NIAOT OpenIR  > 中国科学院南京天文光学技术研究所  > 学位论文
超低速高精度滚动摩擦传动的研究与应用
王国民
Subtype博士
Thesis Advisor崔向群 ; 姚正秋
2005-06
Degree Grantor中国科学院研究生院
Degree Discipline天体物理
Keyword摩擦传动 滑移机理 低速爬行 有限元 优化设计
Abstract大型天文望远镜要能精确跟踪观测目标,就必须要有高精度的跟踪驱动系统。传统的中、小型望远镜驱动采用齿轮传动、蜗轮蜗杆副传动或直接驱动。一方面这些传动方式有其自身难以克服的不足,另一方面随着望远镜口径的增大和跟踪精度要求的不断提高,制造高精度大尺寸的齿轮、蜗轮和超低速大功率的直接驱动电机在技术上和资金上都有一定困难。寻找一种适用于大型天文望远镜且性价比较高的传动方式是大型天文望远镜领域迫切需要解决的问题。LAMOST是我国目前在研的大型天文望远镜,跟踪精度要求优于0.4″。

本文在这样的背景下,对R—R型滚动摩擦传动的低速特性进行实验研究。从理论上对摩擦传动中的滑移特性、低速爬行问题和各种影响传动精度的因素进行了分析。然后通过实验对理论分析的结果进行验证。实验结果表明:1) 摩擦传动能够获得很高的传动精度。目前超低速长时间平稳运行速度可到0.2″/s,位置精度RMS值为0.01″;10分钟内低速平稳运行速度为0.05″/s,位置精度RMS值为0.009″, 正弦运动幅值30′,最大速度36″/s, 最大加速度为0.18″/s2。相应位置精度为0.1027″。2) 在匀速运动和加速度小于10″/s2的情况下,正压力对传动精度的影响不大。但当加速度达到60″/s2的时候,正压力对精度有着明显的影响。在60″/s2的加速度下,当正压力从25N增大到500N的时候,传动精度提高了0.4″。3) 低速爬行是影响低速传动平稳性的主要因素,外圆摩擦传动因其特殊的结构极易引起低速爬行现象。每一传动系统都有其自身的的临界爬行速度。摩擦传动试验装置的临界速度为3.7″/s。理论上讲,由于系统阻尼的存在,爬行现象会逐渐消失。可通过增加系统刚性、减小力矩波动等方法使得望远镜能够运行在超低速状态。

在对摩擦传动理论分析和实验研究的基础上,把摩擦传动应用于LAMOST天文望远镜像场旋转驱动机构。像场旋转机构传动性能的好坏决定了LAMOST天文望远镜获得观测天体光谱的能力。因此,根据技术要求,利用ANSYS软件对整个传动系统进行了有限元分析和优化工作。分析和计算结果表明:所设计的摩擦传动系统满足了LAMOST的设计指标。
Subject Area郭守敬望远镜(lamost) ; 精密机械及传动 ; 有限元分析
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.niaot.ac.cn/handle/114a32/175
Collection中国科学院南京天文光学技术研究所_学位论文
望远镜工程中心_学位论文
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GB/T 7714
王国民. 超低速高精度滚动摩擦传动的研究与应用[D]. 中国科学院研究生院,2005.
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