本文以某重点预研项目为研究背景,设计兼容发射榴弹与甲弹的凸轮自动机,主要从凸轮自动机原理与内弹道仿真、零部件设计及分析、自动机动态特性三方面进行研究。首先介绍凸轮自动机的工作原理,以交合凸轮为基础构件实现自动机的运动规律;为进行仿真分析,且该新型自动机具备兼容发射功能,建立榴弹与甲弹的内弹道数学模型,并编程得到内弹道曲线。其次,设计自动机的传动系统,详细分析交合凸轮的设计过程;分析齿形链的瞬时传动比、冲击载荷以及波动量,验证其满足自动机设计要求;介绍间歇机构原理,并对闩体进行理论强度校核。该新型自动机采用FORC缓冲器,详细设计缓冲器参数,尤其是前缓冲的碟形弹簧。最后,运用动力学软件,对自动机进行动态特性分析,包括发射榴弹与甲弹时自动机的后坐位移、后坐速度和后坐力等;为进一步分析影响后坐特性的因素,分别研究后坐质量、气腔初压以及射角对后坐特性的影响。此外,运用有限元校核闩体、炮箱、凸轮滚销和拨弹轮的强度,得到各个零部件的应力云图与变形云图,验证设计的零部件满足强度要求。本文研究的新型自动机丰富了我国凸轮自动机的种类,其研究方法、研究内容与结论对该新型自动机的后续改进具有一定参考价值。