椭圆规的设计与制造【优秀机械毕业设计论文】【有三维图纸】
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椭圆规的设计与制造【优秀机械毕业设计论文】【有三维图纸】,椭圆,设计,制造,优秀,优良,机械,毕业设计,论文,三维,图纸
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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 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 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 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 . 4 研究的意义 . 5 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 . 10 十字板的三维建模 . 11 滑块杆的三维建模 . 11 限位导向件的三维建 模 . 11 椭圆规的三维建模 . 12 结论 . 14 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 圆规 应用到该公司的子公司 业生产椭圆规的制造 公司，经过几年的运行，为该公司创造了不菲的利润。继美国 国的 圆规 的利润所在，投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。 一直以来，对于机械专业类的学生和岗位来说，绘图是必不可少的经 常性工作。对于一般的直线、圆弧或圆，利用直尺、圆规即可马上绘制，但在绘制椭圆的时候，一般的作法是利用 “四弧连接原理 ”，借助圆规绘制、甚至徒手绘图，可以近似画出来，但毕竟最近似的也不光滑而且难看又费时。如果有椭圆绘图仪，就可以方便地进行椭圆绘制，而且光滑好看。于是便产生了椭圆规的构思和设想，椭圆规在我们的日常生活中扮演着重要的角色，绘图精致美观。椭圆规机构具有制作简单 ,使用方便 ,画出来的椭圆精确等特点，非常适合椭圆类图纸的绘制。本课题应用性强，知识面覆盖较广，并且来自生活，所以容易激发研究兴趣，产品使用前景广阔。 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： 3 西京学院本科毕业设计（论文） 图 1 图 2 4 西京学院本科毕业设计（论文） 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 我们在 1986之椭圆规基础钻研椭圆规制造的来历，来自于王健的以前的资料，他数十年的废寝忘食建造了一个单体七环节机构，开纯机械行走机。王健更设计出单腿八杆机构，创建王木车马。在这之后，台湾教授颜洪森以木制车马为基础，开发了一系列的步行机，如四连杆式，六连杆式等等步行机，查建中和 其他人一起以单腿八杆机构为对象，共同钻研考虑怎样改良按压力引发的角度以及零部件的分理。总之，传统的对象加上科学的分析和先进的理论，使得机器人在国内的研究范围和深度得到了极大的丰富和发展。 外的发展概况 何人最先取得此项专利已无可知晓，只了解到外国科学家在十九世纪末建造出了一部类似于骡马，整体部分是用齿轮以及连接杆件机构组装，人可以骑在上面用脚蹬踏板推动运行的机器人，但是却没有做出实物来加以佐证 纪初又有人运用齿轮以及连接杆件体系制造出类似的机器人，然而相关资料中并没有找到对这个作品 的介绍，所以那个时候有关机器人的研究还仅能思索腿的组成以及运动起来的行程路径。 20 世纪中期 然放进步态研究的思维制造出来在每一条腿上都用成组的连接杆件体系拼装而且安装两个摇杆体系结构以操纵机器人的步伐轨迹，已然加入步态设计的思路。同期，又有两位发明家麦吉以及 5 西京学院本科毕业设计（论文） 弗兰科创作了首部彻底用计算机操纵的行走机器人。接下来几年有关此机器的设计被充分的融入了运行操纵理论。 1979 年席罗思在行进机器人里加入了操纵水平行走的仪器，同样在腿上加入了保持和校对偏向的装置。 20 世纪末布朗、罗布特以及莎普恩斯研究了加入了 液压部件和直流电机的相应机器人。这都意味着人类对四杆动力体系的认识已从简单的考虑迈入了整体操纵、计算机和高新科技的相互融汇贯通的康庄大道。 研究的意义 本论文主要研究运用 圆规 进行设计。通过对 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。 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 6 西京学院本科毕业设计（论文） 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： 7 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： 图 4 椭圆规工作结构图 8 西京学院本科毕业设计（论文） 实现椭圆轨迹的分析 由图 式 为点 （ a+b）为长半轴长，（ / 。 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： 9 西京学院本科毕业设计（论文） 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。 滑块的零件图如下图 6所示： 10 西京学院本科毕业设计（论文） 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。 第 4 章 椭圆规的三维建模 11 西京学院本科毕业设计（论文） 十字板的三维建模 滑块杆的三维建模 限位导向件的三维建模 12 西京学院本科毕业设计（论文） 椭圆规的三维建模 第 5 章 三维软件设计总结 13 西京学院本科毕业设计（论文） 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 14 西京学院本科毕业设计（论文） 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。 15 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。 16 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， 2002:222 225 8 陈立德 M等教育出版社， 2002:44 46 9 刘劲 M械工业出版社， 2000:59 61 10 陈立周 M金工业出版社， 1985:77 79 11拖拉机编辑部主编 M海科学技术出 版社，1980:109 114 12 周纪良 J1979： 47 63 13 周纪良，孔维恭，于瑞玺 J1988:32 39 14 高象平，李齐隆等 M东科技出版社，1987:66 70 15 . 49 16 . 03 17 西京学院本科毕业设计（论文） 致谢 在此论文完成之际，我的心里感到特别高兴和激动，在这里，我打心里向我的导师和同学们表示衷心的感谢！因为有了老师的谆谆教导，才让我学到了很多知识和做人的道理，由衷地感谢我亲爱的老师，您不仅在学术上对我精心指导，在生活上面也给予我无微不至的关怀支持和理解，在我的生命中给予的灵感，所以我才能顺利地完成大学阶段的 学业，也学到了很多有用的知识，同时我的生活中的也有了一个明确的目标。知道想要什么，不再是过去的那个爱玩的我了。导师严谨的治学态度，创新的学术风格，认真负责，无私奉献，宽容豁达的教学态度都是我们应该学习和提倡的。通过近半年的设计计算，查找各类 椭圆规 的相关资料，论文终于完成了，我感到非常兴奋和高兴。虽然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因为我是怎么想的，这是我付出的汗水获得的成果，是我在大学四年的知识和反映。四年的学习和生活，不仅丰富了我的知识，而且锻炼了我的个人能力，更重要的是来自老师和 同学的潜移默化让我学到很多有用的知识，在这里，谢谢老师以及所有关心我和帮助我的人，谢谢大家。 另外也感谢我的父母，朋友和同学们的帮助。在做设计感觉受挫，枯燥与迷茫时，是他们在悉心的为我释放压力，鼓励我不要气馁，勇敢面对。每周一次和父母的通话，与朋友和同学的长谈后都使我精神放松，斗志倍增，以饱满的热情重新投入到工作中去，感谢他们，正是他们的不懈支持和充分理解才能使我顺利完成毕业设计。 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 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 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 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 . 4 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 圆规 应用到该公司的子公司 业生产椭圆规的制造 公司，经过几年的运行，为该公司创造了不菲的利润。继美国 国的 圆规 的利润所在，投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。 一直以来，对于机械专业类的学生和岗位来说，绘图是必不可少的经 常性工作。对于一般的直线、圆弧或圆，利用直尺、圆规即可马上绘制，但在绘制椭圆的时候，一般的作法是利用 “四弧连接原理 ”，借助圆规绘制、甚至徒手绘图，可以近似画出来，但毕竟最近似的也不光滑而且难看又费时。如果有椭圆绘图仪，就可以方便地进行椭圆绘制，而且光滑好看。于是便产生了椭圆规的构思和设想，椭圆规在我们的日常生活中扮演着重要的角色，绘图精致美观。椭圆规机构具有制作简单 ,使用方便 ,画出来的椭圆精确等特点，非常适合椭圆类图纸的绘制。本课题应用性强，知识面覆盖较广，并且来自生活，所以容易激发研究兴趣，产品使用前景广阔。 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： 3 西京学院本科毕业设计（论文） 图 1 图 2 4 西京学院本科毕业设计（论文） 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 我们在二十世纪初期研究椭圆规基础钻研椭圆规制造的来历，来自于王健的以前的资料，他数十年的废寝忘食建造了一个单体椭圆规机构，开纯机械椭圆规时代。王健更设计出多功能复合椭圆规，创建了椭圆规设计新时代。在这之后，台湾教授颜洪森以传统的椭圆规为基础，开发了一系列的椭圆规，如四连杆式，六连杆式 等等步行机，查建中和其他人一起以单腿八杆机构为对象，共同钻研考虑怎样改良按压力引发的角度以及零部件的分理。总之，传统的对象加上科学的分析和先进的理论，使得椭圆规在国内的研究范围和深度得到了极大的丰富和发展。 何人最先取得此项专利已无可知晓，只了解到外国科学家在十九世纪末建造出了一部类似于仿制椭圆规，整体部分是用齿轮以及连接杆件机构组装，人可以骑在上面用脚蹬踏板推动运行，但是却没有做出实物来加以佐证 纪初又有人运用齿轮以及连接杆件体系制造出类似的椭圆规，然而相关资料中并没有找到对这个作品的介绍， 所以那个时候有关椭圆规的研究还仅能思索腿的组成以及运动起来的行程路径。 20世纪中期 然加入步态设计的思路。同期，又有两位发明家麦吉以及弗兰科创作了首部彻底用计算机操纵的行走椭圆规。接下来几年有关此椭圆规的设 5 西京学院本科毕业设计（论文） 计被充分的融入了运行操纵理论。 1979年席罗思在行进椭圆规里加入了操纵水平行走的仪器，同样在腿上加入了保持和校对偏向的装置。 20世纪末布朗、罗布特以及莎普恩斯研究了加入了液压部 件和直流电机的相应椭圆规。这都意味着人类对四杆动力体系的认识已从简单的考虑迈入了整体操纵、计算机和高新科技的相互融汇贯通的康庄大道。 现在有两种类型的椭圆规可以到达我们难以接近或者不能接触的复杂环境开展自主绘图。一个椭圆规是模仿多足昆虫的行进轨迹，另外一个椭圆规则是脚底装上车轮依靠滚动行走。依靠车轮滚动椭圆规的缺点是无法吻合崎岖不平整的路面，但模仿多足昆虫行进椭圆规则能在上述环境里轻巧的行使职责。所以将车轮与腿部结合为一体的椭圆规的未来极为明朗，像用于施工现场、煤炭挖掘、摸清敌情、事故救援、太空考察以及电力 行业等环境。结合了车轮与腿部的椭圆规是各类椭圆规中极简单完成顺利爬行的。在众多椭圆规中，通过仿照类似蜘蛛、蜥蜴等爬行动物的腿部组织以及爬行方式研发的微小型步行四杆机构是极具代表性之一种。某些相对条件高、工作起来必须可靠的行为比如自然探测、天外考察和海洋营救的情况必须让车轮和腿部相结合的复合椭圆规来操作，因为它与两条腿及其他产品相比，构成部分十分简单，运行安全，行动迅速。世界上将小型步行四杆机构开展了普遍的考查，目前有超过 70种微走四杆机构的出现，因为微走了四杆机构作用在布局复杂，难以预料的情况，大家想要他的 动力部分愈发先进，还要达到极好的自给自足。还有，小型行走四杆体的腿数量大，完成每条腿的顺利行进必须处理好彼此的运动关系，小型四杆行走体研究与设计的关键在于怎样才能完美的达成那样的协作关系。小型四杆走型体，作为一个可以通过经历内、外感知工具传递讯号何时到达和具体情况 , 达到能顺利行进在复杂地形下的目的，然后实现自己的使命及效用的椭圆规体系。已经被普遍使用在多个领域，自然侵害，实地调查，污染查证和文体活动，在国防，存在，人身平安和科技开发里起了愈来愈关键的作用。然而依靠车轮的椭圆规的长处是运行速率高，容易拐弯 ，运动性能好，制造方便，用料低廉，然而难以适应地形，避障能力不好。车轮和腿相结合的机器可完美地适应地形，能一步一步越过障碍和不明物体，可是间歇的行进，效率和速度都较小。 随着微小型步行四杆机构的不断开发和应用范围的扩展，未来会在更多复杂 6 西京学院本科毕业设计（论文） 且未知的环境中工作。纷繁庞杂、种类繁多的实际应用只是依赖于车轮或腿机构般椭圆规的话并不能满足需求。种类齐全的结合型运行结构纷纷出台，可以共同慢慢增长车轮和多腿椭圆规的技术规范，这些特色已被车轮多腿结合型椭圆规吸收并加以应用，它不但能提高在光滑陆地的运行功用，逾越困难环境的本领 也得到加强。可是现在微小型步行四杆机构在原理层面尚有大量障碍，倘若选取脚式运动的话。但是，多条腿的爬虫在多足向自然提供能体布局是庞大和纤巧的，经历其持久的演变和活动的轻巧性，很简单就可逾越各式各样的恶劣境况，甚至可在光滑的表面上倒立行走。所以有，把多脚爬虫步履运动结论掺和进行进椭圆规的布局研发和掌管里边，制造兼备完美做工和行进本领的车轮与腿部结合型椭圆规，这将提供给多机构结合型椭圆规的开发和制造完备且杰出的知识以及实际的道理。 研究的意义 本论文主要研究运用 圆规 进行设计。通过对 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。 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 7 西京学院本科毕业设计（论文） 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
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