椭圆规设计与制造设计【含CAD图纸优秀毕业课程设计论文】

购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 本科毕业设计 (论文 ) 题目 ： 椭圆规的设计与制造 院 系： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 姓 名： 指导教师： 2016年 3 月 购买设计文档后加 费领取图纸 I 摘 要 目前的手工绘图工具大都只能绘制直线和圆，对于椭圆的绘制，至今还没有一种理想的实用手工绘图工具，故在这里就专门设计了这种椭圆规机构。本文的设计是采用双滑块连杆机构的工作原理，根据此原理设计并制作了该机构。本机构具有制作简单 ,使用方便 ,画出来的椭圆精确的特点 ,有较广的应用领域和市场前景。设计好方案后，着重对椭圆规机构中的支撑板、滑块、连接杆等相关重要零件的设计过程做出了设计，并对相关部 件进行了加工工艺规程的编写，最后完成了椭圆规的实物制作。 本次设计在题目是椭圆规的设计与制造，目前，国内椭圆规的设计与制造的研发也在向朝着运行简洁化、功能复合化、功能多样化的方向发展，廉价，简单，方便成了工作台发展的主题。 关键词： 绘图；椭圆规；制造；主题 购买设计文档后加 费领取图纸 t of is an to of is on of is to of a of is on a a of of of on is of at of of to of to 购买设计文档后加 费领取图纸 录 第 1 章 绪论 . 1 课题的来源与研究的目的和意义 . 1 本课题研究的内容 . 2 本课题的发 展趋势 . 3 研究的意义 . 6 第 2 章 椭圆规机构原理设计 . 6 椭圆规机构的工作原理 . 7 椭圆形成轨迹分析 . 7 椭圆规工作结构图的确定 . 8 实现椭圆轨迹的分析 . 8 第 3 章 椭圆规机构各部件的设计 . 9 十字板的设计 . 10 滑块杆的设计 . 12 螺 纹连接杆的设计 . 13 第 4 章 椭圆规的主要零件的三维建模 . 12 十字板的三维建模 . 12 滑块杆的三维建模 . 12 限位导向件的三维建 模 . 13 椭圆规的三维建模 . 13 结论 . 15 参考文献 . 21 致谢 . 22 1 西京学院本科毕业设计（论文） 第 1 章 绪论 课题的来源与研究的目的和意义 我国生产的椭 圆规结构简陋，绘制椭圆的效率始终不高，虽然经过几十年的发展，近期产品的质量较早期有所提高。但受国产配套件质量及设计水平等的影响，我国目前生产的椭圆规的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距，椭圆规的设计与制造也是如此，为满足市场需求，开发出一种新型的椭圆规势在必行！ 相信此种椭圆规的出现将会大大提高手工绘制椭圆的能力和质量，为手工绘图方向关于椭圆的绘制以及经济效益方面能够带来显著的进步，同时也在某种程度上推进了量具工业的不断发展。 随着国际标准化（ 实施，世界椭圆规的设计与制 造以采用新材料、新技术、新工艺、新结构为基础 ,19世纪 80 年代，美国的 过几年的运行，为该公司创造了不菲的利润。继美国 国的 入了相当大的人力和精力来开发研制椭圆规，并且与二十世纪中期投入到了北美等市场。当前，全世界各大机械人厂商为了提高产品的竞争力，都大力进行椭圆规的研发工作。现在国外等著名椭圆规的品牌中，都有椭圆规的销售，全世界椭圆规的设计与制造的应用越来越广 泛。有一点值得注意的是，椭圆规的市场，由最初的日本，欧洲，已经渗透到北美市场，因此椭圆规是当今仪表量具生产公司的主流产品已经成为主要趋势。西方资本主义国家有巨大的椭圆的制造销售市场。 目前国外特别是美国正在考虑发展椭圆规功能复合化，手绘质量最优化的问题。自“九五”期间椭圆规的开发和研制已经被列入美国的重大科技攻关计划，以跟踪世界技术的发展和开发适合手工绘图方向发展的椭圆规。 我国从 1953年开始生产椭圆规，于 1958 年自行设计制造绘图半径在 50、70、 90、 120、 500 等椭圆的椭圆规之后 ，为了适应工程技术人员的需要， 1959年又制造了 500、 1000、 1200等大直径的椭圆规。 为了满足需要手绘的工程技术人员的需要，我国于 1970年研制了大型椭圆规。经运转实践证明效果很好。同年，福建的金明公司更是大量引入外来技术人 2 西京学院本科毕业设计（论文） 才，全身心地投入到了椭圆规的研发中，利用丰富的人力资源和设备，研发出了多种可根据不同方式绘制椭圆的椭圆规，与同年 12也投入市场，获得了非常大的经济利润。近几年又研制出 70 椭圆规，其功能更加强大。 传统的的椭圆规已经不能完全满足当今市场的需要，迫切需要各种多 功能的椭圆规来满足市场需求，如是福建金明公司加大人力开发出了五个规格十四种类型的椭圆规，说明椭圆规的的市场前景令人乐观。传统的椭圆规产品图如下图 1、图 2所示： 图 1 3 西京学院本科毕业设计（论文） 图 2 课题研究的内容 本次设计主要针对椭圆规的设计与制造进行设计，从椭圆规的结构的整体方案出发，然后具体细化出具体内部结构，其具体内部结构主要包括以下几个方面： （ 1）通过网络和图书馆查找各种关于椭圆规的相关资料，对椭圆规进行方案的比较和预定。 （ 2）分析椭圆规的结构与参数 （ 3）确定设 计总体方案 （ 4）确定具体设计方案 （ 5）椭圆规的三维图的绘制、 件图的绘制。 （ 6）说明书的编制与整理 课题 的发展趋势 本论文主要研究运用 设计过程中，了解 993年，由 司的技术副总裁与 部位于马萨诸州的康克尔郡（ 。当初 4 西京学院本科毕业设计（论文） 的目标是希望在每一个工程师的 桌面 上提供一套具有生产力的实体模型设计系统。从 1995年推出第一套 件 至今已经拥有位于全球的办事处，并经由 300家经销商在全球 140 个国家进行销售与分销该产品。 1997年， 国 达索（ 司收购，作为达索中端主流市场的主打品牌。 发的三维于技术创新符合 司于两年间成为 业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得司也获得了很多荣誉。该系统在 1995获得全球微机平台 统评比 第一名。从 1995 年至今，已经累计获得十七项国际大奖。其中仅从 1999 年起， 美国 权威的 业杂志年授予 表彰 创新、活力和简明。至此， 定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它， 设计师 大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。 由于 色的技术和市场表现，不仅成为 成为 华尔街 青睐的对象。终于在 1997 年由法国 达索公司 以 三亿一千万美元的高额市值将 司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了 购后的 原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为 由于使用了 术、直观式设计技术、先进的 核（由剑桥 提供）以及良好的与 第三方软件 的集成技术。 好用的软件。资料显示，目前全球发放的 及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品 /消费品、离散制造等分布于全球 100多个国家的约3万 1千家企业。在教育市 场上，每年来自全球 4， 300所教育机构的近 145， 000名学生通过 培训课程。 据世界上著名的人才招聘网站检索，与其它 3D 西京学院本科毕业设计（论文） 相关的招聘广告比其它软件的总合还要多，这一事实说明了越来越多的工程师和设计者使用 维软件，越来越多的企业需要 才。于操作，界面人性化，技术创新，组件繁多是得 方案。 设计时能够为用户提供不同的设计方案，通过方案的筛选，工程师能从中选择合适的方案，从而在设计过程中降低设计的错误以及提高产品质量。在目前市场上所见到的三维 决方案中， 设计过程比较简便又通俗易懂的软件之一。它不仅提供如此人性化的系统，同时对每个工程师和设计者，乃至整个机械行业提供了良好的发展基础。 件是世界上第一个基于 于技术创新符合 好的财务状况和用户支持使得 司也获得了很多荣誉。该系统在 1995 1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖，其中仅从 1999年起，美国权威的 续 4年授 佳编辑奖，以表彰 创新、活力和简明。至此， 遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它， 设计师 大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。由于 仅成为 成为华尔街青睐的对象。终于在 1997年由法国 达索公司 以三亿一千万美元的高额市值将 资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了 业的世界纪录。并购后的 为 由于使用了 术、直观式设计技术、先进的 （由剑桥 提供）以及良好的与 第三方软件 的集成技术， 好用的软件。资料显示，目前全球发放的 及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品 /消费品、离散制造等分布于全球 100多个国家的约 6 西京学院本科毕业设计（论文） 3万 1千家企业。在教育市场上，每年来自全球 4， 300所教育机构的近 145， 000名学生通过 培训课程。 椭圆规有着广泛的应用 ,但其作图颇为繁琐 ,且不易准确，多年来国内外有不少人从事这方面的探讨和研究。它属于一种画椭圆的工具，适用于教学、工程制图、工程制造以及需要画椭圆的地方。只要已知椭圆的长轴、短轴、焦距三个量中的两 个量，即可准确画出具有准确焦点位置的椭圆。本设计实用新型具有制作简单、使用方便、画出来的椭圆精确、应用领域广等特点。椭圆规机构的设计制作涉及原理设计、结构设计及机械加工制造等多方面专业知识，通过对常用结构件或装置的分析，可以检验学生对本专业相关基础专业知识掌握情况，学会理论联系实际，提高综合知识应用能力，通过独立完成设计内容，为未来就业打下一定基础。椭圆规机构的设计主要是其零部件的设计制作，所制作零件应符合造价低廉、设计及制作简易等条件，以便适用与学生。现代机械设计中，为了适应日益激烈的市场竞争，公司为了快 速地占领市场，实现企业效益，必须要使用快速的设计方法。现代公司机械设计过程中，很多都使用三维软件进行设计，并进行调试，使椭圆规机构的结构简单，转动灵活，适用方便，减少设计周期，降低设计成本。 研究的意义 本论文主要研究运用 过对椭圆规进行设计，来了解椭圆规的结构组成、工作原理以及以后的发展趋势和现状。该课题来自于教学仪器生产机械公司的生产实际，通过设计出椭圆规，从而来掌握椭圆规的整个设计生产流程，培养工程意识。 我国生产的椭圆规的结构简陋，绘图 效率始终不高，虽然经过几十年的发展，近期产品的质量较早期有所提高。但受国产配套件质量及设计水平等的影响，我国目前生产的椭圆规的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距，椭圆规的生产也是如此，为满足市场需求，开发出一种新型的椭圆规势在必行！本文运用大学所学的知识，提出了椭圆规的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了椭圆规的总的指导思想，从而得出了该椭圆规的优点是方便，经济，并且绘图质量高，平稳的结论。 7 西京学院本科毕业设计（论文） 通过设计椭圆规，要求学生掌握大学四年所学到的知识，了解 机械原理，机械设计，以及传动机构设计等方面的知识，综合运用三维绘图软件，二维绘图软件对机械设备进行设计。通过本次毕业设计，综合提高学生的实际应用水平和设计能力。 第 2 章 椭圆规机构原理设计 椭圆规机构的工作原理 椭圆规的工作原理是两个滑块在十字槽中直线滑动， 滑块上的连接杆除连杆中点外的点的轨迹都是椭圆。 椭圆形成轨迹分析 连杆滑块式的原理图如下图 3所示，设 M=0M， 块 轴水平移动，滑块 水平移动，那么 相对于定坐标的运动轨迹为： 两式移项后的平方和为： 8 西京学院本科毕业设计（论文） 图 3 连杆滑块式的原理图 椭圆规 工作 结构图的确定 如下图 4所示，通过摇动组合件带动连接轴转动，使连接板转动促使螺纹连接杆转动，两个滑块在十字板中沿直线滑动（两滑块的移动方向垂直），滑块移动的同时传动杆上的任意一点做出椭圆轨迹的转动。在使用该仪器时需保证连接轴到螺纹连接杆的距离为两滑块间的中点，所以除两滑块间的中点的轨迹为圆。可以通过移动 塑料螺钉 的位置来调节椭圆中的长短轴来确定椭圆方程的准确性。为短半轴长。只要 把椭圆规的套筒调节到水平距离为 a，垂直距离为 b，固定好后就可以绘制出所想要的椭圆。 本次设计的椭圆规具体的工作结构图如下图 4所示： 9 西京学院本科毕业设计（论文） 图 4 椭圆规工作结构图 实现椭圆轨迹的分析 由图 式 为点 （ a+b）为长半轴长，（ / 。 10 西京学院本科毕业设计（论文） 第 3 章 椭圆规机构各部件的设计 十字板的设计 十字板是椭圆规机构的基本零件，有椭圆形成原理可知，绘制椭圆的零件都是在十字板中的。十字板最大的设计特点是在十字中是斜槽，设计斜槽是因为这可以使滑块在斜槽上运动的 时候更加顺畅，这同时这也有一个缺点，那就是加工不易，需设计专门的洗内槽的道具。同时由于所设计的是测量仪则使用的材料最好为不锈钢。 其中十字板的零件图如下图 5 所示： 图 5 十字板 滑块的设计 滑块是椭圆规中的原理运动部件，带点斜度可在十字板中自然的滑动。 11 西京学院本科毕业设计（论文） 滑块的零件图如下图 6所示： 图 6 滑块杆 螺纹连接杆 螺纹连接是连接两个滑块的限制件，能使两个滑块同时运动，保证两个滑块间的中点到原点的距离。同时杆的两端要设计分别设计成左右螺旋，在调节长度的时候可 以确保同时进或同时退。在连接螺纹连接杆时，应使两端的螺纹同时转进滑块杆里，保证他的中点。 12 西京学院本科毕业设计（论文） 第 4 章 椭圆规的三维建模 十字板的三维建模 滑块杆的三维建模 13 西京学院本科毕业设计（论文） 限位导向件的三维建模 椭圆规的三维建模 14 西京学院本科毕业设计（论文） 第 5 章 三维软件设计总结 通过本次设计，再次提出了利用三维软件的水平，并吸收了大量的经验，总结出以下几点。关于图纸的绘制方面， 当零件的尺寸已经给出，不考虑图纸尺寸不合适的，基于三维零件图，装配时必须考虑的大小是合适的，因为 会引起的尺寸误差，和甚至出现欠定义大小，因此，必须通过在这个时候对零件进行测量，进行修改，直到符合要求。该工具是方便的输入数据映射，通过选择部分的类型，标准件，可以生成，但有时需要在工具集使用部分可能找不到，所以在这个时候随机应变，其他部分而不是通过修改或满足要求增加组件的使用。三维地图应该是灵活的，解决问题的方法总比问题多，当一个方法不能正常映射，试试另一种方法，它不仅可以完成零件 的生产，而且还可以开发映射一个更好的主意，并打破了新思想的规则。 学习使用一些可以节省时间的命令，如镜像，阵列，能省则省”。在装配过沉重，曾给了我一个很大的障碍，是要花很多时间去找出为什么。在一个活跃的子组件，虽然活动范围会产生干扰，可以设置该复合物的活动范围，如先进的范围内，和角度范围，即使在这个范围内不影响母配体，不能设置。因为一旦设定的范围内，在父组件将被视为完全定义的组件模型，它将冲突分总成，将无法完成装配。看地图是最重要的任务是理解零件图，图表工具，没有工具是没有法律的零件图，所以不要急 着写，想通过零件的结构，并认为通过线图，这是重中之重，映射。部分建模，一般应的特点进行深入分析，找出零件是由几个特点，摆脱所有的形状特点，它们之间的连接相对位置、表面，然后按主次特征造型的关系，按一定的顺序。一个复杂的部分，有许多简单的功能，通过切除或重叠相交。所以部分建模，序列特征是很重要的，虽然不同的建模过程可以构造出相同 15 西京学院本科毕业设计（论文） 的实体部分，但其建模过程和实体结构的稳定性有直接的影响，实体模型可以修改应用程序，可理解性和实体模型。特别是在二维图纸，我们只能看到元器件的布局，并用虚线给说的内部特征，除了部分的相贯 线，这条线各特征在路口出现。在选秀过程中零件，必须选择第一个草图平面，这是非常重要的，决定了后续的模型飞机的命令，使用简单的说，一个圆柱形围成一个圈，然后绘制，也可以作为一个长方体旋转，虽然他们的结果都是一样的，但草图平面和命令的使用。如果我们想要一个轴，那么我们应该选择第二个方法以及。 由于该零件的设计不规则零件，用于为拉伸和旋转命令，许多零部件都是对称的，所以为了节省时间，提高效率，通常用于指挥镜特性。 一个完整的工程图纸应该包含以下 4 个方面。 一组视图：一组视图（包括视图，剖面，断面，局部视图）是正确 的，完整的，对各部分的结构和形状表达清楚。 尺寸：尺寸的确定和零件的形状各部分的位置 技术要求：表明部分的一些要求必须在制造和检验完成，如表面粗糙度，尺寸公差，形位公差，材料和热处理的方法和指标。 标题栏：注明产品名称，材料，数量，拉伸比和拉伸，等。 单击 新建 图标以显示新的文件系统， 件”对话框中，单击“选项”对话框中的组件，你可以进入装配工作模式，进行以后的设计工作。 16 西京学院本科毕业设计（论文） 结论 本次毕业设计的题目是椭圆规的设计与制造，直到今天，毕业设计总算接近尾声了，通过这次对于椭圆规 的设计与制造的设计，使我们充分把握的设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确保设计进度，本文所设计的是椭圆规的设计与制造，通过初期的方案的制定，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可要做的好，总之，本设计完成了老师和同学的帮助下，在大学研究的最感谢帮助过我的老师和同学，是大家的帮助才使我的论文得以通过。 17 西京学院本科毕业设计（论文） 参考文献 1 徐灏等 第 2、 3 册 )M(第二版） 械工业出版社， 2003:98 100 2 程悦荪 M国农业出版社， 1981:67 69 3 周纪良 M械工业出版社， 1991:102 105 4 吉林工业大学教研室编 M国农业出版社， 1982:209 211 5 成大先主编 减（变）速器电机与电器 M学工业出版社 ， 1999:81 83 6 朱冬梅 M等教育出版社， 2000:303 305 7 陈立德 M等教育出版社， 2002:222 2