转台设计指导书
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图 1-5 双轴转台
图 1-6 双轴转台内框结构
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图 1-7 双轴转台外框结构
（3） 三轴转台 结构如图 1-8 所示。 图 1-8(a)是立式三轴转台， 图 1-8(b)是卧式三轴转台。
(a) 立式三轴转台 图 1-8 三轴转台
(b) 卧式三轴转台
（4）多轴 由三轴以上组成的转台，结构如图 1-9 所示。
外框轴
图 1-2 卧式转台
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1.1.2 按转台回转轴数量分类
转台可分为单轴转台、双轴转台、三轴转台以及多轴转台。 （1）单轴转台 单轴转台只有一个回转轴，结构如图 1-3 所示。
图 1-3 单轴转台
（2）双轴转台 图 1-4 中的是卧式双轴转台。
图 1-4 双轴转台
图 1-5 中的是立式双轴转台，其具体结构如图 1-6、1-7 所示。
1.1.1 按机械台体结构分类
转台分为立式转台和卧式转台两种。 （1）立式转台 立式转台的外框轴垂直于地平面，立式转台的结构多数为音叉式，其内 框架结构多数为圆盘式，少数为 O 型，结构如图 1-1 所示。
外框轴
图 1-1 立式转台
（2）卧式转台 卧式转台的外框轴平行于地平面，结构Biblioteka Baidu图 1-2 所示。
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第1章 转台总体设计
1.1 转台结构类型选择
转台是一种重要的地面测试设备，用于惯性导航系统和惯性元件检定、标定，以及模拟 飞行器姿态运动。 转台根据用途可分为仿真转台和惯性测试转台。但目前两个类别间互相渗透的趋势愈发 显著, 界限日趋上移，直到中高端产品才区别明显。 惯性测试转台，侧重静态或稳态性能，主要用于惯性导航系统和惯性元件如陀螺、加速 度计的性能检测和标定。先进武器系统一般配备有惯性导航和制导系统, 这类装置在生产、 调试、测评、使用、维护(修)等各个阶段都离不开由惯性测试转台组成的测试系统。因此, 惯 性测试性能的好坏, 直接影响武器系统研制水平及其性能评定。 仿真转台，侧重动态性能，仿真转台一般用于武器平台或运动载体的运动状态模拟 , 是 各类武器平台进行半实物仿真试验等地面综合性试验系统的关键设备和重要组成部分, 也是 测试、评价和标定各类运动载体、武器系统性能的经济、高效的技术手段。 转台按照不同的分类标准有多种类型。
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图 1-9 多轴转台
转台设计 课程设计指导书
哈尔滨工业大学
2011 年 4 月
目 录
第 1 章 转台总体设计 ....................................................................................................................... 1 1.1 转台结构类型选择 ................................................................................................................... 1 1.1.1 按机械台体结构分类......................................................................................................... 1 1.1.2 按转台回转轴数量分类..................................................................................................... 2 1.1.3 按转台驱动元件类型分类................................................................................................. 5 1.1.4 按转台轴承分类................................................................................................................. 5 1.2 转台驱动元件选择 ................................................................................................................... 6 1.3 转台测量元件选择 ................................................................................................................... 7 第 2 章 转台机械结构设计 ............................................................................................................... 8 2.1 轴系设计 ................................................................................................................................... 8 2.1.1 轴承选择与固定................................................................................................................. 9 2.1.2 轴承的安装与预紧........................................................................................................... 10 2.2 轴与框架的连接 ..................................................................................................................... 10 2.2.1 胀紧套尺寸选择............................................................................................................... 12 2.2.2 胀紧套安装拆卸与防护................................................................................................... 14 2.2.3 胀紧套结合面的配合....................................................................................................... 14 2.3 框架设计 ................................................................................................................................. 14 2.4 配重设计 ................................................................................................................................. 17 2.5 限位与锁紧装置设计 ............................................................................................................. 17 第 3 章 转台驱动元件设计 ............................................................................................................. 19 3.1 传动部件设计 ......................................................................................................................... 19 3.2 转动惯量计算 ......................................................................................................................... 19 3.3 电机力矩计算 ......................................................................................................................... 21 第 4 章 转台测量元件设计 ............................................................................................................. 24 4.1 角度传感器设计 ..................................................................................................................... 24 4.1.1 旋转变压器....................................................................................................................... 24 4.1.2 感应同步器....................................................................................................................... 26 4.1.3 光电码盘........................................................................................................................... 27 4.2 角速度传感器设计 ................................................................................................................. 28 4.3 限位开关设计 ......................................................................................................................... 30 4.4 走线与滑环 ..................................................................................................................... 31
图 1-5 双轴转台
图 1-6 双轴转台内框结构
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图 1-7 双轴转台外框结构
（3） 三轴转台 结构如图 1-8 所示。 图 1-8(a)是立式三轴转台， 图 1-8(b)是卧式三轴转台。
(a) 立式三轴转台 图 1-8 三轴转台
(b) 卧式三轴转台
（4）多轴 由三轴以上组成的转台，结构如图 1-9 所示。
外框轴
图 1-2 卧式转台
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1.1.2 按转台回转轴数量分类
转台可分为单轴转台、双轴转台、三轴转台以及多轴转台。 （1）单轴转台 单轴转台只有一个回转轴，结构如图 1-3 所示。
图 1-3 单轴转台
（2）双轴转台 图 1-4 中的是卧式双轴转台。
图 1-4 双轴转台
图 1-5 中的是立式双轴转台，其具体结构如图 1-6、1-7 所示。
1.1.1 按机械台体结构分类
转台分为立式转台和卧式转台两种。 （1）立式转台 立式转台的外框轴垂直于地平面，立式转台的结构多数为音叉式，其内 框架结构多数为圆盘式，少数为 O 型，结构如图 1-1 所示。
外框轴
图 1-1 立式转台
（2）卧式转台 卧式转台的外框轴平行于地平面，结构Biblioteka Baidu图 1-2 所示。
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第1章 转台总体设计
1.1 转台结构类型选择
转台是一种重要的地面测试设备，用于惯性导航系统和惯性元件检定、标定，以及模拟 飞行器姿态运动。 转台根据用途可分为仿真转台和惯性测试转台。但目前两个类别间互相渗透的趋势愈发 显著, 界限日趋上移，直到中高端产品才区别明显。 惯性测试转台，侧重静态或稳态性能，主要用于惯性导航系统和惯性元件如陀螺、加速 度计的性能检测和标定。先进武器系统一般配备有惯性导航和制导系统, 这类装置在生产、 调试、测评、使用、维护(修)等各个阶段都离不开由惯性测试转台组成的测试系统。因此, 惯 性测试性能的好坏, 直接影响武器系统研制水平及其性能评定。 仿真转台，侧重动态性能，仿真转台一般用于武器平台或运动载体的运动状态模拟 , 是 各类武器平台进行半实物仿真试验等地面综合性试验系统的关键设备和重要组成部分, 也是 测试、评价和标定各类运动载体、武器系统性能的经济、高效的技术手段。 转台按照不同的分类标准有多种类型。
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图 1-9 多轴转台
转台设计 课程设计指导书
哈尔滨工业大学
2011 年 4 月
目 录
第 1 章 转台总体设计 ....................................................................................................................... 1 1.1 转台结构类型选择 ................................................................................................................... 1 1.1.1 按机械台体结构分类......................................................................................................... 1 1.1.2 按转台回转轴数量分类..................................................................................................... 2 1.1.3 按转台驱动元件类型分类................................................................................................. 5 1.1.4 按转台轴承分类................................................................................................................. 5 1.2 转台驱动元件选择 ................................................................................................................... 6 1.3 转台测量元件选择 ................................................................................................................... 7 第 2 章 转台机械结构设计 ............................................................................................................... 8 2.1 轴系设计 ................................................................................................................................... 8 2.1.1 轴承选择与固定................................................................................................................. 9 2.1.2 轴承的安装与预紧........................................................................................................... 10 2.2 轴与框架的连接 ..................................................................................................................... 10 2.2.1 胀紧套尺寸选择............................................................................................................... 12 2.2.2 胀紧套安装拆卸与防护................................................................................................... 14 2.2.3 胀紧套结合面的配合....................................................................................................... 14 2.3 框架设计 ................................................................................................................................. 14 2.4 配重设计 ................................................................................................................................. 17 2.5 限位与锁紧装置设计 ............................................................................................................. 17 第 3 章 转台驱动元件设计 ............................................................................................................. 19 3.1 传动部件设计 ......................................................................................................................... 19 3.2 转动惯量计算 ......................................................................................................................... 19 3.3 电机力矩计算 ......................................................................................................................... 21 第 4 章 转台测量元件设计 ............................................................................................................. 24 4.1 角度传感器设计 ..................................................................................................................... 24 4.1.1 旋转变压器....................................................................................................................... 24 4.1.2 感应同步器....................................................................................................................... 26 4.1.3 光电码盘........................................................................................................................... 27 4.2 角速度传感器设计 ................................................................................................................. 28 4.3 限位开关设计 ......................................................................................................................... 30 4.4 走线与滑环 ..................................................................................................................... 31