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高速精密气浮定位平台设计方法

作　者: 杨庆国
导　师: 张大卫
学　校: 天津大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 静压气浮导轨精密定位平台结构设计小孔节流
分类号: TG502.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 397次
引　用: 5次
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内容摘要

本文提出了一种面向IC封装的高速精密气浮定位平台。深入研究了以小孔节流静压气浮导轨支承高速精密定位平台的静态特性和设计方法。本文主要研究内容和研究成果可以概括为以下几个方面:根据流体力学连续性方程和运动方程,研究了小孔节流静压气浮导轨的特性,分析了小孔节流器孔径和气膜厚度与静压气浮导轨承载能力、刚度和耗气量的内在关系,给出了静压气浮导轨结构设计方法。通过模拟仿真给出了静压气浮导轨的一组优化参数,并校核了所设计的高速精密气浮平台的静态性能。提出了一种基于音圈电机直接驱动,静压气浮导轨支承,静压气浮解耦的高速精密定位平台。该方案应用了音圈电机直接驱动,消除了现有精密定位平台常用的伺服电机-滚动丝杠-螺母机构形式存在返程间隙和摩擦的问题;应用了静压气浮导轨支承,消除了滚动导轨支承存在摩擦的问题;应用气浮解耦机构将驱动电机布置在基座上,减小了运动惯量。这些措施为高速精密定位平台性能的提高提供了可能。设计和绘制了高速精密气浮定位平台整机装配图及零件图。以上研究丰富了高速精密气浮定位平台的设计和制造理论,具有较高的理论意义和工程应用价值,为高速精密气浮定位平台的制造和进一步研究奠定了良好的基础。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-7
第一章绪论  7-15
  1.1 课题背景及研究意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-14
    1.2.1 驱动方式  9-11
    1.2.2 运动结构形式  11-13
    1.2.3 导轨支承形式  13-14
  1.3 存在的问题和发展方向  14
  1.4 课题的提出和本文主要内容  14-15
第二章静压气浮导轨的静态特性计算  15-30
  2.1 引言  15
  2.2 静压气浮导轨的结构及工作原理  15-18
    2.2.1 气体润滑技术  15-16
    2.2.2 典型节流器形式  16-17
    2.2.3 静压气浮导轨的工作原理  17-18
  2.3 静压气浮导轨的静态承载能力、刚度和耗气量  18-26
    2.3.1 气体在节流孔中的流动  18-21
    2.3.2 气浮导轨润滑间隙中的压力分布情况  21-25
    2.3.3 静压气浮导轨的静态承载能力和刚度  25-26
    2.3.4 耗气量  26
  2.4 计算实例及仿真  26-29
  2.5 小结  29-30
第三章基于音圈电机的高速精密气浮定位平台的结构设计  30-41
  3.1 引言  30
  3.2 音圈电机的基本原理  30-31
  3.3 气浮两自由度精密定位平台的结构设计  31-38
    3.3.1 平台总体结构设计  31-33
    3.3.2 气浮导轨的结构设计  33-35
    3.3.3 节流孔孔径和气膜厚度的设计及承载能力校核  35-38
  3.4 高速精密气浮平台装配图及零件图的绘制  38
  3.5 小结  38-41
第四章结论  41-42
  4.1 全文主要结论  41
  4.2 后续工作展望  41-42
参考文献  42-45
发表论文和科研情况说明  45-46
致谢  46

高速精密气浮定位平台设计方法

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