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機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

時(shí)間：2024-05-15 18:26:26 思穎輔助設(shè)計(jì)與工程計(jì)算我要投稿

機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告推薦度：
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機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告模板（精選10篇）

　　作為機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的同學(xué)，我們要學(xué)會(huì)書寫自己專業(yè)的開題報(bào)告。以下是小編為大家整理好的機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告模板，歡迎大家閱讀參考！

機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告模板（精選10篇）

　　機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 1

　　1.設(shè)計(jì)(或研究)的依據(jù)與意義

　　十字軸是汽車萬向節(jié)上的重要零件，規(guī)格品種多，需求量大。目前，國內(nèi)大多采用開式模鍛和胎模鍛工藝生產(chǎn)，其工藝過程為：制坯→模鍛→切邊。生產(chǎn)的鍛件飛邊大，鍛件加工余量和尺寸公差大，因而材料利用率低;而且工藝環(huán)節(jié)多，鍛件質(zhì)量差，生產(chǎn)效率低。

　　相比之下，十字軸冷擠壓成形的具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。用冷擠壓成形工藝代替切削加工制造機(jī)械零件，能使生產(chǎn)率大大提高。

　　2、制件可獲得理想的表面粗糙度和尺寸精度。冷擠壓十字軸類零件的精度可達(dá)ITg---IT8級(jí)，表面粗糙度可達(dá)Ra O.2～1.6。因此，用冷擠壓成形的十字軸類零件一般很少再切削加工，只需在要求特別高之處進(jìn)行精磨。

　　3、提高零件的力學(xué)性能。冷擠壓后金屬的冷加工硬化，以及在零件內(nèi)部形成合理的纖維流線分布，使零件的強(qiáng)度高于原材料的強(qiáng)度。

　　4、降低零件成本。冷擠壓成形是利用金屬的塑性變形制成所需形狀的零件，因而能大量減少切削加工，提高材料的利用率，從而使零件成本大大降低。

　　2.國內(nèi)外同類設(shè)計(jì)(或同類研究)的概況綜述

　　利用切削加工方法加工十字軸類零件，生產(chǎn)工序多，效率低，材料浪費(fèi)嚴(yán)重，并且切削加工會(huì)破壞零件的金屬流線結(jié)構(gòu)。目前國內(nèi)大多采用熱模鍛方式成形十字軸類零件，加熱時(shí)產(chǎn)生氧化、脫碳等缺陷，必然會(huì)造成能源的浪費(fèi)，并且后續(xù)的機(jī)加工不但浪費(fèi)大量材料，產(chǎn)品的內(nèi)在和外觀質(zhì)量并不理想。

　　采用閉式無飛邊擠壓工藝生產(chǎn)十字軸，鍛件無飛邊，可顯著降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率：

　　(1)不僅能節(jié)省飛邊的金屬消耗，還能大大減小或消除敷料，可以節(jié)約材料30﹪;由于鍛件精化減少了切削加工量，電力消耗可降低30﹪;

　　(2)鍛件質(zhì)量顯著提高，十字軸正交性好、組織致密、流線分布合理、纖維不被切斷，扭轉(zhuǎn)疲勞壽命指標(biāo)平均提高2~3倍;

　　(3)由于一次性擠壓成型，生產(chǎn)率提高25%。

　　數(shù)值模擬技術(shù)是CAE的關(guān)鍵技術(shù)。通過建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，可以在昂貴費(fèi)時(shí)的模具或附具制造之前，在計(jì)算機(jī)中對(duì)工藝的全過程進(jìn)行分析，不僅可以通過圖形、數(shù)據(jù)等方法直觀地得到諸如溫度、應(yīng)力、載荷等各種信息，而且可預(yù)測存在的`缺陷;通過工藝參數(shù)對(duì)不同方案的對(duì)比中總結(jié)出規(guī)律，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工藝的優(yōu)化。數(shù)值模擬技術(shù)在保證工件質(zhì)量、減少材料消耗、提高生產(chǎn)效率、縮短試制周期等方面顯示出無可比擬的優(yōu)越性。

　　目前，用于體積成形工藝模擬的商業(yè)軟件已有“Deform”、“Autoforge”等軟件打入中國市場。其中，DEFORM軟件是一套基于有限元的工藝仿真系統(tǒng)，用于分析金屬成形及其相關(guān)工業(yè)的各種成形工藝和熱處理工藝。DEFORM無需試模就能預(yù)測工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中的金屬流動(dòng)情況，是降低制造成本，縮短研發(fā)周期高效而實(shí)用的工具。二十多年來的工業(yè)實(shí)踐清楚地證明了基于有限元法DEFORM有著卓越的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，模擬引擎在大金屬流動(dòng)，行程載荷和產(chǎn)品缺陷預(yù)測等方面同實(shí)際生產(chǎn)相符保持著令人嘆為觀止的精度。

　　3.課題設(shè)計(jì)(或研究)的內(nèi)容

　　1)完成十字軸徑向擠壓工藝分析，完成模具總裝圖及零件圖設(shè)計(jì)。

　　2)建立十字軸徑向擠壓成形模具的三維模型。

　　3)十字軸徑向擠壓成形過程數(shù)值模擬。

　　4)相關(guān)英文資料翻譯。

　　4.設(shè)計(jì)(或研究)方法

　　1)完成十字軸徑向擠壓成形工藝分析，繪制模具總裝圖及零件圖。

　　2)建立十字軸徑向擠壓成形模具的三維模型。

　　3)完成十字軸徑向擠壓成形過程數(shù)值模擬。

　　4)查閱20篇以上與課題相關(guān)的文獻(xiàn)。

　　5)完成12000字的論文。

　　6)翻譯10000個(gè)以上英文印刷符號(hào)。

　　5.實(shí)施計(jì)劃

　　04-06周：文獻(xiàn)檢索，開題報(bào)告。

　　07-10周：進(jìn)行工藝分析、繪制模具二維圖及模具三維模型設(shè)計(jì)。

　　11-13周：進(jìn)行數(shù)值模擬。

　　14-16周：撰寫畢業(yè)論文。

　　17周：進(jìn)行答辯。

　　機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 2

　　一、本課題研究現(xiàn)狀、研究目及意義

　　1.研究現(xiàn)狀：

　　目前，國內(nèi)對(duì)水果分級(jí)裝備的研究起步較晚，商品化的水果品質(zhì)檢測分級(jí)設(shè)備比較少；但是，隨著機(jī)器視覺技術(shù)的發(fā)展，有越來越多的學(xué)者開始對(duì)蘋果、柑橘、黃桃等水果的品質(zhì)特征進(jìn)行研究，并研制了部分水果檢測分級(jí)裝備。由于國內(nèi)相關(guān)技術(shù)的不成熟，現(xiàn)有的檢測分級(jí)裝置檢測研究對(duì)象多為蘋果、芒果、獼猴桃、柑橘等小型水果，而目前針對(duì)哈密瓜的分級(jí)研究基本上處在理論層面，還沒有應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，仍需要進(jìn)行繼續(xù)深入的研究。目前，哈密瓜的市場需求量在逐年增加，因此迫切需要一種針對(duì)哈密瓜大小分級(jí)的設(shè)備及技術(shù)解決當(dāng)前的問題。

　　2.研究目的與意義：

　　哈密瓜是新疆地區(qū)的名優(yōu)特產(chǎn)，素有“瓜中之王”的美稱，含糖量高，奇香襲人，不僅香甜可口，而且營養(yǎng)成分十分豐富，被譽(yù)為“水果皇后”.然而，目前哈密瓜采摘后的檢測方式主要采用人工分揀方法，效率低下，隨意性大，往往帶有人的主觀因素，造成分選不規(guī)范，分選精度低；同時(shí)分揀時(shí)間長，水果腐爛變質(zhì)及客戶等待時(shí)間較長等問題突出，造成資源和時(shí)間的雙重浪費(fèi)，致使經(jīng)濟(jì)效益下降，最終影響了哈密瓜在市場上的競爭力。因此，對(duì)哈密瓜進(jìn)行自動(dòng)化分級(jí)顯得尤為重要。

　　本研究針對(duì)目前新疆哈密瓜主要依靠人工在田間地頭進(jìn)行分級(jí)的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一種翻轉(zhuǎn)式哈密瓜分級(jí)裝置。

　　二、本課題研究內(nèi)容

　　1總體設(shè)計(jì)

　　1.1總體結(jié)構(gòu)

　　本裝置包括機(jī)架、進(jìn)料口、卸料口、傳送系統(tǒng)、承載水果裝置、控制系統(tǒng)和分級(jí)執(zhí)行裝置。傳送系統(tǒng)包含電動(dòng)機(jī)、同步皮帶、主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪和鏈條輸送帶；控制系統(tǒng)包含對(duì)射式激光傳感器、傳感器支撐架、三菱PLC和PLC支撐架；分級(jí)執(zhí)行裝置包含分級(jí)執(zhí)行裝置支撐架、支撐軸、調(diào)速電機(jī)、凸輪和棘輪。

　　1.2工作原理

　　工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳送系統(tǒng)工作，傳送系統(tǒng)帶動(dòng)承載水果裝置工作，哈密瓜由進(jìn)料口進(jìn)入承載水果裝置。當(dāng)承載水果裝置通過對(duì)射式激光傳感器區(qū)域時(shí)，哈密瓜觸發(fā)對(duì)射式激光傳感器，按照所觸發(fā)的對(duì)射式激光傳感器的對(duì)數(shù)將哈密瓜分為大、中、小3個(gè)等級(jí)；對(duì)射式激光傳感器將信號(hào)傳給三菱PLC,通過預(yù)先設(shè)置好的程序使三菱PLC控制相應(yīng)的調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)速電機(jī)控制凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)；凸輪通過轉(zhuǎn)動(dòng)使相應(yīng)的水果托盤翻轉(zhuǎn)，進(jìn)而使哈密瓜進(jìn)入相應(yīng)的卸料口，實(shí)現(xiàn)哈密瓜的分級(jí)；拉伸彈簧拉動(dòng)水果托盤回到初始位置，凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)至初始位置后通過與棘輪作用停止轉(zhuǎn)動(dòng)，等待下一次轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　2哈密瓜承載裝置設(shè)計(jì)

　　2.1材料與方法

　　本次試驗(yàn)材料選用品種為“金皇后（欣源蜜6號(hào)）”的成熟哈密瓜樣本，樣本個(gè)數(shù)為100個(gè)，產(chǎn)地為新疆兵團(tuán)農(nóng)六師103團(tuán)哈密瓜種植基地。根據(jù)當(dāng)?shù)毓限r(nóng)的經(jīng)驗(yàn)和哈密瓜的全生育期（85~110天左右），在哈密瓜成熟期對(duì)此種哈密瓜進(jìn)行兩批次采收，每次均采收50個(gè)，且采收時(shí)間間隔不能超過3天，共得到100組有效試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

　　2.2水果托盤曲線確定

　　通過對(duì)哈密瓜球度的計(jì)算，可以看出“金皇后（欣源蜜6號(hào)）”品種哈密瓜形狀規(guī)則，接近于球形，因此需要設(shè)計(jì)一種類球形的水果托盤。選取哈密瓜理論平均縱徑做為橢圓的長軸r1,哈密瓜理論平均橫徑做為橢圓的.短軸r2,并選定用于設(shè)計(jì)水果托盤的曲線。

　　2.3承載水果裝置設(shè)計(jì)

　　承載水果裝置由轉(zhuǎn)動(dòng)軸、減震彈簧、水果托盤支撐座、水果托盤緩沖墊、裝置支撐座、拉伸彈簧和水果托盤組成。其中，裝置支撐座與鏈條長銷軸相聯(lián)，減震彈簧固定在水果托盤支撐座和裝置支撐座之間；水果托盤通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸與水果托盤支撐座聯(lián)接，其緩沖墊固定在水果托盤支撐座上，拉伸彈簧用于聯(lián)接水果托盤和水果托盤支撐座。承載水果裝置是哈密瓜分級(jí)裝置中的關(guān)鍵部件，該裝置中水果托盤的主要作用是實(shí)現(xiàn)哈密瓜承載傳送和翻轉(zhuǎn)；減震彈簧和水果托盤緩沖墊主要作用是當(dāng)哈密瓜由進(jìn)料口傳送至水果托盤時(shí)實(shí)現(xiàn)減震和緩沖，避免哈密瓜出現(xiàn)損傷；拉伸彈簧的主要作用是當(dāng)水果托盤翻轉(zhuǎn)后將水果托盤拉回原位置。

　　3分級(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　3.1分級(jí)執(zhí)行裝置設(shè)計(jì)

　　分級(jí)執(zhí)行裝置由凸輪、棘輪、支撐軸和調(diào)速電機(jī)組成。其中，支撐軸固定在分級(jí)執(zhí)行裝置支撐架上，棘輪固定在支撐軸上，凸輪繞支撐軸轉(zhuǎn)動(dòng)。通過固定在分級(jí)執(zhí)行裝置支撐架上的調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)凸輪繞支撐軸轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中通過與水果托盤作用，驅(qū)動(dòng)水果托盤翻轉(zhuǎn)，進(jìn)而使哈密瓜翻轉(zhuǎn)并實(shí)現(xiàn)哈密瓜的分級(jí)；凸輪每次工作后都回到初始位置，通過與棘輪的作用實(shí)現(xiàn)凸輪靜止。

　　3.2分級(jí)控制系統(tǒng)工作原理

　　分級(jí)控制系統(tǒng)由多對(duì)對(duì)射式光電傳感器、三菱PLC和調(diào)速電機(jī)組成。首先，通過試驗(yàn)獲取哈密瓜相關(guān)數(shù)據(jù)建立哈密瓜質(zhì)量-縱徑數(shù)學(xué)模型，根據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型確定對(duì)射式光電傳感器的安裝位置，并確定哈密瓜經(jīng)過傳感器時(shí)觸發(fā)傳感器個(gè)數(shù)與哈密瓜質(zhì)量的關(guān)系；然后，PLC通過獲取傳感器被觸發(fā)個(gè)數(shù)的信息間接獲取哈密瓜的等級(jí)信息，并根據(jù)間接獲取的哈密瓜等級(jí)信息控制相應(yīng)的調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；調(diào)速電機(jī)控制凸輪旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動(dòng)水果托盤翻轉(zhuǎn)，最后完成哈密瓜的分級(jí)。

　　三、實(shí)施方案：

　　1哈密瓜表面清理及編號(hào)。對(duì)所采收的哈密瓜使用干毛巾進(jìn)行表面清洗，用小刀切除果梗，并對(duì)哈密瓜進(jìn)行編號(hào)，將編號(hào)為1~100的記號(hào)紙貼在哈密瓜果梗處。

　　2哈密瓜外形尺寸測量。對(duì)已經(jīng)編號(hào)的哈密瓜樣本，使用高度劃線游標(biāo)卡尺測量哈密瓜樣本縱向長軸的長度a、橫向短軸的兩個(gè)長度b和c.其中，短軸的兩個(gè)長度b、c測量方式是短軸處相互垂直的兩個(gè)位置進(jìn)行測量，通過公式求出哈密瓜的球度.在測量哈密瓜縱徑時(shí)需要人工將哈密瓜豎立，由于豎立過程人工參與，可能存在一定的偏差，故此處均采取多次測量取平均值的方法。每個(gè)哈密瓜樣本的尺寸數(shù)據(jù)測量3次并詳細(xì)記錄每次所測量的數(shù)據(jù)，將每個(gè)哈密瓜樣本的3組試驗(yàn)數(shù)據(jù)取平均值作為哈密瓜的尺寸數(shù)據(jù)，并最終以100個(gè)哈密瓜的平均橫縱經(jīng)值做為哈密瓜的理論橫縱經(jīng)值。

　　四、進(jìn)度安排：

　　第1-4周實(shí)習(xí)調(diào)研、收集資料；

　　第5周完成開題報(bào)告；

　　第6-7周完成總體方案設(shè)計(jì)；

　　第8-11周完成機(jī)械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算；

　　第12-15周繪制裝配機(jī)總裝配圖、零件圖；并繪制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理圖、控制系統(tǒng)原理圖；

　　第16周整理文檔圖紙完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書；

　　第17周校對(duì)所有設(shè)計(jì)內(nèi)容參加畢業(yè)設(shè)計(jì)論文答辯。

　　五、已查閱主要參考文獻(xiàn)

　　[1]朱培逸,王引佳,高玨,等.基于PLC和組態(tài)王的水果品質(zhì)分級(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究,-106.

　　[2]張俊雄,荀一,李偉,等.基于計(jì)算機(jī)視覺的柑橘自動(dòng)化分級(jí)[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,-103.

　　[3]安愛琴,余澤通,王宏強(qiáng).基于機(jī)器視覺的蘋果大小自動(dòng)分級(jí)方法[J].農(nóng)機(jī)化研究,-166.

　　[4]劉燕德,吳明明,孫旭東,等.黃桃表面缺陷和可溶性固形物光譜同時(shí)在線檢測[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào).

　　[5]王運(yùn)祥,馬本學(xué),賈艷婷,等.采用夾持果梗方法的水果檢測分級(jí)機(jī)設(shè)計(jì)[J].食品與機(jī)械,-110.

　　[6]葛紀(jì)帥,趙春江,黃文倩,等.基于智能稱重的水果分級(jí)生產(chǎn)線設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究,-130.

　　[7]吳曉強(qiáng),黃云戰(zhàn),趙永杰.基于運(yùn)動(dòng)控制器的蘋果質(zhì)量分級(jí)系統(tǒng)[J].食品與機(jī)械,-116.

　　[8]李晶,張東興,劉寶.蘋果分級(jí)機(jī)輸送與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),-161.

　　機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 3

　　1、目的及意義(含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析)

　　本人畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是”鋼坯噴號(hào)機(jī)行走部件及總體設(shè)計(jì)”,并和我的一個(gè)同學(xué)(他課題是“鋼坯噴號(hào)機(jī)噴號(hào)部件設(shè)計(jì)”)一起努力共同完成鋼坯噴號(hào)機(jī)的設(shè)計(jì)。我們的目的是設(shè)計(jì)一種價(jià)格相對(duì)便宜，工作性能可靠的鋼坯噴號(hào)機(jī)來取代用人工方法在鋼坯上寫編號(hào)。

　　對(duì)鋼坯噴號(hào)是鋼鐵制造業(yè)必然需要存在的一個(gè)環(huán)節(jié)，這是為了實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理和質(zhì)量追蹤。我們把生產(chǎn)鋼坯對(duì)應(yīng)的連鑄機(jī)號(hào)、爐座號(hào)、爐號(hào)、流序號(hào)以及表示鋼坯生產(chǎn)時(shí)間的時(shí)間編號(hào)共同組成每塊鋼坯的唯一編號(hào)，適當(dāng)?shù)膶懺阡撆鞯谋砻�。這樣就在鋼鐵廠的后續(xù)檢驗(yàn)或在客戶使用過程中，如果發(fā)現(xiàn)鋼坯的質(zhì)量有問題，就可以根據(jù)這個(gè)編號(hào)來追蹤到生產(chǎn)這個(gè)鋼坯的連鑄機(jī)、爐座、爐號(hào)、流序及時(shí)間等重要信息，及早的發(fā)現(xiàn)并解決生產(chǎn)設(shè)備中存在的問題。

　　目前，在國外像日本、美國等一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋼坯的自動(dòng)編號(hào)，雖然其輔助設(shè)備較多，價(jià)格較貴，但大大提高生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)程和效率。并且鋼坯噴號(hào)機(jī)具有設(shè)備利用率高、位置精度高、可控制性能好等優(yōu)點(diǎn)。而在國內(nèi)，除了少數(shù)的幾家大型鋼鐵企業(yè)(寶鋼、鞍鋼等)引進(jìn)了自動(dòng)鋼坯噴號(hào)機(jī)，大部分的鋼鐵企業(yè)仍然處在人工編號(hào)的階段。

　　實(shí)現(xiàn)鋼坯噴號(hào)的機(jī)械化和自動(dòng)化是提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本的重要途徑之一，鋼坯噴號(hào)機(jī)無論在國內(nèi)還是國外都會(huì)有很大的市場。一方面因?yàn)槿斯さ墓に嚵鞒滩坏速M(fèi)了大量的能量，而且打斷了生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)程，從而致使生產(chǎn)效率降低，生產(chǎn)成本增加。另一方面由于生產(chǎn)鋼坯的車間溫度很高，有強(qiáng)烈的熱輻射，同時(shí)還有大量的水蒸氣和粉塵，因此對(duì)其中進(jìn)行人工編號(hào)的工人的勞動(dòng)強(qiáng)度非常大，并且對(duì)身體是一種摧殘，容易得職業(yè)病。所以無論從那個(gè)方面看都急需一種價(jià)格相對(duì)便宜，工作性能可靠的鋼坯噴號(hào)機(jī)來代替人工編號(hào)。

　　作為一個(gè)大學(xué)生，畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我來說是展示我大學(xué)四年學(xué)習(xí)成果的一個(gè)機(jī)會(huì)，也是對(duì)我的綜合能力的一個(gè)考驗(yàn)。我本人對(duì)“鋼坯噴號(hào)機(jī)行走部件及總體設(shè)計(jì)”的課題也非常感興趣，我一定會(huì)努力完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的�？偟膩碚f，鋼坯噴號(hào)機(jī)對(duì)于鋼鐵廠和這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于我都是具有現(xiàn)實(shí)意義的。

　　2、基本內(nèi)容和技術(shù)方案

　　本課題是基于機(jī)械設(shè)計(jì)與電子控制結(jié)合的.技術(shù)來設(shè)計(jì)鋼坯噴號(hào)機(jī)。經(jīng)連連軋的鋼坯規(guī)格為160mm*200mm的方形鋼坯，用切割機(jī)割成定長，由300mm寬的輸出通道送出。

　　1.基本內(nèi)容

　　先擬定鋼坯噴號(hào)機(jī)的總體方案，然后確定鋼坯噴號(hào)機(jī)行走部件的傳動(dòng)方案及結(jié)構(gòu)參數(shù)，最后畫出鋼坯噴號(hào)機(jī)行走部件的裝配圖以及零件圖。

　　2.系統(tǒng)技術(shù)方案

　　(1)工作過程：啟動(dòng)機(jī)器PLC控制步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)鋼坯噴號(hào)機(jī)到相應(yīng)的位置，按下啟動(dòng)鍵發(fā)送控制信號(hào)傳到控制部件(PLC)，控制部件發(fā)出控制命令給執(zhí)行部件(主要是行走部件及噴號(hào)部件，行走部件帶動(dòng)噴頭靠近鋼坯表面，然后噴頭進(jìn)行噴號(hào))，噴號(hào)完成后噴頭上升并清洗號(hào)碼牌。再次移動(dòng)噴號(hào)到下一個(gè)鋼坯處。

　　(2)要求實(shí)現(xiàn)的功能：行走部件功能(噴號(hào)機(jī)整體左右的移動(dòng)，噴號(hào)部件的上下前后移動(dòng)，噴頭的左右移動(dòng))、噴號(hào)部件功能(噴頭噴號(hào)，清洗號(hào)碼牌，號(hào)碼牌的更換)。其中號(hào)碼為(0—9)十個(gè)數(shù)字，號(hào)碼可以變化更換。每個(gè)號(hào)碼大小為35mm*15mm，號(hào)碼間距為5mm。

　　(3)實(shí)現(xiàn)方案：

　　行走功能的實(shí)現(xiàn)：由于在鋼坯上噴號(hào)并不需要很精確的定位，所以采用人工控制步進(jìn)電機(jī)的方式移動(dòng)整體噴號(hào)機(jī)來粗調(diào)。采用液壓缸提供動(dòng)力來推動(dòng)噴號(hào)部件，并采用行程開關(guān)控制電機(jī)來實(shí)現(xiàn)噴號(hào)部件上下移動(dòng)，下行程開關(guān)可以控制噴號(hào)部件與鋼坯表面之間的間距和發(fā)出信號(hào)使噴頭開始噴涂料并向右移動(dòng)。采用液壓缸推動(dòng)，滾輪在導(dǎo)架上滾動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)噴好機(jī)構(gòu)的前后移動(dòng)，并采用行程開關(guān)控制電機(jī)來實(shí)現(xiàn)噴頭的左右移動(dòng)，右行程開關(guān)可以控制噴頭停止噴涂料并回到初始位置和噴號(hào)部件向上移動(dòng)。

　　噴號(hào)功能的具體實(shí)現(xiàn)方案由和我一組的同學(xué)確定。

　　3、進(jìn)度安排

　　3-4周認(rèn)真閱讀和學(xué)習(xí)有關(guān)資料和知識(shí)，并翻譯英文文獻(xiàn)

　　5-7周鋼坯噴號(hào)機(jī)行走部件的傳動(dòng)方案及總體設(shè)計(jì)

　　8-9周確定鋼坯噴號(hào)機(jī)行走部件結(jié)果參數(shù)

　　10-13周完成鋼坯噴號(hào)機(jī)行走部件裝配圖及零件工作圖

　　14-15周準(zhǔn)備并進(jìn)行畢業(yè)答辯

　　機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 4

　　論文題目：左接頭鍛造工藝分析與模具設(shè)計(jì)

　　一、選題意義:

　　1、理論意義:(1)學(xué)習(xí)模具設(shè)計(jì)的一般方法，了解和掌握常用模具整體設(shè)計(jì)、零部件的設(shè)計(jì)過程和計(jì)算方法，培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想和分析問題、解決問題的能力，特別是總體設(shè)計(jì)和計(jì)算的能力。

　　(2)綜合運(yùn)用熱鍛模課程和其它有關(guān)選修課程的理論及生產(chǎn)實(shí)踐的知識(shí)去分析和解決模具設(shè)計(jì)問題，并使所學(xué)專業(yè)知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固和深化.

　　(3)通過計(jì)算和繪圖，學(xué)會(huì)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料等，培養(yǎng)模具設(shè)計(jì)的基本技能

　　(4)可以掌握鍛造工藝，熟悉各種鍛造各種鍛造設(shè)備，熟悉掌握計(jì)算機(jī)操作以及了解DEFORM軟件的應(yīng)用，并具有機(jī)械設(shè)計(jì)及制造等綜合知識(shí).

　　2、現(xiàn)實(shí)意義:隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)，新工藝，新設(shè)備，新材料不斷涌現(xiàn)，進(jìn)一步提高鍛件的性能指標(biāo);同時(shí)縮短了生產(chǎn)周期，降低了成本，使之在競爭中處于優(yōu)勢地位。

　　鍛造是一種借助工具或模具在沖擊作用下加工金屬機(jī)械零件或零件毛坯的方法。鍛件的最大優(yōu)勢是韌性高、纖維組織合理，件與件之間性能變化小;鍛件內(nèi)部質(zhì)量與加工歷史有關(guān)，不會(huì)被任何一種金屬加工工藝超過。

　　鍛件的優(yōu)勢是由于金屬材料通過塑性變形后，消除了內(nèi)部缺陷，如鍛(焊)合空洞，壓實(shí)疏松，打碎碳化物，非金屬夾雜并使之沿變形方向分布，改善或消除成分偏析等，得到了均勻、細(xì)小的低倍和高倍組織。而鑄造工藝得到的鍛件，盡管能獲得較準(zhǔn)確的尺寸和比鍛件更為復(fù)雜的形狀，但難以消除疏松、空洞、成分偏析、非金屬夾雜等缺陷;機(jī)械加工方法獲得的零件，尺寸精度較高，表面光滑，但金屬內(nèi)部流線往往被切斷，容易造成應(yīng)力腐蝕，承載拉壓交變應(yīng)力的能力較差。

　　這幾年，我國火車不斷提速，動(dòng)車、高鐵相繼投入運(yùn)營，這也代表著以后的發(fā)展方向，這要求我們必須保證火車導(dǎo)軌的安全可靠行，為保證高速列車運(yùn)行的平穩(wěn)性和旅客的舒適性，高速鐵路的平順性是很重要的指標(biāo)，國外高速鐵路采用斷面尺寸公差和平直度要求很高的長定尺鋼軌并焊接成超長無縫線路。接頭作為連接導(dǎo)軌的關(guān)鍵部件起著至關(guān)重要的作用。

　　模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，性能良好的鍛造設(shè)備是提高鍛造生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的鍛模模需要高精度高自動(dòng)化的鍛造設(shè)備相匹配。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前鍛造設(shè)備也由單工位、單功能、低速壓力機(jī)朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機(jī)械手乃至機(jī)器人的大量使用，使鍛造生產(chǎn)效率得到大幅度的提高，各式各樣的鍛造自動(dòng)線和高速自動(dòng)壓力機(jī)紛紛投入使用。

　　二、課題關(guān)鍵問題及難點(diǎn)

　　本課題以鍛造工序的數(shù)目確定、預(yù)成形設(shè)計(jì)為重點(diǎn)，對(duì)比不同形狀預(yù)制坯的成形過程，給出了合理的制坯工序布排和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了一火鍛造同時(shí)，開發(fā)了封閉飛邊閉式鍛造預(yù)鍛工序，提高了材料利用率。最后，對(duì)鍛造過程進(jìn)行了三維有限元模擬，在40MN熱模鍛壓力機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn)和試生產(chǎn)，模擬和試驗(yàn)結(jié)果證明鍛造設(shè)計(jì)符合生產(chǎn)要求。該鍛件形狀復(fù)雜，材料分布非常不均勻，其鍛造工序編排和模具設(shè)計(jì)難度更大。

　　本課題的難點(diǎn)在于應(yīng)用三維繪圖軟件和deform軟件對(duì)其進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析，通過軟件規(guī)范初設(shè)數(shù)據(jù)并反復(fù)進(jìn)行修改，直到得到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

　　三、調(diào)研報(bào)告(或文獻(xiàn)綜述)

　　我國的經(jīng)濟(jì)體制發(fā)生了根本的變化，由過去的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)過度到現(xiàn)在的市場經(jīng)濟(jì)。鍛壓生產(chǎn)雖然生產(chǎn)效率高，節(jié)約原材料和機(jī)械加工工時(shí);但生產(chǎn)周期較長，成本較高，處于不利的`競爭地位鑄造、焊接、機(jī)械加工豆加入了競爭。鍛造生產(chǎn)要跟上當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，需不斷改進(jìn)技術(shù)，采用新工藝、新技術(shù)，進(jìn)一步提高鍛件的性能指標(biāo);同時(shí)要縮短生產(chǎn)周期，降低成本，使之在競爭中處于優(yōu)勢地位。模具的技術(shù)水平明顯有了提高，一些國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)模具的性能已接近國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，但由于我國起步晚，許多模具不得不依賴進(jìn)口，與發(fā)達(dá)國家相比差距還非常大。

　　當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)鍛壓技術(shù)本身的完善和發(fā)展有著重大的影響，這主要表現(xiàn)在一下幾個(gè)方面:

　　1. 對(duì)機(jī)械零件的性能要求更高，現(xiàn)代交通工具如汽車、飛機(jī)、機(jī)車的速度越來越高，負(fù)荷越來越大。出更換強(qiáng)度更高的材料外，研究和開發(fā)新的鍛造技術(shù).挖掘原有材料的潛力也是一條出路。

　　2 .模具計(jì)算輔助設(shè)計(jì)、制造與分析(CAD/CAM/CAE)的研究和應(yīng)用將極大地提高模具制造效率，提高模具質(zhì)量，使模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)一體化.

　　3. 模具的標(biāo)準(zhǔn)化、商品化、機(jī)械化及專業(yè)化自動(dòng)生產(chǎn)。

　　4. 工藝分析計(jì)算的現(xiàn)代化，它將與現(xiàn)代數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)聯(lián)姻，對(duì)加工零件進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬和有限元分析，達(dá)到預(yù)測某一工藝方案對(duì)零件成形的可能性與成形過程中可能會(huì)發(fā)生的問題，供設(shè)計(jì)人員修改和選擇。

　　目前鍛造業(yè)面臨的問題大概可以歸納為一下幾個(gè)方面:

　　1.裝備水平低，其主要表現(xiàn)是設(shè)備老化、精確度低。

　　2.管理體制亟待理順，生產(chǎn)廠點(diǎn)過多，力量分散。

　　3.機(jī)械制造廠家封閉式經(jīng)營生產(chǎn)，是產(chǎn)品缺乏競爭力。

　　4.科學(xué)研究投入少，接受新技術(shù)新工藝遲緩，其結(jié)果導(dǎo)致搞科研也搞生產(chǎn)，生產(chǎn)廠家的問題無人去解決。

　　四、參考文獻(xiàn)

　　【1】姚澤坤主編.鍛造工藝學(xué)與模具設(shè)計(jì) 西北工業(yè)大學(xué)出版社 2008.6

　　【2】盧秉恒.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,1999.8

　　【3】王先奎.機(jī)械制造工藝學(xué). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002

　　【4】吳宗澤.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.4

　　【5】鄭家驤.劉永田. 畫法幾何與機(jī)械制圖. 內(nèi)蒙古科技出版社,2002.8

　　【6】鍛壓手冊(設(shè)備) 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002

　　【7】鍛模設(shè)計(jì)手冊北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991

　　五、研究內(nèi)容及確定方案各步驟

　　1、研究內(nèi)容:

　　(1)模具整體方案設(shè)計(jì)，包括零件的工藝分析、設(shè)計(jì)繪制鍛件圖、模具類型的確定、確定變形工步及中間坯料尺寸，壓力中心計(jì)算、壓力機(jī)選擇、計(jì)算原坯料尺寸的確定等;

　　(2)模具整裝配圖和模具主要零件的設(shè)計(jì);

　　(3)編寫設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

　　2、基本設(shè)計(jì)方案

　　本零件是屬于大型鍛件，首先根據(jù)相關(guān)尺寸確定其鍛造工步，通過計(jì)算/r以及H/d的相關(guān)數(shù)值，基本步驟設(shè)計(jì)如下:

　　1、計(jì)算毛坯尺寸

　　2、選擇成型設(shè)備及其參數(shù)

　　3、用DEFORM模擬軟件進(jìn)行有限元模擬并分析缺陷并加以改進(jìn)

　　4、模具工作部分尺寸的計(jì)算

　　5、模具的總體設(shè)計(jì)

　　6、下料

　　7、加熱

　　8、彎曲

　　9、預(yù)鍛

　　10、終鍛

　　11、切邊

　　六、進(jìn)度安排

　　第5-6周畢業(yè)實(shí)習(xí)，撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告

　　第7-8周寫出不少于3000字的文獻(xiàn)綜述;根據(jù)參考文獻(xiàn)和課題要求，提出自己擬定的可行方案;

　　第9-10周寫出開題報(bào)告，開題;進(jìn)行總體設(shè)計(jì)

　　第11-12周外文文獻(xiàn)翻譯，完成詳細(xì)方案設(shè)計(jì)

　　第13-14周完成結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　第15-16周繪制圖紙，列出論文編寫大綱，設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫

　　第17周，整理設(shè)計(jì)資料，進(jìn)行畢業(yè)答辯

　　機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 5

　　一、擬選定學(xué)位論文的題目名稱

　　瀝青攪拌樓的樓架結(jié)構(gòu)分析

　　二、選題的科學(xué)意義和應(yīng)用前景

　　選題的科學(xué)意義：

　　大型機(jī)器的支撐基礎(chǔ)，承受著由機(jī)器的不平衡擾力引起的振動(dòng)和機(jī)器的自重等，如其振動(dòng)過大，將會(huì)影響機(jī)器的加工要求或無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至損壞機(jī)器和影響鄰近的設(shè)備、儀器和人員的工作和生活，嚴(yán)重的還會(huì)危及建筑物的安全。因此動(dòng)力機(jī)器的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)分析具有重要的意義。

　　我國對(duì)于動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)正式研究起于上世紀(jì)七十年代，在八十年代主要編制成了國家標(biāo)準(zhǔn)《動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《設(shè)計(jì)手冊》，這對(duì)于動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和分析提供了重要依據(jù)和參考。近年來對(duì)于動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的研究，往往集中于對(duì)壓縮機(jī)、壓力機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、配料機(jī)等機(jī)器基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)分析。對(duì)于工業(yè)上應(yīng)用的更復(fù)雜的設(shè)備，像由振動(dòng)篩、攪拌器等多個(gè)動(dòng)力機(jī)器組成的大型瀝青攪拌樓，對(duì)于這種往往由多個(gè)動(dòng)力機(jī)器組合的大型設(shè)備的樓架問題研究的幾乎沒有。另一方面研究人員僅僅采用單一理論計(jì)算方法計(jì)算擾力值，振動(dòng)幅值等，計(jì)算方法和參數(shù)的選擇并不統(tǒng)一，或考慮不夠全面造成結(jié)果各不相同或不接近實(shí)際。

　　針對(duì)以上問題，本文擬考慮多臺(tái)設(shè)備共同作用時(shí)的振動(dòng)合成，如考慮攪拌機(jī)的振動(dòng)擾力和振動(dòng)篩的擾力，并考慮如風(fēng)載、靜載、動(dòng)載多種載荷情況下樓架的承載和振動(dòng)情況。同時(shí)在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上，采用有限元分析軟件對(duì)樓架進(jìn)行模態(tài)分析，獲得結(jié)構(gòu)的頻率和振型，然后進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果優(yōu)化樓架設(shè)計(jì)，并再次進(jìn)行有限元計(jì)算，驗(yàn)證改進(jìn)方案的可行性。

　　選題的應(yīng)用前景：

　　瀝青混凝土攪拌設(shè)備是瀝青路面機(jī)械化施工的關(guān)鍵設(shè)備，近20年來，我國公路交通事業(yè)發(fā)展迅猛，公路機(jī)械化施工因此獲得巨大進(jìn)步，特別是對(duì)參與高速公路瀝青路面工程建設(shè)的企業(yè)來說，擁有大型瀝青混凝土攪拌設(shè)備已是市場準(zhǔn)入條件之一。而其樓架部分是攪拌樓的重要承載機(jī)構(gòu)，其設(shè)計(jì)首先必須保證機(jī)器的特定工作要求，滿足振動(dòng)和抗振的要求。

　　樓架作為瀝青攪拌樓的支撐基礎(chǔ)，它在各種工況下承受著巨大的載荷。若局部的應(yīng)力過高會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)被破壞，因此需要對(duì)樓架結(jié)構(gòu)剛強(qiáng)度和抗振性及穩(wěn)定性進(jìn)行分析，避免樓架的破壞同時(shí)合理選擇樓架鋼材的截面尺寸等，這樣可以保證瀝青攪拌樓的樓架在滿足安全性的前提下節(jié)約材料，因此對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性具有重大意義。

　　企業(yè)中瀝青攪拌樓的樓架設(shè)計(jì)往往利用技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，即直接采用特定的結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行生產(chǎn)制造。本文的選題來源于企業(yè)，是對(duì)現(xiàn)有某型號(hào)瀝青攪拌樓的樓架安全性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行驗(yàn)算分析或在進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，這樣可以有效地降低設(shè)計(jì)成本，更具經(jīng)濟(jì)性。

　　選題中由于瀝青攪拌樓的樓架高度較高，所以要考慮多種載荷情況下樓架的承載和振動(dòng)情況。同時(shí)采用有限元軟件進(jìn)行分析，更好的展現(xiàn)在工作情況下樓架的實(shí)際情況，顯現(xiàn)出樓架中的危險(xiǎn)部分，可以針對(duì)問題對(duì)樓架機(jī)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)和完善，優(yōu)化樓架，為瀝青攪拌樓樓架的設(shè)計(jì)提供有力的依據(jù)。這些對(duì)于大型復(fù)雜設(shè)備的支撐基礎(chǔ)設(shè)計(jì)都具有一定的參考意義。

　　三、背景科研項(xiàng)目情況簡介

　　此課題來源于工程實(shí)際，是以無錫錫通科技集團(tuán)某瀝青攪拌樓設(shè)計(jì)為背景展開的。其樓架結(jié)構(gòu)分析是攪拌樓設(shè)計(jì)工作的重要組成部分。此課題的完成將為企業(yè)進(jìn)行各種型號(hào)瀝青攪拌樓的樓架設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)。

　　四、學(xué)位論文主要研究內(nèi)容

　　動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)本身質(zhì)量、剛度的分布、設(shè)備的質(zhì)量和剛度、地基的影響、擾力大小和相位等因素，確定安全可靠、適用、經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)先進(jìn)的方案。

　　本論文是對(duì)企業(yè)中已有的樓架安全性與經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析驗(yàn)算和優(yōu)化，樓架的結(jié)構(gòu)和選材已定、不進(jìn)行研究，本論文對(duì)于瀝青攪拌樓的樓架設(shè)計(jì)提出必須滿足的三個(gè)基本要求：

　　(1)具有良好的抗振性;

　　(2)具有足夠的剛強(qiáng)度;

　　(3)穩(wěn)定性要求。

　　只有滿足了這三個(gè)方面的要求才能保證瀝青攪拌樓的正常運(yùn)行和安全生產(chǎn)。所以在進(jìn)行瀝青攪拌樓的樓架設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行動(dòng)力特性分析以及強(qiáng)度和穩(wěn)定性的計(jì)算。最后就樓架可行性與經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行驗(yàn)算和優(yōu)化。

　　1.關(guān)于樓架抗振性研究：設(shè)計(jì)動(dòng)力機(jī)器機(jī)架的基本目標(biāo)是限制其振動(dòng)幅值和自振頻率，以滿足機(jī)器本身和附近設(shè)備、儀器的運(yùn)轉(zhuǎn)和不影響鄰近工作人員和居民的工作和生活。因此本設(shè)計(jì)中動(dòng)力計(jì)算時(shí)首先要確定機(jī)器的擾力作用方向和擾力值及其作用點(diǎn)的位置，然后按瀝青攪拌設(shè)備的擾力性質(zhì)，采用相應(yīng)的動(dòng)力計(jì)算公式，計(jì)算樓架的振動(dòng)幅值、振動(dòng)頻率等，使之不超過允許極限值。

　　2.關(guān)于樓架剛強(qiáng)度的研究：要使樓架具有良好的動(dòng)態(tài)性能必須保證它具有足夠的靜、動(dòng)態(tài)剛度。靜態(tài)剛度是以滿載靜力作用下的靜位移來表征，動(dòng)態(tài)剛度是指其動(dòng)態(tài)特性，是以其系統(tǒng)的滿載自振頻率來表征。對(duì)剛度的研究本文從這兩個(gè)方面入手分別計(jì)算。強(qiáng)度設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則是在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中可能發(fā)生的最大載荷的情況下樓架上任何點(diǎn)的應(yīng)力都不得大于允許應(yīng)力。強(qiáng)度計(jì)算時(shí)本文主要進(jìn)行內(nèi)力分析、載荷組合、和承載能力的驗(yàn)算。其中內(nèi)力分析包括動(dòng)內(nèi)力、風(fēng)載以及各種靜載荷內(nèi)力的計(jì)算。通過這些分析和計(jì)算確保瀝青攪拌樓樓架的所有構(gòu)件在各種可能的載荷工況下都不受到損壞，從而使機(jī)組能夠安全地運(yùn)行。此外還需研究樓架在彎扭組合交變應(yīng)力作用下的.疲勞強(qiáng)度問題。

　　3.關(guān)于樓架桿件穩(wěn)定性的研究：對(duì)于細(xì)長的或薄壁的受壓機(jī)構(gòu)及彎-壓結(jié)構(gòu)存在失穩(wěn)問題，失穩(wěn)對(duì)結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生很大的破壞，設(shè)計(jì)時(shí)需要校核。本文研究的瀝青攪拌樓的樓架由于立柱高度大承受的豎直方向的載荷較大，為避免立柱失穩(wěn)，需要校核計(jì)算。研究時(shí)由于樓架受力情況復(fù)雜，需要對(duì)立柱所受外力簡化、近似處理等從而計(jì)算出立柱所能承受的臨界壓力。

　　4.關(guān)于樓架安全性與經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行驗(yàn)算和優(yōu)化：將理論計(jì)算結(jié)果與有限元軟件運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行比較，通過對(duì)結(jié)果的分析來得出結(jié)論或進(jìn)一步的優(yōu)化，這也是本文的最終目的。

　　五、預(yù)期解決的主要問題

　　問題1：如何進(jìn)行瀝青攪拌樓樓架振動(dòng)位移的計(jì)算問題：

　　以前對(duì)機(jī)器基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)的方法有兩自由度法和空間多自由度法，在計(jì)算機(jī)普及以前只能采用兩自由度法。這種方法從基礎(chǔ)中逐一抽出單榀橫向框架，把它們簡化成兩自由度的質(zhì)量、彈簧體系，然后進(jìn)行動(dòng)力分析。這種分析忽略了縱向框架的作用，只能求解單品框架的頻率、振型和動(dòng)力響應(yīng)，其精度和空間框架的實(shí)測結(jié)果相差較大;對(duì)于不能分解成平面框架的復(fù)雜結(jié)構(gòu)該方法更無能為力。空間多自由度體系往往更接近實(shí)際的幾何、物理模型，其精度更高，但空間多自由度法計(jì)算復(fù)雜，需要求解問題較多。

　　本論文擬采用空間多自由度法計(jì)算，但利用空間多自由度進(jìn)行分析時(shí)難點(diǎn)主要是：建立計(jì)算模型與動(dòng)力平衡方程并進(jìn)一步進(jìn)行動(dòng)位移的計(jì)算。樓架動(dòng)力計(jì)算時(shí)將振動(dòng)位移分成水平振動(dòng)位移和豎向振動(dòng)位移的計(jì)算：

　　(1)進(jìn)行水平振動(dòng)位移計(jì)算時(shí)，首先建立模型，方法是采用凝聚質(zhì)量和忽略轉(zhuǎn)動(dòng)慣量假定，將所有桿件的質(zhì)量向兩端的質(zhì)點(diǎn)集中。體系的附加質(zhì)量也向質(zhì)點(diǎn)積聚不考慮橫梁和樓板的變形進(jìn)行計(jì)算。然后運(yùn)用達(dá)朗貝爾原理建立動(dòng)力平衡方程，利用公式求出所有的水平自振圓頻率和振型，進(jìn)一步計(jì)算各振型的折算質(zhì)量和載荷，最后求出動(dòng)位移;

　　(2)進(jìn)行豎向振動(dòng)位移計(jì)算時(shí)，考慮橫梁的變形，把單跨梁的鉸支座改成彈簧支座，建立模型，建立剛度方程，求出自振頻率，最后計(jì)算結(jié)構(gòu)動(dòng)位移。

　　問題2：如何在多種載荷及其組合載荷下進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算的問題：

　　本問題的難度在于涉及的載荷非常多，如工作情況下的動(dòng)載、設(shè)備自重、風(fēng)載、地震載荷等，應(yīng)該選取何種情況下的載荷或組合載荷進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。此外還要研究樓架在彎扭組合交變應(yīng)力作用下的疲勞強(qiáng)度問題。

　　本文首先將載荷分類：

　　a.永久載荷組合由設(shè)備自重、樓架自重組成

　　b.可變載荷由動(dòng)載荷組成

　　c.偶然組合由風(fēng)載荷組成。在樓架承載力計(jì)算時(shí)進(jìn)行載荷的組合，并取較大值作為控制值：

　　1)基本組合可由永久載荷與可變載荷組合，可變載荷中的各項(xiàng)動(dòng)力載荷只考慮單向作用;

　　2)偶然組合可由永久載荷，可變載荷及偶然載荷組合。再進(jìn)行計(jì)算時(shí)，計(jì)算簡圖按下列規(guī)定確定：

　　1)柱和頂板橫梁按橫向平面剛架計(jì)算，當(dāng)量載荷考慮豎向和橫向的作用;

　　2)柱和頂板縱梁按縱向平面剛架計(jì)算，當(dāng)量載荷考慮豎向和縱向的作用。計(jì)算縱橫梁在水平載荷的作用下產(chǎn)生的彎矩，可近似的假定梁的兩端為固定支座來計(jì)算。

　　問題3：對(duì)樓架進(jìn)行有限元分析時(shí)如何建模及如何進(jìn)行模態(tài)分析的問題：

　　利用有限元可以進(jìn)行靜態(tài)分析、剛框架結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)分析和模態(tài)分析。

　　在進(jìn)行有限元分析時(shí)首先需要進(jìn)行有限元軟件的建模，本文在建立瀝青攪拌樓樓架的有限元模型時(shí)，不能瀝青攪拌樓樓架及設(shè)備的全部導(dǎo)入ANSYS中進(jìn)行建模，因?yàn)槟菢涌赡軙?huì)導(dǎo)致運(yùn)算量過大而使軟件無法運(yùn)行，可根據(jù)需要，建立樓架的有限元模型，然后選擇所采用的有限元單元類型，劃分網(wǎng)格，最后對(duì)其進(jìn)行計(jì)算分析。采用這樣的方法，建立樓架的有限元模型，可以減少運(yùn)算量，但必須能夠分析出樓架所達(dá)到的最大變形量。

　　對(duì)于模態(tài)分析，用于確定設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)或機(jī)器部件的振動(dòng)特性，即結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型，它們是承受動(dòng)態(tài)載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)。模態(tài)分析的好處：

　　(1)使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)避免共振或以特定頻率進(jìn)行振動(dòng);

　　(2)使工程師可以認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)對(duì)于不同類型的動(dòng)力載荷是如何響應(yīng)的;

　　(3)有助于在其它動(dòng)力分析中估算求解控制參數(shù)進(jìn)行模態(tài)分析需要清楚模態(tài)分析的基本理論。

　　本文進(jìn)行樓架的模態(tài)分析的主要分析思路：首先，進(jìn)行理論分析計(jì)算系統(tǒng)的固有頻率，然后在ANSYS中用實(shí)體建模的方法建立樓架模型，通過網(wǎng)格劃分和加載求解來得到系統(tǒng)的固有頻率。最后，將理論計(jì)算結(jié)果與軟件運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行比較，通過對(duì)結(jié)果的分析來得出結(jié)論。

　　六、開題條件

　　學(xué)術(shù)條件：本人在經(jīng)過本科階段和研究生階段的學(xué)習(xí)，掌握了材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、高等動(dòng)力學(xué)、機(jī)械振動(dòng)、建筑振動(dòng)理論及有限元分析理論等多方面的知識(shí)，這是論文開展的理論基礎(chǔ)。然后又參考了相關(guān)領(lǐng)域的研究成果和實(shí)踐狀況，為論文的完成有很大的實(shí)際意義。同時(shí)還有我的導(dǎo)師和同學(xué)都將為我的論文提供指導(dǎo)和幫助，這些都是我完成課題的重要保證。

　　設(shè)備條件：分析用計(jì)算機(jī)與軟件均具備。

　　七、文獻(xiàn)綜述

　　20世紀(jì)80年代以來，隨著有限元法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，利用有限元方法分析機(jī)架或樓架應(yīng)力、變形分布等情況，來解決其存在的問題，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的，已在我國有了應(yīng)用[1]。本課題利用理論計(jì)算與有限元相合的方法對(duì)瀝青攪拌樓的樓架進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化，解決在實(shí)際使用過程中樓架因?yàn)閺?qiáng)度問題的斷裂和振動(dòng)破壞，在滿足抗振性、剛強(qiáng)度的要求下減輕樓架的質(zhì)量，降低成本。

　　動(dòng)力機(jī)器支撐基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一般要求應(yīng)保證抗振性、剛強(qiáng)度及穩(wěn)定性。

　　本文正是從這三個(gè)方面進(jìn)行分析進(jìn)行樓架結(jié)構(gòu)的分析。設(shè)計(jì)前需要弄清設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理，文獻(xiàn)[2][3]介紹兩種瀝青攪拌站的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。為個(gè)人提供了一定的專業(yè)知識(shí)。由于剛度分析主要考慮變形問題，在進(jìn)行動(dòng)力分析時(shí)顯然要最終求出樓架的最大的振幅，振動(dòng)頻率。

　　對(duì)于樓架抗振性的研究：抗振性即動(dòng)力分析，是本文的難點(diǎn)。在進(jìn)行動(dòng)力分析時(shí)需要知道瀝青攪拌樓的擾力產(chǎn)生來源，及擾力的作用方向和作用點(diǎn)的位置，然后本文在進(jìn)行樓架的動(dòng)位移計(jì)算時(shí)采用了空間多自由度法計(jì)算。空間多自由度體系往往更接近實(shí)際的幾何、物理模型，其精度更高，應(yīng)用也越來越廣泛。

　　機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 6

　　課題名稱：MK2110數(shù)控磨床模擬與床身優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　課題背景：(標(biāo)題按小四黑體)

　　隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的形成，整個(gè)機(jī)床行業(yè)的市場競爭必將愈演愈烈。目前，國內(nèi)機(jī)床產(chǎn)品的技術(shù)水平還相對(duì)落后，就設(shè)計(jì)方法而言，尚處于經(jīng)驗(yàn)、靜態(tài)和類比的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，對(duì)動(dòng)力學(xué)模擬和結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性考慮得不多，動(dòng)態(tài)優(yōu)化軟件使用率也相對(duì)較低。新產(chǎn)品開發(fā)缺少結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模和優(yōu)化的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法，就很難提高機(jī)床質(zhì)量和生產(chǎn)效率【1】。中國的機(jī)床制造行業(yè)的形勢將變得更為嚴(yán)峻，將面臨更為強(qiáng)大的競爭對(duì)手，如果我們的機(jī)床制造企業(yè)還沒有先進(jìn)的設(shè)計(jì)制造手段作為技術(shù)支撐，仍然抱著傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法不放，那么靠什么與對(duì)手競爭?如何在國外高檔機(jī)床大舉進(jìn)攻中國市場的嚴(yán)峻形勢下，保留住中國機(jī)床原有的半壁江山?然而可喜的是，國內(nèi)己有許多制造企業(yè)和科研院所認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)，高檔機(jī)床的設(shè)計(jì)制造是戰(zhàn)略行業(yè)，中國不能在這種行業(yè)上受制于人，必須加快先進(jìn)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)技術(shù)向具體產(chǎn)品開發(fā)的應(yīng)用轉(zhuǎn)移。東南大學(xué)、天津大學(xué)和昆明理工大學(xué)等高校在這方面己進(jìn)行了研究，取得了一定的成果【2】。為此，本畢業(yè)設(shè)計(jì)以MK2110數(shù)控磨床的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，著重對(duì)磨床的動(dòng)力學(xué)和床身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了細(xì)致的研究。(小四宋體)

　　課題內(nèi)容：

　　1.提出：對(duì)于高速磨床來說，磨削精度是影響磨削質(zhì)量的關(guān)鍵因數(shù)，而電主軸芯在磨削過程中的運(yùn)動(dòng)變形又是影響磨削精度(如表面磨削波紋等)的重要因素。用傳統(tǒng)的剛性體來模擬電主軸芯的運(yùn)動(dòng)難以精確地模擬實(shí)際工況下變形情況，若不考慮柔性體的影響，將會(huì)存在很大的誤差。所以，有必要用柔性體代替剛性體對(duì)電主軸芯進(jìn)行動(dòng)力學(xué)。磨床床身是磨床的重要基礎(chǔ)件，起著支撐工件、工作臺(tái)、床頭箱和內(nèi)圓磨削裝置關(guān)鍵部件的作用。它的動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性直接影響磨床的加工精度和工件的表面粗糙度，關(guān)系到磨床是否能安全可靠的工作及整機(jī)的使用壽命。因此有必要了解床身結(jié)構(gòu)本身具有的剛度特性和動(dòng)態(tài)特性，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高磨床整體的動(dòng)靜態(tài)性能。

　　2.解決方法：虛擬樣機(jī)技術(shù)是在設(shè)計(jì)階段就對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行性能測試，從而使生產(chǎn)出來的產(chǎn)品最大可能的滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)。通過運(yùn)用ADAMS軟件對(duì)剛性體和柔性體模型整體進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真【3】。運(yùn)用有限元ANSYS軟件對(duì)床身進(jìn)行靜剛度分析和模態(tài)分析，通過改變床身內(nèi)部筋板布局對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。有限元(Finite Element Analysis)的核心思想是結(jié)構(gòu)的離散化，就是將實(shí)際結(jié)構(gòu)假想地離散為有限數(shù)目的規(guī)則單元組合體，實(shí)際結(jié)構(gòu)的物理性能可以通過對(duì)離散體進(jìn)行分析，得出滿足工程精度的近似結(jié)果來替代對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)的分析【4】。

　　3.設(shè)計(jì)內(nèi)容：針對(duì)該磨床進(jìn)行力學(xué)分析，應(yīng)用動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS進(jìn)行工作狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)模擬分析，并應(yīng)用有限元軟件ANSYS進(jìn)行靜剛度分析、模態(tài)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。其中靜剛度分析主要是研究磨床床身在固定載荷的作用下的變形及應(yīng)力狀況，這對(duì)掌握機(jī)床的機(jī)械特性大有幫助;其次，床身結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性是影響磨床產(chǎn)品性能的關(guān)鍵因素之一，而研究其動(dòng)態(tài)特性的方法主要是進(jìn)行模態(tài)分析，主要內(nèi)容是確定磨床床身的震動(dòng)特性既固有頻率和主振型，它們是承受動(dòng)載荷的重要參數(shù);最后是通過改變磨床床身內(nèi)部筋板布局，分析各布局的動(dòng)靜態(tài)特性，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

　　課題意義：

　　建立一個(gè)真正反映結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的磨床動(dòng)力學(xué)模型，僅僅是進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)的先決條件，而不是最終的目的。動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的最終目的，是利用系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型以期獲得一個(gè)具有良好的靜、動(dòng)態(tài)性能機(jī)床結(jié)構(gòu)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。通過對(duì)磨床進(jìn)行力學(xué)分析，應(yīng)用動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS進(jìn)行工作狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)模擬分析，通過虛擬試驗(yàn)和測試，在產(chǎn)品開發(fā)階段就可以幫助設(shè)計(jì)者發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，并提出改進(jìn)方案。應(yīng)用有限元分析ANSYS，對(duì)床身進(jìn)行靜力學(xué)分析和模態(tài)分析，可以通過變形云圖，查看結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)以及結(jié)構(gòu)固有頻率，通過對(duì)薄弱環(huán)節(jié)的分析，提出解決方案，優(yōu)化結(jié)構(gòu)。

　　文獻(xiàn)綜述

　　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：

　　目前，磨床的動(dòng)特性分析主要以有限元法為主，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，普遍采用通用的工程有限元軟件進(jìn)行建模、優(yōu)化與仿真計(jì)算，所建的模型由試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。我國機(jī)床工業(yè)至今仍與國外存在著技術(shù)上的差距，不少國外機(jī)床在樣本中標(biāo)明他們的床身、立柱等基礎(chǔ)件經(jīng)過了有限元分析，因而具有優(yōu)異的動(dòng)、靜剛度、熱變形等性能，但我國的機(jī)床樣本中做的很少。不過我國高校、研究所等單位已經(jīng)擁有了這方面的技術(shù)資源。

　　美國Catholic大學(xué)GBiabchi等進(jìn)行了機(jī)床的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與控制相結(jié)合的研究【5】，Michigan大學(xué)的T.Jiang和M.Chiredast在應(yīng)用有限元法和動(dòng)態(tài)分析的基礎(chǔ)上，利用數(shù)學(xué)模型來模擬機(jī)床結(jié)構(gòu)的聯(lián)接形式，建立了機(jī)床整機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)機(jī)床結(jié)合面聯(lián)接件的位置與數(shù)量進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)【6】。

　　陜西理工學(xué)院侯紅玲等在對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析時(shí)，將ANSYS與ADAMS兩個(gè)軟件結(jié)合使用，可以精確模擬整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，取得動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果。ADAMS軟件是著名的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件，分析對(duì)象主要是剛體，但與ANSYS軟件結(jié)合使用可以考慮分析零部件的彈性，同樣ADAMS的分析結(jié)果可為ANSYS分析提供相應(yīng)的邊界條件。這些工作對(duì)于支持并加快提升企業(yè)的自主技術(shù)創(chuàng)新能力具有一定的意義【7】。

　　東南大學(xué)的陳新、孫慶鴻在ANSYS軟件上建立高精度內(nèi)圓磨床M2120A整機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)分析。在建模過程中，分別采用體單元、彈簧—阻尼單元和3D梁單元、三維接觸單元模擬主要零部件、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)和結(jié)合部【8-9】，該方法采用有限元法，用商品化軟件進(jìn)行建模和分析，全部采用軟件中的現(xiàn)有單元，其效率和精度高。

　　湯文成等【10-12】對(duì)床身結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過分析和研究得出改變床身的筋板類型和布局設(shè)計(jì)是提高床身床身結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)態(tài)特性的有效手段，并且提出了以導(dǎo)軌的振動(dòng)變形量作為床身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的.主要依據(jù)，建立了床身的結(jié)構(gòu)模型，以床身的結(jié)構(gòu)參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，各設(shè)計(jì)變量對(duì)床身動(dòng)態(tài)性能貢獻(xiàn)加權(quán)作為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)，最后得到最優(yōu)的床身設(shè)計(jì)方案，同時(shí)在機(jī)床的參數(shù)化設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了有益的嘗試。

　　通過以上的綜述可以看出，應(yīng)用ADAMS軟件對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的研究基本以機(jī)床單件或部分子結(jié)構(gòu)的組合為對(duì)象，從整機(jī)的角度建立包括主軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在內(nèi)的整機(jī)完整的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行研究相對(duì)較少，而且運(yùn)用柔性體理論對(duì)磨床整體進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析也不多見，大部分還是剛性體仿真。另外，對(duì)床身進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)還是局限于改變筋板橫向或徑向數(shù)目進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　1.陳新,高精度內(nèi)圓磨床結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D],南京:東南大學(xué)博士學(xué)位論文,2001

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　　8.周德廉,陳新,孫慶鴻,高精度內(nèi)圓磨床整機(jī)動(dòng)力學(xué)建模及優(yōu)化設(shè)計(jì).東南學(xué)學(xué)報(bào).2001,31(2):35～38

　　9.陳新,機(jī)床結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型建立及其動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D],黑龍江:哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士論文.1987

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　　研究內(nèi)容:

　　針對(duì)MK2110數(shù)控內(nèi)圓磨床，應(yīng)用多體動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS進(jìn)行工作狀態(tài)下剛性體動(dòng)力學(xué)仿真。將電主軸芯柔性化，進(jìn)行工作狀態(tài)下柔性體動(dòng)力學(xué)仿真。應(yīng)用有限元軟件ANSYS對(duì)磨床床身進(jìn)行靜力學(xué)分析、模態(tài)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。其中靜力學(xué)分析主要是研究磨床床身在最大工作載荷的作用下的變形及應(yīng)力狀況，這對(duì)掌握機(jī)床的機(jī)械特性大有幫助;另外床身結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性是影響磨床產(chǎn)品性能的關(guān)鍵因素之一，通過模態(tài)分析研究其動(dòng)態(tài)特性，確定磨床床身的振動(dòng)特性和主振型，它們是承受動(dòng)載荷的重要參數(shù);最后對(duì)磨床床身進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，通過改變床身內(nèi)部筋板布局，分析各種布局的振動(dòng)特性和靜態(tài)特性，選擇最優(yōu)的方案。

　　研究計(jì)劃：

　　第一周：資料收集與文獻(xiàn)檢索

　　第二周：英文資料翻譯

　　第三周：編寫開題報(bào)告

　　第四周：提交開題報(bào)告

　　第五周：學(xué)習(xí)軟件與建立磨床三維建模

　　第六周：學(xué)習(xí)軟件與建立磨床三維建模

　　第九周：動(dòng)力學(xué)分析

　　第十周：動(dòng)力學(xué)分析

　　第十一周：結(jié)構(gòu)分析

　　第十二周：結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析

　　第十三周：編寫論文

　　第十四周：編寫論文

　　第十五周：編寫論文

　　第十六周：提交論文并完成答辯

　　特色與創(chuàng)新

　　1.利用ADAMS軟件對(duì)MK2110磨床進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，絕大多數(shù)研究還是主要應(yīng)用ANSYS作分析。

　　2.運(yùn)用了先進(jìn)的三維建模軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜模型的建立，彌補(bǔ)了有限元分析軟件ANSYS建模功能的不足。

　　3.將電主軸芯柔性化，對(duì)整體進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真。

　　4.針對(duì)ANSYS軟件不適合機(jī)械動(dòng)力學(xué)分析,ADAMS軟件不適合有限元分析的狀況,將ANSYS和ADAMS兩種分析軟件結(jié)合起來對(duì)柔性體進(jìn)行仿真分析。

　　5.在有限元分析過程中綜合運(yùn)用了靜剛度分析，模態(tài)分析等常用分析方法。

　　6.提出新的改變筋板布局的方式，對(duì)床身進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

　　機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 7

　　一、課題依據(jù)及意義

　　帶式輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)行的運(yùn)輸設(shè)備，在冶金、采礦、動(dòng)力、建材等重工業(yè)部門及交通運(yùn)輸部門中主要用來運(yùn)送大量散狀貨物，如礦石、煤、砂等粉、塊狀物和包裝好的成件物品。由于帶式輸送機(jī)有長距離、運(yùn)量大、連續(xù)運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)，其已經(jīng)成為煤礦最理想的高效連續(xù)輸送設(shè)備。帶式輸送機(jī)運(yùn)行可靠,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、集中化控制,特別是對(duì)高產(chǎn)高效礦井。

　　由于帶式輸送機(jī)是一種摩擦驅(qū)動(dòng)以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械。應(yīng)用它，可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點(diǎn)到最終的卸料點(diǎn)間形成一種物料的輸送流程。所以選擇帶式輸送機(jī)這種通用機(jī)械的設(shè)計(jì)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題，由此能培養(yǎng)我們獨(dú)立解決工程實(shí)際問題的能力。由于現(xiàn)在對(duì)貨物石灰比較常用，所以上行式石灰?guī)捷斔蜋C(jī)的設(shè)計(jì)還是很有必要的。

　　二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(含文獻(xiàn)綜述)

　　1、國外對(duì)帶式輸送機(jī)的發(fā)展研究

　　國外對(duì)帶式輸送機(jī)得研究包括多方面，比如輸送機(jī)起動(dòng)的優(yōu)化理論，輸送帶橫向振動(dòng)理論的發(fā)展，橡膠損耗裝置的研究，橡膠損耗裝置的研究，卸料軌跡與料流狀態(tài)研究等等。具體研究發(fā)展情況幾天如下：

　　最佳理論S—曲線起動(dòng) 此研究1981年開始于澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織，優(yōu)化輸送帶的起動(dòng)，使瞬時(shí)應(yīng)力最小化。在啟動(dòng)時(shí)，S曲線在輸送帶上產(chǎn)生一個(gè)可預(yù)測的動(dòng)態(tài)應(yīng)力。

　　輸送帶振動(dòng)理論的發(fā)展對(duì)正交各向異性薄板理論的研究，對(duì)運(yùn)動(dòng)的輸送帶出現(xiàn)振動(dòng)和彎曲現(xiàn)象有了第一次數(shù)學(xué)解釋，提供了一種準(zhǔn)確的方法預(yù)測帶式輸送機(jī)的回程段振動(dòng)的能量。得出了4階偏微分方程的解，并被應(yīng)用于具體的稱為薄板的彈性邊界。得出了一種方法，對(duì)鋼絲繩芯輸送帶和織物帶，預(yù)測運(yùn)輸段和回程段帶的振動(dòng)形式需應(yīng)用不同的特殊邊界條件。

　　滾動(dòng)損耗的研究上世紀(jì)末，進(jìn)行了預(yù)測長距離和轉(zhuǎn)彎輸送機(jī)摩擦力的新研究。

　　紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)研究了物料和輸送帶彎曲的影響，并且發(fā)表了許多研究成果。其他人也相繼發(fā)表了自己的研究成果，主要體現(xiàn)在對(duì)彎曲和有關(guān)滾動(dòng)壓陷損耗的橡膠特點(diǎn)影響的理解以及壓陷損耗有關(guān)的復(fù)雜情況。

　　動(dòng)力學(xué)分析有多種方法可以解決輸送帶中彈性應(yīng)力傳播的問題，包括波動(dòng)模型、質(zhì)量—彈簧模型、邊界元素模型和有限元/微分方法。每一種方法都有其數(shù)學(xué)根據(jù)。例如，對(duì)于波動(dòng)模型方法有必要考慮全部應(yīng)力波的傅立葉成分，而質(zhì)量—彈簧模型的解決方案取決于產(chǎn)生應(yīng)力各個(gè)模態(tài)的幅值，對(duì)于有限元模型，當(dāng)運(yùn)用大量的運(yùn)算來模擬應(yīng)力時(shí)若元素邊界錯(cuò)誤就可能出現(xiàn)問題，并且元素的模數(shù)會(huì)變成臨界的模數(shù)。應(yīng)用波動(dòng)模型需要較多的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，而質(zhì)量—彈簧模型更易于用速度快、內(nèi)存大的計(jì)算機(jī)來處理。

　　1、國內(nèi)對(duì)帶式輸送機(jī)的發(fā)展研究

　　我國生產(chǎn)制造的帶式輸送機(jī)的品種、類型較多。在“八五”期間，通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目的實(shí)施，帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)呂開發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國內(nèi)空白，并對(duì)帶式輸送機(jī)的減低關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器。目前，我國煤礦井下用帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)特征指標(biāo)如表2所示。

　　2、國內(nèi)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的差距

　　差距一：技術(shù)性能上的對(duì)比

　　我國帶式輸送機(jī)的主要性能與參數(shù)已不能滿足高產(chǎn)高效礦井的需要，尤其是順槽可伸縮帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵元部件及其功能如自移機(jī)尾、高效儲(chǔ)帶與張緊裝置等與國外有著很大差距。 S >(YWu9 從上面國內(nèi)外帶式輸送機(jī)得主要技術(shù)指標(biāo)可以了解到：

　　1. 各種輸送帶式機(jī)的最大裝機(jī)功率都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于國外的最大裝機(jī)功率。

　　2. 帶速由于受托輥轉(zhuǎn)速的限制，我國帶式輸送機(jī)帶速要比國外低上至少1m/s(我國為4m/s，國外已經(jīng)達(dá)到5m/s以上)。

　　3. 運(yùn)輸能力我國帶式輸送機(jī)最大運(yùn)量為3000 t/h，國外已達(dá)5500 t/h。

　　4. 工作面順槽運(yùn)輸長度我國為3000 m，國外為7300m。

　　5. 最大輸送帶寬度我國帶式輸送機(jī)為1400 mm，國外最大為1830 mm。

　　6. 自移機(jī)尾=nr YjxlC~ 如今高效工作需要求輸送機(jī)機(jī)尾隨著工作面的快速推進(jìn)而快速自移。而國內(nèi)自移機(jī)尾主要依賴進(jìn)口，可見差距相差甚遠(yuǎn)。

　　7. 高效儲(chǔ)帶與張緊裝置我國采用封閉式儲(chǔ)帶結(jié)構(gòu)和絞車紅緊為主，張緊小車易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時(shí)，托輥小車不自移，需人工推移，檢修麻煩。國外采用結(jié)構(gòu)先進(jìn)的開放式儲(chǔ)帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動(dòng)張緊設(shè)備，托輥小車能自動(dòng)隨輸送帶伸縮到位。輸送帶有易跑偏，不會(huì)出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。

　　8. 輸送機(jī)品種國內(nèi)機(jī)型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分的發(fā)揮其性能。而且由于我國煤礦的地質(zhì)條件差異很大，需要在運(yùn)輸系統(tǒng)里布置新的特殊條件，所以需有待開發(fā)專用型的運(yùn)輸機(jī)。

　　差距二：核心技術(shù)上的差異

　　1.動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)測技術(shù)

　　動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)測技術(shù)是長距離、大功率帶式輸送機(jī)的.技術(shù)關(guān)鍵，這種核心技術(shù)制約著大型帶式輸送機(jī)的發(fā)展。對(duì)帶式輸送機(jī)的研究中，我國在計(jì)算方法和設(shè)計(jì)規(guī)范中，使用的是剛性理論來進(jìn)行分析研究。而實(shí)際上輸送帶是粘彈性體，長距離帶式輸送機(jī)其輸送帶對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的起、制動(dòng)力的動(dòng)態(tài)響應(yīng)是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，而不能簡單地用剛體力學(xué)來解釋和計(jì)算。因此說我國對(duì)輸送帶使用了很高的安全系統(tǒng)。

　　已開發(fā)了帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用軟件，在大型輸送機(jī)上對(duì)輸送機(jī)的動(dòng)張力進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析與動(dòng)態(tài)監(jiān)測，降低輸送帶的安全系統(tǒng)，大大延長使用壽命，確保了輸送機(jī)運(yùn)行的可靠性，從而使大型帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)達(dá)到了最高水平，并使輸送機(jī)的設(shè)備成本尤其是輸送帶成本大為降低。

　　2.可控軟起動(dòng)技術(shù)與功率均衡技術(shù)

　　我們需要采用軟起動(dòng)方式來降低輸送機(jī)制動(dòng)張力，尤其是多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，對(duì)于那種大運(yùn)量產(chǎn)距離的帶式輸送機(jī)。但對(duì)軟起動(dòng)也需有所研究，軟起動(dòng)分時(shí)慢時(shí)快起動(dòng)以減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊;但又要控制起動(dòng)加速度0.3～0.1 m/ ，解決承載帶與驅(qū)動(dòng)帶的帶速同步問題及輸送帶涌浪現(xiàn)象，減少對(duì)元部件的沖擊。各電機(jī)之間的功率平衡也應(yīng)加以控制，并提高平衡精度。國內(nèi)解決了長距離帶式輸送機(jī)的起動(dòng)與功率平衡及同步性問題，但其調(diào)節(jié)精度及可靠性與國外相比還有一定差距。此外，長距離大功率帶式輸送機(jī)除了要求一個(gè)運(yùn)煤帶速外，還需要一個(gè)驗(yàn)帶的帶速，調(diào)速型液力偶合器雖然實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)與功率平衡，但還需研制適合長距離的無級(jí)液力調(diào)速裝置。

　　差距三：控制系統(tǒng)差距

　　1. 驅(qū)動(dòng)方式我國為調(diào)速型液力偶合器和硬齒面減速器，國外傳動(dòng)方式多樣，如BOSS系統(tǒng)、CST可控傳動(dòng)系統(tǒng)等，控制精度較高。

　　2. 監(jiān)控裝置我國輸送機(jī)采用的是中檔可編程序控制器來控制輸送機(jī)的啟動(dòng)、正常運(yùn)行、停機(jī)等工作過程。這種可編程序控制器沒有自動(dòng)臨近裝置，沒有故障診斷與查詢等。而在國外，采用的是高檔可編程序控制器PLC，開發(fā)了先進(jìn)的程序軟伯與綜合電源繼電器控制技術(shù)以及數(shù)據(jù)采信、處理、存儲(chǔ)、傳輸、故障診斷與查詢等完整自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。

　　3.輸送機(jī)保護(hù)裝置我國的輸送機(jī)保護(hù)裝置相對(duì)于國外來說對(duì)于很多方面都是處于一種空白狀態(tài)，也就是說國外所設(shè)計(jì)的保護(hù)裝置，我國目前還做不到。比如國外的帶式輸送機(jī)除了安裝了輸送帶跑偏、打滑、撕裂、過滿堵塞、自動(dòng)灑水降塵這些基本等保護(hù)裝置外，還開發(fā)了很多新型監(jiān)測裝置，如傳動(dòng)滾筒、變向滾筒及托輥組的溫度監(jiān)測系統(tǒng)、煙霧報(bào)警及自動(dòng)消防滅火裝置、纖維織輸送帶縱撕裂及接頭監(jiān)測系統(tǒng)、防爆電子輸送帶秤自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)等等。我國不但沒有這些開發(fā)，而且那些基本保護(hù)其可靠性、靈敏性、壽命都較低。

　　差距四：可靠性、壽命上的差距

　　1.輸送帶抗拉強(qiáng)度我國生產(chǎn)的織物整芯阻燃輸送帶最高為2500 N/mm，國外為3150 N/mm。鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為4000 N/mm，國外為7000 N/mm。

　　2.輸送帶接頭強(qiáng)度我國輸送帶接頭強(qiáng)度為母帶的50%～65%，國外能夠達(dá)到母帶的70%～75%。

　　3. 托輥壽命我國現(xiàn)有的托輥技術(shù)與國外比較，壽命短、速度低、阻力大，而美國等使用的新型注油托輥，其運(yùn)行阻力小，軸承采用稀油潤滑，大大地提高了托輥的使用壽命，并可作為高速托輥應(yīng)用于帶式輸送機(jī)上，使用面廣，經(jīng)濟(jì)效益顯著。我國輸送機(jī)托輥壽命為2萬h，國外托輥壽命5～9萬h，國產(chǎn)托輥壽命僅為國外產(chǎn)品的30%～40%。

　　4. 輸送機(jī)減速器壽命我國輸送機(jī)減速器壽命2萬h，國外減速器壽命7萬h。

　　5. 帶式輸送機(jī)上下運(yùn)行時(shí)可靠性差。

　　4.現(xiàn)如今帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢

　　1. 設(shè)備大型化、提高運(yùn)輸能力為了適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，帶式輸送機(jī)的輸送能力要加大。長距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢，也是高產(chǎn)高效礦井運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展方向。

　　2. 提高元部件性能和可靠性設(shè)備開機(jī)率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。除了進(jìn)一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開發(fā)研究新的技術(shù)和元部件，如高性能可控軟起動(dòng)技術(shù)、動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾、高速托輥等，使帶式輸送機(jī)的性能得到進(jìn)一步提

　　3. 擴(kuò)大功能，一機(jī)多用化拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ�，做到一機(jī)多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。開發(fā)特殊型帶式輸送機(jī)，如彎曲帶式輸送機(jī)、大傾角或垂直提升輸送機(jī)等。

　　三、研究內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案

　　通用帶式輸送機(jī)由輸送帶、托輥、滾筒及驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、張緊、改向、裝載、卸載、清掃等裝置組成。我此次設(shè)計(jì)的是上行式石灰?guī)捷斔蜋C(jī)，屬于一種通用帶式輸送機(jī)，主要計(jì)算與選擇輸送帶類型，托輥類型，滾筒類型以及張緊裝置。

　　根據(jù)使用地點(diǎn)的具體情況、用戶要求或輸送機(jī)類型情況，進(jìn)行輸送機(jī)的整體布置。主要包括驅(qū)動(dòng)裝置的形式、數(shù)量和安裝位置的確定，拉緊裝置的形式和安裝位置的確定，機(jī)頭、機(jī)尾布置，裝載位置及形式，清掃裝置的類型及位置的確定等。輸送帶繞經(jīng)驅(qū)動(dòng)滾筒和尾部改向滾筒形成無極的環(huán)形封閉帶。上、下雨股輸送帶分別支承在上托輥和下托輥上。拉緊裝置保證輸送帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的張緊力。工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)滾筒通過摩擦力驅(qū)動(dòng)輸送帶運(yùn)行。物料裝在輸送帶上與輸送帶一同運(yùn)動(dòng)。通常利用上股輸送帶運(yùn)送物料，并在輸送帶繞過機(jī)頭滾筒改變方向時(shí)卸載。必要時(shí)，可利用專門的卸載裝置在輸送機(jī)中部任意點(diǎn)進(jìn)行卸載。

　　四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度

　　目標(biāo) 帶式輸送機(jī)得研究以及設(shè)計(jì)應(yīng)用中，我們對(duì)帶式輸送機(jī)的利用要達(dá)到效率最大化。帶式輸送機(jī)在不斷的發(fā)展，其設(shè)計(jì)理論以及開發(fā)成果基本滿足礦工業(yè)的需求，我們利用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)實(shí)地點(diǎn)與理論，設(shè)計(jì)出更好更有特色的帶式輸送機(jī)。帶式輸送機(jī)的應(yīng)用跟廣泛，所以在安全裝置上需要更加的用心，而且根據(jù)市場的需求，設(shè)計(jì)出性能以及質(zhì)量更能滿意的輸送機(jī)。

　　特點(diǎn) 上行式石灰?guī)捷斔蜋C(jī)是一種摩擦驅(qū)動(dòng)以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的傳送帶-流水線-傳送帶機(jī)械。礦井地面選煤廠及井下主要輸送道中，大部分采用此種輸送機(jī)。通過它我們能將物料從最初的供料點(diǎn)運(yùn)輸?shù)阶罱K的卸料點(diǎn)，其輸送路線適應(yīng)性強(qiáng)且靈活，線路長度可以短到10米，長到數(shù)十千米以上，也可以安裝到小型隧道里，甚至架設(shè)在危險(xiǎn)地面上課。對(duì)于現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè)中，這是一種不可缺少的裝置。

　　工作進(jìn)度安排

　　1. 查閱相關(guān)資料，外文資料翻譯(6000字符以上)，撰寫開題報(bào)告 20xx.12.27～20xx.01.21 4周

　　2.運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 20xx.03.21～20xx.04.03 2周

　　3.總裝圖設(shè)計(jì) 20xx.04.04～20xx.04.24 3周

　　4 主要零、部件強(qiáng)度及選用計(jì)算 20xx.04.25～20xx.05.08 2周

　　5.繪制零、部件圖 20xx.05.09～20xx.05.22 2周

　　6.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書(畢業(yè)論文) 20xx.05.23～20xx.06.05 2周

　　7.畢業(yè)設(shè)計(jì)審查、畢業(yè)答辯 20xx.06.06～20xx.06.23 2周

　　五、參考文獻(xiàn)

　　[1]孫桓等主編.機(jī)械原理.北京:高等教育出版社,2001

　　[2]濮良貴等主編.機(jī)械設(shè)計(jì). 北京:高等教育出版社,2001

　　[3]《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊》編委會(huì).運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社.1999

　　[4]范祖堯主編.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996

　　[5]徐灝主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(第四版).北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1991

　　機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 8

　　一、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的背景

　　三級(jí)圓錐—圓柱齒輪減速器，第一級(jí)為錐齒輪減速，第二、三級(jí)為圓柱齒輪減速。這種減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊、多輸出、傳動(dòng)效率高、運(yùn)行平穩(wěn)、傳動(dòng)比大、體積小、加工方便、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。因此，隨著我國社會(huì)主義建設(shè)的飛速發(fā)展，國內(nèi)已有許多單位自行設(shè)計(jì)和制造了這種減速器，并且已日益廣泛地應(yīng)用在國防、礦山、冶金、化工、紡織、起重運(yùn)輸、建筑工程、食品工業(yè)和儀表制造等工業(yè)部門的機(jī)械設(shè)備中，今后將會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。

　　二、主要研究內(nèi)容及意義

　　本文首先介紹了帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置的研究背景，通過對(duì)參考文獻(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的分析，闡述了齒輪、減速器等的相關(guān)內(nèi)容；在技術(shù)路線中，論述齒輪和軸的選擇及其基本參數(shù)的選擇和幾何尺寸的計(jì)算，兩個(gè)主要強(qiáng)度的驗(yàn)算等在這次設(shè)計(jì)中所需要考慮的一些技術(shù)問題做了介紹；為畢業(yè)設(shè)計(jì)寫作建立了進(jìn)度表，為以后的設(shè)計(jì)工作提供了一個(gè)指導(dǎo)。最后，給出了一些參考文獻(xiàn)，可以用來查閱相關(guān)的資料，給自己的設(shè)計(jì)帶來方便。

　　本次課題研究設(shè)計(jì)是大學(xué)生涯最后的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，也是最專業(yè)的一次鍛煉，它將使我們更加了解實(shí)際工作中的問題困難，也使我對(duì)專業(yè)知識(shí)又一次的`全面總結(jié)，而且對(duì)實(shí)際的機(jī)械工程設(shè)計(jì)流程有一個(gè)大概的了解，我相信這將對(duì)我以后的工作有實(shí)質(zhì)性的幫助。

　　三、實(shí)施計(jì)劃

　　收集相關(guān)資料：20XX年4月10日——4月16日

　　開題準(zhǔn)備： 4月17日——4月20日

　　確定設(shè)計(jì)方案：4月21日——4月28日

　　進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算：4月28日——5月8日

　　繪制圖紙：5月9日——5月15日

　　整理材料：5月15日——5月16日

　　編寫設(shè)計(jì)說明書：5月17日——5月20日

　　準(zhǔn)備答辯：

　　四、參考文獻(xiàn)

　　[1] 王昆等機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 高等教育出版社,1995.

　　[2] 邱宣懷機(jī)械設(shè)計(jì)第四版高等教育出版社,1997.

　　[3] 濮良貴機(jī)械設(shè)計(jì)第七版高等教育出版社,2000.

　　[4] 任金泉機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 西安交通大學(xué)出版社,2002.

　　[5] 許鎮(zhèn)寧機(jī)械零件人民教育出版社,1959.

　　[6] 機(jī)械工業(yè)出版社編委會(huì) 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊機(jī)械工業(yè)出版社,2008

　　機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 9

　　一、本課題研究的背景及意義

　　1、背景（課題涉及到的技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀）

　　逆向工程也稱反求工程或反向工程，是根據(jù)已存在的產(chǎn)品或零件原型構(gòu)造產(chǎn)品或零件的工程設(shè)計(jì)模型，并在此基礎(chǔ)上對(duì)已有的產(chǎn)品進(jìn)行剖析、理解和改進(jìn)，是對(duì)已有設(shè)計(jì)的再設(shè)計(jì)。

　　從廣義講，逆向工程可分以下三類：

　　（1）實(shí)物逆向：它是在已有產(chǎn)品實(shí)物的條件下，通過測繪和分折，從而再創(chuàng)造；其中包括功能逆向、性能逆向、方案、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等多方面的逆向。實(shí)物逆向的對(duì)象可以是整機(jī)、零部件和組件。

　�。�2）軟件逆向：產(chǎn)品樣本、技術(shù)文件、設(shè)計(jì)書、使用說明書、圖紙、有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、管理規(guī)范和質(zhì)量保證手冊等均稱為技術(shù)軟件。軟件逆向有三類：既有實(shí)物，又有全套技術(shù)軟件；只有實(shí)物而無技術(shù)軟件；沒有實(shí)物，僅有全套或部分技術(shù)軟件。

　�。�3）影像逆向：設(shè)計(jì)者既無產(chǎn)品實(shí)物，也無技術(shù)軟件，僅有產(chǎn)品的圖片、廣告介紹或參觀后的印象等，設(shè)計(jì)者要通過這些影像資料去構(gòu)思、設(shè)計(jì)產(chǎn)品，該種逆向稱為影像逆向。

　　目前，國內(nèi)外有關(guān)逆向工程的研究主要集中在幾何形狀的逆向，即重建產(chǎn)品實(shí)物的CAD，稱為“實(shí)物逆向工程”。

　　逆向工程的數(shù)據(jù)測量技術(shù)是通過特定的測量設(shè)備和測量方法獲取產(chǎn)品表面離散點(diǎn)的幾何坐標(biāo)數(shù)據(jù)，將產(chǎn)品的幾何形狀數(shù)字化。

　　現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集方法主要分為兩大類：

　　（1）接觸式數(shù)據(jù)采集方法接觸式數(shù)據(jù)采集方法包括使用基于力的擊發(fā)原理的觸發(fā)式數(shù)據(jù)采集和連續(xù)式掃描數(shù)據(jù)采集、磁場法、超聲波法。

　�。�2）非接觸式數(shù)據(jù)采集方法非接觸式數(shù)據(jù)采集方法主要運(yùn)用光學(xué)原理進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，主要包括：激光三角形法、激光測距法、結(jié)構(gòu)光法以及圖像分析法等。

　　逆向工程的數(shù)據(jù)處理技術(shù)是逆向工程的一項(xiàng)重要的技術(shù)環(huán)節(jié)，它決定了后續(xù)CAD模型重建過程能否方便、準(zhǔn)確地進(jìn)行。根據(jù)測量點(diǎn)的數(shù)量，測量數(shù)據(jù)可以分為一般數(shù)據(jù)點(diǎn)和海量數(shù)據(jù)點(diǎn)；根據(jù)測量數(shù)據(jù)的規(guī)整性，測量數(shù)據(jù)又可以分為散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)和規(guī)矩?cái)?shù)據(jù)點(diǎn)；不同的測量系統(tǒng)所得到的測量數(shù)據(jù)的格式是不一致的，且?guī)缀跛械臏y量方式和測量系統(tǒng)都不可避免地存在誤差。因此，在利用測量數(shù)據(jù)進(jìn)行CAD重建前必須對(duì)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)處理工作主要包括：數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)化、多視點(diǎn)云的拼合、點(diǎn)云過濾、數(shù)據(jù)精簡和點(diǎn)云分塊等。

　　逆向模型重建技術(shù)在整個(gè)逆向工程中，產(chǎn)品的三位幾何模型CAD重建是最關(guān)鍵、最復(fù)雜的環(huán)節(jié)。

　　目前使用的造型方法主要有：

　　（1）曲線擬合造型：用一個(gè)多項(xiàng)式的函數(shù)通過插值去逼近原始的數(shù)據(jù)，最終得到足夠光滑的曲面。

　　（2）曲面片直接擬合造型該方法直接對(duì)測量數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行曲面片擬合，獲得曲面片經(jīng)過過渡、混合、連接形成最終的曲面模型。

　�。�3）點(diǎn)數(shù)據(jù)網(wǎng)格化網(wǎng)絡(luò)化實(shí)體模型通常是將數(shù)據(jù)點(diǎn)連接成三角面片，形成多面體實(shí)體模型。

　　2、意義

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)已成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員進(jìn)行研究開發(fā)的重要工具，其中的三維造型技術(shù)已被制造業(yè)廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品及模具設(shè)計(jì)、方案評(píng)審、自動(dòng)化加工制造及管理維護(hù)各個(gè)方面。在實(shí)際開發(fā)制造過程中，設(shè)計(jì)人員接收的技術(shù)資料可能是各種數(shù)據(jù)類型的三維模型，但很多時(shí)候，卻是從上游廠家得到產(chǎn)品的實(shí)物模型。設(shè)計(jì)人員需要通過一定的途徑，將這些實(shí)物信息轉(zhuǎn)化為CAD模型，這就應(yīng)用到了逆向工程技術(shù)（ReverseEngineering）。

　　逆向工程技術(shù)與傳統(tǒng)的正向設(shè)計(jì)存在很大差別。而逆向工程則是從產(chǎn)品原型出發(fā)，進(jìn)而獲取產(chǎn)品的三維數(shù)字模型，使得能夠進(jìn)一步利用CAD/ACE/CAM以及CIMS等先進(jìn)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理。不同之處在于設(shè)計(jì)的起點(diǎn)不同，相應(yīng)的設(shè)計(jì)自由度和設(shè)計(jì)要求也不相同。一般來說，產(chǎn)品逆向工程包括形狀反求、工藝反求和材料反求等幾個(gè)方面，在工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中，主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容：

　　（1）新零件的設(shè)計(jì)，主要用于產(chǎn)品的改型或彷型設(shè)計(jì)。

　�。�2）已有零件的復(fù)制，再現(xiàn)原產(chǎn)品的設(shè)計(jì)意圖。

　　（3）損壞或磨損零件的還原。

　�。�4）數(shù)字化模型的檢測，例如檢驗(yàn)產(chǎn)品的變形分析、焊接質(zhì)量等，以及進(jìn)行模型的比較。

　　逆向工程技術(shù)為快速設(shè)計(jì)和制造提供了很好的技術(shù)支持，它已經(jīng)成為制造業(yè)信息傳遞的重要而簡潔途徑之一。

　　二、本課題的文獻(xiàn)綜述

　　1、逆向工程

　　1980年始?xì)W美國家許多學(xué)校及工業(yè)界開始注意逆向工程這塊領(lǐng)域。1990年初期包括臺(tái)灣在內(nèi)，各國學(xué)術(shù)界團(tuán)隊(duì)大量投入逆向工程的研究并發(fā)表成果。逆向工程的硬件最早是運(yùn)用仿制加工設(shè)備，制作出來的成品品質(zhì)粗糙。后來有接觸式掃瞄設(shè)備，運(yùn)用探針接觸工件取得產(chǎn)品外型。再來進(jìn)一步開發(fā)非接觸式設(shè)備，運(yùn)用照相或激光技術(shù)，計(jì)算光線反射回來的時(shí)間取得距離。

　　逆向工程軟件部分品牌包括Surfacer（Imageware）、ICEM、CopyCAD、RapidForm等。逆向軟件的演進(jìn)約略可區(qū)分為三個(gè)階段。十一年前在逆向工程上，只能運(yùn)用CATIA等CAD/CAM高階曲面系統(tǒng)。市場后來發(fā)展出兩套主流產(chǎn)品約在七、八年前技術(shù)成熟，廣為業(yè)界引用。到最近四年來，發(fā)展出不同以往的逆向工程數(shù)學(xué)邏輯運(yùn)算，速度快。

　　目前，逆向工程，逆向工程的應(yīng)用已從單純的技巧性手工操作，發(fā)展到采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)及測量設(shè)備，進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、制造等活動(dòng)，如獲取修模后的模具形狀、分析實(shí)物模型、基于現(xiàn)有產(chǎn)品的.創(chuàng)新設(shè)計(jì)、快速仿形制造等。軟件的逆向工程是分析程序，力圖在比源代碼更高抽象層次上建立程序的表示過程，逆向工程是設(shè)計(jì)的恢復(fù)過程。逆向工程工具可以從已存在的程序中抽取數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)信息。

　　2、三維造型：

　　三維造型：CAD的三維造型有三種層次的建立方法，即線框、曲面和實(shí)體，也就是分別對(duì)應(yīng)于用一維的線，二維的面和三維的體來構(gòu)造形體。通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)建立的立體的、有光的、有色的生動(dòng)畫面，虛擬逼真地表達(dá)大腦中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)效果，比傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)更符合人的思維習(xí)慣與視覺習(xí)慣。三維造型技術(shù)從最初的三維CAD已發(fā)展到目前專用的基于特征造型的三維軟件，常用軟件有UG、SolidWorks、SolidEdge、MDT、Pro/E、3DSmax等。

　　3、快速成型：

　　快速成型（RP）技術(shù)是九十年代發(fā)展起來的一項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)，是為制造業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)服務(wù)的一項(xiàng)關(guān)鍵共性技術(shù)，對(duì)促進(jìn)企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新、縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品競爭力有積極的推動(dòng)作用。自該技術(shù)問世以來，已經(jīng)在發(fā)達(dá)國家的制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，并由此產(chǎn)生一個(gè)新興的技術(shù)領(lǐng)域。

　　RP技術(shù)是在現(xiàn)代CAD/CAM技術(shù)、激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)、精密伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及新材料技術(shù)的基礎(chǔ)上集成發(fā)展起來的。不同種類的快速成型系統(tǒng)因所用成形材料不同，成形原理和系統(tǒng)特點(diǎn)也各有不同。但是，其基本原理都是一樣的，那就是"分層制造，逐層疊加"，類似于數(shù)學(xué)上的積分過程。形象地講，快速成形系統(tǒng)就像是一臺(tái)"立體打印機(jī)"。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]陳雪芳,孫村華主編.逆向成型與快速成型技術(shù)應(yīng)用【M】.機(jī)械工業(yè)出版社,2009

　　[2]陳志楊.逆向工程技術(shù)--應(yīng)用及軟件【J】CAD/CAM與制造業(yè)信息化,2007(7)

　　[3]金濤,童水光主編.逆向工程技術(shù)【M】.機(jī)械工業(yè)出版社,2003

　　[4]張偉澤.虛擬制造技術(shù)【M】.北京:清華大學(xué)出版社,2006:75-90

　　[5]夏德偉,張俊生.UGNX4.0中文版機(jī)械設(shè)計(jì)典型范例教程【M】.北京:電子工業(yè)出版社,2006:25-64

　　[6]安杰,鄒昱章.UG后處理技術(shù)【M】.北京:清華大學(xué)出版社,2003:30-80

　　[7]趙彥玲,王從軍等.逆向工程三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)后處理與模型的重建【J】.武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2003,33(5):32-37

　　[8]王秀峰,羅宏杰.快速原型制造技術(shù)【M】.北京:中國輕工業(yè)出版社,2001:26.43

　　[9]WeiyinMaandPeirenHe.B-splinesurfacelocalupdatingwithunorganizedpoints.Computer-AidedDesign,30(11),pp853-862,1998

　　[10]Ming-ChihHuangandChing-ChihTai.ThePre-ProcessingofDataPointsfor

　　CurveFittinginReverseEngineering【J】.IntJAdvManufTechnol(2000)16,635-642

　　[11]Z.J.Lanskyetc.IndustrialPneumaticControl.NewYork.1986,56-78

　　[12]盛忠起,蔡光起.逆向工程及曲面重置技術(shù)【J】.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2001,28(4):35-38

　　三、課題研究的方法及內(nèi)容

　　本課題是逆向工程在鼠標(biāo)設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用，本設(shè)計(jì)選用UG軟件根據(jù)鼠標(biāo)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行鼠標(biāo)的模型重建并用FDM對(duì)其進(jìn)行快速成型加工的過程，在根據(jù)點(diǎn)云逆向設(shè)計(jì)中，結(jié)合設(shè)計(jì)需要進(jìn)行了必要的正向設(shè)計(jì)修正，以得到理想的設(shè)計(jì)結(jié)果。

　　設(shè)計(jì)內(nèi)容貫徹?cái)?shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)項(xiàng)預(yù)處理、文件讀取、邊界提取、曲面重構(gòu)、實(shí)體生成、STL模型重構(gòu)、快速成型機(jī)的操作和注意事項(xiàng)，并對(duì)建模過程及STL文件處理做了系統(tǒng)的論述。選用UGNX4.0軟件的UnigraphicsCAD/CAM/CAE系統(tǒng)提供了一個(gè)基于過程的產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)境，使產(chǎn)品開發(fā)從設(shè)計(jì)到加工真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無縫集成，從而優(yōu)化了企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造。由INSIGHT軟件進(jìn)行的數(shù)據(jù)切片處理可直接傳送快速成型機(jī)，無需進(jìn)行其他處理。

　　四、研究方案的具體設(shè)計(jì)

　　1、實(shí)體三維數(shù)據(jù)的獲得——掃描；

　　2、點(diǎn)云處理；

　　3、曲面重構(gòu)；

　　4、實(shí)體建模：

　�。�1）模型分析

　�。�2）曲面造型

　　（3）實(shí)體外形修改

　�。�4）各部件建模

　�。�5）部件的裝配與干涉檢驗(yàn)

　　5、基于INSIGHT快速成型切片的數(shù)據(jù)處理；

　　6、快速成型加工操作。

　　五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃

　　1—2周調(diào)研、查閱文獻(xiàn)，完成開題報(bào)告

　　3—7周進(jìn)行鼠標(biāo)模型點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集和模型的初步構(gòu)建

　　8周中期檢查與整改

　　9—13周在初步構(gòu)建的鼠標(biāo)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改并完成快速成型加工，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

　　14—15周打印、裝訂、評(píng)閱、答辯資格審查

　　16周畢業(yè)答辯

　　機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 10

　　課題名稱：LC-20自動(dòng)電氣控制部分設(shè)計(jì)

　　一、論文資料的準(zhǔn)備

　　1、概述

　　糧食自動(dòng)稱重系統(tǒng)是采用高精度稱重傳感器、微電腦控制儀表相結(jié)合的高技術(shù)產(chǎn)品。實(shí)現(xiàn)多種工業(yè)場合的各種不同物料的稱重包裝�？膳c配料系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、系統(tǒng)等形成一條自動(dòng)化稱重流水線。稱重傳感器是自動(dòng)化稱重控制和貿(mào)易計(jì)量的重要手段，對(duì)貿(mào)易結(jié)算、交通運(yùn)輸、港口計(jì)量和科學(xué)研究都起到了重要作用。稱重傳感器具有反應(yīng)速度快，測量范圍廣、應(yīng)用面廣、結(jié)構(gòu)簡單、使用操作方便、便于計(jì)算機(jī)控制等特點(diǎn)。被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、港口、機(jī)械制造和國防等各個(gè)領(lǐng)域

　　2、國內(nèi)外發(fā)展情況

　　50年代中期電子技術(shù)的滲入推動(dòng)了稱重器的發(fā)展。60年代初期出現(xiàn)機(jī)電結(jié)合式電子稱重器以來，經(jīng)過40多年的不斷改進(jìn)與完善，我國電子稱重器從最初的機(jī)電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。我國電子衡器的技術(shù)裝備和檢測試驗(yàn)手段基本達(dá)到國際90年代中期的水平。電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動(dòng)態(tài)稱重發(fā)展：計(jì)量方法從模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展;測量特點(diǎn)從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展，特別是對(duì)快速稱重和動(dòng)態(tài)稱重的研究與應(yīng)用。但就總體而言，我國電子衡器產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還有較大差距，其主要差距是技術(shù)與工藝不夠先進(jìn)、工藝裝備與測試儀表老化、開發(fā)能力不足、產(chǎn)品的品種規(guī)格較少、功能不全、穩(wěn)定性和可靠性較差等。

　　國外發(fā)達(dá)國家社會(huì)化大生產(chǎn)程度較高，糧食生產(chǎn)都在大農(nóng)場進(jìn)行。其機(jī)械化水平較高，從生產(chǎn)、加工到銷售都實(shí)行散裝運(yùn)輸。糧食散裝運(yùn)輸車在國外特別是在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)很盛行，且近年來發(fā)展很迅速。我國是糧食生產(chǎn)和消費(fèi)者大國。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國糧食產(chǎn)量4億多噸。我國糧食生產(chǎn)較分散，從農(nóng)戶到糧食收購站，再轉(zhuǎn)運(yùn)至倉庫、加工廠、糧店，整個(gè)過程都是用麻袋貯運(yùn)，裝卸靠人抬肩扛。在一些大型倉庫、加工廠也只采用了皮帶運(yùn)輸機(jī)來搬運(yùn)，機(jī)械化程度很低。因此，發(fā)展糧食散裝運(yùn)輸和貯存不僅可節(jié)省大量勞力、物力，并且在很大程度上促進(jìn)糧食生產(chǎn)、運(yùn)輸、貯存、加工和銷售等的機(jī)械化的發(fā)展。70年代末80年代初，國內(nèi)曾嘗試采用糧食散裝貯運(yùn)和加工，某些地方的糧食加工廠、倉庫、糧店等部門也投入了一些資金，進(jìn)行糧食散裝的配套設(shè)備改裝和更新。但由于長期以來人們一貫使用麻袋裝卸，改變和更新是個(gè)比較大的社會(huì)性工程，牽涉到糧食生產(chǎn)、加工、貯存、運(yùn)輸、銷售等許多部門的協(xié)調(diào)發(fā)展。再則，采用糧食散裝運(yùn)輸車還需要解決糧泄漏和雨淋等問題。因此，從目前來看，短時(shí)間內(nèi)要在糧食行業(yè)全面實(shí)行糧食散裝貯運(yùn)尚存在一些困難。但隨著社會(huì)化大生產(chǎn)的發(fā)展和各行各業(yè)現(xiàn)代化程度的提高，在我國糧食生產(chǎn)、加工、貯存、運(yùn)輸、銷售等環(huán)節(jié)實(shí)行糧食散裝，勢在必行。糧食自動(dòng)稱重系統(tǒng)的應(yīng)用，將節(jié)約大量的人力物力，提高生產(chǎn)效率。本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)散糧的直接運(yùn)輸，稱量，工作效率得到很大的提高，同時(shí)本系統(tǒng)可以通過傳感器對(duì)糧食的重量直接測量。本系統(tǒng)可以對(duì)糧食重量進(jìn)行精確稱量，減小了稱量的誤差。

　　3、自動(dòng)稱重技術(shù)發(fā)展前景

　　電子稱重器總的發(fā)展趨勢是小型化、模塊化、集成化、智能化;其技術(shù)性能趨向是速率高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高;其功能趨向是稱重計(jì)量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能;其應(yīng)用性能趨向于綜合性和組合性。1.小型化體積小、高度低、重量輕。鋼板或鋁板就是秤體的臺(tái)面，稱重傳感器既是傳感元件，又是承力支點(diǎn)，極大地減化了秤體結(jié)構(gòu)，不但降低了成本，而且提高了穩(wěn)定性和可靠性。大型已經(jīng)采用長方形閉合截面的薄壁型鋼，并聯(lián)排隊(duì)列焊接成一個(gè)整體的竹排式結(jié)構(gòu)的秤體，4個(gè)稱重傳感器分別安裝在最外邊兩根薄壁型鋼兩端的切口內(nèi)，安裝在稱重傳感器承力點(diǎn)上的固定支承就是秤體的承力支點(diǎn)，既減化了承力傳力機(jī)構(gòu)，又節(jié)省了秤體高度，這是一種很有發(fā)展前途的秤體結(jié)構(gòu)。

　　a.模塊化在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)各行業(yè)用戶的需要，選擇標(biāo)準(zhǔn)模塊其中10余種常用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格即可。這種模塊化的分體式結(jié)構(gòu)，不僅提高了產(chǎn)品的通用性、互換性和可靠性，而且也大大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)還降低了成本，增強(qiáng)了企業(yè)的市場競爭能力。

　　b.集成化對(duì)于某些品種和結(jié)構(gòu)的電子衡器，例如小型電子平臺(tái)秤、專用秤、便攜式靜動(dòng)態(tài)電子輪軸秤、靜動(dòng)態(tài)電子軌道衡等，都可以實(shí)現(xiàn)秤體與稱重傳感器，鋼軌與稱重傳感器，軌道衡秤體與鐵路線路一體化。

　　c.智能化電子稱重器的稱重顯示控制器與電子計(jì)算機(jī)組合，利用電子計(jì)算機(jī)的智能來增加稱重顯示控制器的功能。使稱重器在原有功能的基礎(chǔ)上，增加推理、判斷、自診斷、自適應(yīng)、自組織等功能，這就是當(dāng)今市場上采用微機(jī)化稱重顯示控制器的電子衡器與采用智能化稱重顯示控制器。

　　d.綜合性電子稱重技術(shù)的發(fā)展規(guī)律就是不斷的加強(qiáng)基礎(chǔ)研究并擴(kuò)大應(yīng)用，擴(kuò)展新技術(shù)領(lǐng)域，向相鄰學(xué)科和行業(yè)滲透，綜合各種技術(shù)去解決稱重計(jì)量、自動(dòng)控制、信息處理等問題。例如在流量計(jì)量專業(yè)，如果按照傳統(tǒng)的理論和方法建造一套標(biāo)準(zhǔn)大流量測量系統(tǒng)，價(jià)格相當(dāng)昂貴。如果采用稱重法即質(zhì)量流量法，只要將重量和時(shí)間測量準(zhǔn)確，大流量的測量問題就迎刃而解了。

　　e.組合性在工業(yè)稱重計(jì)量過程或工藝流程中，不少稱重計(jì)量系統(tǒng)還要求具有可組合性，即測量范圍等可以任意設(shè)定;硬件能夠依據(jù)一定的工作條件和環(huán)境作某些調(diào)整，硬件功能向軟件方向發(fā)展;軟件能按一定的程序進(jìn)行修改和擴(kuò)展;輸入輸出數(shù)據(jù)與指令可以使用不同的語言和條形碼，并能與外部的控制和數(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行通信

　　二、本課題的目的(重點(diǎn)及擬解決的關(guān)鍵問題)

　　a.我國是糧食生產(chǎn)和消費(fèi)者的大國，糧食自動(dòng)稱重系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與配料系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)等形成一條自動(dòng)化稱重流水線。改變了原來傳統(tǒng)的麻袋貯運(yùn)，裝卸靠人抬肩扛的習(xí)俗，大大的解放了生產(chǎn)力和節(jié)省了大量的物力與人力。

　　b.糧食自動(dòng)稱重系統(tǒng)是采用高精度的稱重傳感器、微電腦控制儀表相結(jié)合的高技術(shù)產(chǎn)品在國外特別是發(fā)達(dá)國家已經(jīng)很盛行。隨著我國科技實(shí)力的增長，大量的外國科技被引入，而發(fā)展糧食自動(dòng)稱重系統(tǒng)不僅促進(jìn)糧食運(yùn)輸、加工、儲(chǔ)存和銷售的機(jī)械化發(fā)展，與國際潮流接軌也符合我國是糧食大國的國情。

　　c.由于我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)是一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)，每年有大量的糧食需要流通，傳統(tǒng)的稱量方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且在運(yùn)輸過程中麻袋易磨損并造成大量的物質(zhì)浪費(fèi)。傳統(tǒng)稱重運(yùn)輸成本高且也會(huì)浪費(fèi)糧食。因此本課題就是為了解決上訴問題兒進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)糧食稱重、打包的自動(dòng)化。改變傳統(tǒng)的人為稱重避免了糧食泄露、糧食斤數(shù)不準(zhǔn)的問題。并且當(dāng)中采用的氣壓傳動(dòng)避免產(chǎn)生漏油現(xiàn)象，污染糧食。其工作壓力低，使用安全，不污染環(huán)境，成本低。

　　d.我的'課題設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)糧食運(yùn)送、稱重、打包自動(dòng)化控制，并且能夠幾個(gè)部分可以作為一個(gè)整體有緊密的配合。協(xié)調(diào)和解決糧食物流環(huán)節(jié)鏈各構(gòu)成部分存在的問題，促進(jìn)各構(gòu)成部分之間的密切銜接，確保糧食物流環(huán)節(jié)鏈?zhǔn)冀K處于良性元轉(zhuǎn)狀態(tài)，使糧食物流真正做到快捷，高效。

　　e.實(shí)行糧食散裝運(yùn)輸是個(gè)大的社會(huì)性工程，首先應(yīng)更新人們長期以來形成的傳統(tǒng)觀念，大力宣傳糧食散裝運(yùn)輸?shù)膬?yōu)勢性和重要性，介紹國外糧食散裝運(yùn)輸?shù)南冗M(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)人們改變我國糧食運(yùn)輸落后現(xiàn)狀的信心，使我國糧食運(yùn)輸逐步向現(xiàn)代化邁進(jìn)。并且結(jié)合國外的先進(jìn)糧食運(yùn)輸技術(shù)和我國糧食運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，建立起具有中國特色的的糧食運(yùn)輸體系，促進(jìn)我國糧食事業(yè)的迅猛發(fā)展，開創(chuàng)我國糧食自動(dòng)化的新紀(jì)元。

　　f.本畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)前的一次全面訓(xùn)練，目的在于鞏固和擴(kuò)大學(xué)生在校期間所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問題的能力通過設(shè)計(jì)對(duì)所學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新整合，將所學(xué)知識(shí)與工程實(shí)際問題想結(jié)合，掌握一定的設(shè)計(jì)方法體系和手段，積累一定的時(shí)間經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)分析問題與解決問題的能力，從而掌握進(jìn)行科技創(chuàng)新所必需的知識(shí)與技能，是培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新精神之最佳手段。畢業(yè)設(shè)計(jì)要求每個(gè)學(xué)生在工作過程中，要獨(dú)立思考，刻苦鉆研，有所創(chuàng)造的分析、解決技術(shù)問題。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握糧食稱重系統(tǒng)總體及電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法，為今后步入工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。

　　三、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路

　　(1)設(shè)計(jì)任務(wù)：

　�、倏傮w設(shè)計(jì)：

　　A.總體方案及總體參數(shù)的確定;

　　B.結(jié)構(gòu)型式選擇及參數(shù)的確定;

　　C.輸送機(jī)的輸送能力與計(jì)量漏斗計(jì)量能力的匹配計(jì)算;

　�、陔姎饪刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)：

　　A.電氣控制回路設(shè)計(jì)(包括手動(dòng)和自動(dòng)控制系統(tǒng))，要求能夠?qū)τ?jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和處理(如數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、累加和打印等);

　　B.電氣元件的選擇計(jì)算;

　　C.控制柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及布線圖設(shè)計(jì);

　�、劭刂屏鞒炭驁D及控制柜的三維造型設(shè)計(jì)：

　　(2)技術(shù)參數(shù)及要求：

　�、兕~定計(jì)量能力：20噸/小時(shí)，計(jì)量漏斗容重1.5t;

　�、谠O(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸：≯3800x1800x2300mm;

　�、奂Z食輸送與計(jì)量采用分體式結(jié)構(gòu)，設(shè)備重量控制在5噸以內(nèi);

　�、苡�(jì)量設(shè)備和輸送裝置都采用拖掛方式轉(zhuǎn)移場地，設(shè)備盡可能輕且操作簡單;

　�、菰O(shè)備既能自動(dòng)操作、又能手動(dòng)操作;

　�、抻�(jì)量數(shù)據(jù)可動(dòng)態(tài)顯示，計(jì)量結(jié)果可以用打印機(jī)輸出。

　　(3)設(shè)計(jì)要求：

　�、僦饕蝿�(wù)：學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成給定的設(shè)計(jì)任務(wù)，編寫符合要求的設(shè)計(jì)說明書，并正確繪制機(jī)械與電氣工程圖紙，并繪制有關(guān)圖表。

　�、谥R(shí)要求：學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)綜合運(yùn)用多學(xué)科的理論、知識(shí)與技能，分析與解決工程問題。通過學(xué)習(xí)、研究與實(shí)踐，使得理論認(rèn)識(shí)深化、知識(shí)領(lǐng)域擴(kuò)展、專業(yè)技能延伸。

　�、勰芰ε囵B(yǎng)要求：學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)依據(jù)技術(shù)課題任務(wù)，進(jìn)行資料的調(diào)研、收集、加工與整理和正確使用工具書;培養(yǎng)學(xué)生掌握有關(guān)工程設(shè)計(jì)的程序、方法與技術(shù)規(guī)范，提高工程設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制、編寫技術(shù)文件的能力;鍛煉學(xué)生分析與解決工程實(shí)際問題的能力

　　研究方法：

　　1、文獻(xiàn)研究法：文獻(xiàn)研究法是通過調(diào)查文獻(xiàn)來獲得資料從而掌握所要研究問題的一種方法。例如我們可以進(jìn)入一些文庫查看前人的論文和研究成果。

　　2、調(diào)查法：它是有目的、有計(jì)劃、有系統(tǒng)地搜集有關(guān)研究對(duì)象現(xiàn)實(shí)狀況或歷史狀況的材料的方法。調(diào)查方法是科學(xué)研究中常用的基本研究方法。例如我們?nèi)ニ褜ひ恍╆P(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)的資料和調(diào)查自動(dòng)稱重系統(tǒng)的歷史發(fā)展和未來前景。

　　3、觀察法：觀察法是指研究者根據(jù)一定的研究目的、研究提綱或觀察表，用自己的感官和輔助工具去直接觀察被研究對(duì)象，從而獲得資料的一種方法。我們參觀了張家口市的糧食基地，直觀的去觀察自動(dòng)稱重系統(tǒng)的工作流水線。

　　研究思路：首先隨著社會(huì)電子稱重技術(shù)的高速發(fā)展與應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，再對(duì)比一下國內(nèi)外的科技發(fā)展，我覺得糧食自動(dòng)稱重系統(tǒng)這一課題的畢業(yè)設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。然后調(diào)查糧食自動(dòng)稱重的現(xiàn)實(shí)狀況和歷史狀況初步了解該課題，制定時(shí)間表合理安排總體進(jìn)度和階段性工作內(nèi)容并通過一系列的研究手段來完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。最后可以設(shè)計(jì)出應(yīng)用于實(shí)際的系統(tǒng)。

　　四、總體安排和進(jìn)度(包括階段性工作內(nèi)容及完成日期)

　　日期間隔任務(wù)

　　20XX.3.28-20XX.4.4總體參數(shù)確定及總體設(shè)計(jì)

　　20XX.4.5-20XX.4.16輸送機(jī)的輸送能力與計(jì)量漏斗計(jì)量能力的匹配計(jì)算

　　20XX.4.17-20XX.4.30電氣原理圖及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　20XX.5.1-20XX.5.17控制柜及面板設(shè)計(jì)

　　20XX.5.18-20XX.5.30控制柜布線圖設(shè)計(jì)

　　20XX.6.1-20XX.6.11控制流程圖及控制柜的三維建模

　　20XX.6.12-20XX.6.24準(zhǔn)備論文及答辯

　　五、主要參考文獻(xiàn)

　　[I]朱善君等.可編程序控制系統(tǒng)原理、應(yīng)用、維護(hù).清華大學(xué)出版社,1992.3.

　　[II]余雷聲等.電氣控制與PLC應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社,1996.10.