本文關(guān)鍵詞：大型高精度雙軸氣浮轉(zhuǎn)臺設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大型高精度雙軸氣浮轉(zhuǎn)臺是測繪相機(jī)內(nèi)方位元素標(biāo)定的關(guān)鍵設(shè)備，具有負(fù)載質(zhì)量大、定位精度超高且負(fù)載有偏心等特點(diǎn)。本文根據(jù)大型高精度雙軸氣浮轉(zhuǎn)臺的技術(shù)指標(biāo)要求，完成轉(zhuǎn)臺的總體設(shè)計(jì)，對轉(zhuǎn)臺的空氣靜壓軸承及自動配平系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究，并基于有限元方法對轉(zhuǎn)臺進(jìn)行靜動態(tài)特性分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，，以保證轉(zhuǎn)臺的精度要求，為合理設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)形式和尺寸提供指導(dǎo)，得到更加合理的設(shè)計(jì)方案。 首先，完成大型高精度雙軸氣浮轉(zhuǎn)臺的總體設(shè)計(jì)。針對轉(zhuǎn)臺的技術(shù)指標(biāo)要求，分析得出轉(zhuǎn)臺三個(gè)主要設(shè)計(jì)難點(diǎn)：負(fù)載質(zhì)量大、定位精度要求超高且負(fù)載有偏心，據(jù)此對轉(zhuǎn)臺有針對性的進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，并對轉(zhuǎn)臺的關(guān)鍵部件進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，包括支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軸系設(shè)計(jì)、驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)及自動配平系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，最終完成大型高精度雙軸氣浮轉(zhuǎn)臺的設(shè)計(jì)。 其次，對轉(zhuǎn)臺空氣靜壓止推軸承和空氣靜壓徑向軸承進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。以空氣靜壓軸承的基本理論分析為基礎(chǔ)，確定轉(zhuǎn)臺俯仰軸系和方位軸系空氣軸承的總體結(jié)構(gòu)、節(jié)流方式及材料工藝等，進(jìn)而利用空氣軸承的工程算法，對空氣靜壓徑向軸承和空氣靜壓止推軸承的承載力、靜態(tài)剛度及耗氣量等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，得到滿足要求的空氣軸承系統(tǒng)。 然后，對大型高精度雙軸氣浮轉(zhuǎn)臺的自動配平系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究。闡述負(fù)載偏心位置測量原理及配平公式，并對自動配平系統(tǒng)的升降測力系統(tǒng)和配重塊驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺的高精度配平。同時(shí)對自動配平系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了測量原理的可行性及解算公式的正確性。 最后，利用有限元法對轉(zhuǎn)臺進(jìn)行靜動態(tài)特性分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，以轉(zhuǎn)臺最關(guān)鍵的幾個(gè)零部件為例進(jìn)行靜力學(xué)分析和動力學(xué)仿真，驗(yàn)證轉(zhuǎn)臺各零部件設(shè)計(jì)的合理性，同時(shí)以轉(zhuǎn)臺底座為例進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化和目標(biāo)驅(qū)動優(yōu)化，通過對底座進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，顯示出底座的可去除材料部分，通過對底座的目標(biāo)驅(qū)動優(yōu)化，分析底座側(cè)面壁厚和頂面厚度對總質(zhì)量和總變形的影響，篩選符合要求的最優(yōu)解，在滿足剛度要求的前提下獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。
【關(guān)鍵詞】：大型高精度氣浮轉(zhuǎn)臺 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 空氣軸承 自動配平 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：V445.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-10
• 1.2.1 國外測試轉(zhuǎn)臺研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 國內(nèi)測試轉(zhuǎn)臺的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)展概況10
• 1.4 轉(zhuǎn)臺常見結(jié)構(gòu)概況10-12
• 1.4.1 轉(zhuǎn)臺常見結(jié)構(gòu)形式10-11
• 1.4.2 轉(zhuǎn)臺常見傳動形式11-12
• 1.4.3 轉(zhuǎn)臺常見軸承形式12
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容12-14
• 第2章 大型高精度雙軸氣浮轉(zhuǎn)臺總體構(gòu)成14-20
• 2.1 大型高精度雙軸氣浮轉(zhuǎn)臺技術(shù)指標(biāo)及設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析14-15
• 2.1.1 轉(zhuǎn)臺技術(shù)指標(biāo)14
• 2.1.2 轉(zhuǎn)臺設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析14-15
• 2.2 大型高精度雙軸氣浮轉(zhuǎn)臺總體方案設(shè)計(jì)15
• 2.3 大型高精度雙軸氣浮轉(zhuǎn)臺關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)15-19
• 2.3.1 轉(zhuǎn)臺支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)16
• 2.3.2 轉(zhuǎn)臺軸系的設(shè)計(jì)16-17
• 2.3.3 轉(zhuǎn)臺驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)17-18
• 2.3.4 轉(zhuǎn)臺自動配平系統(tǒng)設(shè)計(jì)18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 第3章 轉(zhuǎn)臺空氣軸承系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算20-30
• 3.1 氣體靜壓潤滑軸承的基本理論20-22
• 3.1.1 氣體靜壓軸承工作原理20-21
• 3.1.2 氣體靜壓潤滑雷諾方程推導(dǎo)21-22
• 3.2 轉(zhuǎn)臺空氣軸承系統(tǒng)總體方案的確定22-23
• 3.3 俯仰軸氣浮軸承設(shè)計(jì)23-26
• 3.3.1 俯仰軸空氣靜壓止推軸承設(shè)計(jì)23-25
• 3.3.2 俯仰軸空氣靜壓徑向軸承設(shè)計(jì)25-26
• 3.4 方位軸系氣浮軸承設(shè)計(jì)26-29
• 3.4.1 方位軸空氣靜壓止推軸承設(shè)計(jì)27-28
• 3.4.2 方位軸空氣靜壓徑向軸承設(shè)計(jì)28-29
• 3.5 本章小結(jié)29-30
• 第4章 大型高精度雙軸氣浮轉(zhuǎn)臺自動配平系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究30-42
• 4.1 轉(zhuǎn)臺自動配平系統(tǒng)原理及公式推導(dǎo)30-32
• 4.1.1 負(fù)載偏心位置測量原理30-31
• 4.1.2 配平公式推導(dǎo)31-32
• 4.1.3 測量誤差分析32
• 4.2 轉(zhuǎn)臺自動配平系統(tǒng)構(gòu)成32-34
• 4.2.1 負(fù)載偏心位置測量系統(tǒng)構(gòu)成32-33
• 4.2.2 自動配平系統(tǒng)構(gòu)成33-34
• 4.3 自動配平系統(tǒng)原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)34-41
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募捌鞑?/span>34-35
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)原理及步驟35-37
• 4.3.3 數(shù)據(jù)處理及結(jié)果37-41
• 4.3.4 誤差分析及結(jié)論41
• 4.4 本章小結(jié)41-42
• 第5章 大型高精度雙軸氣浮轉(zhuǎn)臺的有限元分析及優(yōu)化42-57
• 5.1 大型高精度雙軸氣浮轉(zhuǎn)臺的靜力學(xué)分析42-45
• 5.1.1 線性靜力學(xué)分析的基本理論42
• 5.1.2 轉(zhuǎn)臺關(guān)鍵零部件的靜力學(xué)分析42-45
• 5.2 大型高精度雙軸氣浮轉(zhuǎn)臺的模態(tài)分析45-48
• 5.2.1 模態(tài)分析基本理論45-46
• 5.2.2 大型高精度雙軸氣浮轉(zhuǎn)臺模態(tài)分析46-48
• 5.3 大型高精度雙軸氣浮轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)48-56
• 5.3.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)48-49
• 5.3.2 大型高精度雙軸氣浮轉(zhuǎn)臺的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)49-53
• 5.3.3 大型雙軸氣浮轉(zhuǎn)臺底座的目標(biāo)驅(qū)動優(yōu)化53-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 致謝63

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳國棟;宋丹;;測繪相機(jī)坐標(biāo)系與立方鏡轉(zhuǎn)換矩陣的標(biāo)定[J];光學(xué)精密工程;2007年11期

2 張飛虎;付鵬強(qiáng);汪圣飛;張強(qiáng);;超精密機(jī)床徑推一體式空氣靜壓軸承的靜態(tài)特性(英文)[J];光學(xué)精密工程;2012年03期

3 葉紅玲;文聘;張顏明;李耀明;;基于多層可行方向法液體靜壓轉(zhuǎn)臺優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];工程力學(xué);2014年02期

4 郭良斌;王祖溫;孫昂;;小孔節(jié)流靜壓氣體球軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2005年11期

5 邊新孝,李謀渭;靜壓空氣軸承偏載時(shí)的承載分析[J];航空精密制造技術(shù);2005年01期

6 孫雅洲;盧澤生;饒河清;;基于FLUENT軟件的多孔質(zhì)靜壓軸承靜態(tài)特性的仿真與實(shí)驗(yàn)研究[J];機(jī)床與液壓;2007年03期

7 潘健;習(xí)俊通;;基于有限元的三軸測試轉(zhuǎn)臺靜動態(tài)特性研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2009年09期

8 王祖溫,郭良斌,包鋼,李軍;單節(jié)流孔靜壓球面氣體軸承動態(tài)特性的有限元分析[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2003年05期

9 李增強(qiáng);孫濤;夏廣嵐;王貴林;宗文俊;趙志忠;董申;;高速空氣靜壓軸承的精密動平衡[J];納米技術(shù)與精密工程;2006年04期

10 張延瑞;孟永鋼;;壁面與氣體分子間作用力對微尺度氣體潤滑性能的影響[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年09期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 田學(xué)光;測繪相機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2010年

2 李秋紅;雙半軸式轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)振動傳遞特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：大型高精度雙軸氣浮轉(zhuǎn)臺設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：257753