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（图纸+论文）电磁铁性能测试台的设计（全套完整）

比较高或者载荷超过冷轧丝杆最大的规格额定载荷的时候需要选择磨制或者旋铣滚珠丝杆副。但是不管哪类滚珠丝杆副，螺母的尺寸尽量在系列规格中选择，以此来降低成本要求。滚珠丝杆精度的选择滚珠丝杆副在用于纯传动时，通常选用类机械手册中提到的传动类，其精度级别般可选级周期偏差在丝以下，级或者级，其总厂范围内偏差般无要求。所以，价格较低，建议选，并且上面三种级别的价格相差不大。在用于精密定位传动有行程上的定位要求时，则选择类机械手册中提到的定位类，精度级别在级精度依次降低，其中级价格很贵，般用于非常精密的工作母机或者要求很高的场合，多数情况下开环使用，而级在高精度机床中实用的最多，需要很高精度时般加装光栅，需要较高精度时开环使用也很好，则使用大多数数控机床及其改造，如数控车床，数控铣床，数控磨床以及各种配合数控装置的传动机构，需要时也可以加装光栅。滚珠丝杆副规格的选择滚珠丝杆副的规格，首先是要选有足够载荷的规格。根据使用状态，选择符合条件的规格。并且，如果选用的事磨制或者旋铣滚珠丝杆副，要估算长径比丝杆总长除以螺纹公称直径的比值，但因为长度在设计的时候就已经确定了，在规格的确定上需要调整，原则上使其长径比小于,。滚珠丝杆副预紧的方式选择对于纯传动的情况，般要求传动灵活，允许有定的返向间隙，此种情况多选用单螺母，因为它价格相对来说更便宜，并且传动也更灵活对于不允许有返向间隙的精密传动的情况，则需要选择双螺母预紧，它能调整预紧力的大小，保持性好，并能够重复调整另外，在行程空间受限制的情况下，也可以选用变位导程预紧，该方式预紧力比较小，但难以重复调整，般不选。滚珠丝杆副导程大小的选择选择导程跟所需要的运动速度系统有关系，通常在中选择，规格比较大的，导程般也可以选择比较大。在速度满足的情况下，般选择较小的导程，较小的导程有利于提高控制精度对于要求速度高的场合，导程也可以超过，对磨制丝杆而言导程般可以做到约等于公称直径，当然，导程也可以选择更大的，但极少考虑。导程越大，同条件下旋转分力越大，周期误差将被放大，速度会越快。所以般速度很高的场合要求的是灵活，而放弃部分精度需求，对吸要求意义变小，因此，大导程的丝杆般都是单螺母。滚珠丝杆副的安装形式在实际应用中，滚珠丝杆副的安装方式的选择，同样会影响到整个机构的工作效果，根据具体应用情况的不同，滚珠丝杆副的安装可以有多种不同的方式。它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是艾克姆螺杆的进步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滚动动作变成滑动动作。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反覆作用力，同时兼具高精度可逆性和高效率的特点。滚珠丝杆常用的循环方式有种内循环和外循环。内循环内循环均采用反向器实现滚珠循环，反向器有两种类型。圆柱凸键反向器，它的圆柱部分嵌入螺母内，端部开有反向槽。反向槽靠圆柱外圆面及其上端的圆键定位，以保证对准螺纹滚道方向。扁圆镶块反向器，反向器为般圆头平键镶块，镶块嵌入螺母的切槽中，其端部开有反向槽，用镶块的外轮廓定位。两种反向器比较，后者尺寸较小，从而减小了螺母的径向尺寸及缩短了轴向尺寸。但这种反向器的外轮廓和螺母上的切槽尺寸精度要求较高。外循环外循环是滚珠在循环过程结束后通过螺母外表面的螺旋槽或插管返回丝杠螺母间重新进入循环。外循环滚珠丝杠螺母副按滚珠循环时的返回方式主要有端盖式插管式和螺旋槽式。常用外循环方式端盖式插管式螺旋槽式。端盖式，在螺母上加工纵向孔，作为滚珠的回程通道，螺母两端的盖板上开有滚珠的回程口，滚珠由此进入回程管，形成循环。插管式，它用弯管作为返回管道，这种结构工艺性好，但是由于管道突出螺母体外，径向尺寸较大。螺旋槽式，它是在螺母外圆上铣出螺旋槽，槽的两端钻出通孔并与螺纹滚道相切，形成返回通道，这种结构比插管式结构径向尺寸小，但制造较复杂。外循环滚珠丝杠外循环结构和制造工艺简单，使用广泛。其缺点是滚道接缝处很难做得平滑，影响滚珠滚道的平稳性。确定滚珠丝杠的型号参数确定的流程第步确定设计的定位传动精度要求第二步根据电机对转速的要求确定丝杆的导程第三步确定螺母的尺寸进而确定行程及丝杆轴端的数据第四步通过负载及速度分布加减速来确定平均轴向力的转速第五步平均轴向力确定预压力第六步根据预期寿命轴向负荷转速确定动额定负荷第七步基本额定负荷，导程，临界转速，值限制确定丝杆外径及螺母形式第八步外径，螺母，预压，负荷确定刚性第九步环境温度，螺母总长确定热变及积累导程第十步丝杆刚性，热变位确定预拉力第十步最终确定丝杆的参数。通俗点讲当步进驱动器接收到个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动个固定的角度即步进角。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机型号的选择步进电机选择方法般按照以下步骤进行首先确定其负载，然后进行步距角的选择，再对其静转矩进行计算选择，然后通过矩频特征曲线确定电流，根据电流再对静转矩进行修正，以此来对电机型号进行确定。只要不进电机的三要素步距角，静转矩和电流确定了，步进电机的型号便确定了下来。首先需要判断有多大的力矩般来说，选择步进电机的主要参数是静扭矩。负载比较大时，需要采用相对大点的力矩电机。力矩越大，电机的外形也越大。电机运转速度大小的判断电机转速要求高时，应选择电感相对小，相电流比较大的电机，以此来增加输入功率。静力矩的计算与保持转矩的选择步进电机转矩的计算由本设计可知电磁铁测试位移，测试时间由以上数据可以得出测试速度选择的滚珠丝杠导程由以上数据可以得出滚珠丝杠转速设定电磁铁产生的最大推力为推滚珠丝杠的效率η由以上数据可以得出功率因此可以得出步进电机所需转矩由步进电机所需转矩，选择保持转矩为.的步进电机。力矩与功率换算步进电机般在较大范围内调速使用其功率是变化的，般只用力矩来衡量，力矩与功率换算如下••其为功率单位为瓦，为每秒角速度，单位为弧度，为每分钟转速，为力矩单位为牛顿•米半步工作其中为每秒脉冲数简称综上所述，选择的步进电机型号为。型号为的步进电机技术数据如下表所示表步进电机技术数据规格型号相数步距角相电流保持转矩.转动惯量．重量第章传动机构的设计.机械传动机构的种类般来说，用于步进电机驱动的机械传动机构，分为以下几类表传动机构的基本分类机构特点滚珠丝杠直接连接用于距离较短的高精度定位。电机和滚珠丝杠只用联轴器连接，没有间隙。滚珠丝杠减速选择减速比，可加大向机械系统传递的转矩。由于产生齿轮侧隙，需要采取补偿措施。同步皮带传送带与链条比较，形态上的自由度变大。主要用于轻载。电磁铁,性能,机能,测试,设计,毕业设计,全套,图纸目录第章绪论.设计研究的应用目的和现实意义电磁铁的应用电磁铁性能测试的目的电磁铁性能测试的现实意义.国内外研究动态国内研究动态国外研究动态.选题的研究方法主要观点创新之处选题的研究方法选题的主要观点选题的创新之处第章电磁铁性能检测台的总体设计.测试需求分析.测试台结构原理第章动力元件的选择.电机的分类.电机的选择电机类型的确定步进电机简介步进电机型号的选择第章传动机构的设计.机械传动机构的种类.传动机构的选择传动机构类型的确定滚珠丝杠的简介确定滚珠丝杠的型号第章传感器的选择.传感器的定义及其主要作用.传感器选择位移传感器的选择力传感器的选择第章其他零部件的设计.导套副类型的确定.联轴器的选择.轴承的选择.余下零件设计第章总结致谢参考文献附录.文献翻译.英语原文电磁铁性能测试台设计摘要本次设计主要是安装固定步进电机位移传感器和力传感器等测试传感器滚珠丝杠和要求被测的电磁铁，设计的主题方案是用步进电机为动力元件，用个刚性联轴器把步进电机和滚珠丝杠连接起来，使步进电机的旋转运动变换为缓慢的匀速直线运动，从而带动滚珠丝杠上的导轨滑块机构，以此收集电磁铁性能测试过程中所需各种数据。关键词电磁铁性能测试步进电机滚珠丝杠传感器第章绪论.设计研究的应用目的和现实意义电磁铁的应用电磁铁是电流磁铁效应的个应用，与生活联系紧密，如电磁继电器电磁起重机磁悬浮列车电磁流量计等。电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型。如果按照用途来划分电磁铁，主要可分成以下五种制动电磁铁主要用于对电动机进行制动以达到准确停车的目的。牵引电磁铁主要用来牵引机械装置开启或关闭各种阀门，以执行自动控制任务。自动电器的电磁系统如电磁继电器和接触器的电磁系统自动开关的电磁脱扣器及操作电磁铁等。起重电磁铁用作起重装置来吊运钢锭钢材铁砂等铁磁性材料。其他用途的电磁铁如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等。电磁铁性能测试的目的如今在我国，电磁铁的性能测试应用的极少，有些工厂甚至都不用机器来测试电磁铁的性能，而是仅仅靠老工人的经验来判断电磁铁的好坏，这样做却有很大的危害，方面工人的经验不能够百分之百的确定电磁铁的好坏，如果失误的话可能造成严重的后果，损害工厂的效益，另方面却是由于电磁铁性能测试方面的机器缺失造成的，我国的电磁铁性能测试技术比较落后，所以有些工厂根本就找不到有关测试电磁铁性能这方面的机器。所以，本次设计的目的是为我国的电磁铁性能测试技术抛砖引玉，引起有关这方面技术人才的重视，争取早日与国际接轨，保证电磁铁性能的可靠性，为工厂创造更多的效益。电磁铁性能测试的现实意义目前我国电磁铁的应用的非常广泛，但是电磁铁的性能测试技术却比较落后，如果我们能够设计出电磁铁性能测试系统，那么它的意义将非常巨大。在方面，目前我国还没有设计出成熟地电磁铁性能测试系统，所以本次设计有利于我国在电磁铁测试技术研究及对产品的生产，对提高我国的电磁铁性能测试技术，提升我国电磁铁性能测试的水平都具有重大的意义。另方面来说，在电磁铁生产出成品出厂之前，它可以为电磁铁提供完善的性能曲线及相关技术数据。可以保证电磁铁的质量，同时也为用户提供方便。.国内外研究动态国内研究动态北京工业大学的潘立新教授等人提出的有关电磁机构中电磁铁动态吸力特性的测定方案，应用电阻应变片电测技术对型真空断路器机构中所用的电磁铁的动态吸力特性进行了测试，其测试原理非常简单，主要利用了电阻应变测试技术将电阻应变片贴在与电磁铁铁芯相连的拉杆上，铁芯运动时拉杆受力变形，其变形量由电阻应变片转换成电压的变化送入动态电阻应变仪从而得到相应的应变值。中国煤炭科学研究院上海分院液压研究所的杨璐硕士提出种用“工控机数据采集卡传感器”测试装置替代传统的“传感器函数记录仪”模式，测试程序由开发．剥试过程中比例电磁铁的输入信号由数据采集卡发生，传感器的测试信号由数据采集卡采集输入到工控机，工控机再将剥试得到的力位移或电流信号数据自动绘制成相关的比例电磁铁性能曲线，测试性能曲线可直接打印。整个系统的自动化程度较高，测试效率比传统剥试方法高。北京海泉公司开发的高精度位移传感器，性能指标与国际同行的水平相当,结构简单，灵敏度高,但是，在动态测试时受载波频率以及过滤频率的局限，其响应速度受到限制，因此频响范围小，适用于接触式静态测量，不宜用于高频动态测量。国外研究动态德国公司开发和生产了额定载荷高达的比例电碰铁测试机，可以对多种类型的比例电磁铁进行垂直和水平方向的测试．其功能较为齐全，自动化水平也较高，可进行“低”和“标准”两种等级的额定载荷分别为和的测试．同时，公司还开发了名为的通用测试软件,