新型定日镜精密跟踪机构的传动精度研究

第４８卷第１期　西　安　交　通　大　学　学　报　Ｖｏ１．４８　ＮＯ．１　２０１４年１月　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＸＩ’ＡＮ　ＪＩＡ０ＴＯＮＧ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　Ｊａｎ．２０１４　ＤＯＩ：１０．７６５２／ｘｊｔｕｘｂ２０１４０１０２２　新型定日镜精密跟踪机构的传动精度研究　王朝兵，陈小安，卓娅　（重庆大学机械传动国家重点实验室，４０００４４，重庆）　摘要：针对塔式太阳能发电系统中定日镜跟踪精度低、累积误差大等缺点，研制了一种含可调侧隙　变厚齿轮传动副和双蜗轮精密传动装置两项发明专利的新型定日镜精密跟踪机构。采用几何学方　法建立了该跟踪机构系统传动误差的耦合模型，运用蒙特卡罗法计算出高度角跟踪机构在随机采　样和极限偏差下的传动精度范围，对比不同单次采样计算结果，发现误差值的随机性和误差初始相　位间的耦合关系不同时系统传动误差有明显差异。利用高精度角度测量仪对样机系统传动误差进　行测试，测试结果表明，系统传动误差处于模拟计算结果的有效区间内，可控制在１００”内，因此能　够满足定日镜跟踪机构传动系统传动精度在０．５　ｍ／ｒａｄ内的要求。　关键词：定日镜；跟踪机构；传动误差；蒙特卡罗法　中图分类号：ＴＨ１３２．４　文献标志码：Ａ　文章编号：０２５３—９８７Ｘ（２０１４）０１—０１２７—０６　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　ａ　Ｎｅｗ　Ｐｒｅｃｉｓｅ　Ｈｅｌｉｏｓｔａｔ　Ｔｒａｃｋｉｎｇ　Ｍａｃｈｉｎｅ　ＷＡＮＧ　Ｃｈａｏｂｉｎｇ，ＣＨＥＮ　Ｘｉａｏａｎ，ＺＨＵＯ　Ｙａ　（Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００４４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｅｌｉｏｓｔａｔ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｈａｓ　ｌｏｗ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ　ｅｒｒｏｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｏｗｅｒ　ｐｏｗｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ．Ａ　ｐｒｅｃｉｓｅ　ｈｅｌｉｏｓｔａｔ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈ　ｉｎｃｌｕｄｅｓ　ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ１ｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｂａｃｋｌａｓｈ　ａｄｊ　ｕｓｔａｂｌｅ　ｇｅａｒｓ　ｗｉｔｈ　ｖａｒｉａｂｌｅ　ｔｏｏｔｈ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｐａｉｒ　ａｎｄ　ｄｕａｌ　ｇｅａｒ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｄｅｖｉｃｅ．Ａ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｅｒｒｏｒ　ｏｆ　ｈｅｉｇｈｔ　ａｎｇｌｅ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｉｓ　ｄｅｄｕｃｅｄ　ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ　ｓｙｓｔｅｍ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｅｒｒｏｒ　ｉｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　Ｍｏｎｔｅ—Ｃａｒｌｏ　ｍｅｔｈｏｄ　ｂｙ　ｒａｎｄｏｍ　ｓａｍｐｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｅｘｔｒｅｍｅ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ．Ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　ｅｒｒｏｒ　ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ　ｄｉｆｆｅｒｓ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｏｆ　ｅｒｒｏｒ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｐｈａｓｅｓ，ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｅｒｒｏｒ　ｉｓ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ　ｄｉｓｔｉｎｃｔ　ｂｙ　ｃｏｎｔｒａｓｔｉｎｇ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｉｎｇｌｅ　ｓａｍｐｌｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｅｒｒｏｒ　ａｒｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ　ｂｙ　ｈｉｇｈ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ａｎｇｌｅ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｆａｌｌ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｅｒｒｏｒ　ｃａｎ　ｂｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｂｅｌｌｏｗ　１００　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｅｒｒｏｒ　ｏｆ　ｈｅｌｉｏｓｔａｔ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｔｏ　ｇｅｔ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　０．５　ｍ／ｒａｄ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｅｌｉｏｓｔａｔ；ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ；ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｅｒｒｏｒ；Ｍｏｎｔｅ—Ｃａｒｌｏ　ｍｅｔｈｏｄ　塔式太阳能聚光热发电技术是目前最主要的太　术的提升和成本的降低已成为世界竞争热点　，而　阳能聚光热发电技术之一，其中定日镜技术又是制　１００　ｍ　以上大镜面立柱式定日镜是目前的主流形　约提高聚光温度、效率和规模的重要因素之一，其技　式。由反射镜、镜架及基座和精密驱动系统构成双　收稿１３期：２０１３—０４—１１。　作者简介：王朝兵（１９８３一），男，博士生；陈小安（通信作者），男，教授，博士生导师。　基金项目：　国家自然科学基金资助项目（５１０７５４０７）；中央高校基本科研业务费资助项目（ＣＤＪＸＳ１２１１０００２）；重庆市工业发展项目（１０一　ＣＸＹ－１３）。　网络出版时间：２０１３—１０—１７　网络出版地址：ｈｔｔｐ：∥ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／６１．１０６９．Ｔ．２０１３１０１７．０８１４．００６．ｈｔｍｌ　西安交通大学学报　第４８卷　轴视日运动跟踪太阳的聚焦型反射镜［５。］，通过高度　角跟踪机构和方位角跟踪机构分别对太阳的高度角　整齿轮副轴向相对位置即可控制传动侧隙，可使侧　隙非常小甚至为０。变厚齿轮副各齿轮模数ｍⅡ一　和方位角进行精确跟踪，以保证将太阳光精确聚焦　汇集到高塔接收器。理论分析表明Ｅ　：太阳的跟踪　与否，能量的接收率相差３７．７　，精确跟踪太阳可　３　ｍｍ，压力角　Ⅱ一２０。，齿数和公差等参数见表２。　表１行星齿轮的基本参数　ｍ　大幅提高接收器的热接收率。因此，１００　ＩＴＩ　定日镜　齿轮传动系统的传动精度需在０．５　ｍ／ｒａｄ以内，定　日镜整体聚光精度要求在３　ｍ／ｒａｄ以内　］。　由于国内对定日镜传动技术及装置的研究相对　国外还很少，并且在一些预研或示范项目中已暴露　出跟踪精度低、可靠性差以及早期故障等缺陷，因此　成为制约国内塔式太阳能热发电发展的障碍之一。　本文对跟踪机构的传动精度进行了计算分析和实验　研究，所研制的新型定Ｅｌ镜精密跟踪机构解决了复　杂多级、大传动比、高精度、回差可控，以及小体积、　轻质量、大承载能力等整合难题。　１定日镜精密跟踪机构传动系统　１．１定日镜跟踪系统的结构　系统由高度角跟踪机构、方位角跟踪机构（２个　机构）来分别实现对太阳高度角和方位角的跟踪，２　个机构有独立的驱动系统及传动系统。由于２个机　构内部结构相同，只存在尺寸差异，且高度角跟踪误　差对聚光效率的影响相对方位角跟踪误差更为明　显，因此本文重点研究高度角跟踪机构。　齿轮　Ｅ　Ａ　在双蜗轮精密传动装置［１　中，２个蜗杆轴平行，　２个蜗轮为同一根轴（跟踪机构输出端），输出端正、　反转分别由其中一对蜗轮蜗杆副实现，即当其中一　对蜗轮蜗杆副工作时另一对不进行啮合。根据各自　高度角跟踪机构传动系统由ＮＥＷＳＴＡＲＴ　ＰＬ１２０型精密行星齿轮减速器和自主研制的闭式双　调隙精密减速齿轮箱组成，其中后者包含可调侧隙　变厚齿轮传动副和双蜗轮精密传动装置，即传动系　统由行星齿轮、变厚齿轮副和蜗轮蜗杆副等３个传　动环节组成，并依次用下标Ｉ、Ⅱ、Ⅲ来分别表示这　３个传动环节。　工作时的转动方向进行调隙安装，并尽量减小齿侧　间隙，双蜗轮精密传动装置在齿面磨损情况下再次　进行调隙安装仍可实现小侧隙、高精度，进而可提高　机构的使用寿命。蜗轮蜗杆副为单头蜗杆，蜗轮齿　数为６３，蜗轮蜗杆副的模数ｍⅢ一６．５８７　ｍｍ，压力　角ａⅢ＝＝：２２．６７７。，分度圆柱导程角　一４．４３１。。各项　误差及其公差分别为：蜗杆螺旋线误差Ｌ一３６肚ｍ，　１．２传动系统的设计尺寸及公差　ＮＥＷＳＴＡＲＴ　ＰＬ１２０型行星齿轮减速机构为３　级串联２Ｋ—Ｈ型，第１级太阳轮为减速器输入端，第　１、２级输出端行星架分别与第２、３级输入端太阳轮　固定在一起，并作为行星齿轮的浮动构件；第３级行　蜗轮切向综合误差Ｆ一８０　ｍ，蜗杆轴偏心Ｓ一　１５　ｍ，蜗轮轴偏心ｓ　一２０　ｍ，蜗杆轴孔配合间隙　Ｃ一１０　ｍ，蜗轮轴孔配合间隙Ｃ　一１８　ｍ。　星架为减速器输出端，内齿圈固定在箱体上，行星齿　轮的模数ｍＩ一１　ｍｍ，压力角ａＩ＝＝＝２０。，主要考虑各　构件的加工偏心误差Ｅ、装配偏心误差Ａ及其余误　差　，齿数ｚ和公差参数见表１。　可调侧隙变厚齿轮传动副［１　０］由２个轴线平行　的基于移动基圆的轴向变厚齿轮构成，其中１个齿　轮的减薄端与另１个齿轮的增厚端相啮合，通过调　２跟踪机构系统传动误差　当输入轴单向回转时，在各回转构件的一个公　共回转周期Ｔ内，输出轴的实际转角０　与理论转角　０。之差的幅值，即回转系统传动精度△０ｍ　一　ｍａｘ｛ｌ　（　）一　（￡）Ｉ｝，　一０，１，２，…，Ｔ。　ｈｔｔｐ：／／ＷＷＷ．ｊｄｘｂ．ｃｎ　ｈｔｔｐ：／／ｚｋｘｂ．ｘｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ　第１期　王朝兵，等：新型定日镜精密跟踪机构的传动精度研究　齿轮的加工偏心误差主要由齿轮制造时的几何　表３行星齿轮误差及当量啮合误差　偏心、运动偏心等造成，装配偏心误差主要由轴孔配　合间隙、轴颈对支承处的径向跳动、滚动轴承内外环　滚道径向跳动等造成。齿距偏差、齿厚偏差等误差　有重合部分，啮合误差合计为余误差，齿形偏差、周　节偏差等齿频误差主要影响齿轮传动的平稳性，而　对齿轮传动精度的影响一般可以忽略不计。　偏心类误差均可通过几何学方法转换为啮合线　上的当量啮合误差再进行传动误差的计算，如图１　所示。　，，。　线　（　，　）、（Ｅ　，　）、（ＥＩ，　）：行星轮、行星架和内齿圈的加３２偏　心误差及其初始相位；　、　：　在外、内啮合线上的当量啮合误　—　差；ｅｌ：Ｅｌ在啮合线上的当量啮合误差；（Ａ。，ｙ　）、（Ａ　，ｙｐ）、（Ａ　，ｙ　）、　（ＡＩ，ｙＩ）：太阳轮、行星轮、行星架和内齿圈的加２１２偏心误差及其初始　相位；ｎ。、ａｌ：Ａ　、ＡＩ在啮合线上的当量啮合误差；１２ｐ　、口　：Ａｐ、Ａ　在　ａ：压力角；｜９：加工偏心误差的初始相位；ｅ：当量啮合误差；　外啮合线上的当量啮合误差；ａ　、ａ　：Ａ　、Ａ　在内啮合线上的当量啮　１、　ｚ：主、从动轮的转动角速度　合误差；　。、ａ／Ｉ：行星轮、内齿圈的转动角速度。　图１　啮合线当量啮合误差示意图　２．２变厚齿轮的传动误差　变厚齿轮副传动误差的来源及其啮合线当量误　２．１行星齿轮的传动误差　差见表４。　由图１及行星齿轮的相对运动状态，太阳轮加　表４　变厚齿轮副误差及其当量啮合误差　工偏心误差Ｅ　在外啮合线上的当量啮合误差为　误差　当量啮合误差　ｅ　一一Ｅ　ｓｉｎ（（∞　一∞　）ｔ＋　＋口１一　）　：２ｒｃ（ｉ一１）／Ｎ　（１）　（Ｅ　）　一一Ｅｌ　ｓ｜ｎ（　￡＋　＋ａⅡ）　式中：∞　、∞　为太阳轮、行星架的转动角速度；ｔ为时　差　（Ａ１，ｙ１）　ｎ１一一Ａ１　ｓｉｎＱｏ１￡＋ｙ１＋口Ⅱ）　间；　为第ｉ个行星轮相对于第１个行星轮的位置　角；Ｎ为行星轮数；　为太阳轮初始相位。　（　ｅｚ＝－－ＥｚｓｉｎＧｏｚｔ＋ｆｌ２＋　误差　（Ａｚ，Ｚ２）　ｎ２　一Ａ２　ｓｉｎＱｏ２ｔ＋Ｙｚ＋ｄⅡ）　表３为行星齿轮各构件加工和装配偏心等误差　转化为啮合线上的当量啮合误差。　（Ｅｚ，　）、（Ｅｚ，　）：变厚齿轮副主动轮、从动轮的加工偏心误差　由表３可得外、内啮合线上产生的当量累积啮　及其初始相位；ｅｌ、ｅ２：Ｅ１、Ｅ２在啮合线上的当量误差；（Ａ１，ｙ１）、（Ａ２，　ｙｚ）：变厚齿轮副主动轮、从动轮的装配偏心误差及其初始相位；ｎ　、　合误差分别为　ａ２：Ａｌ、Ａｚ在啮合线上的当量误差。　ｅ　一ｅ　＋ｅ　＋ｎ　＋ｎｐ　＋口　＋　＋　（２）　ｅ　一ｅＩ＋ｅｐ　＋口１＋口ｐ　＋ａ。　＋　ｌ＋　（３）　变厚齿轮副的传动误差为　单级和多级行星齿轮的传动误差　分别为　△０　：兰　：　！！　±璺　±！　±　±　±　（６）　ＩＩ　ＺⅡＣＯＳＯｔＩＩ　△　：　一　（４）　２．３蜗轮蜗杆的传动误差　ｍｉＺｓ　ＺｓｃＣ０Ｓ（２１　ｍＩＺＤ　Ｚ　ｓｃｃｏｓｔ２１　蜗轮蜗杆副处于传动链最末端，误差对系统的　ＡＯＩ一　￣－ｘ０ｋ　（５）　传动误差影响最大，因此应尽可能地全面考虑加工　０　式中：Ｊ为行星齿轮级数；ｉ　为太阳轮和行星架之间　及装置中各种误差因素所引起的传动误差，误差来　源及其啮合线当量误差见表５。　的传动比；Ｚ　ｓｐ为太阳轮与行星轮之间相对于行星架　蜗轮蜗杆的传动误差　为　的传动比；ｚ　、ｚ　分别为太阳轮、行星轮齿数；ｉ　为行　△０　一　±　±　生　星齿轮第ｋ级到行星齿轮输出端的传动比　（７）　ｈｔｔｐｔ｝｝　．　ｄｘｂ．ｃｎ　ｈｔｔｐ　ｌｆ　ｚｋｘｂ．ｘｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ　西安交通大学学报　第４８卷　则定日镜跟踪机构传动系统的传动误差为　Ａ０一Ａ０Ｉ＋△　Ⅱ＋△　Ⅲ　（８）　差为取值范围，运用蒙特卡罗法对式（８）中全部随机　参数进行随机采样，以输出端转角　为横坐标，可　得到△　。　从图２可以看出，由于误差的取值及其初相间　表５蜗轮蜗杆副误差及当量啮合误差　的耦合关系不同，２次随机采样的△　值及波形均不　相同，可见误差值的随机性及分量间的耦合关系对　系统传动误差有较大的影响。采样１万次，每次取　加　△　绝对值的最大值（即传动精度△　（　一１，２））进　行统计分析，△　的分布如图３所示。图中△　∈　第　［７　，１４１　］，数学期望值为６３　，标准差为２２　。　烁　样　∞　ＯＪ３；蜗轮转动角速度；　、７ｓ、７ｃ、陋、７ｓ，、　：Ｌ、Ｓ、Ｃ、Ｆ、Ｓ　和Ｃ　的初始相位；ｅＬ、ｅｓ、ｅｃ、ｅＦ、ｅｓ，、ｅｃ：Ｌ、Ｓ、Ｃ、Ｆ、Ｓ　和Ｃ　在啮合线上的　当量啮合误差。　３传动误差蒙特卡罗法的计算与分析　传动系统构件的各种误差及其初始相位均具有　随机性，各自服从误差统计学的某个分布规律，其中　偏心类误差在其公差范围内服从截尾的瑞利分布，　ｑ　●　△　ｌ　”）　图３　全参数随机采样时系统的传动精度统计　其余误差在其公差范围内服从截尾的正态分布，误　∞　∞　∞　∞　加　Ｏ　Ｏ　Ｏ　０　Ｏ　Ｏ　对蜗轮蜗杆副各项误差取表３中的极限偏差，　差初相在［Ｏ，２　］内服从均匀分布　］，且各误差分量　间因为初始相位之差的原因而存在耦合关系。因　此，运用蒙特卡罗法可以更准确地估计传动系统的　其余参数仍由蒙特卡罗法随机采样产生，得到跟踪　机构的系统传动误差△　。对式（８）同样采样１万　次，每次取△　绝对值的最大值进行统计分析，△口　传动误差［１　。如图２所示，以１．２节中各参数的公　４０　的分布如图４。图中△　。∈［４９　，１６８　］，数学期望值　为１０９　，标准差为２３　。　ｌ　ＯＯ０　２Ｏ　８００　。　６００　２Ｏ　４ｏｏ　２ＯＯ　－４０　ｏ　５Ｏ　ｌｏｏ　１５ｏ　２００　Ａ　田２，（”）　图４极限偏差时系统的传动误差统计　４传动误差实验与分析　实验采用的传动误差检测设备为９９Ⅱ型数显　自准直仪（含金属３６面体棱镜），测量精度为士　，　有效分辨率为０．１　。实验前已检测并确认系统输　／（。）　入端伺服电机带来的误差可忽略不计，以确保定日　镜跟踪机构传动误差实验的准确性。　将测量装置进行调零，以输出端运转１Ｏ。为一　（ｂ）第２次采样　图２　２次随机采样的系统传动误差　个步长　计算伺服电机所需脉冲数，并对传动系统　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｄｘｂ．ｃｎ　ｈｔｔｐ：／／ｚｋｘｂ．ｘｊｔｕ．ｅｄｕ．ＣＩ１　第１期　王朝兵，等：新型定日镜精密跟踪机构的传动精度研究　进行驱动。由于棱镜是３６面的，因此输出端每转过　１０。时数显自准直仪所测量得到的数值即为系统传　动误差，而传动误差中绝对值的最大值为该系统的　差，也更符合工程实际。因此，可认为对于批量加工　的产品应用蒙特卡罗法时，各误差参数应由各自服　从的分布规律采样取得，对于单个加工的产品各误　差参数则应根据实际情况取其极限偏差再进行　计算。　传动精度值。对定日镜传动系统正、反转的传动误　差进行多次测量，结果如图５、图６所示。　５　结论　（１）本文针对新型定日镜精密跟踪机构，综合考　虑各构件的误差及其初始相位后，推导出了定日镜　传动系统的传动误差耦合模型。　（２）运用蒙特卡罗法计算出高度角跟踪机构在　随机采样和极限偏差下的传动精度范围分别为：　ｏＪ（。）　图５系统正转传动误差　［７　，１４１　］、［４９　，１６８　］，数学期望值分别为６３　、　１０９　（３）通过９９Ⅱ型数显自准直仪对实验样机高度　角跟踪机构传动误差进行了多次实验测试，结果显　示系统传动精度正转时为９Ｏ　、反转时为９５　，在　Ａ０　内偏最大值，在Ａ０　内接近数学期望。　（４）本文传动系统的传动精度约为０．４６　ｍ／ｒａｄ，　可以满足定日镜传动系统传动精度在０．５　ｍ／ｒａｄ内　的要求。　００，（。）　（５）在批量产品采用蒙特卡罗法计算传动误差　时，应采用全参数随机采样，而对于实验样机则应根　据加工过程的实际情况采用极限偏差或按实测值进　图６系统反转传动误差　在图５、图６中，各测量点处不同次测量的数据　相近时表明测量结果均有效，且系统重复传动误差　稳定。传动误差的图形整体上呈正弦曲线且具有周　期性，因此符合偏心类误差的传递规律。各处波形　起伏明显是由各项误差间的耦合关系引起的，而正、　反转的周期、相位及局部起伏程度有差异，是因为系　统正、反转由２个蜗轮蜗杆副分别实现，并且各自的　行计算。　参考文献：　［１］ＫＲＩＢＵＳ　Ａ，ＶＩＳＨＮＥＶＥＴＳＫＹ　Ｉ，ＭＥＲＩ　Ｍ，ｅｔ　ａ１．Ｃｏｎ—　ｔｉｎｕｏｕｓ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｏｆ　ｈｅｌｉｏｓｔａｔｓ　ＥＪ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｏｌａｒ　Ｅｎ—　ｅｒｇｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＡＳＭＥ，２００４，　Ｉ２６（８）：８４２—８４９．　误差初相间的耦合程度不同所致。　当系统正、反转传动精度分别为９ｏ＂、９５　时，可　认为系统正、反传动精度相一致，即约为０．４６　ｍ／ｒａｄ，　［２］　ＭＯＮＴＥＲＲＥＡＬ　Ｇ，ＧＡＲＣＩＡ　Ｇ，ＲＯＭＥＲＯ　Ｍ，ｅｔ　ａ１．　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｏｆ　ａ　ｉ００　ｍ　ｇｌａｓｓ—ｍｅｔａｌ　ｈｅｌｉｏ—　ｓｔａｔ　ｗｉｔｈ　ａ　ｎｅｗ　ｌｏｃａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ＥＣ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　１９９７　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｏｌａｒ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｉｎ—　ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｏｌａｒ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｓｏｌａｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒ—　ｉｎｇ．Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＤＣ，ＵＳＡ：ＡＳＭＥ，１９９７：２５１—２５９．　能够满足定日镜高度角跟踪机构系统传动精度　（０．５　ｍ／ｒａｄ）的要求，而且仅占现有ＤＳＰ定日镜跟　踪控制系统Ｌ１５］跟踪精度（３．５　ｍ／ｒａｄ）的１３．１４　和　ＰＬＣ定日镜跟踪控制系统［１。］跟踪精度（１　Ｏ）的　２．６１％。　［３］ＡＬＩＭＡＮ　Ｏ，ＩＳＭＡＩＬ　Ｇ，ＣＨＥＮ　Ｙ　Ｔ，ｅｔ　ａ１．Ｒｅｐｏｒｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ　ｏｆ　ｎｏｎ－ｉｍａｇｉｎｇ　ｆｏｃｕｓｉｎｇ　ｈｅｌｉｏｓｔａｔ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｏｌａｒ　ｆｕｒｎａｃｅ　实验测得△　在ＡＯ　的取值范围内偏最大值，　在ＡＯ　的取值范围内接近数学期望，表明定日镜跟　［Ｊ］．Ｓｏｌａｒ　Ｅｎｅｒｇｙ，２００２，７２（６）：５３１—５４４．　［４］ＰＡＴＩＬ　Ｊ　Ｖ，ＮＡＹＡＫ　Ｊ　Ｋ，ＳＵＮＤＥＲＳＩＮＧＨ　Ｖ　Ｐ．　Ｄｅｓｉｇｎ　ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｏｆ　ａ　ｔｗｏ——ａｘ—－　踪机构传动系统的传动误差采用蒙特卡罗法计算是　有效的。由于实验样机的蜗轮蜗杆副是单个加工　ａｓ　ｓｏｌａｒ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＲＥＲＩＣ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｎ—　ｅｒｇｙ　Ｊｏｕｒｎａ１，１９９７，１９（１）：１５—２３．　的，加工过程导致其各项误差更接近极限偏差，取极　限偏差进行计算能更准确地估计传动系统的传动误　［５］ＢＲＯＷＮ　Ｄ　Ｇ，ＳＴＯＮＥ　Ｋ　Ｗ．Ｈｉｇｈ　ａｃｃｕｒａｃｙ／ｌｏｗ　ｃｏｓｔ　ｈｔｔｐ：／／ＷＷＷ．ｊｄｘｂ．ｃａ　ｈｔｔｐ：／／ｚｋｘｂ．ｘｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ　１　３２　西安交通大学学报　第４８卷　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｓｏｌａｒ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒｓ　ｕｓｉｎｇ　ａ　ｎｅｕｒａｌ　系传动精度的影响特性［Ｊ］．重庆大学学报，２０１２，３５　（９）：４１—４７．　ＷＡＮＧ　Ｃｈａｏｂｉｎｇ，ＣＨＥＮ　Ｘｉａｏａｎ，ＣＨＥＮ　Ｈｏｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｅｒｒｏｒ’ｓ　ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ　ｏｎ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ［Ｃ］∥Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　２８ｔｈ　Ｉｎｔｅｒｓｏｃｉｅｔｙ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．Ａｔｌａｎｔａ，　ＧＡ，ＵＳＡ：ＡＣＳ，１９９３：５７７—５８４．　［６１　ＭＡＲＫＵＳ　Ｓ，ＨＡＲＡＬＤ　Ｒ．Ｖｅｌｏｃｉｔｙ—ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｔｒａｃｋ—　ｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｕｎ［Ｊ］．Ｓｏｌａｒ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，１９９０，２１　（１／２／３）：２０７—２１２．　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　ｐｌａｎｅｔａｒｙ　ｇｅａｒ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１２，３５（９）：４１—４７．　［１３］黄家贤．阿基米德圆柱蜗杆蜗轮机构精度分析［Ｊ］．　东南大学学报，１９９５，２５（６）：１０７—１１３．　ＨＵＡＮＧ　Ｊｉａｘｉａｎ．Ａｃｃｕｒａｃｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ａｒｃｈｉｍｅｄｅ　ｃｙ—　［７２王莺歌，李正农，宫博．定日镜的风压分布与脉动特　性［Ｊ］．自然灾害学报，２００７，１６（６）：１８７—１９４．　ＷＡＮＧ　Ｙｉｎｇｇｅ，ＬＩ　Ｚｈｅｎｇｎｏｎｇ，Ｇ０ＮＧ　Ｂｏ．Ｄｉｓｔｒｉｂｕ—　ｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｏｎ　ｌｉｎｄｒｉｃａｌ　ａｎｄ　ｗｏｒｍ　ｗｈｅｅｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，１９９５，２５（６）：１０７—１１３．　ｈｅｌｉｏｓｔａｔ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｄｉｓａｓｔｅｒｓ，２００７，１６　（６）：１８７—１９４．　［１４］李纯甫．统计公差与机械精度［Ｍ］．北京：机械工业　出版社，１９９０：１８—３４．　［８３　ＨＵＩ　Ｃ　Ｍ，ＣＨＥＵＮＧ　Ｋ　Ｐ．Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　ａ　ｗｅｂ—ｂａｓｅｄ　ｌｅａｒｎｉｎｇ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｅｎｅｒｇｙ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ａｎｄ　［１５］郭铁铮，刘德有，钱艳平，等．基于ＤＳＰ的定日镜跟　踪控制系统研究［Ｊ］．太阳能学报，２０１０，３１（１）：　５—１１．　ｓｏｌａｒ　ｄｅｓｉｇｎ　ｉｎ　Ｈｏｎｇ　Ｋｏｎｇ［Ｊ］．Ｓｏｌａｒ　Ｅｎｅｒｇｙ，１９９９，　６７（１／２／３）：１５１－１５９．　ＧＵＯ　Ｔｉｅｚｈｅｎｇ，ＬＩＵ　Ｄｅｙｏｕ，ＱＩＡＮ　Ｙａｎｐｉｎ，ｅｔ　ａ１．　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｈｅｌｉｏｓｔａｔ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　［９］ＬＩＡＮＧ　Ｗｅｎｆｅｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｚｈｉｆｅｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｅｌｉｏｓｔａｔ　Ｅｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ＩＳＥＳ　Ｓｏｌａｒ　Ｗｏｒ１ｄ　Ｃｏｎｇｒｅｓｓ．Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ：Ｓｏｌａｒ　Ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　Ｈｕｍａｎ　Ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ，２００７：１７６４—１７６７．　ａ　ＤＳＰ—ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｅ　Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｅｎｅｒｇｉａｅ　Ｓｏｌａｒｉｓ　Ｓｉｎｉｃａ，　２Ｏ１０，３１（１）：５－１１．　［１６２王小鑫，胡红利，王博．高精度太阳能跟踪控制器　［Ｊ］．电光与控制，２０１２，１９（１２）：８０—８３．　ＷＡＮＧ　Ｘｉａｏｘｉｎ，ＨＵ　Ｈｏｎｇｌｌ，ＷＡＮＧ　Ｂｏ．Ａ　ｄｕａｌ—　［１Ｏ］陈小安，陈昶．可调侧隙变厚齿轮传动副：中国，　ＺＬ２００６１００５４３４６．５［Ｐ］．２００９—１０—３０．　［１１］陈小安．双蜗轮精密传动装置：中国，２００８１００６９７　３６．９［Ｐ］２００８—１０—０８．　［１２３王朝兵，陈小安，陈宏，等．误差随机性对行星齿轮　ｍｏｄｅ　ｓｏｌａｒ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｏｐｔｉｃｓ　＆Ｃｏｎｔｒｏｌ，２Ｏ１２，１９（１２）：８０—８３．　（编辑管咏梅）　（上接第１２６页）　参考文献：　［１］ＪＡＮＮＥＹ　Ｍ　Ａ．Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｍｏｌｄｉｎｇ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｐｏｗｄｅｒｓ：　ＵＳ，４８９４１９４　ｒＰ］．１９９０—０１—１６．　ｘＩ　Ｈｏｎｇｘｉａ，ＨＵＡＮＧ　Ｚｈｏｎｇｔａｏ．Ｄｒｙｉｎｇ　ｏｆ　ｇｅｌｓ［Ｊ］．　Ｍｅｍｂｒａｎｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９７，１７（１）：　１—７．　［２］ＪＡＮＮＥＹ　Ｍ　Ａ，ＮＵＮＮ　Ｓ　Ｄ，ＷＡＬＬＳ　Ｃ　Ａ，ｅｔ　ａ１．Ｔｈｅ　ｈａｎｄｂｏｏｋ　ｏｆ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ［Ｍ］．Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ，　ＵＳＡ：Ｍａｒｃｅｌ　Ｄｅｋｋｅｒ，１９９８：ｌ３—１５．　Ｅ８］　ＳＣＨＥＲＥＲＭ　Ｇ　Ｗ．Ｃｒａｃｋ－ｔｉｐ　ｓｔｒｅｓｓ　ｉｎ　ｇｅｌｓ［Ｊ］．Ｎｏｎ－　Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　Ｓｏｌｉｄｓ，１９９２，１４４（３）：２１Ｏ一２１６．　１－９］华泽钊．冷冻干燥新技术［Ｍ］．北京：科学出版社，　２００６：１５３，１６７—１６８．　［３］　ＪＡＮＮＥＹ　Ｍ　Ａ，０ＭＡＴＥＴＥ　０　Ｏ．Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｍｏｌｄ—　ｉｎｇ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｐｏｗｄｅｒｓ　ｕｓｉｎｇ　ａ　ｗａｔｅｒ—ｂａｓｅｄ　ｇｅｌｃａｓｔｉｎｇ：　［１Ｏ］苏树强，丁志华，华泽钊．冻干过程中升华界面温度　测量方法的研究［Ｊ］．工程热物理学报，２００４，２５　（５）：８５２—８５４．　ＳＵ　Ｓｈｕｑｉａｎｇ，ＤＩＮＧ　Ｚｈｉｈｕａ，ＨＵＡ　Ｚｅｚｈａｏ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ＵＳ，５０２８３６２［Ｐ］．１９９１—０６—０２．　［４］　ＫＲＡＵＳＥ　Ｃ．ＯＲＮＬ’ｓ　ｇｅｌｃａｓｔｉｎｇ：ｍｏｌｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ　ｏｆ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｆｏｒｍｉｎｇ？［ＥＢ／ＯＬ］，［２ｏ１３—０４—２１］．ｈｔｔｐ　ｗｗｗ．ｏｒｎ１．ｇｏｖ／ｉｎｆｏ／ｏｒｎｌｒｅｖｉｅｗ／ｒｅｖ２８—４／ｔｅｘｔ／ｇｅｌｃａｓｔ．　ｈｔｍ．　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｔ　ｔｈｅ　ｍｏｖｉｎｇ　ｓｕｂｌｉｍａｔｉｏｎ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｆｒｅｅｚｅ　ｄｒｙｉｎｇ　［５］　吴海华．空心涡轮叶片型芯型壳一体化陶瓷铸型快速　制造技术研究［Ｄ］．西安：西安交通大学，２００９．　［６］　张立明．陶瓷悬浮液流变特性及胶态成型坯体缺陷的　控制［Ｄ］．北京：清华大学，２００５．　［７］奚红霞，黄仲涛．凝胶的干燥［Ｊ］．膜科学与技术，　１９９７，１７（１）：１—７．　ｐｒｏｃｅｓｓ　ＥＪ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｔｈｅｒｍｏｐｈｙｓｉｃｓ，　２００４，２５（５）：８５２－８５４．　［儿］徐成海．真空干燥技术［Ｍ］．北京：化学工业出版社，　２０１１：４５—４７．　（编辑葛赵青）　ｈｔｔｐｔ　ｆ｝ｗｗｗ．　ｄｘｂ．ｃｎ　ｈｔｔｐ：ｆ　ｚｋｘｂ．ｘｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ