为满足观测太阳、获取数据用于相关研究的任务要求,需要设计天基二维跟踪指向机构用以搭载光学仪器,实现星上载荷对太阳的持续跟踪观测。二维跟踪转台是跟瞄系统的关键机构,其性能直接决定光学载荷对目标的跟踪观测能力,对太阳观测任务的完成情况有重要影响。本论文基于某太阳观测光谱仪的研制需要,针对其转台系统进行了研究设计,并对设计结果的力学与温度适应性进行了分析,主要开展了以下研究工作:(1)通过任务分析、方案比较、计算分析以及拓扑优化等手段,对二维跟踪转台的整体布局、轴系结构、驱动方案、材料选择、主要支撑构件及锁紧机构进行了设计,完成了全碳纤维二维跟踪转台的设计方案,包括与其相配合的金属镶嵌件的结构与安装排布方式,并给出了生产及装配过程中的工艺设计;(2)通过有限元建模对设计的转台结构进行了工程分析,分析内容包括模态分析、力学条件响应分析以及极端温度条件下的热应力分析,得到转台基频为59Hz,正弦振动响应符合安全裕度要求,温度变化时的应力应变不会影响转台正常工作,证明设计结果结构稳定,对力学及温度环境的适应性满足要求;(3)根据设计结果生产转台,对产品进行了环境适应性试验以验证产品的实际性能。试验内容包括正弦振动试验、随机振动试验、特征扫描试验及热平衡试验,通过对试验过程中及试验结果的采集分析,得到转台基频为53.6Hz,力学试验前后仪器结构仅有微小变化,温度试验过程中转台功能正常,表明产品满足抗力学环境与温度环境的要求,产品性能满足要求,且本研究中的碳纤维转台设计过程及详细结构可以为后来的同类型设计提供参考。