發(fā)布時間：2020-11-22 06:10

　　 雙軸精密離心機是慣性導(dǎo)航設(shè)備進行精密標(biāo)定的重要設(shè)備,它能夠為慣性導(dǎo)航設(shè)備提供"0"加速度梯度的離心場。針對雙軸精密離心機轉(zhuǎn)臺的精密姿態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)進行了設(shè)計與分析,利用兩套同直徑的配合球面作為球運動副,并作為主要承受離心場方向和重力場方向作用力的受力部件。利用帶有萬向節(jié)的精密螺桿作為角度姿態(tài)精密調(diào)節(jié)的機構(gòu),實現(xiàn)反轉(zhuǎn)臺鉛垂度姿態(tài)的精密調(diào)節(jié)。經(jīng)過精度分析,采用細牙螺紋螺桿,可實現(xiàn)反轉(zhuǎn)臺所需的鉛垂度精度,即±10′。經(jīng)過受力分析,精密螺桿受力狀況良好,最大變形為0.47μm,最大應(yīng)力為1.1561MPa,球運動副最大變形為6.24μm,最大應(yīng)力為50.73MPa。因此,所設(shè)計的姿態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)滿足其在雙軸精密離心機中的應(yīng)用。
【部分圖文】：

雙軸精密離心機的構(gòu)成如圖1所示。在離心機主機中心,具有一套安裝在地面的精密旋轉(zhuǎn)主軸,支承離心機轉(zhuǎn)臂/轉(zhuǎn)盤及其上的附屬機構(gòu)。在轉(zhuǎn)臂/轉(zhuǎn)盤末端,安裝有一套精密、平行于中心主軸的從軸。隨主軸旋轉(zhuǎn)時,從軸在轉(zhuǎn)臂上同時旋轉(zhuǎn),因其旋轉(zhuǎn)方向通常與軸承方向相反,故從軸轉(zhuǎn)臺也稱作反轉(zhuǎn)臺。當(dāng)反轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速大小與主軸相同、方向相反時,可為反轉(zhuǎn)臺上安裝的被測試件提供“0”梯度的加速度場。1.2 雙軸精密離心機反轉(zhuǎn)臺功能需求與分析

如圖3所示,反轉(zhuǎn)臺框體與凸球面固定連接,且凸球面上有一根較長的調(diào)整桿沿球面法向向外延伸。凹球面與轉(zhuǎn)臂固定連接(轉(zhuǎn)臂未在圖中示出),凹球面中心有孔,凸球面調(diào)整桿從其中穿過。安裝完成后,左右2套配合球面均密切貼合。工作時,通過對調(diào)整桿在各個不同的方向上施加作用,使反轉(zhuǎn)臺框體在球面定位下進行旋轉(zhuǎn)姿態(tài)的調(diào)節(jié)。事實上,為保證±10′的角度調(diào)節(jié)行程要求,結(jié)合球面直徑2000mm,只需保證接觸球面中固定凹球面的中心角比凸球面的中心角大±10′即可。但是,為保證球副之間有足夠的接觸面積,應(yīng)增大凹球面面積和體積以適當(dāng)提高強度、減小變形和應(yīng)力集中,故本方案中采用凹球面的中心角比凸球面的中心角大±1°的設(shè)計。

凸球面延伸穿過凹球面中心孔直至外部的調(diào)整桿是用于對反轉(zhuǎn)臺框體施加作用,使其在球面內(nèi)發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)運動的作用點。如圖4所示,萬向節(jié)精密螺桿組件包含:精密螺桿、鎖緊螺母、萬向節(jié)以及從凸球面延伸出來的調(diào)整桿。如圖4所示,本文研究中,調(diào)整桿截面設(shè)計為正方形,直角邊與鉛垂線成45°夾角。精密螺桿頭端面成規(guī)則平面,理想情況下與調(diào)整桿的四方平面實現(xiàn)完全的面接觸。4組精密調(diào)節(jié)的螺桿沿調(diào)整桿周向4個平面均勻布置,也與鉛垂線成45°夾角,互相之間成90°夾角。精密螺桿與萬向節(jié)通過螺紋連接,螺桿可沿萬向節(jié)內(nèi)的螺紋方向旋轉(zhuǎn)伸縮移動。精密螺桿頭端的平面與調(diào)整桿的四方平面完全面接觸,且可以產(chǎn)生平面內(nèi)的相對移動,螺桿與調(diào)整桿之間的作用力沿接觸平面的法向方向。
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