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三轴雷达仿真转台机械结构设计说明书.doc

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三轴雷达仿真转台机械结构设计说明书.doc

黑龙江工程学院本科生毕业设计Ⅰ摘要三轴雷达仿真转台是三轴转台的一种,本次设计的三轴雷达仿真转台主要用于某型机载雷达的测试。转台性能的优劣直接关系到仿真和测试试验的可靠性,是保证某型机载雷达的精度和性能的基础。本文针对三轴雷达仿真转台的机械结构设计进行了详细的讨论,并进行了理论论证及必要的计算,同时对本转台中使用到的测量元件及联轴器等其他原件的结构及原理作了简单的介绍,设计中采用铸铝合金作为台体的材料,实现了低转速、高精度的要求,并且减轻了整体的重量,使机构在满足转角范围、速度范围、最大角加速度等设计参数要求的前提下,使结构设计尽量优化。本设计紧紧围绕着设计任务书中的各项指标,从内环开始至外环一步一步地展开设计。本文主要内容包括转台的总体结构论证、转台的详细结构设计、转台的误差分析等。结合转台设计的特点,本文重点讨论了转台机械结构的设计思想及设计过程。关键词三轴仿真转台机载雷达测量元件联轴器内环中环外环。黑龙江工程学院本科生毕业设计ⅠABSTRACTThreeshaftsradarsimulationturntableisonetypeofthethreeshaftsturntable.Thethreeshaftsradarsimulationturntableinthisdesignismainlyusedtotestacertaintypeofairborneradar.Thesimulationturntablehasgreatinfluenceonthereliabilityandcredenceofexperimentation,sotheprecisionaccuracyofacertaintypeofairborneradarisbasedonsimulationturntable.Thispaperdiscussesdetailedlythedesignofmechanicalstructureofthethreeshaftsradarsimulationturntable.Thenusestheprincipletodemonstrateitanddothenecessarycalculation.Atthesametime,introducetheprincipleandstructureofmeasurementcomponentsandclutchandothercomponentsusedintheturntableinbrief.Thisdesigncloselyrevolvesaroundeverytargetsindesignassignment,andspreadsoutfrominnerframetoouterframestepbystep.Thechiefcontentofthispaperinvolvesthedemonstrationofthegeneralstructure,thedesignofthedetailedstructureandtheanalysisoferroroftheturntable.Combiningthedesigningcharacteroftheturntable,thispaperemphaticallydiscussestheideaandtheprocessindesigningtheturntable.KeywordsThreeAxissimulationturntableAirborneradarMeasuringelementCouplingInnerringCentralOuterring摘要........................................................................................................................................1第1章绪论..........................................................................................................................41.1课题背景....................................................................................................................41.2仿真转台的国内外发展状况.........................................................................................41.2.1国外仿真转台的发展状况...................................................................................41.2.2国内仿真转台的发展状况...................................................................................61.2.3未来转台的发展趋势..........................................................................................6黑龙江工程学院本科生毕业设计Ⅰ1.3立题的目的和意义..............................................................................................................71.4本文主要工作.......................................................................................................................7第2章三轴雷达仿真转台总体设计..............................................................................................82.2总体设计流程..............................................................................................................82.3转台类型的确定...........................................................................................................82.4转台运动功能设计.......................................................................................................92.4.1工作原理............................................................................................................92.4.2运动功能方案.....................................................................................................92.5转台总体布局设计.......................................................................................................92.6转台主要参数设计.....................................................................................................10第3章三轴雷达仿真转台机械结构详细设计............................................................................113.1转台内环结构设计.....................................................................................................113.1.1结构设计..........................................................................................................113.1.2转矩计算..........................................................................................................123.1.3轴向固定方式的选择..........................................................................................133.1.4轴的最小直径的确定..........................................................................................143.1.5轴承的选择.........................................................................................................143.1.6轴承的固定与密封.............................................................................................143.1.7内框轴与负载盘的联接方式...............................................................................153.1.8主要零件刚度校核.............................................................................................163.1.9电机转矩的校核...............................................................................................173.2转台中环结构设计.....................................................................................................173.2.1结构设计..........................................................................................................173.2.2转矩计算...........................................................................................................193.2.3电机转矩校核...................................................................................................193.3转台外环结构设计.....................................................................................................203.3.1结构设计..........................................................................................................203.3.2转矩计算..........................................................................................................203.3.3电机转矩校核...................................................................................................223.4机械转角限位装置设计..............................................................................................22第4章误差分析......................................................................................................................254.1回转精度分析............................................................................................................254.1.1滚动轴系回转精度............................................................................................254.1.2俯仰轴系回转精度............................................................................................254.1.3方位轴系回转精度............................................................................................264.2三轴相交度分析.........................................................................................................264.2.1滚动轴与俯仰轴的相交度.................................................................................264.2.2俯仰轴与方位轴的相交度...................................................................................26第5章测量及其它元件简介....................................................................................................285.1直流无刷电机............................................................................................................285.2感应同步器................................................................................................................295.3绝对式光电码盘.........................................................................................................295.4钢丝滚道轴承............................................................................................................305.5胀紧式联轴器............................................................................................................30结论......................................................................................................................................32参考文献..................................................................................................................................33致谢......................................................................................................................................34黑龙江工程学院本科生毕业设计Ⅰ第1章绪论1.1课题背景远古时代,人类的祖先面对着充满神秘色彩的天空,编织出许多美丽、动人的神话、传说故事。这些故事经过无数代人的流传,便真有了冒险者,不惜生命代价尝试原始的飞行探险。1903年12月17日,莱特兄弟第一架动力飞机的试飞成功,使人类飞行的梦想变为现实。但是人类并没有为此而满足,他们将眼光瞄准了更遥远的宇宙空间。1926年3月16日,美国人戈达德制成了世界首枚液体火箭。1957年苏联卫星首次进入太空。1969年7月20日,阿波罗11号飞船登月成功。1981年4月12日,世界上第一架航天飞机哥伦比亚号发射。从此人类进入了宇宙探险时代。最早,飞行器上天之前要用许多实物进行实验研究,这样不仅造成许多财力、物力、和人力的浪费,而且有限的实验所获得的规律也不是十分的准确,其中存在很大的偶然性。随着人类航天活动的越来越频繁,对设备的可靠性及经济性的要求也越来越高。尤其是近几年来几次重大的航天飞行事故促使人们对以往的实验手段进行了深刻的反省,开始了仿真测试设备的研究,仿真转台就是在这样的背景下产生和发展起来的。二十世纪七十年代后,计算机尤其是数字计算机的发展为仿真技术提供了更高的技术基础。现在仿真转台已应用到航空、航天设备的研制和测试的各个环节。1.2仿真转台的国内外发展状况1.2.1国外仿真转台的发展状况美国是世界上最早研制和使用转台的国家,它的第一台转台于1945年诞生于麻省理工学院。从那时起直到现在,美国的转台研制和使用,无论在数量、种类,还是在精度和自动化程度上都居于世界领先水平,代表了当今世界转台的发展水平和方向。此外,英、法、德、俄等国也投入了大量的人力、财力进行仿真转台的研究。但是以美国最为典型,下面主要以美国的转台研究和发展为例进行介绍。回顾美国转台的发展过程,大体可以分为以下几个阶段第一阶段的主要标志用机械轴承支撑台轴,轴的驱动采用交流力矩电机。1945年,美国麻省理工学院仪表实验室研制成功世界上第一台转台,开始了转台发展的第一个阶段。此转台后来命名为A型台,台轴的支撑采用一般的滚珠轴承,轴的驱动直接用交流力矩电机完成。在A型台的基础上,于1950和1953年又相继研制出了B型台和C型台。第二阶段的主要标志采用液体静压轴承支撑台体,用支流力矩电机驱动轴系。1956年,美国开始研制液体静压轴承转台,并研制出了D型液体轴承台,他的摩擦力矩仅为C型转台的1/8,有利于提高精度。从五十年代开始,除了麻省理工学院,美国还有一些公司也开始研制转台。如Carco公司于1967年生产了T025、026和081型转台。Fecker公司于1964年和1965年先后生产了352型、452型转台。1968年,E型台的研制成功被认为是美国转台发展的第二个阶段。E型台的主要材料是非磁

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