轴系倾角回转误差中一次谐振的分离方法

为更加准确地评定轴系的倾角回转误差,首先推导了轴系倾角回转误差、平面反射镜和自准直仪的安装误差与自准直仪测量数据之间的关系,指出平面反射镜的安装误差在自准直仪的二维读数中为正交一次谐波,然后分析了一次谐振运动误差的形成机理,其在自准直仪的读数中表现为同相一次谐波.针对二维数据中的一次谐波,设计了同相和正交一次谐波的分离方法,扣除了由平面反射镜的安装误差引起的正交一次谐波误差,保留了轴系倾角回转误差中的一次谐振成分,从而改进了轴系倾角回转误差的数据处理方法.最后,通过改变平面反射镜的安装误差,并且对同一轴系的倾角回转误差进行测试,实验结果表明,从两次测试数据中所分离出来的一次谐振误差具有一致性,从而证明了该分离方法的正确性.并且在数据处理过程中只扣除了平面反射镜安装误差引起的正交一次谐波,保留了同相的一次谐振误差项.从最终实验数据可以看出改进后的倾角回转误差数据处理方法更加的合理和精确.     

基于蒙特卡洛法的激光通信地面站轴系误差分析

由于星-地激光通信链路通信束散角小,对通信终端伺服精度要求较高,为了满足伺服系统的精度要求,需合理的分配和控制跟踪架的轴系误差,传统方式采用极值法进行误差分配,相比此方法,通过运用蒙特卡洛法,对间隙误差值的分布进行预估,明确敏感因素,使误差分配准确.针对激光通信地面站跟踪架,运用Adams insight对100组服从正态分布的轴系间隙进行随机抽样,根据跟踪架轴系位移跳动变化曲线和响应报告,得出俯仰方位轴间隙对目标位移跳动的权重,优化轴系间隙满足跟踪精度.经优化后得:方位轴系晃动为2.34″,俯仰轴系晃动为2.62″,满足调试要求,最终得到跟踪精度最大为9.6″.     

转台轴系轴承刚度矩阵的理论推导与数值计算

为提高三轴飞行模拟转台的动态性能及机械精度,对转台轴系的支撑轴承进行了研究.根据滚动轴承的几何学、运动学的基本原理和赫兹接触理论,建立了轴承刚度精确的数学模型,推导出了轴承完整的刚度矩阵的解析公式.研究了轴承受载、变形位移的数值计算方法.根据理论模型编制了轴承刚度的计算软件,为转台轴系有限元分析中边界条件的处理提供了依据.     

转台轴系轴承刚度矩阵的理论推导与数值计算

为提高三轴飞行模拟转台的动态性能及机械精度，对转台轴系的支撑轴承进行了研究。根据滚动轴承的几何学、运动学的基本原理和赫兹接触理论，建立了轴承刚度精确的数学模型，推导出了轴承完整的刚度矩阵的解析公式。研究了轴承受载、变形位移的数值计算方法。根据理论模型编制了轴承刚度的计算软件，为转台轴系有限元分析中边界条件的处理提供了依据。     

用水平仪测试倾角回转误差的数据处理

针对用水平仪测试竖直轴系倾角回转误差的数据处理方法存在的缺陷,在竖直轴系上建立一系列坐标系,推导水平仪坐标系相对于基准坐标系的姿态关系,阐述用水平仪测试倾角回转误差的原理.对数据进行傅里叶分析后,准确地分离出了回转轴线对水平面的垂直度误差,扣除这个垂直度误差之后,处理出的回转误差中保留了部分一次谐波误差和全部二次谐波误差.通过一组实测的数据证明了本文的数据处理方法比传统方法更为合理.     

静压高速精镗头的试验研究

本文介绍了在自行设计的静压高速精镗头上所进行的一系列试验研究及部分结果,包括主轴静刚度、主轴动态回转精度、振动及切削加工等性能试验。在不同条件下获得了若干主轴回转误差曲线的照片,并据此进行了主轴回转误差的评定、分析和比较。分析表明,除静压轴承本身的精度和刚度外,卸荷机构的布置以及该机构中滚动轴承引起的振动将使主轴回转误差曲线中出现一高频谐波分量,使被加工表面几何形状误差分布范围扩大。镗捍自激振动和刀具重磨质量对加工表面光洁度有直接影响。     

滚子几何误差对圆柱滚子轴承旋转精度的影响

由于轴承的回转运动是轴承内圈、外圈和多个滚动体等零件在几何约束下实现的,轴承回转误差也应当是轴承零件几何误差共同作用的结果。因此,研究轴承零件几何误差与轴承回转误差的关系对轴承精度设计和预测有重要意义。为此,考虑内圈滚道、外圈滚道和滚子表面几何误差,提出了圆柱滚子轴承旋转精度数值模型,并通过试验验证了该数值模型的正确性。分析了具有不同几何误差滚子的排布方式、滚子表面圆度误差与滚子个数的耦合效应对轴承内圈跳动量的影响。分析结果表明,具有不同几何误差滚子的排布方式对轴承旋转精度影响显著,将滚子按照尺寸误差大小交替排布,能显著提高轴承旋转精度;滚子表面偶数阶圆度误差对轴承旋转精度有显著影响,且其影响程度取决于滚子表面圆度误差阶次与滚子个数的关系,而滚子表面奇数阶圆度误差对轴承旋转精度的影响几乎可以忽略;滚子表面圆度误差阶次越高,滚子个数对轴承旋转精度影响越大;增加滚子个数并不总使轴承旋转精度提高。     

星载激光通信终端轴承预紧力及加载结构研究

星载激光通信终端通过方位、俯仰轴系的运动实现目标跟踪。轴系回转精度是二维转台实现良好工作的前提。通过对角接触球轴承模拟分析,确定卫星发射以及在轨运行时转台轴承的最优预紧力大小,通过轴承预加载结构实现轴承从高预紧状态过渡到轴承低预紧状态,解决了传统固定式预紧力不能同时满足两种工况的难题,即发射时大预紧力满足高刚度与基频,在轨运行时低预紧力以降低平均摩擦,扭矩噪音以及轴承接触应力。     

水平式机架结构设计要素

根据光电望远镜水平式机架的结构特点,本文给出了水平式机架的结构设计中要关注的要素,两轴垂直度的检测方法,在球面三角坐标系计算出轴系误差对水平式望远镜指向精度的影响。     

精密离心机主轴回转误差对工作半径的影响

介绍了主轴回转误差引起的回转中心与回转轴心误差的基本概念,指出离心机工作半径的起测点是主轴某截面的瞬心而不是几何中心,分析了主轴回转误差中一次谐波误差对离心机瞬时工作半径的影响程度. 在主轴上下两个截面上安装4个位移传感器测试主轴的回转误差,这种方法克服了以往不能测试一次谐波误差的缺点,最后得出了由回转误差引起的瞬时工作半径误差.     

“轴系结构的设计与分析”虚拟实验教学方法的研究与实践

针对传统轴系结构的设计与分析实验的现状及存在的问题,通过分析该实验实施的原理、方法和步骤,引入虚拟实验,实现了实验的自主性和开放性,提高了实验效率。通过在SolidWorks软件中建立实验所需的轴系结构零件库,用VB对SolidWorks进行二次开发,实现零件库的参数化调用,完成轴系结构的设计与分析实验,并对虚拟实验开发过程进行了论述,实现了实验教学的改革与创新。     

基于拓扑优化技术的光电平台弹性轴优化设计

竖直方位弹性轴系是机载光电平台关键部件以及主要承受载荷的部件,由于其负载重大,所以竖直弹性轴的强度、刚度与基频频率将直接影响光电平台的跟踪精度与稳定性。本文采用拓扑优化技术结合挠性设计思想对弹性轴进行结构优化设计,合理布置加强筋位置,弹性轴质量减轻38.5%,壁厚减小40%,基频数值提高19.7%,且在高温载荷下由于温度应力引起最大变形量减小23%,在不影响机械性能以及热性能的前提下优化结构,减轻了重量。     

轴承刚度对船舶轴系振动特性的影响研究

针对某船舶轴系进行了三维几何建模,对不同位置、不同刚度的轴承条件下的轴系周有振动特性进行了分析,得到了不同位置不同刚度的轴承对船舶轴系固有振动特性的影响。计算结果表明,不同位置轴承刚度的变化对船舶轴系固有振动特性的影响有很大的不同。在所有的轴承中,船舶前后艉架轴承和船舶艉管轴承对船舶轴系的振动特性影响最大,同时这些轴承工作条件恶劣,在船舶正常运行过程中刚度要发生很大的变化,因此在船舶运行过程中必须时刻注意这些轴承的性能变化。其它位置处的径向轴承由于刚度相对较大,而且刚度不易发生变化,因此对船舶轴系的振动特性影响较小。而推力轴承刚度的变化影响只影响轴系的高频振动,对船舶轴系最关注的低频振动来说,影响可以不计。     

船舶轴系轴承负荷的应变片检测与Riccati矩阵综合分析

论述了船舶轴系轴承负荷的应变片检测与Ｒｉｃｃａｔｉ矩阵综合分析方法，该法不受尾轴轴数量和轴系边界条件的限制，可用轴系在便于设置测点处测得几个断面的弯矩，推算出各个轴承的轴承负荷及各个轴段的弯曲应力。并可利用实测值对目前难以确定的轴承刚度等计算的原始参数进行必要的修正，使推算求得的轴承负荷和轴段的弯曲应力能与实际相符 。     

船舶轴系动态特性的实验与理论计算的综合分析

论述了船舶轴和纱动态特性的实验与理论计算的综合分析方法。用该法可通过在轴系便于设置测点处测量得的几个参数推算出整个轴系的动态特性及各个轴承的附加动态轴承负荷，并可利用实测参数对目前难以确定的原始计算参数进行必要的修正，使求得的轴了承动态特性与各个轴承的附加动态轴承负荷能符合实际情况。在船舶轴系试验台上进行的实验及理论计算表明，文中所述的综合分析方法是正确可行的。     

双锥面齿自支撑轴系行波超声电机设计与有限元分析

针对传统的行波超声电机定转子接触面小、输出力矩小,需要轴承定位,存在润滑问题,设计了一种新型双锥面齿驱动的自支撑轴系行波超声电机。首先设计了双锥面齿超声电机的结构,并分析其运行机理,然后利用有限元软件对电机的定子进行模态分析、谐振分析和瞬态分析,不但精确地预测了电机的激励频率,得到定子的振动模态图,而且从理论上获得其振幅和阻抗随频率的变化规律,以及定子齿端上某点随时间变化的位移曲线及其椭圆运动轨迹。最后利用自行研制的电机样机进行了实验,该样机的最大堵转力矩是0.48 N.m,是与其相近尺寸的传统单面齿超声电机的1.7倍,样机的最大空载速度是86 r/min。     

一种大型太阳模拟器机械系统的设计

针对太阳模拟器的光出射角度不可变和太阳模拟器温控系统不好解决的问题,提出了一种大型太阳模拟器方位和俯仰回转机构及其控制系统和太阳模拟器温控系统的解决方法。方位与俯仰回转机构采用U-T型框架结构,轴系采用滚动轴承支撑结构,机械传动系统采用蜗轮蜗杆传动机构,温控系统采用水冷方式,通过计算机控制系统,完成对方位与俯仰回转机构转角的角位置控制,进而得到不同出射角度的出射光路,通过温控系统完成对氙灯和积分器的冷却。通过对比,发现这种回转机构为试验验证能带来更多的便利,温控系统能有效的控制模拟器温度。结果表明,设计出的方位回转±180°、俯仰回转±30°、转角精度≤0.5°的回转机构以及太阳模拟器温控系统能够满足使用要求。     

多极轴向磁路磁阻式旋转变压器的分析与优化

针对单对极轴向磁场磁阻式旋转变压器测量误差相对较大的问题,提出了一种多极轴向磁路磁阻式旋转变压器,以解决高次谐波的干扰、定子与转子偏心等问题对精度的影响.应用微积分法对这种新式磁阻式旋转变压器的数学模型进行解析计算,并在此基础上给出了多极轴向磁路旋转变压器的数学模型和工作原理.通过有限元法的分析,验证了设计方案的正确性与可行性.分析结果表明,输出电势中的高次谐波使电压波形畸变而产生误差,其中三次谐波含有率占总谐波畸变率的比重较大.通过对转子结构进行优化,削弱了输出电势中的三次谐波,有效地降低了多极轴向磁路磁阻式旋转变压器的测量误差.