周视瞄准镜设计说明书

1、周视瞄准镜设计说明书080116-05-尚磊周视瞄准镜设计说明书周视瞄准镜概述周视瞄准镜是周视望远镜的一种。周视瞄准镜的目镜位置不动而镜头能够绕垂直轴在水平方向一定角度X围内进展观察。对于周视瞄准镜，常见的一般利用上直角棱镜绕垂直轴做转动时，道威棱镜绕其自身光轴按一定关系互相配合互相转动角，可实现水平周视。另外，上直角棱镜能绕水平轴俯仰，实现俯仰观察。但也 有少局部采用立方棱镜绕垂直轴转动实现水平周视或者一些光学元 件组合实现。按观察X围划分，周视瞄准镜可以分为水平半周视和水平全周 视。其中，观察X围小于360°的为水平半周视，达到360°的为水 平全周视。有周视性能的瞄准

2、镜，可以扩大观察 X围，同时，俯仰时目镜不 动，方便观察者不用改变自己的位置和方向，观察到四周的景物。这个镜子最有意思的是眼睛位置不动，转动转螺可观察360°，因为它有特殊的光学结构。二、光路设计由于系统用于对远距离目标进展观察，具有的视觉放大率，因此 它必然是一个开普勒望远镜，要使用正光焦度的物镜和目镜。为了便于观察，系统应成正像，所以必须参加倒像系统。由于系统要求有一定的潜望高度，所以可以采用使光轴改变90°的棱镜或平面镜，但平面镜的安装、固定十分困难，而且所镀的反光膜易变质、脱落，还 会在反射时造成百分之十左右的光能损失，所以用平面镜进展反射并 不理想。而棱镜如此可以

3、克制这些缺点，所以采用使光轴改变90°的棱镜形成前往高。考虑到系统的简单易携性，两个棱镜都选用直角 棱镜。为了在水平面和垂直面改变光轴的方向， 可以在光轴上端01点的 直角棱镜绕水平和垂直轴转动。当棱镜绕经过01点的垂直于主截面的水平轴转动时，像的方向不会发生旋转。但当棱镜绕0102轴转动时，如果物平面相对主截面不动，像平面也将随之转动。如果要求像 平面不转，就必须使像面产生一个相反方向的转动。 这样就必须参加 一个棱镜，利用它的转动来补偿像平面的转动， 而不使光轴的方向改 变。根据棱镜转动定理，参加的棱镜反射次数应该为奇数，在考虑系 统的轻便性，选择了道威棱镜。同样根据棱镜转动定理

4、，道威棱镜的 转动角度为01处的直角棱镜转动角度的一半，且两者的转动方向相 反。目前导向系统的顶端直角棱镜和道威棱镜的反射次数之和为偶 数，加之低端棱镜，系统成镜像，故可考虑选择其中一个棱镜为屋脊 棱镜，这里选底端直角棱镜为屋脊棱镜。考虑到物镜和目镜之间的距离可能不是很大，所以把物镜放在道 威棱镜和底端屋脊棱镜之间。综合，得到周视瞄准镜的光学原理图如下：41S.三、结构设计周瞄准镜的主要结构包括有镜身局部、俯仰机构、方向机构与齿轮差动机构 等。镜身局部分为镜头、上镜体与下镜体。它承载全部光学零件。镜头装有保护 玻璃和直角棱镜，上镜体无光学零件。下镜头如此承载有梯形棱镜、物镜、屋脊 棱镜和目镜局

5、部。一周视瞄准镜中的俯仰机构，位于镜头局部，采用蜗杆蜗轮传动，用 来实现对目标的上下瞄准和测量上下角。它由齿弧、蜗杆、直角棱镜筒组成。偏 心套筒用来消除啮合间隙。蜗轮与直角棱镜筒连接固定在一起，蜗杆由下向上插 入偏心套筒内，上端通过销钉等零件与上下分划手轮相联接。 转动上下分划手轮 时，蜗杆1带动齿弧和直角棱镜筒，使直角棱镜绕水平轴线转动，进展上下瞄准, 并由上下分划圈上读出上下角。二周视瞄准镜中的解脱机构。解脱机构位于上镜体局部，采用蜗杆蜗 轮传动，利用偏心机构进展方向解脱。解脱机构原理：在未解脱状态，蜗秆靠偏心套筒和扭簧的作用与蜗轮严密 啮合。转动磁辅助分划手轮时，由子蜗轮固定不动，蜗杆一

6、方面绕自身轴线转 动.同时又带动方向盘本体局部，以垂直轴为中心，绕蜗轮回转，进展方向瞄 准，并可读出磁方位角和方位角的分划值。压下解脱手柄时，偏心套筒旋转， 扭簧也产生扭转，使蜗杆与蜗轮脱离，此时仪器可作大角度回转。放开解脱手 柄，偏心套筒靠扭簧的恢复力矩，重使蜗杆与蜗轮啮合。三差动机构是实现周视原理的要求。周视原理要求是直角棱镜和道威棱镜绕同一光轴同时同向转动，并且道威棱镜与直角棱镜的角速度之比为1/2。齿轮传动具有瞬时角速度固定不变的特殊性，另外上面的速比要求在差动轮系中实 现。差动轮系由上圆锥齿轮6、下圆锥齿轮7和行星轮8组合而成一个复杂轮系。 从机械原理可知，采用转化机构可以证明，当下

7、圆锥齿轮7固定不动时，上圆锥 齿轮6之角速度与道威棱镜19之角速度之比为2:1，上圆锥齿轮6与直角棱镜 15连成一体，实现上述要求。旋转手轮格值1密位竺 ，圆周100格；读数刻度筒格值100密位6°,6000旋转蜗杆转动一周，蜗轮转动100密位60，即传动比i=丄60图4差动轮系原理图图中，齿轮6 7为太阳轮，齿轮8为行星轮，道威棱镜相当于差动轮系中的 系杆。设齿轮6、7的角速度分别为3 1>W 2,系杆的角速度为3 H。差动轮系是一个 复杂轮系，须采用转化机构来研究。在转化机构中，齿轮6 7的角速度为3 1H=3 1- 3 H, 3 2H=3 2- 3 H.系杆的角速度3 H

8、H=0即道威棱镜。可求得转化机构的传 动比i H/6、7为i H/6、7=3 1/ 3 2H=3 1- 3 H 3 2- 3 H=-Z7/Z6式中：Z6、Z7分别为齿轮6和7的齿数，负号表示齿轮7的实际角速度与图 2-25示3 2的方向相反。在差动轮系中，通常取Z6=Z7,如此3 1- 3 H 3 2- 3 H=-13 1- 3 H=-3 2- 3 H3 H=1/23 1 + 3 2周视瞄准镜中，齿轮7与下镜体相连不能转动，故3 2=0,所以3 h=3 1/2。直角棱镜与齿轮6连接在一起，道威棱镜的角速度为3 H,因此利用这种差动 轮系可实现上述周视原理。四、技术要求与主要参数（一）技术要求（

9、1）在水平方向周视360°,目镜不动。2测角X围：方向角360 °,测角精度 0 01 ,上下角18。，测角精度 0-023观察距离3km左右。4观察X围：物方视场2尽量大些。5潜望高度：H不小于180mm6出瞳距离：不小于 20mm7尺寸限制：瞄准镜之镜筒外径均匀，最粗处不超过30m m中部方向机构除外。8像质清晰，像倾斜不超过1°二主要参数1、俯仰机构参数：蜗杆 m=0.5mm乙=1; q=12.5 ;蜗轮 Z2=120 ； ha*=1；*c（1）蜗杆的具体参数:蜗杆轴向齿距蜗杆轴向压力角蜗杆分度圆直径一一蜗杆导程角一一蜗杆齿顶圆直径一一蜗杆齿根圆直径一一蜗杆

10、齿宽2蜗轮具体参数：蜗轮端面齿距蜗轮模数蜗轮端面压力角一一蜗轮分度圆直径蜗轮喉圆直径一一蜗轮齿根圆直径一一蜗轮节圆直径一一 蜗轮齿宽蜗轮齿宽角蜗轮咽喉母圆半径一一6 26 ； q=8； 蜗轮乙=60 ；中心距一一2、旋转机构参数：蜗杆m=1.06mm Z 1=1* *20 ha =1； c（1）蜗杆的具体参数： 蜗杆轴向齿距 蜗杆轴向压力角 蜗杆分度圆直径一一 蜗杆导程角一一 蜗杆齿顶圆直径一一 蜗杆齿根圆直径一一 蜗杆齿宽2蜗轮具体参数：蜗轮端面齿距一一蜗轮模数蜗轮端面压力角蜗轮分度圆直径一 蜗轮喉圆直径一一 蜗轮齿根圆直径一 蜗轮节圆直径一一 蜗轮齿宽蜗轮齿宽角蜗轮咽喉母圆半径 中心距一一

11、3、差动轮系圆锥齿轮参数：乙=乙；Z2=22; m=0.7mm Zi=60 ;1=20 ;* *2=7020 ha =1； c传动比分度圆锥角当量齿数一一分度圆直径一一外锥距一一齿宽系数齿顶高系数顶隙系数一一齿顶高齿根高一一齿顶圆直径齿根圆直径齿顶角齿根角顶锥角一一根锥角五、选材原如此适合于制造精细传动的各种齿轮，要求抗腐蚀和更高的耐磨损性，可用合金结构钢。合金结构钢的优点有：比优质碳素结构钢有更高 的耐磨性能；抗腐蚀性能高；3、热处理性能好；4、强度、硬度等 性能好，是首选材料。有色金属中某些合金，如黄铜和青铜， 也得到了广泛的应用。黄 铜与青铜的加工性能，防磁性能与机械性能也适合制作高精度的精细 齿轮，但是重量大，本钱较高，故应合理使用。蜗杆大多数采用碳素钢或合金钢。蜗轮常采用材料是锡青铜ZCuS n10Pb1.5消除传动空回采用外加弹性垫圈。六、装配要求1. 装配图：a. 结构合理，装配方便，满足使用与工艺要求。b. 视图选择正确，投影关系清楚，符合制图标准。c. 装配图上要标注主要尺寸：轮廓尺寸，主要配合尺寸与配合种类。d. 装配技术要求必要合理。e. 引出件号，列出明细表与标题栏。2. 零件图：a. 结构合理，工艺性好。b