2854 机械机构模型库的建设及其展示平台的设计
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2854
机械机构模型库的建设及其展示平台的设计
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塔里木大学毕业论文(设计)开题报告 课题名称 机械机构模型库的建设 及其展示平台的设计 学生姓名 魏流锋 学 号 8011208223 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化班 级 机械12-2 指导教师 周岭 起止时间 2012.3.1-2012.5.5 机械电气化工程学院教务办制填 表 说 明一、学生撰写开题报告应包含的内容:1、本课题来源及研究的目的和意义;2、本课题所涉及的问题在国内(外)研究现状及分析;3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析;4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路;5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法;6、完成本课题的工作方案及进度计划;7、主要参考文献(不少于7篇)。二、本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在接到“毕业论文(设计)任务书”的两周内独立撰写完成,并交指导教师审阅。三、开题报告要求手写体,字数在3000字以上,由学生在本报告册内填写,页面不够可自行添加A4纸张。四、每个毕业论文(设计)课题须提交开题报告一式三份,一份学生本人留存,一份指导教师存阅,一份学生所在学院存档,备检备查。1.本课题来源及研究的目的意义机械工程的基础课程一般有机械制图、机械原理、理论力学、机械设计等课程。而这些机械基础课程常常具有较强的理论性,稍有条件的学校采用多媒体教学,条件不允许的学校则只能通过教师的强化训练等艰苦教学方法来达到预期教学目标。针对机械基础课程这种理论性较强,教学模式不一及理论与实际联系不紧密的现状,考虑到今后教育的发展及当前网络的迅猛发展,提出对农业机械(耕种、植保、收获)等及其他机械,如生活中的典型机械选择及典型机构,建立实体与电子模型库,为机械工程及其相关专业的制图、机构力学分析及运动分析等提供教学用的演示和操作平台。2.本课题所涉及的问题及国内外的研究现状机械产品的核心是机构,深入研究各种机构的设计与应用创新,将会有利于提高机械产品的创新性和国际竞争能力。目前一些工业发达的国家十分重视机构学的研究,应用机构学的理论和方法开发出不少具有自主知识产权的机械产品。国外研究已经取得很大进展,部分已经转化为商业性的应用。例如webscope开发出完全基于Java的网络化CAD产品。设计人员能在标准浏览器上获得产品二维和三维信息。实现功能包括2D文本和图像注释、3D注释、视图旋转、平移、放大及加亮隐藏指定模型特征和交叉视图等。Texas大学则开发了一种名为shastra的几何造型、模拟、查询及设计原型系统,可提供基础几何数据结构和算法,这些算法支持分布式构造,还可提供模型库属性查询、协同交互、实时场景显示等功能。此外澳大利亚大学,德国的Fraunhofer都取得了突破性进展。国内这方面的研究高校主要以清华大学、浙江大学、武汉理工大学为主要代表。清华大学进行了实时协同设计支撑系统原型CoDesign 的设计及若干问题的研究。浙江大学利用诸如VBScript,JavaScript等脚本语言实现用户交互和动态页面。武汉理工大学应用solidworks,SQLserver,Intraweb和Delphi 等软件技术实现了零部件的网上浏览。3.机械机构模型库研究的内容机械机构模型库库是开放获取运动中的一个重要内容,是给机构提供一个平台,由机构成员自己将个人或机构的研究成果提交到机构知识库中, 在一定范围内传播使用, 并进行长期保存。机构库发展最重要的原因来自于大学希望能够有一个完整保存学校学术成果产出的学术交流平台。机构库以数字化方式保存机构内全面性的研究成果,并以开放取用模式供大众使用, 它的基础在于所属机构成员的共识和参与,用户是机构库的内容提供者同时也是使用者, 其提交资料的意愿及支持程度关系着机构库的成败。因此大学在建置机构库之初, 可以利用举办学术会议、短期课程等方式介绍和推广机构库的概念、使用方法等,取得有影响力的学者支持,积极推进机构库的建设。机构库是大学或机构集中所有学术研究成果的资产管理系统,对内是研究人员的研究交流平台,能够记录机构内研究的传承与发展;对外则能帮助机构虚拟样机技术(VPT,virtual prototyping technology)是一种基于虚拟样机的数字化设计方法,是各领域CAX/DFX技术的发展和延伸。虚拟样机技术进一步融合了先进建模/仿真技术,现代信息技术,先进设计制造技术和现代管理技术,将这些技术应用于复杂产品全生命周期和全系统的设计,并对他们进行综合管理。与传统产品设计技术相比,虚拟样机技术强调系统的观点,涉及产品全生命周期,支持对产品的全方位测试,分析与评估,强调不同领域的虚拟化的协同设计。虚拟样机展示机械机构模型库的一大亮点,整个虚拟样机的设计过程不仅涵盖了一般的机械设计过程(包括方案的设计、零部件的设计和校核、CAD),还囊括了现代设计制造技术中的三维建模和仿真技术。由于模型较多,模型的设计主要以葡萄埋藤机的虚拟样机为例。机械机构模型库主要利用当前成熟的三维建模技术和借助强大地web网络技术展示平台为机械工程专业的广大师生提供一个良好地教学平台。本着教与学的原则,模型库的内容主要参考机械工程专业的基础课程诸如画法几何、机械制图、机械原理、机械设计等课程,以机械设计手册公布的国家标准为依据而设计。内容应与这些基础课程相符合,展示平台的操作和可行性强。机械工程专业首先学习的基本功就是机械制图,虽然目前的计算机辅助设计(CAD)技术足够成熟,但是对于初入本专业学习的师生来说,必要的手工制图本领(制图、看图)是很重要的。机械工程图纸普遍采用三视图的表达方法,借助三维建模软件简单的视图设置功能就可以实现任意零件的三视图表达。鉴于此,机械机构模型库的第一个模块就是三维基本体。除了机械制图外,机械工程专业必须学习的课程还有机械原理、机械设计。在这些课程的教学中有大量的机械机构、零部件以及动画需要给学演示。为了让提高教师在这方面的教学效率,让学生学得更简单,增加师生在机械工程方面的创造思维,本模型库的第二模块就是机构电子库。制图、原理、设计的学习都是专业基础必修的课程,而对于具体的机械设计过程常常需要使用大量的GB件,这些国家标准件虽然形体简单,但型号、系列较多,另一方面他们的使用量也很大,因此根据机械工程专业常用的机械零部件,建立一个机械工程常用的零部件库是和有必要的,因此机械机构模型库的第三个模块就是常见零部件。机械设计的最终结果就是根据前面的设计制作出样机。当前虽然机械工程专业在个大高校都有普遍设置,但实际的生产制作水平却良莠不齐。许多优秀的设计苦于没有良好地制作平台和经费等问题而搁置。即使是有条件制作的,也存在费用较高和生产周期较长的缺点。在国外,虚拟样机技术(VPT)应运而生,并且已经普遍推广。它以虚拟现实和仿真技术为基础 ,在计算机上实现产品的设计、加工、装配、检验、使用整个生命周期的模拟仿真4,大大减少了生产成本,缩短了生产周期。4任务要求及可行性分析 根据任务要求,目的是建立机械机构模型库,将建立三维基本体、机构电子库、常见零部件、虚拟样机展四大模块。依托 Solidworks的强大三维制图功能和Dreamweaver的网页设计功能实现之,可行性强。5研究的重点、主要的问题及解决的思路 欲利用网页的形式制作模型库首先研究网页的设计问题,设计好模型库的主页及各相关链接页。此方法虽未有涉及,但通过借阅图书,网上教程等行式完全可以成功完成任务。 其次就是设计模型库的各部分内容组成。通过所学知识及借阅相关图书设计好模型库的主要分支结构,夯实内容,科学分支。 最后便是根据所设计的分支,利用三维建模软件Solidworks设计各种机构和零部件,录制各种视频。6设计所需条件及解决办法a)模型库建立的所需软件:制作网页的Dream wear8.0制作网页动画的Flash8.0及设计零部件软件Solidworks2010b)利用Dream wear8.0设计网页,利用Solidworks2010设计模型库的内容c)软件的安装与教程均已完成。7工作方案以及进度计划第1-3周下达任务书,查阅国内外文献写开题报告。第4-5周查阅文献,设计模型库内容。第6-8周上机设计模型库网页结构以及主题内容。第9-10收集制作模型库以及各网页的内容。第11-13周填完模型库内容,充实网页内容。第13周修改并整理设计结果。第14周答辩。参考文献【1】朴香兰,机械原理种机构模型教学用模拟软件开发.延边大学学报.2000【2】杜海霞,机械制图课程教学虚拟模型库的开发.高等师理科学报.2009【3】冯伟,机械设计基础课程教学中三维模型库的制作与实践.2008【4】贺健琪
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