精密独立回转双工作台的研究设计

发布时间：2017-03-28 18:01

  本文关键词：精密独立回转双工作台的研究设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：精密回转工作台是机床加工、角度测量、光学测量、惯导测试等装备中最重要的一种辅助设备,这些领域中的许多仪器设备都是基于回转工作台的多功能、高精度、智能化,并根据不同的要求向外延伸拓展而来的高精尖技术装备。精密回转工作台,正是基于对不同领域、不同用途的技术指标要求,被各科研院所、高校机构进行研制,并广泛应用于测试计量、机械制造、航空航天等领域。但目前来说,国内对于精密回转工作台的研制,远没达到国外同行业、同领域的技术水平,并导致了在相关领域的技术落后、理论缺失,被迫向国外进口大量的高价格产品。因此,国内亟需对各种精密回转工作台加大投入力度和研发费用。本课题提出的精密独立回转双工作台,是一种用于一些特殊领域具有特殊功能的新的转台品种,比如,材料分析领域中X射线衍射仪,精密独立回转双工作台就可以用作它的测角仪来使用。但这里的回转双工作台与传统的双轴转台有很大的区别,前者是在后者原有的两个回转轴系基础上,将它们的回转轴系进行结构上的重合,同时保证双转台工作的独立性,并根据不同的使用要求,分别采用两台速度可控的步进电机作为驱动装置,并与两组具有相同传动比的蜗轮蜗杆副等减速装置,一起对双转台进行不同的速度、方向控制,从而实现包括θ-θ、θ-2θ联动功能在内的各种独立回转、分度与定位功能。这种结构上的重合,我们称其为同心同轴结构。此外,回转双工作台还采用了国内新出现的角位移传感器作为其测量元件——时栅角位移传感器。这种传感器的采用,能有效地保证转台高精度定位要求的同时,极大地降低转台自身的制造成本。本论文首先从精密转台的研究现状出发,结合现有转台的种类、功能特点、发展趋势,介绍了回转双工作台机械部分设计分析、电路控制部分设计和实验检测情况。本文的创新之处主要有两方面:一是提出的同心同轴结构设计改进方案,二是利用有限元方法提出的转台精度分析预测模型,即分析转台的局部变化与整体的关联模型。
【关键词】：回转双工作台 X射线衍射仪 步进电机 时栅角位移传感器 有限元
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH703;TP212
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-12
• 1.1 精密回转工作台的国内外研究现状及发展趋势9-10
• 1.2 精密独立回转双工作台的研究目的及意义10-11
• 1.3 论文的主要内容11-12
• 2 精密独立回转双工作台的任务与工作方案设计12-16
• 2.1 转台的任务介绍12-13
• 2.1.1 任务的来源12
• 2.1.2 任务提出的技术指标12
• 2.1.3 任务的技术难点12-13
• 2.2 精密独立回转双工作台的工作方案设计13-16
• 2.2.1 结构设计思想13-14
• 2.2.2 转台的工作方案设计14-16
• 3 回转双工作台总体结构设计及有限元分析16-31
• 3.1 回转双工作台的总体机械结构设计16-18
• 3.1.1 内环轴系的结构组成17
• 3.1.2 外环轴系的结构组成17
• 3.1.3 台体部分的结构组成17-18
• 3.3 回转双工作台关键零部件的有限元分析18-24
• 3.3.1 有限元法概述18-19
• 3.3.2 台体的有限元模型及分析19-21
• 3.3.3 内环轴系的有限元模型及分析21-23
• 3.3.4 外环轴系的有限元模型及分析23-24
• 3.4 回转双工作台内外环轴系有限元分析结果处理24-31
• 3.4.1 关键面有限元分析24-25
• 3.4.2 圆心全跳动的计算25-28
• 3.4.3 内外转台的同轴度28-29
• 3.4.4 跳动对转台精度的影响分析29-31
• 4 精密独立回转双工作台模块设计31-44
• 4.1 精密独立回转双工作台轴承的选择31-32
• 4.2 精密独立回转双工作台蜗轮蜗杆的传动设计32-34
• 4.2.1 蜗轮蜗杆的原理及特点32-33
• 4.2.2 蜗轮蜗杆的选型33-34
• 4.3 测角元件的选择34-40
• 4.3.1 旋转变压器35-36
• 4.3.2 感应同步器36
• 4.3.3 光栅编码器36-37
• 4.3.4 时栅传感器37-40
• 4.3.5 测角传感器的比较分析及选择40
• 4.4 电机的选型40-44
• 5 精密独立回转双工作台控制系统设计44-48
• 5.1 系统结构与控制模型44-45
• 5.2 电路结构45-46
• 5.3 电机控制46-48
• 6 精密独立回转双工作台实验检测与误差分析48-54
• 6.1 精密独立回转双工作台爬行检测48-49
• 6.2 精密独立回转双工作台全跳动检测49-50
• 6.3 精密独立回转双工作台精度的检测50-52
• 6.5 检测结果分析52-54
• 7 总结54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-58
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 许明奇;周琳;欧阳巧琳;;转台轴承预紧螺栓强度分析[J];轴承;2013年04期

2 潘育诚;;单刀分步展成切制蜗轮[J];黑龙江科技信息;2007年20期

3 彭东林,刘成康,谭为民;时空坐标转换理论与时栅位移传感器研究[J];仪器仪表学报;2000年04期

4 彭东林;王彦刚;万文略;朱革;;时空坐标转换方法的增量式实现与增量式时栅位移传感器研究[J];中国机械工程;2007年04期

5 刘夏;国产数控机床附件产品的现状及发展趋势[J];制造技术与机床;2004年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王志;三轴电控转台测角系统[D];长春理工大学;2009年

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本文编号：272731