购买转台请发E-mail： wangyittmicro-nano. com （廿换成）转台设计课程设计指导书哈尔滨工业犬学2011年4月我们为您定制个性化转台，满足您一切需求购买转台请发E-mail： wangyittmicro-nano. com （廿换成）目录第1章转台总体设计11.1转台结构类型选择11.1.1按机械台体结构分类11.1.2按转台回转轴数量分类21-13按转台驱动元件类型分类51.1.4按转台轴承分类51.2转台驱动元件选择613转台测量元件选择7第2章 转台机械结构设计82.1轴系设计82.1.1轴承选择与固定92.1.2轴承的安装与预紧102.2轴与框架的连接102.2.1胀紧套尺寸选择122.2.2胀紧套安装拆卸与防护142.2.3胀紧套结合面的配合142.3框架设计142.4配重设计172.5限位与锁紧装置设计17第3章转台驱动元件设计193.1传动部件设计193.2转动惯量计算193.3电机力矩计算21第4章转台测量元件设计244.1角度传感器设计244.1.1旋转变压器244.1.2感应同步器264.1.3光电码盘274.2角速度传感器设计284.3限位开关设计304.4走线与滑环31#我们为您泄制个性化转台，满足您一切需求购买转台请发E-mail： wangyittmicro-nano. com （廿换成）第1章转台总体设计1.1转台结构类型选择转台是一种重要的地面测试设备，用于惯性导航系统和惯性元件检定、标定，以及模拟 飞行器姿态运动。转台根据用途可分为仿真转台和惯性测试转台但目前两个类别间互相渗透的趋势愈发 显著，界限日趋上移，直到中高端产品才区别明显。惯性测试转台，侧重静态或稳态性能，主要用于惯性导航系统和惯性元件如陀螺、加速 度计的性能检测和标定。先进武器系统一般配备有惯性导航和制导系统，这类装置在生产、 调试、测评、使用、维护（修）等各个阶段都离不开由惯性测试转台组成的测试系统。因此，惯 性测试性能的好坏，直接影响武器系统研制水平及其性能评定。仿真转台，侧重动态性能，仿真转台一般用于武器平台或运动载体的运动状态模拟，是 各类武器平台进行半实物仿真试验等地面综合性试验系统的关键设备和重要组成部分，也是 测试、评价和标定各类运动载体、武器系统性能的经济、高效的技术手段。转台按照不同的分类标准有多种类型。1.1.1按机械台体结构分类转台分为立式转台和卧式转台两种。（1）立式转台立式转台的外框轴垂直于地平面，立式转台的结构多数为音叉式，其内 框架结构多数为圆盘式，少数为O型，结构如图所示。图1-1立式转台（2）卧式转台卧式转台的外框轴平行于地平面，结构如图12所示。ZZ / / / / /图1-2卧式转台#我们为您定制个性化转台，满足您一切需求购买转台请发E-mail： wangyittmicro-nano. com （廿换成）1.1.2按转台回转轴数量分类转台可分为单轴转台、双轴转台、三轴转台以及多轴转台。单轴转台单轴转台只有一个回转轴，结构如图13所示.我们为您泄制个性化转台，满足您一切需求购买转台请发E-mail： wangyittmicro-nano. com （廿换成）我们为您泄制个性化转台，满足您一切需求购买转台请发E-mail： wangyittmicro-nano. com （廿换成）我们为您泄制个性化转台，满足您一切需求购买转台请发E-mail： wangyittmicro-nano. com （廿换成）我们为您泄制个性化转台，满足您一切需求购买转台请发E-mail： wangyittmicro-nano. com （廿换成）(1) 双轴转台图14中的是卧式双轴转台。图14双轴转台我们为您泄制个性化转台，满足您一切需求购买转台请发E-mail： wangyittmicro-nano. com （廿换成）我们为您泄制个性化转台，满足您一切需求购买转台请发E-mail： wangyittmicro-nano. com （廿换成）图15中的是立式双轴转台，其具体结构如图1-6. 1-7所示。我们为您泄制个性化转台，满足您一切需求购买转台请发E-mail： wangyittmicro-nano. com （廿换成）#我们为您定制个性化转台，满足您一切需求购买转台请发E-mai 1: wangyittmicro-nano. com （廿换成）#我们为您泄制个性化转台，满足您一切需求购买转台请发E-mai 1: wangyittmicro-nano. com （廿换成）图17双轴转台外框结构#我们为您泄制个性化转台，满足您一切需求购买转台请发E-mai 1: wangyittmicro-nano. com （廿换成）#我们为您泄制个性化转台，满足您一切需求购买转台请发E-mai 1: wangyittmicro-nano. com （廿换成）(3)三轴转台结构如图18所示。图1-8(3)是立式三轴转台，图l8(b)是卧式三轴转台。(b)卧式三轴转台(a)立式三轴转台#我们为您泄制个性化转台，满足您一切需求购买转台请发E-mai 1: wangyittmicro-nano. com （廿换成）#我们为您泄制个性化转台，满足您一切需求购买转台请发E-mai 1: wangyittmicro-nano. com （廿换成）图1-8三轴转台(4)多轴由三轴以上组成的转台，结构如图19所示。图1-9多轴转台1.13按转台驱动元件类型分类转台可分为电动转台、液压转台(1) 电动转台所有框架全部由电机驱动。图1-2-1-9中的转台都是电动转台.(2) 液压转台所有框架全部由液压马达驱动。如图110所示。图1-10液压转台11.4按转台轴承分类转台可分为机械轴承转台、液压轴承转台、气浮轴承转台。(1) 机械轴承转台：转台回转轴的支承是机械轴承。(2) 液压轴承转台：转台回转轴的支承是液压轴承。（3）气浮轴承转台：转台回转轴的支承是气浮轴承。 转台类型的选择需要根据设计要求合理确定。1.2转台驱动元件选择由于转台是高精度精密测试设备，要求转角精度高、转速平稳，同时又要求调速范围大。 因此对于驱动元件的性能要求很髙。一般要求其具有体积小、重量轻、高精度、低速平稳运 行、高藕合刚度、大扭矩、可堵转、快速响应、特性线性度好、调速方便等的要求。转台常用的驱动元件有电机、液压马达等。电机与液压马达驱动，各有利弊，选择哪种 驱动方式，要根据具体的要求来定夺。一般液压马达驱动的转台的负载比电机驱动的大很多。液压驱动的优点是：（1）输出力矩大、功率密度高，在同样功率条件下，液压马达的体积和重量仅为电动机 的12-20%.故适用于大负栽转台，或是小负载但連频带很宽的高频响转台。（2）液压马达调速范围大，可以从最低角速度0.0004 /s无极调速到300。/s,其调速 比范围超过50万倍。电动机驱动的主要优点是：（1）实现连续回转，而摆动式液压马达则不能。（2）液压马达必须设置液压油源，而电动机不需要。驱动元件与转台框架的联接方式分为直接驱动和间接驱动。直接驱动是将电机或液压马达的输出轴直接与框架固联，其主要优点是有利于改善和提 高系统的动态性能和精度，缺点是其低速性能取决于元件本身的低速性能；间接驱动是将电机或液压马达的输出轴经齿轮减速再与框架轴固联，其主要优点是可以 改善系统的超低速性能及用小力矩电机可驱动大力矩负载，缺点是由于齿轮啮合间隙以及齿 面磨损后影响系统的精度和稳定性。目前国内外的髙精度测试转台大多采用直接驱动方式。对于一般精度的转台可采用减速 装置，随着加工技术的进步，齿轮等减速装置的回程误差可小于1”，而且可以与电机连接成减 速机，直接驱动转台回转轴。对于电机驱动的转台，常见的电机为力矩电动机和直流伺服电动机。力矩电机转速低， 可直接与框架连接形成直接驱动.但当驱动力矩增大时，其允许的最高转速也减小.所以， 当转台的最高转速较高时不宜采用力矩电机，而采用直流伺服电动机经减速装置驱动的方案。 但直流伺股电动机的轴向尺寸较大，不宜用于转台的内框和中框轴的驱动。力矩电机分为直流力矩电机和交流力矩电机。与交流力矩电机相比，直流力矩电机具有 能力指标高控制线路简单等优点，故通常优先选用。有三种可供选择的直流力矩电机，即感 应电机，其结构简单、可靠，但在控制特性、体积和发热上远逊于直流电机，故不再采用. 有刷直流力矩电机由于有电刷和换向器，需要维护，这对多元件同轴的系统是极不方便的， 另外由于受到工艺的限制转矩波动及发热问题都成为不可回避的问题。无刷直流力矩电动机是近年来随着电子技术的迅速发展而发展起来的一种新型直流电动 机。无刷电机已不再是一台“彻底的”直流电机，它是利用转轴的位置来对电枢绕组进行换 向类似于采用可变频率电源的同步电机，但仍称其为无刷直流电机。无刷电机的最大特点就 是没有换向器和电刷组成的机械接触机构。加工它通常采用永磁体为转子，没有激磁损耗， 发热的电枢绕组通常装在外面的定子上，这样热阻较小，散热容易.无刷电机没有换向火花, 没有无线电干扰，寿命长，运行可靠，维护方便。另外减小有刷电机转矩波动的措施是增加 槽数，但槽数的增加受到设计和工艺上的限制.减少无刷电机转矩波动涉及磁场和驱动电路, 但在原理上只要充分正弦化和三相对称，波动就可以很小，不受工艺的限制。虽然无刷直流 力矩电机结构复杂有控制电路且价格较高，但由于它运行反应速度快，机械特性的线度好， 能在很低的转速下稳定运行，在堵转状态下能产生较大的转矩，转矩和转速的波动小，精密 转台一般都采用无刷直流电机。电机类型的选用要根据具体情况确定，除了考虑转台转速、精度指标外，还要考虑成本 问题。1.3转台测量元件选择转台测量元件主要有角度传感器和角速度传感器。角度传感器有光电码盘、感应同步器、 旋转变压器。角速度传感器主要是测速机。在选择传感器时，按照以下选用原则选择：（1）传感器的准确度小于系统总不确定度的1/3；（2）传感器的精度、分辨率比系统总的精度和分辨率最好高一个数量级；（3）传感器的结构尺寸满足总体安装使用要求；有的转台只需要位置控制，测量元件只选择角度传感器就可以。有的转台除了要求位置 控制外，还需要速度控制，测量元件需要选择角度、角速度传感器。转台的总体设计至关重要，可以说，转台总体方案的合理确定是保证转台总体性能要求 的基础。转台总体方案主要包括机械结构设计、驱动元件设计、测量元件设计等几个方面的 内容。在确定了转台的总体方案之后，转台研制工作主要集中在转台机械结构和控制系统的 设计和实现中。转台机械结构的设计主要是在对转台框架的固有频率及其各个轴系结构的刚 度等进行动力