某新型雷达传动系统设计研究

发布时间：2017-09-02 20:07

  本文关键词：某新型雷达传动系统设计研究

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【摘要】：在雷达整机中,传动系统是承载静力、动力及振动负荷的关键基础构件,它的设计和制造水平对整机性能指标的提升有着十分重要的意义,运转精准、稳定可靠的传动系统是雷达电性能指标得以实现的重要保证。本文以某新型雷达装备的传动系统为主要研究对象,对系统所含密不可分的结构和伺服两个分系统的设计原理和工程实施方案进行了深入探讨和研究。根据雷达传动系统主要功能和相应结构技术性能指标,对本方案天线方位旋转和俯仰传动结构的设计思路和主要组成进行了设计研究,并综合采用理论计算和数字化设计技术,运用UG/NX三维软件对主要受力件进行了多种风载工况条件下的有限元仿真。基于仿真分析所得的变形量和应力分布进行了结构优化设计,确保以最佳的结构形式和最轻的质量达到足够的刚强度,使得产品结构更加轻量化,综合受力分布也更加合理。本文对传动伺服控制系统的软、硬件设计进行了深入探讨和研究。本雷达伺服控制系统主要功能是驱动传动结构按既定要求精确完成相应操作,主要由天线方位和俯仰两个完整控制回路构成。控制方案采用CAN总线控制、冗余设计等技术,通过交流伺服驱动器、伺服电机及相应位置传感器,加强了对天线方位和俯仰角的可靠驱动,精准实现了天线圆扫、扇扫、手动控制、俯仰等一系列功能。结合军用设备设计要求,本文在可靠性、维修性、保障性、安全性和环境适应性等方面进行了相关设计思路的探讨,从细节处改善了本传动系统的设计方案,并对产品方案需要进一步完善之处进行了展望。
【关键词】：传动系统 刚强度校核 数字化仿真 伺服驱动 冗余设计
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN957.81
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-11
• 1 绪论11-15
• 1.1 课题来源与意义11
• 1.2 国内外发展现状11-15
• 1.2.1 传动结构系统发展现状12-13
• 1.2.2 传动伺服系统发展现状13
• 1.2.3 数字化设计技术的发展13-14
• 1.2.4 本文主要内容14-15
• 2 传动系统总体设计15-24
• 2.1 总体概述15-16
• 2.2 主要技术性能、指标要求16-20
• 2.2.1 主要技术指标16-17
• 2.2.2 元器件使用要求17-18
• 2.2.3 软件设计要求18
• 2.2.4 “五性”要求18-20
• 2.3 系统组成和工作原理20-23
• 2.3.1 方位传动系统的组成和工作原理20-21
• 2.3.2 俯仰传动系统的组成和工作原理21-22
• 2.3.3 传动伺服系统的组成和工作原理22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 方位传动系统结构设计24-40
• 3.1 方位传动系统的受力分析和载荷计算24-26
• 3.2 方位减速器型号的确定26-28
• 3.2.1 参数计算26-27
• 3.2.2 选型27
• 3.2.3 校核径向力27-28
• 3.3 方位传动结构主要组成部分设计28-35
• 3.3.1 转台、底座和支耳的设计28-33
• 3.3.2 驱动齿轮的设计33-34
• 3.3.3 汇流环的设计34-35
• 3.4 结构密封性设计35-36
• 3.5 接口设计36-37
• 3.5.1 结构接口36
• 3.5.2 电讯接口36-37
• 3.6 故障模式、影响及危害性分析37-38
• 3.7 本章小节38-40
• 4 俯仰传动系统结构设计40-52
• 4.1 升降减速箱设计40-47
• 4.1.1 外壳设计41
• 4.1.2 蜗轮蜗杆的设计41-43
• 4.1.3 直齿轮设计43-44
• 4.1.4 主要轴承的计算44-47
• 4.2 锥齿轮减速器设计47-49
• 4.2.1 减速器外壳设计48
• 4.2.2 锥齿轮减速器传动参数的确定48-49
• 4.3 接口设计49-50
• 4.3.1 升降减速箱接口49
• 4.3.2 锥齿轮减速器接口49-50
• 4.4 故障模式、影响及危害性分析50-51
• 4.5 本章小结51-52
• 5 伺服控制系统设计52-80
• 5.1 控制系统功能概述52
• 5.2 系统设备组成52-53
• 5.3 伺服系统工作原理53-60
• 5.3.1 天线转动控制53-57
• 5.3.2 方位信号处理57
• 5.3.3 天线俯仰控制57-59
• 5.3.4 伺服监控控制59-60
• 5.4 硬件设计60-71
• 5.4.1 伺服控制组件61-64
• 5.4.2 伺服监控组件64-65
• 5.4.3 控制面板65-66
• 5.4.4 伺服电源组件66-67
• 5.4.5 400Hz电源组件67-68
• 5.4.6 极化/俯仰控制组件68-70
• 5.4.7 转台电源70-71
• 5.5 系统软件设计71-76
• 5.5.1 伺服监控软件组成72
• 5.5.2 伺服监控各功能软件设计72-76
• 5.6 元器件及配套设备使用情况76-77
• 5.6.1 选用原则76-77
• 5.6.2 电子元器件使用情况77
• 5.6.3 配套设备选用情况77
• 5.7 故障模式、影响及危害性分析77-79
• 5.8 本章小结79-80
• 6 传动系统“五性”分析80-87
• 6.1 可靠性分析80-82
• 6.1.1 传动结构系统的可靠性分析80
• 6.1.2 传动伺服系统的可靠性分析80-82
• 6.2 维修性分析82-84
• 6.2.1 维修性设计准则82
• 6.2.2 方位传动系统的维修性分析82-84
• 6.2.3 升降减速箱和锥齿轮减速器的维修性分析84
• 6.2.4 伺服控制系统的维修性分析84
• 6.3 保障性分析84-85
• 6.4 安全性分析85
• 6.5 环境适应性分析85-86
• 6.6 本章小结86-87
• 7 总结及展望87-89
• 7.1 全文总结87-88
• 7.2 工作展望88-89
• 致谢89-90
• 参考文献90-93
• 附录93

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本文编号：780605