包漢偉 肖佩 康偉 孫啟鵬 李剛炎

摘要：本文以雷達陣面雙絲杠驅動機構為研究對象，通過理論解析，得出雙絲杠驅動機構移動件絲杠的綜合誤差表達公式;提出一種在軸向位移差與偏斜誤差共同作用下，用于衡量雙絲杠同步精度的不同步度的計算方法，并分析這兩誤差對同步精度的影響。

關鍵詞：雙絲杠驅動機構;軸向位移差;同步精度

前言

目前，車載雷達舉升主要采用液壓驅動或絲杠驅動。由于雙絲杠驅動機構相對單絲杠驅動機構能承受更大載荷、傳動更加平穩(wěn)，因而雙絲杠驅動機構逐漸應用于大型天線的架設與收裝。左右絲杠的加工誤差、裝配誤差和使用誤差會影響到雙絲杠驅動機構的同步精度;誤差過大會導致天線陣面的扭曲變形，影響雷達使用性能。因此，本文通過研究絲杠誤差與雙絲杠驅動機構不同步度的關系及各參數(shù)對不同步度的影響，提出一種計算同步精度的方法。

圖1雙絲杠驅動機構示意圖

如圖1所示：伺服電機驅動螺母轉動，進而驅動絲杠移動，從而將天線陣面舉升。為方便研究，將天線陣面等效為質量均勻分布的塊狀結構。

1.雷達陣面驅動絲杠機構的誤差分析

由于加工誤差、裝配誤差和使用誤差的存在，將會導致絲杠螺母機構在傳動過程中，絲杠的移動量出現(xiàn)誤差。通過誤差合成理論將各誤差綜合，計算得到絲杠的綜合誤差。

（1）絲杠機構的加工誤差

絲杠機構的加工誤差包括螺距累計誤差、中經尺寸一致性誤差、絲杠大徑跳動誤差和螺紋中徑尺寸誤差，均屬于系統(tǒng)誤差。

（1）絲杠機構的加工誤差

絲杠機構的加工誤差包括螺距累計誤差、中經尺寸一致性誤差、絲杠大徑跳動誤差和螺紋中徑尺寸誤差，均屬于系統(tǒng)誤差。因主要研究絲杠軸向的誤差，故主要考慮螺距累積誤差。螺距累積公差隨絲杠軸向移動距離增大而相應增大。

（2）絲杠機構的裝配誤差

絲杠機構的裝配誤差主要為絲杠螺母偏斜誤差，如圖2所示。它影響著雙絲桿驅動機構的同步精度。由于裝配時偏斜角?就被固定，為了保證研究的可靠性，本文將其中一根驅動絲杠機構偏斜量取最大值，另一根為理想狀態(tài)。顯見，周期誤差和螺距累積誤差的共同影響著絲杠機構的傳動精度。

2.雷達陣面雙絲杠驅動機構不同步度的計算方法

在本雙絲杠驅動機構中，左右兩螺母同步轉動，從而推動兩絲杠同步移動。在傳動過程中會因誤差導致左右絲杠運動不同步，本文將不同步度作為雙絲杠驅動機構同步精度的評價指標。

不同步度是雙絲杠驅動機構在傳動過程中，由于絲杠的軸向誤差值不同，導致左右絲杠無法達到同步運動，即雙絲杠驅動機構中左右絲杠存在軸向位移差;其值等于左右絲杠偏斜誤差差值與軸向位移差之和。

圖3驅動絲杠機構示意圖

如圖3所示，建立舉升機構從雙絲杠到天線陣面的運動方程：

3.雷達陣面驅動絲杠機構誤差對同步精度的影響分析

根據上述理論公式，結合工程實例，采用MATLAB軟件，帶入加工圖紙和裝配圖紙中的參數(shù)，可以得到雙絲杠不同步度的變化趨勢及變化范圍。因螺距累積誤差隨絲杠伸長逐漸變大，故總體上不同步度隨著絲杠的伸長量逐漸變大，如圖5所示。

圖5?不同步度隨絲杠伸長量變化規(guī)律

為了更好地研究不同步度的變化規(guī)律，對理論公式中軸向跳動誤差、軸向位移誤差進行研究，分析其對不同步度的影響。

圖6?不同步度隨軸向跳動、位移誤差變化的規(guī)律

圖7?軸向跳動誤差對不同步度的影響

圖8軸向移動誤差對不同步度的影響

圖6為軸向跳動誤差和軸向位移誤差同時變化分別對不同步度的影響;圖7、8為軸向跳動誤差和軸向位移誤差分別變化對不同步度的影響。由以上三圖可以看出，隨著軸向跳動誤差與軸向位移誤差的變大，不同步度呈上升趨勢。其中軸向跳動誤差影響相對平穩(wěn)，而軸向位移誤差對不同步度影響較大，更容易產生不同步度，因此減少徑向圓跳動誤差和同軸度誤差，能更好地減少不同步度，保證同步精度。

4.結論

本文通過分析絲杠螺母機構中移動件絲杠的誤差，推導出其綜合誤差計算式;以雙絲杠驅動機構為對象，推導出用于評價其同步精度的不同步度的計算公式;通過仿真計算和分析，得到雙絲杠驅動機構不同步度的變化規(guī)律，并研究了重要參數(shù)對不同步度的影響。

參考文獻：

[1]翟志恒，葛正浩，張凱凱，屈毅.絲杠螺母驅動平行四桿升降機構的設計與分析[J].陜西科技大學學報（自然科學版），2012，01：36-39.

[2]姚雪峰，于海利，馮樹龍，齊向東.絲杠螺母副軸向竄動誤差分析及測量系統(tǒng)設計[J].長春工業(yè)大學學報（自然科學版），2012，04：397-401.

[3]鐘鳴.雙絲杠驅動機構同步分析[J].電子機械工程，2003，05：25-27.