（定稿）智能扫描机械台结构设计（全套下载）

陈老师以开阔的视野，渊博的知识，严谨的治学态度，敏锐的思维和对新研究方向非凡的洞察力使我受益匪浅。

在老师的指导下，我学会了很多知识，知道了遇到困难要及时解决，及时查阅资料，原地踏步永远找不出答案。

这也为我今后所从事的工作奠定了良好的基础。

在此，谨向陈佳莹老师表示最诚挚的感谢和最崇高的敬意!感谢所有曾给予我关心支持和帮助的人们!以选择的轴承形式必须满足这两点要求，满足需求的轴承有推力调心滚子轴承角接触球轴承圆锥滚子轴承。

推力调心滚子轴承的轴向载荷有限制，不可选。

在同样外形尺寸下，角接触球轴承，由于内框需同时承受轴向和径向载荷，所以选择安装角接触球轴承。

轴承的固定与密封轴承端盖既对轴承起到固定支撑作用，也对轴承起到密封作用。

本次设计中轴承尺寸如表.所示表.端盖尺寸号尺寸关系符号尺寸关系符号尺寸关系轴承外径螺钉直径螺钉数个.轴承密封是为了阻止润滑剂外泄流失污染环境，并防止灰尘水腐蚀性气体等侵入轴承。

般可分两大类.接触式密封毡圈密封轴承端盖上开出梯形槽，将按标准制成环形的细毛毡放置于槽中，以与轴密合接触。

唇形密封圈密封密封圈由皮革或耐油橡胶等材料制成，具有唇形结构，将其装如轴承盖中，靠材料的弹力和环行螺旋弹簧的扣紧作用与轴紧密接触。

.非接触式密封间隙式密封在轴表面与轴承端盖通孔壁之间形成有定轴向宽度的环行间隙，依靠间隙流体阻力效应密封.迷宫式密封在旋转件与固定件之间构成曲折的间隙来实现密封。

由于内框无特殊要求，所以采用普通密封方式即可满足设计要求。

本次设计采用毡圈油封，型号毡圈内框轴与负载盘的联接方式内框轴轴端与负载盘的联接可采用的方式有多种如过盈配合键连接成型连接弹性环联接胀紧套连接等等，均可实现。

过盈配合连接是利用两个相配零件的装配过盈量实现的种连接。

零件的配合表面多为圆柱面。

组成过盈联接后，由于组合处的弹性变形和装配过盈量，在包容件和被包容件的配合面间将产生很大的正压力。

当连接承受外载荷时，配合表面考此正压力所产生的摩擦力或摩擦力矩来传递载荷。

但拆开过盈配合联接需要很大的外力，往往会损坏连接零件的配合表面，甚至整个零件。

键联接包括平键联接半圆键联接楔键联接切向键联接。

平键联接具有结构简单对中性好拆装方便等优点，但这种联接不能承受轴向力，起不到轴向固定作用。

半圆键联接只用于静联接，主要用于载荷较小的联接及锥形轴端与轮毂的连接。

智能扫描机械台机械结构详细设计详细设计主要完成转台的内部机械结构设计，包括转台内环结构设计中环结构设计外环结构设计以及轴承联轴器电机和测量元件的选择。

转台机械结构详细设计流程如图.所示图.转台结构详细设计流程图.转台内环结构设计内环结构设计是转台设计的第步，因此也是设计的关键步。

内环结构设计所要解决的关键技术问题是全中空轴系设计及负载的安装界面设计。

结构设计内环轴系的结构设计如图.所示，轴系转子为内环轴内环框架，负载安装在内环轴的后端，由于负载尺寸较大，在内环轴的后端增加负载过渡盘，辅助支撑负载，内环波导座位于负载过渡盘的顶端。

内环轴系的支撑采用钢丝滚道轴承，由于内环轴的轴向尺寸较大，为了保证轴的刚度，我们除了在轴的前端用钢丝滚道轴承作为主支撑外，在轴的后端再增加钢丝滚道轴承作为辅助支撑。

内环驱动电机安装在轴系前端，电机转子用螺钉与内环轴相联，这种布置方面可以扩大视场角，另反面可以最大限度的起到静力矩平衡的作用。

内环测角元件为感应同步器。

内环定子与中环框架作成体。

这样既可以使结构紧凑，又可以实现更高的系统刚度和精度。

图.内环轴系结构图本转台各轴系均为局部转角，系统超限保护均为三级保护，其顺序为软件保护光电开关保护和机械限位，其中机械限位均有橡胶缓冲装置。

转矩计算理论力学定义刚体的转动惯量是刚体转动时惯性的度量，它等于刚体内各质点的质量与质点到轴的垂直距离平方的距离之和，即.由式.可见，转动惯量的大小不仅与质量大小有关，而且与质量的分布情况有关。

因此对于结构不规则的复杂零件，用式.计算转动惯量就显得非常复杂。

由理论力学知识我们可以得出转动惯量的又计算公式.式中惯性半径或回转半径。

由式.可见，只要我们知道零件的回转半径和质量就可以方便地计算出零件的转动惯量。

在机械制图软件的“工具”菜单中有“查询面域质量特性”命令，此命令可以直接生成三维零件的质量及回转半径。

利用此命令我们就可以很方便地计算出零件的转动惯量。

本次设计所有关于转动惯量的计算都是使用此方法来完成的。

零件转矩与转动惯量的关系见式式中零件角加速度年，由哈工大研制的型单轴计算机控制转台是我国第台计算机控制的转台。

年，中国航空精密机械研究所研制成功了型三轴捷联惯导测试转台。

这是我国第台计算机控制的高精度三轴惯导测试台。

在转台的开发和制造领域，中国和世界先进水平相比还有许多差距，例如，对于转台相关的技术缺乏深入系统的研究，导致了生产的转台可靠性差，也没有批量生产的能力在些领域存在空白等。

未来转台的发展趋势不断应用新技术来提高转台的测试精度，增强转台的稳定性及环境适应性是未来转台发展的主要趋势。

具体为.进步提高技术指标.实现测试自动化.加强各种环境下的测试，控制环境对测试精度的影响，如温度压力地基等的影响。

.对测试的可靠性稳定性提出进步的要求。

同时，由于转台的应用越来越广泛并逐渐向商品化发展，使得转台的研制在保证精度的前提下不断的应用新材料和新工艺以降低成本，这也成为未来转台发展的大趋势。

.立题的目的和意义本转台主要用于测试机载雷达跟踪目标的灵敏性，模拟雷达在跟踪动态目标时的现场实际运动情况。

它在机载雷达的研制和实验室测试方面具有不可替代的作用。

.本文主要工作本论文主要将完成对智能扫描机械台的总体设计，对智能扫描机械台机械结构的详细设计对内中外三环的转矩的计算与三轴各轴电机的转矩校核，根据本次设计的相关技术要求对本转台的误差分析。

第章智能扫描机械台总体设计.转台技术要求转台总体设计是转台设计中的关键环节，它对转台所能达到的技术性能和经济性起着决定性的作用。

本次设计所要达到的技术要求如下．负载尺寸．负载重量．转角范围内环，中外环．最大角速度内环中环外环．最小角速度内环.中环.外环最大角加速度内环中环外环．三轴转角精度三轴相交度视场角．双十频响指标内环，中外环.总体设计流程根据机械设计总体设计的般规律及智能扫描机械台的特点，智能扫描机械台总体设计流程如图.图.转台总体设计流程图.转台类型的确定智能扫描机械台根据其方位轴系和滚动轴系所在位置的不同，分为立式和卧式两种类型。

立式转台外环是方位轴系，内环是滚动轴系卧式转台与立式转台相反，外环是滚动轴系，内环是方位轴系。

根据本次转台设计的技术指标，内环转角范围为如公司于年生产了和型转台。

公司于年和年先后生产了型型转台。

年，型台的研制成功被认为是美国转台发展的第二个阶段。

型台的主要材料是非磁性材料号铝，采用轴向和径向带有压力补偿的液体轴承，并在耳轴上采用了空气轴承。

第三阶段的主要标志采用计算机控制和测试自动化技术。

从年到年公司生产了型单轴转台及型双轴转台，这期间个引人注目的发展是这几类转台均采用数字计算机进行控制，其中型转台还可用数字计算机进行自动测试，可工作在伺服同步速率辅助速率数字位置自动转位及纸带定位等状态。

年之后，美国的转台设计和制造进入了系列化阶段，技术得到发展和完善，相应地转台也成为种广泛使用的测试设备。

从那时起至今，位于宾西法尼亚洲匹兹堡的公司成为美国制造惯性导航测试设备和运动模拟系统的主要厂商，并直代表着美国乃至世界惯性设备，尤其是转台的发展水平。

公司于六十年代末至七十年代初研制了系列转台，包括型型型和型等。

这系列转台的主要特点是台体形式为双轴台，采用气浮轴承。

从七十年代初开始，着手研制系列多轴转台。

先后研制成功了等型转台。

系列转台的主要特点是台体形式均为多轴台，普遍采用气浮轴承，轴系回转精度和正交精度均达到角秒级使用感应同步器作测角元件。

生产的系列双轴台和系列多轴台在控制上均采用了系列模块化精密角度控制系统，这系统的应用是转台技术的重大发展。

从此，转台进入了计算机控制和测试自动化阶段。

年，公司提出了改进的三轴台，简称的制造方案。

在的设计制造方案中，规定是台超精密三轴设备。

三轴测试转台可用于舰船导航和空间传感器的测试，还可用于战略系统的测试。

转台在制造方案中采用了新材料和许多新技术。

智能，扫描，机械，结构设计，毕业设计，全套，图纸本次设计的三轴雷达仿真转台主要用于型机载雷达的测试。

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，从内环开始至外环步步地展开设计。

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摘要第章绪论.课题背景智能扫描机械台的发展状况国内智能扫描机械台的发展状况未来转台的发展趋势.立题的目的和意义.本文主要工作第章智能扫描机械台总体设计.总体设计流程.转台类型的确定.转台运动功能设计工作原理运动功能方案.转台总体布局设计.转台主要参数设计第章智能扫描机械台机械结构详细设计.转台内环结构设计结构设计转矩计算轴向固定方式的选择轴的最小直径的确定轴承的选择轴承的固定与密封内框轴与负载盘的联接方式主要零件刚度校核电机转矩的校核.转台中环结构设计结构设计转矩计算电机转矩校核.转台外环结构设计结构设计转矩计算电机转矩校核.机械转角限位装置设计第章误差分析.回转精度分析滚动轴系回转精度俯仰轴系回转精度方位轴系回转精度.三轴相交度分析滚动轴与俯仰轴的相交度俯仰轴与方位轴的相交度第章测量及其它元件简介.直流无刷电机.感应同步器.绝对式光电码盘.钢丝滚道轴承.胀紧式联轴器结论参考文献致谢第章绪论.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。

年月日，莱特兄弟第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。

年月日，美国人戈达德制成了世界首枚液体火箭。

年苏联卫星首次进入太空。