軸系空間運動測試及誤差運動分析.pdf

1、軸系中的回轉(zhuǎn)軸，其理想運動是單自由度的回轉(zhuǎn)運動，而真實運動狀態(tài)則是復(fù)雜的空間六自由度運動，實際運動偏離理想運動的部分即為誤差運動。本文以剛體運動學(xué)為基礎(chǔ)，描述了回轉(zhuǎn)軸的空間運動，揭示了軸系的誤差運動測試與回轉(zhuǎn)軸空間六自由度位姿的內(nèi)在聯(lián)系，并對誤差運動的大小進(jìn)行了評價和衡量。為準(zhǔn)確分析軸系回轉(zhuǎn)精度、研制空間誤差運動測試裝置提供了理論依據(jù)，具有一定的實用價值和應(yīng)用前景。
　　首先，將回轉(zhuǎn)軸的運動等效為剛體的空間六自由度運動，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，得到了軸上的觀測點在靜坐標(biāo)系下的位移與剛體六個自由度的運動分量之間的關(guān)系，提出了軸系空間誤差運動的概念，并分析了誤差運動測量結(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)軸徑向運動的頻率分量和周期特性，提出了四點正交差分法來實現(xiàn)軸系的徑向誤差運動測試，通過MATLAB算例對該方法進(jìn)行驗證。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了軸系空間誤差運動的試驗方案，在兩個平行截面上采用四點法，同時在軸端面進(jìn)行軸向測量

3、，通過計算可得到空間五個自由度的誤差運動分量。對回轉(zhuǎn)誤差測試試驗臺進(jìn)行改造，并對由試驗臺安裝誤差導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差進(jìn)行了簡要分析。
　　空間誤差運動試驗共進(jìn)行了三組，按空間方向誤差和位置誤差對軸系的空間誤差運動進(jìn)行數(shù)值評價，傾角運動的球面最小包絡(luò)圓直徑為0.107281μm，對應(yīng)繞X軸和Y軸的最大傾角分別是0°0′13.57″和0°0′9.30″，徑向運動軌跡的平面最小包絡(luò)圓直徑為26.7563μm，軸向運動的曲線峰谷差值為9.324