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大回转架是重离子放疗设备中的关键部件。在直径10m的回转架上,承载400t的负载,在滚轮上做低速(1r/min)转动,带动治疗头在不同位置发射离子,照射肿瘤细胞。本文以大回转架为研究对象,分析它在旋转时的受力、动态特性、及其轴向窜动的影响因素,找到控制和调节大回转架轴向窜动的方法和设计出一套机械机构,确保在旋转时轴向窜动位移最小,稳定性最优。主要研究工作如下:(1)阐述大回转架在摩擦滚轮上旋转的原理,根据原理建立简化模型。在大回转架与摩擦滚轮偏离简化模型的理想位置时分析其切向力、轴向力、切向速度、轴向速度大小及其对窜动的影响程度。(2)摩擦滚轮驱动大回转的机械装置安装、制造、摩擦力等原因,引起大回转架轴向窜动和振动等现象。由上述原因,使其在转动过程中受力不均匀,利用ANSYS Workbench分析接触区的受力及变形量,并与理论值做比较,得出结论。(3)大回转架在摩擦滚轮上转动过程中动态特性分析,利用ANSYS Workbench对其模态、频率、阵型、振幅分析,研究摩擦滚轮驱动大回转架旋转时的最佳动态特性,使其不会达到共振,让治疗肿瘤的效果更好。(4)由于大回转架是低速、重载、大惯量的机械装置,轴向窜动的调节是在动态的情况下进行。从竖直、轴向、偏转角度三个方向对大回转架与摩擦滚轮的位置关系进行调节,提出了三个方向的调节执行机构及传动系统结构,得出调节速度。为保持大回转架在摩擦滚轮上转动稳定性,及放疗设备治疗肿瘤细胞的精确度提供支持。对大回转架的研究主要是其虚拟模型,为工程师制造和安装大回转架与摩擦滚轮提供依据和参考,为设计师设计提供建议,为以后结构优化和改进提供一定的标准。