（全套CAD）探针测量校准系统机械结构设计（终稿）

格式：RAR 上传：2022-06-25 08:14:23

《（全套CAD）探针测量校准系统机械结构设计（终稿）》修改意见稿

1、“.....因此从八十年代以来七孔探针直被广泛用于大角度复杂流动的测量，其意义在于适应我国航天科学研究发展的需要，为目前和将来能设计出更先进的飞机为国防事业提供有力的帮助。虽然现在七孔探针在不可压缩流测量中的应用越来越广泛，但目前的七孔探针测量系统对数据的采集和处理过程也相当繁琐且处理周期比较长，直没有形成个高效的测量系统。特别是在些特定场合，如全尺寸测量，飞行实测以及恶劣环境下的流动测量等，要求测试系统必须具有稳定性好，操作简单，高精度的特性。现代海战越来越强调海空协调作战，从而促使海军直升机得到迅速的发展。海军直升机具有强大反潜反舰等功能，执行不同的任务，投放的导弹或鱼雷也有所不同，因此投放方式有所差距。有的投放不需要开伞，而有的则需要，飞行投放开伞靠开伞绳的长短来实现。为了确保加装带伞鱼雷投放的安全性，急需对投雷环境弹舱下部的气流流场进行测量，为投放方案设计提供依据。目前，国内外对直升机流场进行飞行实测研究非常少，直升机复杂的气动特性，特别是在机腹的流场特性......”。

2、“.....还受到旋翼所产生的下洗速度，直升机的复杂外形以及自然风等因素的影响，使得流场难以预测。因此，结合七孔探针流场测量的优点，针对直升机腹部流场测量的要求，开发出套适用性强，性能优良的七孔探针实时测试系统是十分必要的。同时，界面友好，实时性强的测试系统也能为七孔探针的广泛应用提供方便。目前，国内对七孔探针的研究与运用仅局限在低速不可压缩流中，随着四代战斗机的出现，超音速巡航，高机动性成为飞机的重要性能指标，此时对飞机流场的研究仅靠在低速中测量是远远不够的，又由于其他测量手段的局限性，急需对七孔探针在可压缩流中乃至超音速流中应用进行研究。对七孔探针进行可压缩测量方法研究如果采用实验的方法，则所需采集点数目繁多，对实验仪器的安装与可靠性都要求非常高，同时需要大量的集中气源，使得校准费用变得非常昂贵。数值计算是近年来在流体力学理论研究和实际工程应用中发挥了巨大作用的有力工具之探针,测量,丈量,校准,系统,机械,结构设计,毕业设计,全套,图纸......”。

3、“.....它主要依靠其头部七个孔道中气流压力的相对大小判断气流速度的大小与方向，被广泛应用于低速风洞实验各种大角度的流动测量。七孔探针测量流动角度范围大并且设备简单对环境要求低价格低廉用于流场的测量有着广阔的前景。本文研究的是种七孔探针三维自动测速系统的机械结构设计,该机械结构具有两个转动自由度和较高的传动精度。能够使探针实现相互垂直的回转运动。该系统由七孔探针，异步电动机，行星齿轮减速器，直锥齿轮，同步带传动系统组成。其特点是大广角,角的范围从到高灵敏度系统的测速范围从到系统的旋转角度从到。整个测量过程全部由计算机自动控制,自动进行数据处理。关键词七孔探针风洞实验自动标定目录中文摘要第章绪论.风洞及七孔探针简介.探针标定技术的发展状况第二章探针自动定位结构总体设计.系统组成.系统特性.总体方案拟定.主要设计参数及校核.探针支架的具体设计轴部分转动设计轴转动设计夹具部分设计底座设计.材料选择......”。

4、“.....伺服电机的选取.芯轴结构设计.芯轴强度校核第四章探针自动标定机构使用时注意事项.安全要求.实施方法结论致谢参考文献第章绪论.风洞及七孔探针简介风洞，是能人工产生和控制气流，以模拟飞行器或物体周围气体的流动，并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的种管道状实验设备，它是进行空气动力实验最常用最有效的工具。图风洞实验室组成风洞主要由洞体驱动系统和测量控制系统组成，各部分的形式因风洞类型而异。图低速风洞翼型实验种类风洞种类繁多，有不同的分类方法。传动效率高，般可达，结构紧凑，适宜于多轴传动，不需润滑，无污染，因此可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场所下正常工作。本产品广泛用于纺织机床烟草通讯电缆轻工化工冶金仪表仪器食品矿山石油汽车等各行业各种类型的机械传动中。同步带的使用，改变了带传动单纯为摩擦传动的概念，扩展了带传动的范围，从而成为带传动中具有相对独立性的研究对象，给带传动的发展开辟了新的途径。同步带的特点传动准确，工作时无滑动......”。

5、“.....具有缓冲减振能力，噪声低传动效率高，可达.，节能效果明显维护保养方便，不需润滑，维护费用低速比范围大，般可达，线速度可达，具有较大的功率传递范围，可达几瓦到几百千瓦可用于长距离传动，中心距可达以上。同步带传动的主要失效形式在同步带传动中常见的失效形式有如下几种同步带的承载绳断裂破坏同步带在运转过程中承载绳断裂损坏是常见的失效形式。失效原因是带在传递动力过程中，在承载绳作用有过大的拉力，而使承载绳被拉断。此外当选用的主动捞轮直径过小，使承载绳在进入和退出带抡中承受较大的周期性的弯曲疲劳应力作用，也会产生弯曲疲劳折断见图.。图.同步带承载绳断裂损坏同步带的爬齿和跳齿根据对带爬齿和跳齿现象的分析，带的爬齿和眺齿是由于几何和力学两种因素所引起。因此为避免产生爬齿和跳齿，可采用以下些措施控制同步带所传递的圆周力，使它小于或等于由带型号所决定的许用圆周力。控制带与带轮间的节距差值，使它位于允许的节距误差范围内。适当增大带安装时的初拉力开。，使带齿不易从轮齿槽中滑出......”。

6、“.....减少带的弹性变形，可以减少爬齿现象的产生。带齿的剪切破坏带齿在与带轮齿啮合传力过程中，在剪切和挤压应力作用下带齿表面产生裂纹此裂纹逐渐向齿根部扩展，并的杆式目标体实现沿轴向和周向的两自由度运动技术指标轴向角位移量程精度士.轴向角位移量程精度士.轴角速度轴角速度定位机构重量.总体方案拟定方案如图.图.方案原理图说明该装置有两个转动自由度，整个装置绕主电机轴线的回转运动和探针绕自身轴线的回转运动。主电机通过减速器连接到装置整体，使整个装置做回转运动，副电机通过蜗杆传动后带动同步带轮转动，经带传动变速后带动探针的夹紧装置转动，使探针做绕自身轴线的回转运动。方案如图.图.方案原理图说明该装置有两个转动自由度，整个装置绕主电机轴线的回转运动和探针绕自身轴线的回转运动。主电机通过减速器再连接到装置整体，是整个装置做回转运动，实现探针的俯仰运动。副电机通过直齿锥齿轮第次换向后，带动第二幅直齿锥齿轮和第三幅直齿锥齿轮两次换向后带动探针的夹紧装置转动，从而使探针绕自身轴线做回转运动。副电机作为配重计算......”。

7、“.....而且平衡了装置运动时的偏置。方案如图.图.方案原理图说明该装置有两个转动自由度，整个装置绕主电机轴线的回转运动和探针绕自身轴线的回转运动。主电机通过减速器再连接到装置整体，是整个装置做回转运动，实现探针的俯仰运动。副电机通过直齿锥齿轮换向后带动同步带轮转动，经过同步带轮的变速后再带动探针的夹紧装置转动，从而使探针绕自身轴线做回转运动。副电机作为配重计算，这样不但实现了探针的回转的运动，而且平衡了装置运动时的偏置，锥齿轮传动可以得到很大的传动比，而且传动平稳噪音很小。方案比较第种方案，机构较为复杂，成本较高，蜗杆传动单级速比较大，停机后有自锁功能，但加工难度大，传动效率低。第二种方案，传动方案较为复杂，多次换向后比较繁琐，但是传动效率较第种方案有所提高，传动速度可调范围较大，结构不容易定位夹紧。第三种方案，传动方案复杂，但是传动比可调范围扩大，传动速度范围大，传动平稳，噪音小，效率高。，对七孔探针在可压缩中的校准理论研究阶段采用数值计算的手段是非常合理和必要的......”。

8、“.....我国学者对七孔探针已有定量的研究，在研究实验过程中也发现了七孔探针测量流场时的局限性，受加工工艺水平，测量方法和测量设备的影响。在解决七孔探针问题的过程中，我们意识到七孔探针作为种流场测量工具，不仅要求其测量结果合理精确，同样重要的是使用要方便实用，鉴于七孔探针校准及测量方法都很繁琐，所以急需用计算机语言编写出套完整的校准及测量程序，使其拥有友好实用的界面，方便使用者进行七孔探针测量流场。七孔探针校准及测量程序要求与硬件设计结合，自动完成数据采集处理过程，校准和测量算法内嵌其中，并且可以扩展变化。这样，七孔探针就有了继续深入研究和技术发展的平台，七孔探针的使用也会得以简化，使七孔探针应用有更广阔的前景。.探针标定技术的发展状况近年来，定位系统的研究不断深入，出现了各种定位的先进思想和技术。如船舶动力定位系统，大型加工工件的定位系统，伺服控制定位系统，工作台定位系统，曲线定位系统等。动力定位系统于上世纪年代后期由美国海军研制成功......”。

9、“.....从上世纪年代初开始，随着北海油田墨西哥湾油田的大规模开发，动力定位系统被广泛应用于油田守护平台避碰水下工程施工海底管线检修水下机器人跟踪等作业。尤其是年代以来，随着海上勘探开发逐步向深水和超深水以上发展，几乎所有的深水钻井船油田守护船都装备了动力定位系统。据初步估计，目前全世界装备动力定位系统的各类船只已超过力艘。在年，我国唯的艘专门从事国际海底区域资源勘查研究开发的远洋科学考察船“大洋号”，进行了高起点的增改装工程，大大提高了全船的技术水平，成为达到国际先进水平的现代化综合性科学考察船。增改装工程中最重要的内容之便是增设动力定位系统，以满足科学调查作业的需要。按实验段气流速度大小来区分，可以分为低速高速和高超声速风洞。流场测量中,经常遇到复杂的三维大角度流动情况,如燃气轮机涡轮叶片尾缘,飞机翼型附近的复杂流场。通常用种测量工具来测量流场中的速度分布三孔压力探针,五孔压力探针和热线探头。但是由于探针只能在俯仰角和侧滑角不超过􀀁􀀁时才能准确测量......”。