【毕业设计】推拉型电磁铁性能测试台毕业设计说明书 ㊣ 精品文档 值得下载

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。

选题的研究方法主要观点创新之处选题的研究方法文献研究通过查阅与本课题相关的文献资料，及时了解本课题的研究进程，全面掌握相关信息，为课题研究提供科学的论证依据研究导向。

观察为了了解事实真相，从而发现种现象的本质和规律。

通过现场的观察，以便能更好的进行设计与改进。

行动研究对于本课题进行试验研究，将采用行动研究方法，边实验，边总结，边推广。

个案研究抓住典型实例，针对课题实施前后其计算设计与校网上调查利用网络的便利性，作相关查阅与调查，及时指导与调整下步行动。

经验总结经验总结法是根据实践所提供的事实，分析概括现象，挖掘现有的经验材料，并使之上升到理论的高度，以便更好地指导新的实践活动的种研究方法。

关键是要能够从透过现象看本质，找出实际经验中的规律从而更好地更加理性地改进自己的设计。

选题的主要观点推拉型电磁铁性能测试台的设计应采取整体规划，统设计。

设计要符合现实基本规律。

其次设计不能太过复杂拆装要简便。

测试台为了其实用性所以设计不能太过于理想化，能够在现实中被很好的应用。

设计的测试台测试精度要高，范围尽量大，测试速度应快。

选题的创新之处电磁铁的额定值测试可以计算出额定电流额定力额定位移等指标电磁铁的性能包括对应于不同输入信号线圈电流输出和电磁铁位移以及电磁铁作用力输出的特性。

具体方法是向控制器输入不同的电流控制信号，得到电磁铁位移以及作用力的变化与线圈电流相对应的情况，以求得电磁铁的位移输出力输出与线圈电流的线性关系，即滞环非线性度重复精度起始电流等指标。

在设计时可以用到力传感器和位移传感器，这样能使测试的数据比较直观的表达出来，不需要进行些不必要的计算，使本次设计达到既不复杂，有能够很好的体现出本次设计的重点。

第章电磁铁性能检测台的总体设计测试需求分析测试对象直流电磁铁电磁铁技术指标力电压行程外形尺寸长度直径中心高电磁铁性能测试要求在额定电压下，电磁铁吸力与衔铁行程之间的关系测量。

在额定电压和负载情况下，电磁铁的寿命试验。

在衔铁位置固定的情况下，电磁铁吸力与电压之间的关系测量。

测试台方案的选取电磁铁性能测试台结构原理如图图机械系统结构原理图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。

根据以上工作原理能得出以下两种方案方案动力元件为步进电机。

采用滚珠丝杠作为主要的传动机构，配合滚珠直线导套副，带动滑块机构，完成数据采集。

方案二动力元件为步进电机。

采用普通滑动螺旋机构，将回转运动转换为直线运动。

配合滚动直线导轨带动滑块，完成测试数据的采集工作。

通过比较可以得出以下结论滑动螺旋构造简单传动比大，承载能力高，加工方便传动平稳工作可靠易于自锁。

但是磨损快寿命短，低速时有爬行现象滑移，摩擦损耗大，传动效率低传动精度低。

滚珠丝杠传动效率高可达，起动力矩小，传动灵活平稳，低速不爬行，同步性好，定位精度高，正逆运动效率相同，可实现逆传动。

预紧后刚度好，定位精度高重复定位精度高。

但不自锁，需附加自锁装置，抗振性差，结构复杂，制造工艺要求高，成本较高。

滚动直线导轨滚动直线导轨副是在滑块与导轨之间放入适当的钢球，使滑块与导轨之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，大大降低二者之间的运动摩擦阻力，从而使得动静摩擦力之差很小，随动性极好，有益于提高测试系统的响应速度和灵敏度。

但是结构复杂，制造工艺要求高，成本较高。

滚珠直线导套副滚珠直线导套副是将滑块与光轴配合，中间放入钢球，二者之间的摩擦力很小。

随动性较好。

结构简单，制造工业要求不高，成本适中。

综上所述，选择方案较好。

既能达到电磁铁检测台的基本要求，完成试验的结果。

经济成本又不高。

第章动力元件的选择电机类型的确定选择电机若按工作原理和结构划分可分为直流电动机异步电动机同步电动机。

因为此次设计的电磁铁性能检测台所需电机转速要求不高，并且需要控制和调节。

所以，选用步进电机作为动力元件是最合适的。

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。

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先是确定其负载，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。

根据传感器工作原理，传感器分类可分为物理传感器和化学传感器二大类传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化极化热电光电磁电等效应。

被测信号量的微小变化都将转换成电信号。

化学传感器包括那些以化学吸附电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。

传感器早已渗透到诸如工业生产宇宙开发海洋探测环境保护资源调查医学诊断生物工程甚至文物保护等等极其之泛的领域。

可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。

由此可见，传感器技术在发展经济推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。

世界各国都十分重视这领域的发展。

相信不久的将来，传感器技术将会出现个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。

传感器选择电磁铁性能检测台是通过向控制器输入不同的电流控制信号，得到电磁铁位移以及作用力的变化与线圈电流相对应的情况，以求得电磁铁的位移输出力输出与线圈电流的线性关系，即滞环非线性度重复精度起始电流等指标。

所以，要完成试验的要求，就需要位移传感器和力传感器。

位移传感器的选择位移传感器又称为线性传感器，它分为电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，位移传感器超声波式位移传感器，霍尔式位移传感器。

电感式位移传感器是种属于金属感应的线性器件，接通电源后，在开关的感应面将产生个交变磁场，当金属物体接近此感应面时，金属中则产生涡流而吸取了振荡器的能量，使振荡器输出幅度线性衰减，然后根据衰减量的变化来完成无接触检测物体的目的。

在试验台中，测试的是电磁铁的直线运动距离，所以，这里需要直线位移传感器。

直线位移传感器的功能在于把直线机械位移量转换成电信号。

为了达到这效果，通常将可变电阻滑轨定置在传感器的固定部位，通过滑片在滑轨上的位移来测量不同的阻值。

传感器滑轨连接稳态直流电压，允许流过微安培的小电流，滑片和始端之间的电压，与滑片移动的长度成正比。

将传感器用作分压器可最大限度降低对滑轨总阻值精确性的要求，因为由温度变化引起的阻值变化不会影响到测量结果。

因为本设计的电磁铁性能测试行程为，所以选择系列中的位移传感器位移传感器技术指标量程精度等级供电电压等输出，等动态频率表系列传感器尺寸表型号最小最大力传感器的选择力传感器简单来说就是能感受外力并转换成可用输出信号的传感器。

其主要类别有应变管式又称为应变筒式。

此种传感器的机构简单。

制造方便，在火箭弹，炮弹和火炮的动态压力测量方面有广泛的应用。

膜片式组合式本次设计的电磁铁性能检测台用来测试力要求精度比较高，通过综合考虑决定用型传感器来测量电磁铁力的大小。

此种传感器外形较好，可以承受很大的拉压力，结构简单，安装方便，互换性好，在载荷作用下弹性体的体积变化小，所以具有优良的自然线性度。

并且能够方便的设计为拉压两用传感器。

第章其他零部件的设计导套副类型的确定滚珠直线导套副是由导套轴导套滑座包括直线运动球轴承和直线运动球轴承支承座和导套轴支承座组成的直线导向部件。

按结构形式分为开放式和封闭式两类，开放式均可调隙，封闭式又可分为可调隙型和不可调隙型两种。

由于其结构简单摩擦系数小只有寿命长等特点，被广泛应用于数控机床自动化设备测量仪器印刷包装机械纺织机械制药机械玻璃机械以及其他需要直线导向的领域。

滚珠直线导套副分为开放式滚珠直线导套副和封闭式滚珠直线导套副。

型开放滚动直线导套副如图图型型闭式滚动直线导套副如图图型滚珠直线导套副的选用和计算计算载荷滚珠直线导套副主要用于直线导向，不能承受导套轴圆周方向的扭矩。

在选用时，需对受力状态受力结构进行受力分析，还需对运动过程的受力变化对导向系统产生的影响进行评估。

计算额定寿命滚珠直线导套副寿命的衡量标准为在允许的环境条件中，在承受负载等于额定动载荷的情况下，连续直线运动行程达到基准行程寿命时有基准可靠度不产生材料疲劳破坏。

由此可得滚珠直线导套副的额定行程寿命为其中，导套滑座的额定动载荷，参见滚珠直线导套副的系列参数，计算载荷，温度系数，见表表温度系数工作温度接触系数，见表表接触系数每根导套轴上的导套滑座个数硬度系数，为基准硬度，低于时额定动载荷锐减。

通常滚珠直线导套副的硬度为，故取载荷系数，见表表载荷系数工作条件无外部冲击和振动速度无明显冲击和振动速度有外部冲击或振动速度当行程的长度已定，滚珠直线导套副的额定时间寿命为其中，工作单行程长度每分钟往复次数额定行程寿命综上所述，本设计应选择封闭式滚珠直线导套副，选择的型号是。

封闭式滚珠直线导套副的技术参数额定动载荷额定静载荷。

联轴器的选择联轴器的选择主要是考虑所需传递轴的转速高低，载荷的大小，被连接的两个部件间的安装精度，回转的平稳性以及价格等方面。

具体选择的时候可以考虑以下几点有时候联轴器在制造以及安装，或者受载变形和温度的变化时，可能会难以保持两轴之间严格精确的对准。

如存在些方向的位移和偏斜角等。

当径向