軸系空間運(yùn)動(dòng)測(cè)試及誤差運(yùn)動(dòng)分析.pdf

1、軸系中的回轉(zhuǎn)軸，其理想運(yùn)動(dòng)是單自由度的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而真實(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)則是復(fù)雜的空間六自由度運(yùn)動(dòng)，實(shí)際運(yùn)動(dòng)偏離理想運(yùn)動(dòng)的部分即為誤差運(yùn)動(dòng)。本文以剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)為基礎(chǔ)，描述了回轉(zhuǎn)軸的空間運(yùn)動(dòng)，揭示了軸系的誤差運(yùn)動(dòng)測(cè)試與回轉(zhuǎn)軸空間六自由度位姿的內(nèi)在聯(lián)系，并對(duì)誤差運(yùn)動(dòng)的大小進(jìn)行了評(píng)價(jià)和衡量。為準(zhǔn)確分析軸系回轉(zhuǎn)精度、研制空間誤差運(yùn)動(dòng)測(cè)試裝置提供了理論依據(jù)，具有一定的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。
　　首先，將回轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)等效為剛體的空間六自由度運(yùn)動(dòng)，采用齊次坐

2、標(biāo)變換的方法描述了回轉(zhuǎn)軸的空間位姿，得到了軸上的觀測(cè)點(diǎn)在靜坐標(biāo)系下的位移與剛體六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)分量之間的關(guān)系，提出了軸系空間誤差運(yùn)動(dòng)的概念，并分析了誤差運(yùn)動(dòng)測(cè)量結(jié)果與回轉(zhuǎn)軸的空間位姿之間的關(guān)系。
　　其次，分析了回轉(zhuǎn)軸徑向運(yùn)動(dòng)的頻率分量和周期特性，提出了四點(diǎn)正交差分法來(lái)實(shí)現(xiàn)軸系的徑向誤差運(yùn)動(dòng)測(cè)試，通過(guò)MATLAB算例對(duì)該方法進(jìn)行驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了軸系空間誤差運(yùn)動(dòng)的試驗(yàn)方案，在兩個(gè)平行截面上采用四點(diǎn)法，同時(shí)在軸端面進(jìn)行軸向測(cè)量

3、，通過(guò)計(jì)算可得到空間五個(gè)自由度的誤差運(yùn)動(dòng)分量。對(duì)回轉(zhuǎn)誤差測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行改造，并對(duì)由試驗(yàn)臺(tái)安裝誤差導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。
　　空間誤差運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)共進(jìn)行了三組，按空間方向誤差和位置誤差對(duì)軸系的空間誤差運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)值評(píng)價(jià)，傾角運(yùn)動(dòng)的球面最小包絡(luò)圓直徑為0.107281μm，對(duì)應(yīng)繞X軸和Y軸的最大傾角分別是0°0′13.57″和0°0′9.30″，徑向運(yùn)動(dòng)軌跡的平面最小包絡(luò)圓直徑為26.7563μm，軸向運(yùn)動(dòng)的曲線峰谷差值為9.324