本科学生毕业设计 微动跳跃弹性开关动态特性测 试仪的结构设计 系部名称： 机电工程学院 专业班级： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 指导教师： 职 称： 讲师 黑 龙 江 工 程 学 院二一二年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeFretting jump flexible switching dynamic test instrument design Candidate：Specialty：Construction MachineryClass： 08-13Supervisor:Heilongjiang Institute of Technology2012-06Harbin黑龙江工程学院本科生毕业设计摘要测试仪装置是为了能够对微动开关的动态特性进行检验的平台，进而来提高开关的性能，保证其质量、提高劳动生产效率，也是现代检测技术的基本要求。 基于检测仪设计的理论，根据已有检测仪的结构和设计经验和工作原理，即电动机作为工作机构的动力源，将其主轴的旋转动动经带轮，圆柱导轨变为往复直线运动，并同时产生一作用力，传给传感器，由传感器记录。对测试仪的动力学参数进行分析，确定测试仪装置的结构与技术参数，从而给出了微动开关动态特性测试仪的本体结构设计方案。根据测试仪的结构设计方案，论述了微动开关动态特性测试仪的结构设计，阐述了微动跳跃弹性开关动态特性测试仪的结构原理。本文主要论述了测试仪的测试过程，其主要包括测试仪的主要结构和仪器的组成，检测跳跃弹性开关的力传感器和位移特性。通过设计进而提高仪器的性能，保证仪器的工作质量，这也是现代检测技术的基本要求。 关键词：测试仪；动态；传感器；结构；微动ABSTRACTTester device is in order to be able to micro-switches the dynamic characteristics of the test platform, and then switch to improve performance, guarantee its quality, raise labor productivity, as well as modern detection techniques basic requirements. Detector design based on the theory that, on the basis of the detector structure and design experience and the work principle that the electrical work as the power source, its spindle rotary dynamic drive pulley, cylindrical guide into reciprocating linear motion. and at the same time produce a force, transmission sensors, recorded by the sensor. Tester of the kinetic parameters for analysis, the tester device structure and technical parameters, which gives a micro-switch tester dynamic characteristics of the bulk structure design. According to the test instrument design case will, of fretting Switch Tester dynamic characteristics of structural design, Fretting expounded jump flexible switching dynamic characteristics tester principle of the structure. This paper mainly discusses the tester testing process, including its main tester of the main structural components and equipment, Detection Switch jump flexibility and displacement sensor characteristics. Through the design of equipment to further enhance the performance of the equipment to ensure the quality of their work, this is also a modern detection techniques basic requirements. Key words：Tester; Dynamic; Sensor; Structure; FrettingII目 录摘要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 论文研究的背景及意义11.2 研究现状11.3 本论文研究的主要内容4第2章 测试原理及测试平台的构架52.1测试原理52.1.1微动跳跃弹性开关工作过程分析52.1.2 测试参数的确定62.2 测试平台的构架62.2.1 悬臂梁压力式传感器62.2.2 测试平台的机械构架72.3 本章小结8第3章 测试系统设计与研制93.1 测试系统的总体设计93.2 测试系统的硬件设计93.2.1 步进电机的控制原理93.2.2 测试仪器的硬件连接113.3 测试仪器的组成和位移的完成113.4 测试仪的结构和主要特点123.5 试系统软件设计133.6试系统控制程序133.7本章小结13第4章 测试仪的传动系统设计4.1 电动机规格的选取144.2 带传动设计144.3 联轴器的选用164.4 传动轴的设计164.5 芯轴的设计184.6 本章小结18第5章 主要领部件的设计195.1 轴承的设计195.2 键连接的设计195.3 本章小结20结论21参考文献22致谢24.第1章 绪论1.1 论文研究的背景及意义 目前对微动跳跃弹性开关的动态性能的测试技术，国内很少有人研究，尚未形成具有自己知识产权的整套技术理论，在实际生产中要制造出合格的微动开关开关除了利用从国外引进的检测设备（未提供检测技术）进行检测，在很大程度上还要依靠专家的实际经验和严格的工艺制度保证，不仅没有严格标准也影响了生产效率。因此通过对本课题的研究，研制出完整的微动跳跃弹性开关动态特性测试系统，并通过对实验数据的分析来评定微动跳跃弹性开关的质量，为微动跳跃弹性开关生产的国产化，并建立自己的质量评定标准奠定了基础；此外，随着科学技术的发展，加工工艺水平也不断提高，对弹性元件的应用日益广泛，质量要求也不断提高，而我国的工艺生产水平十分落后，弹性元件的生产质量较国外有着很大的差距。 随着大规模集成电路制造技术和信息处理技术的发展，测试仪已经成为国民经济不可缺少的基础，在汽车、船舶、航天航空、开关等领域发挥着极其重要的作用。近年来，我国开关测试仪的生产厂家逐渐增多，设备数量日趋庞大，着重开发各类开关的动态特性的测试。世界检测业正像网络化测试仪器发展。现代检测技术是人们认识和改造自然的重要手段，也是衡量一个国家科学技术水平的重要标志之一。随着检测技术的进步，测试仪器必将在网络时代发生革命性的变化，21世纪的仪器概念将会是一个开放的系统概念。以PC机或工作站为基础，通过网络来构成实用的测控系统，提高生产效率，共享资源，将成为仪器技术发展的方向，网络化仪器将是今后测试仪器发展的必然。 正是由于人们已经认识到科学仪器的重要作用和地位,美、日、欧共体等发达国家均把科学仪器列为国家重点支持的关键技术。我国的科学仪器产业与发达国家相比,技术差距越来越大,主要产品市场都被外商占领,形势极为严重。1.2 研究现状 动态测试在国际学术组织:国际计量局(BIPM)、国际电工委员会(IEC),国际标准化组织(ISO)和国际法制计量组织(OIML)联合制定的国际通用计量学基本名词中的定义为:量的瞬时值以及它随时间而变化的值的确定。换言之，它指的是被测之量为变量的连续侧量过程。 在动态测试中，测量过程处于不断变化状态，引起动测试误差的因素比静态测量更多、更复杂，这就与传统的被测之量为常量的静态测试有所不同，即以往适用于静态测试的成套经典数据处理方法及测试误差分析与估算方法，不完全适用于动态测试。在动态测试中，要考虑到被测变量的变化规律及特点、测试系统的动态特性(与测试速度、加速度、惯性、阻尼，以及冲击、振动等动态因素有关)、以及外界扰动(包括环境条件的变动、干扰、噪声等种种因素)等影响。 动态测试数据表现为测试时间的函数，一般由三部分组成:被测变量、系统误差和随机误差。动态测试数据的基本特点首先是由其定义所决定的，动态测试所测量的是随测试时间而变化的量，尽管被测量本身未必都是时间的某种函数，但其总是表现为随测试时间而变化的某种函数，可简称为时变性。 由于测试过程中难免存在随机误差或千扰噪声等，因而动态测试数据也象常量的静态测试数据一样具有随机性，可见，动态测试数据的另一基本特点是既含有确定性变化部分，又含有随机性变化部分，即总是表现为测试时间的随机函数，即随机过程，可简称之为随机性。 相邻时间的信号之间具有统计相关性，正是这种相关性才是动态测试数据所具有的一种基本特性，而静态测试数据之间则应是统计独立或不相关的。 由于动态测试系统在测试被测变量过程中，处于不断变化的运动状态，需用微分方程来描述动态测试系统的输入被测变量，与其输出即显示的动态测试数据之间的关系，或以其离散化的差分方程，或以系统内部的状态方程等形式来描述，以反映出其动态特性。 综上所述，动态测试数据具有上述的时变性、随机性、相关性基本特点。这些特性集中在一起就构成了它的动态特性。 动态测试数据处理的基本任务为: 1)确定合乎实际的动态测试数据及其测量结果的数学模型； 2)合理规定动态测试误差的评定指标，且要求能较全面而客观地反映其方面特性； 3)识别并提取动态测试数据中的各项非周期和周期的确定性变化成分，并拟出其 适用性判别或显著性检验的验证方法； 4)从所提取的确定性成分中借助实验测定或辅以数据处理，尽量分离出测试的系统误差； 5)表述与分解动态测试数据中的随机性成分，尽量通过分解而分离或抑制测试的 随机误差，并有助于分析其起因。 实践经验表明，通常动态测试数据处理宜分为三个