天线转台伺服驱动计算法

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1、1.1.1负载力矩计算天线是方位-俯仰型，主要分析天线的方位和俯仰负载力矩。由于天线加天线罩，所以不考虑风载荷带来的影响，主要考虑惯性力矩和摩擦力矩的负载。1.1.1.1俯仰力矩计算1.1.1.1.1俯仰惯性力矩计算俯仰轴承受的惯性力矩：其中为角加速度rad/s2。俯仰的转动惯量：0.0023又俯仰角加速度为：故俯仰惯性力矩：0.0021.1.1.1.2俯仰摩擦力矩计算轴承摩擦力的大小与系统所受重力和风升力和风阻力有关，由于不考虑风载的影响，因此俯仰轴轴承只承受来自于天线部分的重力，即只承受径向力。本次设计中采用深沟球轴承61800型，基本额定载荷，轴承轨道直径，

2、在径向力R作用下各滚子与滚道之间法向接触载荷绝对值之和为，则已知天线俯仰轴承受的最大径向合力径向力采用公式轨道中心直径，，摩擦系数则俯仰轴承的摩擦力矩：1.1.1.1方位力矩计算1.1.1.1.1方位惯性力矩计算方位轴承受的惯性力矩：其中为角加速度rad/s2。取，方位的转动惯量：0.144又方位角加速度为：故方位惯性力矩：0.1251.1.1.1.2方位摩擦力矩计算轴承摩擦力的大小与系统所受重力和风升力和风阻力有关，由于不考虑风载的影响，因此方位轴承只承受来自于天线、俯仰及部分方位的重力，则天线方位轴承受的最大轴向力轨道中心直径采用公式已知轴向力则设方位轴承的当

3、量摩擦系数为，取则方位轴承的摩擦力矩1.1.1减重设计为了满足重量的要求，零部件材料多采镁铝合金（除传动部件及支承部件），天线罩采用ABS材料，连接螺纹孔预先装入钢丝螺套。在不影响刚度、强度的情况下尽量减少零部件的壁厚尺寸，增加减重孔以降低重量，及结构件部分挖空减重设计。现在天线各部分的重量如下表所示：表1天线各部分重量名称重量名称重量俯仰阵列天线0.3方位方位转盘0.354俯仰电机0.21方位轴0.106俯仰轴承0.01方位轴承0.258俯仰轴0.009方位轴承盖0.052左右俯仰支座0.077方位大、小齿轮0.474左右俯仰支臂0.019底座0.280小齿轮及

4、大齿轮0.137汇流环及旋转关节0.4其他0.1方位电机0.23合计0.862信标机0.35天线罩上盖0.45惯导0.45下座0.6伺服盒子1磁铁0.48其他0.3合计1.53合计4.254上表可知天线总重量为6.646kg，与总体任务书中总重量6kg超了0.646kg，解决方案，接下来进行天线一体化设计，并且天线罩的上盖的ABS材料改为蜂窝材料，伺服器件的减重，及须找在强度和刚度满足情况下比较轻其他材料等，来进一步减重设计，来满足总体任务书的重量要求。1.1.1机械传动精度影响机械传动精度的误差有两个方面，传动误差和回程误差。根据总体要求踪精度≤1/8波束宽度，

5、及选择的步进电机，给出天线方位和俯仰机械传动精度要求≤。1.1.1.1俯仰传动精度1.1.1.1.1传动误差传动链的传动误差是各个齿轮传动误差的综合，此天线俯仰的结构为一级齿轮传动，故主要考虑一个齿轮传动的精度。齿轮的传动误差主要是齿轮本身、其所在的轴、轴承等零部件再制造、装配时的误差的综合，根据总体的指标，选择7级精度。1.1.1.1.2回程误差俯仰齿轮副，参数如下：，齿数，，中心距不可调。齿轮内孔与轴的配合、轴承游隙、轴的径跳均与齿轮精度相适应。精度等级及侧隙规范7—D时，计算列表如下：表2俯仰回程误差表小齿轮大齿轮齿数2681模数1.25分度圆直径32.51

6、01.25中心距66.8751精度等级与侧隙规范7—D齿轮副切向齿隙的均值89.8齿轮副切向齿隙的方差162.31折算到大齿轮上的齿轮副回差的均值折算到大齿轮上的齿轮副回差的标准差由表中可以得出俯仰的回程误差为。根据上面俯仰的传动误差和回程误差的分析，满足俯仰机械传动精度要求≤。1.1.1方位传动精度1.1.1.1传动误差此动中通天线方位的结构也为一级齿轮传动，故主要考虑一个齿轮传动的精度。齿轮的传动误差主要是齿轮本身、其所在的轴、轴承等零部件再制造、装配时的误差的综合，根据总体的指标，选择7级精度。1.1.1.2回程误差方位齿轮副，参数如下：，齿数，，中心距不可

7、调。齿轮内孔与轴的配合、轴承游隙、轴的径跳均与齿轮精度相适应。精度等级及侧隙规范7—D时计算列表如下：表3方位回程误差表小齿轮大齿轮齿数23136模数1.25分度圆直径28.75170中心距99.3751精度等级与侧隙规范7—D齿轮副切向齿隙的均值91.9齿轮副切向齿隙的方差181.28折算到大齿轮上的齿轮副回差的均值折算到大齿轮上的齿轮副回差的标准差由表中可以得出方位的回程误差为。根据上面俯仰的传动误差和回程误差的分析，满足俯仰机械传动精度要求≤。