天線轉(zhuǎn)臺(tái)伺服驅(qū)動(dòng)計(jì)算法

1、1.1.1負(fù)載力矩計(jì)算天線是方位-W仰型，主要分析天線的方位和俯仰負(fù)載力矩。由丁天線加天線罩，所以不考慮風(fēng)載荷帶來(lái)的影響，主要考慮慣性力矩和摩擦力矩的負(fù)載。1.1.1.1.1 1.1.1.1俯仰力矩計(jì)算俯仰慣性力矩計(jì)算俯仰軸承受的慣性力矩：其中m為質(zhì)量，r為回轉(zhuǎn)半徑，復(fù)為角加速度rad/s20俯仰的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：II-0.0023.二-呻一乂俯仰角加速度為：故俯仰慣性力矩：1.1.1.1.2 。：一-"0.002，官俯仰摩擦力矩計(jì)算軸承摩擦力的大小與系統(tǒng)所受重力和風(fēng)升力Fy和風(fēng)阻力FX有關(guān)，由丁不考慮風(fēng)載的影響，因此俯仰軸軸承只承受來(lái)自丁天線部分的重力，即只承受徑向力。本次設(shè)計(jì)中采用深溝

2、球軸承61800型，基本額定載荷Cr=1EKN,軸承軌道直徑的=15mm，在徑向力R作用下各滾子與滾道之間法向接觸載荷絕對(duì)值之和為P,則已知天線俯仰軸承受的最大徑向合力徑向力采用公式軌道中心直徑口皿=15mm,a=4刑，摩擦系數(shù)=0.01則俯仰軸承的摩擦力矩:1.1.1.2.1 1.1.1.2方位力矩計(jì)算方位慣性力矩計(jì)算方位軸承受的慣性力矩：其中m為質(zhì)量，為回轉(zhuǎn)半徑，u為角加速度rad/£。取血=3.6kg,r=0.2m方位的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：Jj-l-0.144W明F乂方位角加速度為：故方位慣性力矩：1.1.1.2.2 -三-RyEX。切-0.1251二方位摩擦力矩計(jì)算軸承摩擦力的大小與系

3、統(tǒng)所受重力和風(fēng)升力F*和風(fēng)阻力Fx有關(guān)，由丁不考慮風(fēng)載的影響，因此方位軸承只承受來(lái)自丁天線、俯仰及部分方位的重力，則天線方位軸承受的最大軸向力軌道中心直徑.-采用公式已知軸向力則設(shè)方位軸承的當(dāng)量摩擦系數(shù)為f,取=0.01則方位軸承的摩擦力矩1.1.2減重設(shè)計(jì)為了滿足重量的要求，零部件材料多采鎂鋁合金（除傳動(dòng)部件及支承部件），天線罩采用ABS材料，連接螺紋孔預(yù)先裝入鋼絲螺套。在不影響剛度、強(qiáng)度的情況下盡量減少零部件的壁厚尺寸，增加減重孔以降低重量，及結(jié)構(gòu)件部分挖空減重設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在天線各部分的重量如下表所示:表1天線各部分重量名稱重量名稱重量俯仰陣列天線0.3方位方位轉(zhuǎn)盤0.354俯仰電機(jī)0.21方

4、位軸0.106俯仰軸承0.01方位軸承0.258俯仰軸0.009方位軸承蓋0.052左右俯仰支座0.077方位大、小齒輪0.474左右俯仰支臂0.019底座P0.280小齒輪及大齒輪0.137匯流環(huán)及旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)0.4其他0.1方位電機(jī)P0.23合計(jì)0.862信標(biāo)機(jī)0.35天線罩上蓋0.45慣導(dǎo)P0.45下座0.6伺服盒子1磁鐵0.481其他0.3合計(jì)1.53合計(jì)4.254上表可知天線總重量為6.646kg,與總體任務(wù)書中總重量6kg超了0.646kg,解決方案，接下來(lái)進(jìn)行天線一體化設(shè)計(jì)，并且天線罩的上蓋的ABS材料改為蜂窩材料，伺服器件的減重，及須找在強(qiáng)度和剛度滿足情況下比較輕其他材料等，來(lái)進(jìn)一

5、步減重設(shè)計(jì)，來(lái)滿足總體任務(wù)書的重量要求。1.1.3機(jī)械傳動(dòng)精度影響機(jī)械傳動(dòng)精度的誤差有兩個(gè)方面，傳動(dòng)誤差和回程誤差。根據(jù)總體要求蹤精度v1/8波束寬度，及選擇的步進(jìn)電機(jī)，給出天線方位和俯仰機(jī)械傳動(dòng)精度要求w04。1.1.3.1.1 1.1.3.1俯仰傳動(dòng)精度傳動(dòng)誤差傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差是各個(gè)齒輪傳動(dòng)誤差的綜合，此天線俯仰的結(jié)構(gòu)為一級(jí)齒輪傳動(dòng)，故主要考慮一個(gè)齒輪傳動(dòng)的精度。齒輪的傳動(dòng)誤差主要是齒輪本身、其所在的軸、軸承等零部件再制造、裝配時(shí)的誤差的綜合，根據(jù)總體的指標(biāo)，選擇7級(jí)精度。1.1.3.1.2 回程誤差俯仰齒輪副，參數(shù)如下：m=1.25，齒數(shù)=霆，電=81,中心距不可調(diào)。齒輪內(nèi)孔與軸的配合、

6、軸承游隙、軸的徑跳均與齒輪精度相適應(yīng)。精度等級(jí)及側(cè)隙規(guī)范7D時(shí)，計(jì)算列表如下:表2俯仰回程誤差表小齒輪大齒輪齒數(shù)2681模數(shù)1.25分度圓直徑32.5101.25中心距66.8751精度等級(jí)與側(cè)隙規(guī)范7D齒輪副切向齒隙上巳的均值89.8齒輪副切向齒隙Ag的方差此162.31折算到大齒輪上的齒輪副回差的均值|1BI折算到大齒輪上的齒輪副回差的標(biāo)準(zhǔn)差tFE2由表中可以得出俯仰的回程誤差為01根據(jù)上面俯仰的傳動(dòng)誤差和回程誤差的分析，滿足俯仰機(jī)械傳動(dòng)精度要求0.4'。1.1.4方位傳動(dòng)精度此動(dòng)中通天線方位的結(jié)構(gòu)也為一級(jí)齒輪傳動(dòng)，故主要考慮一個(gè)齒輪傳動(dòng)的精度。齒輪的傳動(dòng)誤差主要是齒輪本身、其所在的軸、軸承等零部件再制造、裝配時(shí)的誤差的綜合，根據(jù)總體的指標(biāo)，選擇7級(jí)精度1.1.4.2回程誤差方位齒輪副，參數(shù)如下：m=1.25，齒數(shù).=23,與=136,中心距不可調(diào)。齒輪內(nèi)孔與軸的配合、軸承游隙、軸的徑跳均與齒輪精度相適應(yīng)。精度等級(jí)及側(cè)隙規(guī)范7-D時(shí)計(jì)算列表如下：表3方位回程誤差表小齒輪大齒輪齒數(shù)23136模數(shù)1.25分度圓直徑28.75170中心距99.3751精度等級(jí)與側(cè)隙規(guī)范7D齒輪副切向齒隙上日的均值He91.9齒輪副切向齒隙