冯新宇 顾永刚 翟超

摘要：LAMOST天文望远镜要求直径1.75 m球冠状焦面板上的4000个光纤定位单元能够快速准确地对准4000个星体目标进行观察，其定位精度要求高。但单元偏心轴处齿轮啮合传动、轴与轴承存在的间隙等，都会导致光纤定位发生偏离，影响光纤的精确定位。本文利用Solidworks和ADAMS对单元偏心轴处齿轮传动仿真，对轴与轴承间隙的不同大小用正交试验方法设计9组对比仿真试验。研究结果表明：偏心轴处齿轮最大窜动量在许可范围，且对单元定位精度影响不大;单元轴间隙整体误差范围在0.06deg/sec—0.2deg/sec，可使光纤定位单元的定位精度变差甚至不能满足观测要求。以上分析研究为将来新一代高精度定位单元的设计提供一定的理论依据。

关键词：LAMOST;定位精度;光纤单元;齿轮啮合误差;轴间隙误差;ADAMS

1 前言

LAMOST （Large sky area multi-object fiberspectroscopy telescope）是一台兼备大视场和大口径的卧式反射施密特天文望远镜，安装有4000个光纤定位单元，光纤的精确定位是LAMOST项目中一项关键性技术[1-2]。为了保证焦面上的每一根光纤的入射端都准确地对准天体的像，光纤的定位误差必须在40um范围内。在实际应用中，由于各种误差源的存在，包括坐标计算误差、加工误差、装配误差等，都会影响光纤的定位精度。研究分析光纤定位的影响因素，对提高光纤的定位精度具有重要的理论和实际的意义。

单元偏心轴处齿轮啮合传动、消隙弹簧等设计[3]可能会对定位精度引起较大误差。单元中心轴和偏心轴在转动过程中，必然与轴承存在间隙，使实际机构与理想机构的运动发生偏离，影响光纤的精确定位。……