推拉型电磁铁性能测试台设计

目录

第1章 绪论 .................................................. 1

1.1 设计研究的应用目的和现实意义 ........................................ 1

1.1.1 电磁铁的广泛运用 ................................................ 1

1.1.2 电磁铁的发明 .................................................... 1

1.1.3 我国电磁铁测试技术的现状 ........................................ 2

1.1.4电磁铁性能测试的现实意义 ........................................ 2

1.2国外和国内研究动态的比较 .......................................... 2

1.2.1 国外研究动态 .................................................... 2

1.2.2国内研究动态 .................................................... 3

1.3选题的研究方法、主要观点、创新之处 .................................. 3

1.3.1 选题的研究方法 .................................................. 3

1.3.2 选题的主要观点 .................................................. 4

1.3.3 选题的创新之处 .................................................. 4

第2章 电磁铁性能检测台的总体设计 ............................ 5

2.1 测试需求分析 ........................................................ 5

2.2 测试台方案的选取 .................................................... 5

第3章 动力元件的选择 ........................................ 7

3.1电机类型的确定选择 ................................................ 7

3.2 步进电机型号的选择 ................................................ 7

第4章 传动机构的设计 ........................................ 9

4.1 机械传动机构的列举： ................................................ 9

4.2 传动机构的选择 ..................................................... 10

4.2.1传动机构类型的确定 ............................................. 10

4.2.2 滚珠丝杠的概念 ................................................. 10

4.2.3滚珠丝杠的型号的选取 ........................................... 10

第5章 传感器的选择 ......................................... 15

5.1传感器的概念 ....................................................... 15

5.2传感器选择 ......................................................... 15

5.2.1 位移传感器的选择 ............................................... 15

5.2.2 力传感器的选择 ................................................. 17

第6章 其他零部件的设计 ..................................... 18

6.1 导套副类型的确定 ................................................... 18

6.2 联轴器的选择 ....................................................... 20

6.3 轴承的选择 ......................................................... 21

6.4 余下零件设计 ....................................................... 22

第7章 总结 ................................................. 23

致谢 ........................................................ 24

参考文献 .................................................... 25

附录： ...................................................... 26

1.文献翻译： ........................................................... 26 2. 英语原文： .......................................................... 29

推拉型电磁铁性能测试台设计

摘要：电磁体性能测试台的设计主要有安装固定步进电机、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，用一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

The design of electromagnet performance test

Abstract：This design is mainly fixed stepper motor, displacement sensor and force sensor test sensors, ball screws and requirements measured electromagnet. Thematic program is designed stepper motor driven element, with a rigid coupling to connect the stepper motor and ball screw, rotary motion of the stepper motor is converted into a slow uniform motion, thus boosting the ball on the rail slider mechanism, Performance testing in order to collect the required solenoid various data.

Keywords: Electromagnet Performance Testing Stepper motor ball-screw Sensor

第1章 绪论

1.1 设计研究的应用目的和现实意义

1.1.1 电磁铁的广泛运用 电磁铁是电流磁铁效应的一个应用，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：（1）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。（2）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。（3）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。（4）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。（5）其他用途的电磁铁——如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等。

1.1.2 电磁铁的发明

1822年，法国物理学家阿拉戈和吕萨克发现，当电流通过其中有铁块的绕线时，它能使绕线中的铁块磁化。这实际上是电磁铁原理的最初发现。1823年，斯特金也做了一次类似的实验：他在一根并非是磁铁棒的U型铁棒上绕了18圈铜裸线，当铜线与伏打电池接通时，绕在U型铁棒上的铜线圈即产生了密集的磁场，这样就使U型铁棒变成了一块“电磁铁”。这种电磁铁上的磁能要比永磁能大放多倍，它能吸起比它重20倍的铁块，而当电源切断后，U型铁棒就什么铁块也吸不住，重新成为一根普通的铁棒。斯特金的电磁铁发明，使人们看到了把电能转化为磁能的光明前景，这一发明很快在英国、美国以及西欧一些沿海国家传播开来。

1829年，美国电学家亨利对斯特金电磁铁装置进行了一些革新，绝缘导线代替裸铜导线，因此不必担心被铜导线过分靠近而短路。由于导线有了绝缘层，就可以将它们一圈圈地紧紧地绕在一起，由于线圈越密集，产生的磁场就越强，这样就大大提高了把电能转化为磁能的能力。到了1831年，亨利试制出了一块更新的电磁铁，虽然它的体积并不大，但它能吸起1吨重的铁块。

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