發(fā)布時間：2020-11-20 14:54

　　 控制力矩陀螺(Control Moment Gyroscope,簡稱CMG),是空間飛行器最重要的姿態(tài)控制機構(gòu)。作為控制力矩陀螺轉(zhuǎn)子的支承部件,滾動軸承的性能是控制力矩陀螺能否可靠工作的關(guān)鍵,并對空間飛行器的指向精度和姿態(tài)穩(wěn)定度具有重要影響。近些年來,我國北斗、嫦娥、天宮等航天飛行任務(wù)的數(shù)量和飛行難度不斷增加,對空間飛行器控制力矩陀螺的姿態(tài)控制精度和工作壽命的要求越來越高,迫切需要一種能夠適應(yīng)航天器運轉(zhuǎn)工況的軸承試驗機來對空間飛行任務(wù)使用的軸承進行測試篩選。本文通過研發(fā)一種用于對控制力矩陀螺中常用的角接觸球軸承進行入役前的跑合試驗的軸承試驗機,來對此種軸承進行性能檢測和篩選,從而實現(xiàn)為控制力矩陀螺提供性能穩(wěn)定的高精度角接觸球軸承的目的。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)根據(jù)試驗軸承工況特點以及軸承試驗機的技術(shù)指標,通過分析滾動軸承的常見故障原因及性能檢測指標,確定了軸承試驗機的總體方案。(2)針對本論文要求同時對多套軸承進行跑合試驗的目標,設(shè)計了一種多套十字滑塊可移式聯(lián)軸器串聯(lián)、聚四氟乙烯緩沖塊減緩沖擊并傳遞運動的柔性傳動軸系和雙工位獨立驅(qū)動、加載的軸承試驗機結(jié)構(gòu)。選用密珠軸作為試驗機主體部分軸系的支承機構(gòu),完成了密珠軸結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計計算。為了便于試驗軸承拆裝,主體部分殼體采用剖分式結(jié)構(gòu)。選用伺服電缸作為加載機構(gòu)的加載部件,并為伺服電缸設(shè)計了支架。選用高速電主軸作為驅(qū)動系統(tǒng)的動力來源。軸承試驗機測控系統(tǒng)由洛陽軸承研究所專為本軸承試驗機開發(fā),完成了相關(guān)傳感器的選型及布置位置設(shè)計。(3)利用建模軟件Solid Works完成了軸承試驗機的三維模型建立。利用有限元分析軟件Abaqus和多體動力學分析軟件ADAMS對軸承試驗機主體部分軸系轉(zhuǎn)子進行了聯(lián)合仿真分析,完成了軸系轉(zhuǎn)子剛?cè)峄旌夏Ｐ偷膭恿�學分析。此外還對關(guān)鍵受力部件伺服電缸支架進行了靜力學分析。(4)完成軸承試驗機整機的設(shè)計后,對軸承試驗機整機進行裝配調(diào)試,然后基于此軸承試驗機進行了軸承振動試驗,并以此來驗證軸承試驗機的性能。本文設(shè)計的超靜CMG用軸承試驗機具有運轉(zhuǎn)穩(wěn)定、測量精度高和拆裝更換方便的特點。目前本軸承試驗機已經(jīng)被航天系統(tǒng)某研究所論證和采用,其性能特點和技術(shù)指標均滿足使用單位的要求。使用本軸承試驗機可以高效的對控制力矩陀螺用軸承進行跑合試驗和性能檢測。本軸承試驗機設(shè)計過程中的一些設(shè)計思想和設(shè)計經(jīng)驗也可以為將來其他軸承試驗機的設(shè)計開發(fā)提供一定的借鑒和參考作用。
【學位單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2020
【中圖分類】：TH133.3
【部分圖文】：

一定的角動量，通過改變高速旋轉(zhuǎn)的陀螺轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸方向即轉(zhuǎn)子角動量的方向來對外輸出力矩，使CMG產(chǎn)生角動量交換，從而對航天器姿態(tài)進行實時調(diào)整[4]，控制力矩陀螺的結(jié)構(gòu)簡圖如圖1.2所示。超靜CMG對航天器姿態(tài)控制的精度取決于其對內(nèi)部轉(zhuǎn)子角動量的控制精度。而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸軸承精度是決定超靜CMG性能的根源，且CMG的主要故障來源為轉(zhuǎn)子軸承失效。因此選用性能可靠的高精度軸承對超靜CMG的工作效果具有重要作用。本論文主要目標在于研發(fā)一種高精度、高可靠性的軸承跑合測試篩選系統(tǒng)，用于對超靜CMG用高精度軸承進行跑合測試和篩眩圖1.1CMG用于天宮飛船圖1.2CMG結(jié)構(gòu)簡圖

CMG結(jié)構(gòu)簡圖

西安科技大學碩士學位論文6軸系轉(zhuǎn)子的剛?cè)峄旌夏Ｐ�，并進行軸系轉(zhuǎn)子的剛?cè)峄旌夏Ｐ偷膭恿�學聯(lián)合仿真分析。利用Abaqus軟件對加載系統(tǒng)的重要零部件進行靜力學分析。(4)進行軸承試驗機產(chǎn)品裝配和調(diào)試，并利用本軸承試驗機產(chǎn)品搭建軸承振動試驗臺，在實際的軸承試驗過程中對軸承試驗機的實際工作效果進行調(diào)試和試驗，驗證軸承試驗機的性能。1.5技術(shù)路線本論文的技術(shù)路線圖如下所示：圖1.3技術(shù)路線圖
【參考文獻】

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本文編號：2891585