速大约为300米/秒，有效射程50米，发射方式有单动和双动两种。

该枪主要由枪管、弹巢（转轮）、枪身、击发装置、握把和瞄准机构等组成，表面抛光并经过特殊表面处理工艺，整体结构性能优良，威力大，射击精度好，容易操作，美观大方，能适应各种恶劣的环境。安全性能良好。

其76.2毫米长（3英寸）的枪管既保证了该枪具备足够的杀伤威力，又使全枪长度适中，兼顾了携带的方便性。

弹巢为可换式６发转轮弹巢，以满足不同环境下对转轮手枪不同的使用要求。所以该枪既可发射DAP92式9毫米手枪弹，也可发射9毫米“帕拉贝鲁姆”手枪弹和国产9毫米低侵彻杀伤手枪弹，还可以发射声响弹，用于报警、向罪犯示警等，以及系列防暴转轮手枪弹药，如低侵彻型、穿障型、驱散型、非致命型等枪弹，来应付各种紧急情况。

击发装置主要由击针、击针簧、击锤、击锤簧、扳机、扳机齿等组成。各个零件表面抛光，机构动作协调平稳。扳机力大小适中，并可以通过调节击锤簧力大小来调节扳机力。握把有工程塑料和木制的两种，表面加工细致，外形适合中国人的手形，握持舒适，射击时震动小。

该枪采用固定式的准星，照门采用可调式照门，可以进行高低、左右的调整。另外还紧跟国际的发展趋势，增设了荧光瞄准点，也可按需要增加激光照准器或其它光电照准器，以提高射击精度。

转轮手枪的保险系数较高，其非自动的发射方式保证了高可靠性，走火率几乎为零，即使从高处意外跌落也不会走火伤人。除正常的机构保险外，还可视需要而加装一些特殊的保险装置。

当然对于武器而言，使用效果是最关键的。9毫米警用转轮手枪经过多次射击试验，均取得了较好的试验结果。重量上，该枪略显沉甸，但是重心位置靠后，容易控制。外表面无突出物，使得从拔枪到瞄准射击相当迅速。双动击发时扳机力适中，约45～60牛顿，扳机行程较长。射击时后坐力较小，对虎口的震动不大，弹着点密集。

总的来讲，该转轮手枪外形美观大方，结构简单紧凑新颖，机构动作灵活，使用安全可靠，维护也很方便。作为我国设计人员又一次智慧的结晶，9毫米警用转轮手枪必能在执法舞台上大显身手。

由此，我们对左轮手枪产生了浓厚的兴趣，我们将着手进行左轮手枪的整枪建模与机构工作。

2 机构选型

2.1 击发机构的初步了解

2.1.1扳机带动击锤结构

扣动扳机通过扳机与击锤下部分形成的棘轮结构，带动击锤向后运动，并且给联动击锤的弹簧提供弹性势能，击发子弹。

受拉伸的弹簧提供给击锤势能

图2-1-1

2.1.2扣动扳机带动弹夹转动

扣动扳机向后，带动用于锁定弹夹的卡扣松开，同时位于另一侧的连杆带动弹夹转动。

图2-1-2

只要扣动扳机，就可以通过机械结构完成弹夹的解开锁定，转动，击锤的蓄力和击发子弹。这是一种非常简单易懂的机械设计，但是安全和故障性没有任何考虑，依然有机械设计改善空间。

位于扳机一侧的连杆机构

图2-1-3

实际的连杆机构带动弹夹转动的部分

图2-1-4

3 尺度综合

3.1 机构关键尺寸计算

3.1.1由网络上左轮手枪实物图估算各部位零件尺寸

特别的我们安装使用了3D枪械拆解2（GunsDisasm2）这个安卓软件，如下图。

其中，我们拆解了其中的S&W model no.53这一款转轮手枪，清楚的了解了该手枪的构成，传动系统等。我们加以仿造，改良，简化，得到了我们所建模的零件。

3.1.2关键零件——弹夹的尺寸确

图3-1-2

仿造该图进行建模，我们将图中六连发左轮手枪，简化成为五连发左轮手枪。

3.1.3其余零件尺寸的得出

我们设计的左轮手枪的转轮、击发装置等零件通过搜寻图纸，以及上文提到的拆解工作，间接测量得到了部分尺寸比列，。

我们先主后次的顺序建模，首先为弹夹和击发装置建模，然后按照比例对其他零件进行建模工作。

具体步骤如下：

先主后次：在装配体中直接开始新零件。

零件建模：在装配体中确定大致尺寸，以保证数量级一致。为避免引用多余的外部参照，打开新零件制作其余部分。

返回装配体：回到装配体后，删除掉“定位”配合，加入新的配合。

消除干涉：在相关部件都建模完后，在装配体或剖视图中更改尺寸至全部干涉消除。

3.2 配合尺寸的得出与修改

经过我们不断的计算尺寸，检查配合，在solidworks软件的帮助下，我们计算出所有重要零件的尺寸，具体如下图：

3.2.1转轮手枪的弹夹尺寸

图3-2-1 3.2.2枪管尺寸

图3-2-2

3.2.3扳机簧尺寸

图3-2-3 3.2.4扳机外框尺寸

3.2.5弹簧尺寸

弹簧主视图尺寸

图3-2-6

3.2.6固定枢轴尺寸

图3-2-7

3.2.7 Pusher，revolver（旋转弹夹零件）尺寸

图3-2-8

3.2.8其他零件尺寸

枢销尺寸

勾爪尺寸

图3-2-9 撬杆尺寸

图3-2-10

爪锤尺寸

图3-2-11 枪托尺寸

击锤尺寸

枪托把手两侧尺寸

图3-2-14 螺栓尺寸

图3-2-15

螺钉尺寸

图3-2-16

图3-2-17