高精密单轴伺服转台结构设计
摘要：随着国防工业及现代装备制造业的高速发展，伺服转台的应用范围也日益广泛。转台常用于搭载高精密仪器，在稳定设备的同时增加了设备的自由度，并进一步拓展了设备的工作空间。它既可应用于墙面、房顶和大型机器设备等固定平台，也可以在车辆、飞行器、卫星、舰船等移动平台上使用。伺服转台是一种典型的伺服系统，要求整个转台系统运动具有稳定性，能够精确快速地跟踪信号，因此要求转台加工精度高，驱动设备反应灵敏，传动轴系误差小，结构刚度足够大。
本文设计的伺服转台是一套精密程控机电设备，具有方位电控旋转功能。其设计要求是转台在最大负载条件下，各项功能指标能够满足系统总体对转台的性能指标要求。
关键词：单轴；伺服转台；静力学分析引言精密转台处于模拟空间变温真空环境中，恶劣的空间热环境引起的热变形将严重影响转台的精度，热变形引起的误差一般可占到总误差的13。对转台进行空间环境热适应性的研究，合理地控制热变形引起的误差，使转台达到需要的精度要求是十分必要的。目前，国内外对于常温转台各方面技术的研究已比较成熟，而对处于冷舱模拟的变温环境下的转台热分析较少。本文针对转台所处的特殊的工作环境，合理地设计了适应环境特点的机械结构。在分析了转台热环境特点的基础上对转台做了热特性仿真分析，并根据仿真结果对转台结构进行了优化设计，解决了计算高温或低温环境下转台变形大小和精度误差的问题，提出了在极限环境下对转台进行优化设计的方法和依据，保证了转台整体精度要求，为星敏感器的高精度标定提供了基础。1转台结构设计该转台不同于普通一维转台，考虑到安装多个光栅传感器的需求，在结构设计时需要在轴向和径向方向预留出安装空间，同时在精密加工时需要保证轴系和光栅传感器转接件的同轴度等形位公差，以及轴系的轴向和径向的回转精度。转台台体设计采用常见的圆形回转体外壳设计方式，外壳和底座采用优质铝合金整体加工而成，外壳内部是空心结构，轴承、盖板等元件直接装在转台台体内部，转台三维结构示意图。本套转台的结构形式是一维单轴回转体转台，采用GCr15轴承钢材料进行精密机械轴系的加工，通过精密加工保证轴与外壳安装面椭圆度及其滑动配合间隙，轴系添加仪表油保证其灵活转动。轴系设计要求转台承载能力为3kg，由于该转台用于轴系设计及精度验证，因此转台转角范围是±360°，没有机械限位。为了使转台结构紧凑，考虑到后期可能进行r