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便携式 气动 岩石 钻孔 装置 设计 钻孔机 CAD 图纸 PDF

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内容简介：

工程技术学院本科毕业设计（论文）中期检查报告年级07专业机械设计制造及其自动化学生姓名学号指导教师设计（或论文）题 目便携式气动岩石钻孔装置设计本人在该设计中应完成的主要工作完成开题报告，文献综述，设计说明书，2张A0工作量的图纸1、 简述毕业设计开始以来所做的具体工作和取得的进展或成果 （1）通过网络图书馆等查阅资料，了解了所要设计的装置的使用场合和设计的意义。 （2）对所要设计的装置的技术路径进行分析，得出装置整体结构以及各种所需零部件。 （3）对没有标准件的零件按照题目和设计装置的要求进行零件设计，或者对已有标准件进行改进，使之更符合装置的要求，已经成功设计出扳手结构，控制钻孔机工作的启动和停止，由推杆连接杆阀门发片弹簧等零件构成。 （4）通过分析减速装置，针对本钻孔机内安装减速装置的位置和减速比，选择行星齿轮减速器，已经成功设计好2、 目前存在问题，下一步的主要设计研究任务，具体设想与安排 目前存在的问题是气压马达已经选择好，但是如何与换向阀的出气孔进行紧密连接还是个问题，设想的是将气压马达两个进气口的位置做必要的调整，使之既能控制马达的正反转又能很好的与换向阀的两个出气孔相连接，而密封装置则用密封胶涂于两个管口上的螺纹上，再用螺母将两个管道相连接。下一部的设计任务则是将换向阀与马达连接问题解决以后，再进行换向阀的锁紧结构的设计，以及确定钻孔机的外壳。3、 指导教师对该学生前期设计研究工作的评价及中期检查意见对便携式气动岩石钻孔装置设计的意义进行了分析，设计思路正确。具体方案条理清晰，结构完善，不足之处仍需改善。同意该生按既定思路继续学位论文工作。 指导教师签字： 年 月 日备注：1、本表由学生填写后，指导教师签署意见。2、本表于4月30日前交学院教学办。毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目 便携式气动岩石钻孔装置设计 学院、专业 工程技术学院、机械设计制造及其自动化 学生姓名 学号指导教师姓名 开题日期 论文（设计）的主要内容（技术指标）与要求：一、文献综述。查阅国内外相关资料，了解煤矿矿难救援的基本过程和装备要求；调研使用气动马达的钻孔装置的主要技术方案。最后对整篇论文写摘要，并翻译为英文。二、确定装置设计的技术路径。便携式气动岩石钻孔装置配合手动岩石开缝装置使用，目标是在普通岩石上钻削尽可能深和口径尽可能大的孔，其特点是以30Mpa高压空气为动力源，适合矿难救援应用场合，且便于使用和携带。根据装置设计目标，分析确定装置的技术路径。完成主要气动部件的设计或选型计算，装置整体结构设计和具体机构设计。三、机械设计。根据所确定技术路径，完成主要零件的三维建模，机构整体三维建模，重要零部件的2D图纸制作，装配图制作。对重要零件关键部位进行力学校核。进 度 安 排1、收集资料、文献综述、完成开题报告 寒假2、确定技术路径（初稿方案设计） 第14周3、完成力学分析计算和机构分析 至3月下旬4、完成主要部件选型计算，3D建模完成，初稿完成 至4月中旬5、完成中期检查报告，准备重合率检查 4月20日30日6、整改完善方案，定稿。重合率检查 5月10日前7、完成主要部件2D图绘制，准备答辩 5月20日前8、答辩 视具体时间安排学院意见：注：1、任务书由指导老师填写。 2、任务书必须在第七学期13周前下达给学生。毕业论文（设计）开题报告论文题目便携式气动岩石钻孔装置设计学 院专 业工程技术学院机械设计制造及其自动化年 级07开题日期学 号姓 名指导教师1. 本课题研究意义：煤矿矿难发生以后，常见巷道顶板塌陷，落石堵塞巷道，使救援工作难以进行。又由于井底存在大量易燃易爆气体，传统的电动岩石钻孔机不符合防爆要求，容易引发瓦斯爆炸等二次灾害，因此不能在井下使用。本课题设计便携式气动钻孔机的意义就是要改善上述情况，便携式气动钻孔机可以方便快捷地对有较高防爆要求的煤矿巷道空间中的岩石进行钻孔，钻孔目的主要是为了清理落石障碍，使矿难救援得以继续进行。所设计的钻孔装置要求防爆、便于携带、对常见岩石能有效钻削应力集中孔，工作效率高、操作简单、维护保养方便。本课题研究的装置配合“便携式手动岩石开缝装置”可以让救援人员徒手破碎并清理落石障碍，对提高煤矿矿难救援装备的有效性、提高矿难救援成功率均有较重要的意义，也为进一步完善煤矿灾害应急响应机制贡献力量。2. 研究内容： 便携式气动岩石钻孔装置的机器整体外形结构选型和设计，动力装置设计，传动回路的设计，主轴的设计，钻头的设计等3. 技术路线、研究方法和研究进度：尺寸重量等做到便携式技术路线:查阅文献，逻辑分析整体外形结构设计 气压马达的选择和参数设置动力装置设计气压传动回路设计主轴的设计钻头的设计分析计算各部分参数的合理性 研究方法：1通过查阅文献，资料，专利，了解钻孔机的结构，原理，执行过程。 2运用气压传动技术知识，合理设计各部分的参数。3利用绘图软件AutoCAD，PRO/E等建立所设计机构的各部分零件。4采用模拟仿真软件模拟钻孔工作。研究进度：1、收集资料2、确定技术路线 第14周3、完成动力学分析计算和机构分析 至3月下旬4、完成主要部件选型计算，3D建模完成 至4月中旬、整改完善方案 5月10日前、完成主要部件2D图绘制 5月20日前 4.导师意见： 指导教师（签名）：年 月 日5.学院意见： 学院（盖章） 年 月 日说明：开题报告应在教师指导下由学生独立撰写。在毕业论文（毕业设计）开始二周内完成，交指导教师审阅，并接受学校和学院检查。工程技术学院本科毕业设计（论文）承诺书设计（论文）题目完成人姓名所学专业机械设计制造及其自动化指导教师姓名职 称 实验师 本毕业设计（论文）的主要内容：一、文献综述。查阅国内外相关资料，了解煤矿矿难救援的基本过程和装备要求；调研使用气动马达的钻孔装置的主要技术方案。最后对整篇论文写摘要，并翻译为英文。二、确定装置设计的技术路径。便携式气动岩石钻孔装置配合手动岩石开缝装置使用，目标是在普通岩石上钻削尽可能深和口径尽可能大的孔，其特点是以0.5Mpa高压空气为动力源，适合矿难救援应用场合，且便于使用和携带。根据装置设计目标，分析确定装置的技术路径。完成主要气动部件的设计或选型计算，装置整体结构设计和具体机构设计。三、机械设计。根据所确定技术路径，完成重要零部件的2D图纸制作，装配图制作。对重要零件关键部位进行力学校核。承诺内容：本毕业设计（论文）是本人在导师 指导下独立完成，没有抄袭他人成果，若有抄袭，愿承担法律责任。完成人签名： 指导教师签名： 20 年 月 日世界最新机械设计理念来源:中国科技期刊摘要:根据目前国内外设计学者进行机械产品设计时的主要思维特点，将产品方案的设计方法概括为系统化、结构模块化、基于产品特征知识和智能。这几种方法的特点及其相互间的有机联系，提出产品方案设计计算机实现的努力方向。关键词：机械产品方案设计方法发展趋势设计文件是将语义设计网作为设计工具，在其开发的活性语义设计网ASK中，采用结点和线条组成的网络描述设计，结点表示元件化的单元(如设计任务、功能、构件或加工设备等)，线条用以调整和定义结点间不同的语义关系，由此为设计过程中的所有活动和结果预先建立模型，使早期设计要求的定义到每一个结构的具体描述均可由关系间的定义表达，实现了计算机辅助设计过程由抽象到具体的飞跃。系统化设计方法系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。系统化设计思想于70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出，他们以系统理论为基础，制订了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制订出标准VDI2221技术系统和产品的开发设计方法。1. 将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础，从产品开发的宏观过程出发，利用质量功能布置方法，系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。2. 将产品看作有机体层次上的生命系统，并借助于生命系统理论，把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求，形成产品功能系统结构。3. 将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题：一是把要设计的产品作为一个系统处理，最佳地确定其组成部分（单元）及其相互关系；二是将产品设计过程看成一个系统，根据设计目标，正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段。由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。4. 设计元素法用五个设计元素（功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数）描述“产品解”，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解。5. 图形建模法研制的“设计分析和引导系统”KALEIT，用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接。将设计划分成辅助方法和信息交换两个方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用图形符号、具有内容丰富的语义模型结构、可以描述集成条件、可以划分约束类型、可以实现关系间的任意结合等特点，将设计方法解与信息技术进行集成，实现了设计过程中不同抽象层间信息关系的图形化建模。6. “构思”“设计”法将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解。将方案的“构思”具体描述为：根据合适的功能结构，寻求满足设计任务要求的原理解。即功能结构中的分功能由“结构元素”实现，并将“结构元素”间的物理联接定义为“功能载体”，“功能载体”和“结构元素”间的相互作用又形成了功能示意图(机械运动简图)。方案的“设计”是根据功能示意图，先定性地描述所有的“功能载体”和“结构元素”，再定量地描述所有“结构元素”和联接件(“功能载体”)的形状及位置，得到结构示意图。Roper，H.利用图论理论，借助于由他定义的“总设计单元(GE)”、“结构元素(KE)”、“功能结构元素(FKE)”、“联接结构元素(VKE)”、“结构零件(KT)”、“结构元素零件(KET)”等概念，以及描述结构元素尺寸、位置和传动参数间相互关系的若干种简图，把设计专家凭直觉设计的方法做了形式化的描述，形成了有效地应用现有知识的方法，并将其应用于“构思”和“设计”阶段。7. 键合图法将组成系统元件的功能分成产生能量、消耗能量、转变能量形式、传递能量等各种类型，并借用键合图表达元件的功能解，希望将基于功能的模型与键合图结合，实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换，寻求由键合图产生多个设计方案的方法。提倡在产品功能分析的基础上，将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构，通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件，甚至是一个系统。本结构应该具有标准化的接口(联接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化，具有互换性、相容性和相关性。我国结合软件构件技术和CAD技术，将变形设计与组合设计相结合，根据分级模块化原理，将加工中心机床由大到小分为产品级、部件级、组件级和元件级，并利用专家知识和CAD技术将它们组合成不同品种、不同规格的功能模块，再由这些功能模块组合成不同的加工中心总体方案。以设计为目录作为选择变异机械结构的工具，提出将设计的解元素进行完整的、结构化的编排，形成解集设计目录。并在解集设计目录中列出评论每一个解的附加信息，非常有利于设计工程师选择解元素。网络技术的蓬勃发展，异地协同设计与制造，以及从用户对产品的功能需求设计加工装配成品这一并行工程的实现成为可能。但是，达到这些目标的重要前提条件之一，就是实现产品方案设计效果的三维可视化。为此，不仅三维图形软件、智能化设计软件愈来愈多地应用于产品的方案设计中，虚拟现实技术以及多媒体、超媒体工具也在产品的方案设计中初露锋芒。目前，德国等发达国家正着力于研究超媒体技术、产品数据交换标准STEP，以及标准虚拟现实造型语言上基于虚拟环境的标准交换格式)在产品设计中的应用。机械产品的方案设计正朝着计算机辅助实现、智能化设计和满足异地协同设计制造需求的方向迈进，由于产品方案设计计算机实现方法的研究起步较晚，目前还没有成熟的、能够达到上述目标的方案设计工具软件。作者认为，综合运用文中四种类型设计方法是达到这一目标有效途径。虽然这些方法的综合运用涉及的领域较多，不仅与机械设计的领域知识有关，而且还涉及到系统工程理论、人工智能理论、计算机软硬件工程、网络技术等各方面的领域知识，但仍然是产品方案设计必须努力的方向。国外在这方面的研究已初见成效，我国设计学者也已意识到CAD技术与国际交流合作的重要性，及其应当采取的措施。基于产品特征知识设计方法的主要特点是：用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机，再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征，以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策，完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计，必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。为此，国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化处理做了大量的研究工作，采用的方法可归纳为下述几种。The worlds Latest Mechanical Design Conceptssource：China Science and Technology JournalAbstract:According to scholars at home and abroad to carry out mechanicaldesign product design features of the main ideas, product design method of theprogramsummarizedassystematic,modularstructure,basedonproductcharacteristics of knowledge and wisdom. The characteristics of these methods andtheir organic connection between them and put forward to achieve the computerproduct design direction.Key words: Mechanical Product Design MethodDevelopment Trends Design documents will be Semantic Web as a design tool inthe design of its Semantic Web activity of the development of ASK, using nodes andlines to describe the design a network, nodes that components of the cell (such asdesign tasks, functions, components or processing equipment, etc. ), used to adjust thelines and definitions between nodes of different semantic relations, thus the designprocess all the activities and results of pre-built models so that the definition of theearly design requirements to the specific description of each structure can be definedby the relationship between the expression, achieved a computer-aided design process,the leap from the abstract to the concrete.Asystematic design methodThe main features of a systematic design method are: the design as designed by anumber of elements of a system, the independence of each design elements, eachelement of an organic link between the existence of, and is layered, with all the designelements , you can design systems to achieve the required task.Systematic design idea in the 70s by the German scholar Professor Pahl andBeitz, the system based on the theory they developed a general pattern of the design,advocacy design work should have organized. German Engineers Association, on thebasis of this design concept to develop a standard VDI2221 technology systems andproduct development design methods.1.The user needs functional characteristics as a product concept, structuredesign and part design, process planning, job control, etc. based on the macro fromthe product development process of starting the use of quality function deploymentmethod and system to user demand information reasonably and efficiently convertedto the various stages of product development, technical goals and operational controlprocedures method.2.The level of the product life of the organism as a system, and means ofliving systems theory, the product design process can be divided into successfulhierarchy of needs to achieve the functional requirements of the conceptual level andproduct level of the specific design. At the same time life-support systems used toexpress the abstract icons of the product functional requirements, system structureformation of product features.3.The mechanical design of the application of systems science into two basicquestions: First, to be designed as a system dealing with the products, the best way todetermine its component parts (modules) and their mutual relations1; is the productdesign process as a system, according to design objectives, a correct and reasonablydetermine the various aspects of the design work and various design stage.Because each designers point of research questions and to consider the questionof emphasis, to design a specific research methods used is also different. Here aresome representative of the systematic design methods.4.Design Element MethodWith the five design elements (functions, effects, effects vector, shape, elements,and surface parameters) describe the product solutions that a product to determinethe value of the five design elements, the product of all the features and characteristicsof the value of i.e. determined. Scholars in China have adopted similar methodsdesigned to describe the products original understanding.5.Graphic modeling methodAnd developed a design analysis and guidance systems KALEIT, with thelevel of clear graphic description of a products functional structure and its associatedabstract information, to the system structure and function relationship of graphicalmodeling, and functional connection between the layers 2.Assistance will be designed to be divided into two aspects of methodology andexchange of information using the Nijssen Information Analysis Method can be usedgraphic symbols, with a rich semantic model structure, can be described as integrationconditions, can be divided into types of constraints can be achieved in relationsbetween any combination of characteristics , the design method to solve integrationand information technology to realize the design process of information betweendifferent abstraction layers between the graphical modeling.6.Concept - Design methodProducts design is divided into concept and design in two stages. Conceptphase of the task is to find, choose and mix to meet the requirements of the originalunderstanding of design tasks. Design stage of work is a concrete realization of theoriginal understanding of the conceptual stage.Of the programs idea of specific described as: In accordance with theappropriate functional structure, seeking to meet the design requirements of theoriginal understanding of the task. The functional structure of the sub-function isperformed by the structural elements to achieve, and structural elements of thephysical connection between the definition of a feature vector, feature vector andstructural elements further the interaction between the formation of the functionaldiagram ( mechanical diagram). The program design is based on functional diagram,the first qualitative description of all of the feature vector and structural elements,and then quantitatively describe all the structural elements and the connection parts( feature vectors), the shape and location to be structure diagram3. Roper, H. usinggraph theory, by means of which he defines as the total design unit (GE), structuralelements (KE), functional structural elements (FKE), connect structural elements(VKE), Structural Parts (KT), structure element part (KET) concepts, as well asdescribe the structure element size, location, and transmission parameters of theinteractions between a number of kinds of schematics, the intuitive designprofessionals have done a formal design method a description of the formation of aneffective application of existing knowledge, methods, and applied to ideas anddesign stage.7.Bond Graph MethodFunction of the composition of system components will be divided into produceenergy, consumed energy, changing energy forms, such as various types of energytransfer, and to use bond graphs to express the function component solution, hoping tofunction-based model and bond graph combine to achieve functional structure theautomatic generation and functional structure with the bond graph automaticconversion between the search for bond graph generated by a number of designmethods.To promote the product on the basis of functional analysis, the product has somefeatures broken down into one or several modular basic structure, by selection andcombination of the basic structure of these modular form into different products.These basic structures can be parts, components, or even a system.The structure should have a standardized interface (connection and co-operationdepartment),andisserialized,universal,integrated,hierarchical,agile,economic-oriented, with interchangeability, compatibility and relevance. Chinascombination of software component technology and CAD technology, variant designcombined with the modular design, according to modular principle of classification,will be divided into descending Machining Center Machine Tool product level,component level, component level and component level, and use expert knowledgeand CAD technology to combine them into different species, different specificationsof functional blocks, and then by the combination of these functions into differentmodules of the overall program processing center.To design a directory as an alternative variation of the mechanical structure ofthe tool, the solution proposed by the design elements of a complete, structured layout,the formation of the solution set design catalogs. And in the solution set designed tocomment on each one listed in the directory solution additional information, is verybeneficial to design engineers select solution elements.The vigorous development of network technology, collaborative design andmanufacturing, as well as the product from the users functional requirements design processing assembly finished product of this realization of concurrentengineering possible. However, an important prerequisite to achieve these goals oneof the conditions is to realize the effect of product design three-dimensionalvisualization. To this end, three-dimensional graphics software, more and moreintelligent design software programs used in the product design, virtual realitytechnology and multimedia, hypermedia tools for product design is also its first debut.At present, Germany and other developed countries are focused on researchhypermedia technology, product data exchange standard STEP, as well as standardvirtual reality modeling language based on a standard exchange format for virtualenvironments) in the product design applications.Mechanical product design is moving in computer-aided realization of intelligentdesign and to meet the needs of distributed collaborative design and manufacture ofdirection, due to the computer product design Study on the implementation startedlate, not yet mature, to achieve the above objectives program design tools