火炮作为一种传统兵器,是地面部队大量装备的主要火力武器。炮管是火炮的重要组成部分,其作用是赋予弹丸预定的初速和射击方向,以使火炮完成规定的战斗任务。身管内膛的维护保养对于提高射击准确度和影响火炮寿命有着关键作用,要求在火炮弹丸发射之后及时清除炮膛内壁表面所挂留的铜渍和尼龙渍等残留物。为改变传统的人工推拉方式清洗炮膛的现状,本文设计了一种基于剪叉结构和齿轮轮系传动,实现清洁头在炮管内的旋转往复运动的新型火炮炮膛清洗装置。该装置能携带清洁头在炮膛内自动化作业,从而大大减少人力,且具有重量轻、作业效率高、操作简单等特点。通过火炮身管外径调节径向尺寸,该装置可应用于各种口径火炮。论文围绕火炮炮膛新型清洗装置的设计与特性分析展开研究工作,主要内容如下:1.针对国内炮管维护的需求及炮管维护过程中存在的问题,提出了炮膛清洗装置的设计要求和具体指标,进行了总体方案设计,包括固定装置设计、伸缩方式设计、驱动方式设计等,使用三维建模软件进行零件的建模和装配,并对装配体进行静态干涉和动态碰撞检查。2.拟定传动方案,绘制传动系统结构简图,阐述了其工作原理与驱动原理,对管外固定装置进行了设计与分析,同时计算分析了剪叉结构关键参数。机械结构设计定型后,分析装置工作状况,选用合适的电机。3.对空间剪叉机构进行了正向和逆向运动学分析,对装置进行运动学建模和运动仿真,验证了运动学模型的正确性,为装置原理样机研制打下基础,并为样机的控制系统设计提供了数学模型。4.对与本论文有关的模态分析理论进行了阐述,利用大型通用有限元软件ABAQUS,对空间剪叉结构进行了模态分析,得出了一些有用的结论。