(論文)精密機械設(shè)計課程設(shè)計1最新優(yōu)秀畢業(yè)論文資料搜集嘔血奉獻

精密機械設(shè)計課程設(shè)計一、設(shè)計任務(wù)紅外跟蹤仿真系統(tǒng)傳動機構(gòu)設(shè)計“仿真”，顧名思義就是模仿某種實物的真實運動，用以測試它的真實性能。紅外跟蹤仿真就是利用計算機創(chuàng)建一個虛擬環(huán)境來模擬紅外制導(dǎo)空空導(dǎo)彈對目標(biāo)實行精確的跟蹤打擊，從而測試出它的打擊特性。由于導(dǎo)彈飛行實驗技術(shù)復(fù)雜、規(guī)模大、成本高等實際因素制約了打靶次數(shù)，無法進行實際的實物仿真，只能用計算機和物理模型相結(jié)合，來模擬一個與導(dǎo)彈使用情況類似的環(huán)境，進而得到它的比較確切的實際特性。二、設(shè)計原理與方案 由于導(dǎo)彈跟蹤是根據(jù)目標(biāo)在跟蹤器上光斑大小和光能量大小，可依據(jù)此原理來設(shè)計紅外跟蹤仿真系統(tǒng)。2.1方案飛行目標(biāo)尾噴口噴出紅外光波（等效于一個黑體光源），物高為尾噴口大小。物距為尾噴口到接收透鏡的距離。像高為尾噴口通過接收透鏡后在接收面上的高度。像距可由成像公式計算得出。如圖1所示。圖中為焦點到像點的距離。yXyl-l-y圖1 導(dǎo)彈跟蹤光學(xué)系統(tǒng)簡圖這里物方介質(zhì)和象方介質(zhì)都為空氣，折射率均為1。2.1.1成像位置設(shè)接收透鏡的焦距為=50mm，高斯物距 l = - (400002107 )mm由于焦距相對于物距很小，x,牛頓物距亦為x = - (600002107 )mm根據(jù)牛頓公式： = 牛頓象距代入焦距和物距得： =0.050.000125mm也是象點的離焦量。不論目標(biāo)距是20000m還是40m，離焦量是很小的，它們的象距差是很小的。實際上我們把CCD接收面置在接收透鏡的焦面上，CCD定位精度也只是0.05mm。因此，可以認(rèn)為目標(biāo)距在20000m- 40m變化時，象面不變，都位于接收透鏡的焦面。從上面分析可知，目標(biāo)距變化時，物距變化，但象距不變。由象高公式：可得： 因為物高和象距都為常數(shù) 由此可知象高與物距成反比。即目標(biāo)距變化時，接收面上的像光斑大小與目標(biāo)距成反比。可以用光斑大小來反映目標(biāo)距。已知物距（目標(biāo)距）和物高（尾噴口直徑），而探測器在透鏡焦面上，因此可以計算物面對孔徑光闌的張角，即視場角。視場角2w和目標(biāo)距離的關(guān)系為：光斑大小也反應(yīng)了視場角大小。如圖2。lense2y-l圖2紅外目標(biāo)的視場角2.2仿真原理目標(biāo)仿真要求在接收物鏡的像面上光斑大小和能量與實際跟蹤系統(tǒng)相符。它實際是讓一光源照明一物體，該物通過光學(xué)系統(tǒng)成像在接收鏡的焦面上，其光斑大小和能量與實際相符，而且能夠控制光斑大小及能量發(fā)生變化，反映目標(biāo)距的變化。物體成像在接收物鏡焦面上，則物體在無限遠(yuǎn)，位于一個準(zhǔn)直透鏡的物方焦面上。仿真器的光學(xué)系統(tǒng)如圖3。由電機控制視場光闌的大小變化。123456ffi2圖3仿真器光學(xué)系統(tǒng)圖1 光源 2聚光鏡 3視場光闌 4準(zhǔn)直物鏡 5接收鏡 6光敏面三、系統(tǒng)設(shè)計動力源 電動機是比較傳統(tǒng)但也是最常用的傳遞動力的裝置，一般分為同步電機、異步電機、三相電機等。這里用的是同步電機，它將電能轉(zhuǎn)化為機械能，通過傳遞裝置傳遞給齒輪，從而帶動齒條的直線運動，進而實現(xiàn)光闌大小的變化。 由于此仿真系統(tǒng)受體積、重量、價格等因素的限制，在此只能選小型電動機來提供動力。減速裝置因為齒輪傳遞的轉(zhuǎn)動范圍比較大，而光闌的縮進范圍較小，故需要減速裝置來減小齒輪的傳動，這里的減速裝置就是減速箱，它能達到確定的減速比，較精確的實現(xiàn)光闌的開合大小。減速箱還有改變運動方向，實現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速比的作用。此仿真系統(tǒng)中需要的減速比是42：1。齒輪減速箱裝配圖齒輪減速箱實物圖齒輪齒條其實有很多不同的機構(gòu)都能實現(xiàn)光闌視場大小的變化，但每種都有它的優(yōu)劣點，最終選擇齒輪齒條機構(gòu)是由于它首先能滿足功能要求，其次也能達到一定的精度要求，原理簡單易懂，實現(xiàn)起來方便，另外它的缺點可通過改進裝置來減小和避免。一個齒輪，上下各一條齒條。齒輪轉(zhuǎn)動時，上下齒條等速的相對移動，帶動兩個有開口的光闌片相對移動，開口大小變化，實現(xiàn)了視場光闌大小變化 。其他的傳動機構(gòu)：3.1 彩虹光闌傳動機構(gòu)優(yōu)點：外形美觀，結(jié)構(gòu)較簡單，易于操縱。缺點：精度低，易卡死，能量損耗大。彩虹光闌由很多光闌片組成，若其中任一片有損壞，則光闌片就不能正常工作，也就失去了它的作用。3.2 螺旋傳動機構(gòu)由滾珠絲桿驅(qū)動的兩個有一定開口形狀的金屬葉片組成的,兩段螺紋旋向相反. 螺旋傳動以其精度高、操作方便等優(yōu)點被很多人納入考慮范圍之內(nèi)，但它一個致命的缺點就是它的起燃時間，由于在起燃時間內(nèi)光闌進給量太小，達不到要求，故就被排除在外了。它的工作原理其實很簡單，首先固定其中一個螺母，然后通過調(diào)節(jié)另一個螺母就能達到改變光闌范圍的功能。四、零件圖的設(shè)計此機構(gòu)的組成部分包括支架、導(dǎo)軌、光闌片、齒條、齒輪等，每一部分所起的作用都是不同的，但它們之間又是緊密聯(lián)系的，缺少任何一部分該機構(gòu)都不可正常運轉(zhuǎn)。紅外跟蹤仿真系統(tǒng)傳動機構(gòu)的裝配圖：& 4.1 支架支架主要起固定、支撐作用，其零件圖如下圖所示：支架的主視圖與俯視圖& 4.2 導(dǎo)軌使齒條能正常能沿固定方向作直線運動，不會左右上下發(fā)生偏移。導(dǎo)軌的三視圖& 4.3 光闌片光闌片主要用來實現(xiàn)視場范圍的變化，它由兩片帶有開口的光闌片組成，固定在齒條上，當(dāng)齒條在導(dǎo)軌上運動時，光闌片也隨之被帶動，從而實現(xiàn)了視場大小的變化。光闌片的主視圖與俯視圖&4.4 齒條主要起傳動作用，電機帶動齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪帶動齒條在導(dǎo)軌上作直線運動，使光闌片相向運動，實現(xiàn)視場光闌的變大變小。齒條的三視圖& 4.5 齒輪連接減速箱與齒條的裝置，將電機輸出的傳動經(jīng)過減速箱后傳遞給齒條，進而傳遞給兩個光闌片。齒輪的主視圖與左視圖五、精度的設(shè)計精度是設(shè)計零件機構(gòu)時必須考慮的問題，一個機構(gòu)只有有了一定的精度才能用于實際中，說起精度，那就肯定會想到誤差，在誤差范圍內(nèi)，機器能正常工作，如果超出誤差范圍，對工作中的零件機構(gòu)會有一定的損壞，當(dāng)然機器如果工作時間長了，也不排除會出現(xiàn)誤差增大等現(xiàn)象。這里的誤差主要包括步進電機的周期誤差、減速器的隨機誤差及齒輪的傳動誤差三大類。& 5.1 步進電機的周期誤差步進電機本身沒有累積誤差但存在一定的周期誤差，即當(dāng)前停止的位置的齒是否對齊并不影響下一個齒的位置。我們可能這樣來理解周期誤差，當(dāng)轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生18度的誤差，轉(zhuǎn)第二圈就會產(chǎn)生36度的誤差，這其實是不對的，這也不屬于累積誤差。第一圈的誤差不會帶入第二圈內(nèi)，整個的誤差就只有18度。這個裝置中所用到的步進電機也會帶來一定的周期誤差，根據(jù)精度的要求，選擇不同誤差的電機。& 5.2 減速器的隨機誤差減速器的誤差主要來源于其內(nèi)部各零部件的制造誤差、裝配誤差及修型原理誤差。通過了解其單項制造誤差因素對減速器誤差的影響，可優(yōu)化減速器的設(shè)計與質(zhì)量。& 5.3 齒輪傳動誤差齒輪傳動誤差可分為齒形齒向誤差、空回誤差等齒形齒向誤差齒形誤差就是實際齒輪輪廓和理論輪廓之間的偏差，齒向誤差就是齒部齒長方向?qū)嶋H與理論的偏差。前者主要影響運動的平穩(wěn)性，后者影響載荷分布均勻性?？栈卣`差齒輪與齒條嚙合傳動過程中可能形成空回，即齒輪轉(zhuǎn)動一定角度時，齒條并不跟著一起運動，這就形成了一定的空回，空回現(xiàn)象不僅影響齒輪的精度，而且對齒輪的齒廓有損壞。所以要消除空回現(xiàn)象，可在齒條的末端安裝一個彈簧六、結(jié)論通過對紅外跟蹤仿真系統(tǒng)傳動機構(gòu)的設(shè)計，我慢慢了解到設(shè)計某個機構(gòu)零件時所需的一些必要步驟，以及設(shè)計前所需要做的準(zhǔn)備工作。設(shè)計方法并不唯一，但設(shè)計過程中的總體思路及所需考慮的因素都大致相同。先確定設(shè)計任務(wù)，然后在明確實驗原理的基礎(chǔ)上提出不同的總體方案，從中選出符合實際情況及不同要求的最佳方案，畫出零件圖，一步步進行精度分析，減小誤差，達到設(shè)計所需的要求，最后進行加工。七、展望雖然設(shè)計過程比較繁瑣，問題也是