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传动系异响毕业论文

发布时间:2024-07-05 00:52:05

传动系异响毕业论文

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(一)传动系异响的诊断

1.传动系常见异响部位

传动系常见异响的部位如图5-10所示。

2.传动系异响的诊断要点

传动系异响的诊断要点如图5-11所示。

(二)汽车底盘功能性故障的诊断

1.离合器故障的诊断要点

1)离合器打滑的诊断要点

(1)起动发动机,使温度达到正常,拉紧驻车制动器,挂入低速挡,缓缓抬起离合器踏板,并徐徐踩下加速踏板起步。若车不动,发动机不熄火,则表明离合器打滑。也可不起动发动机,将变速杆挂入低速挡,拉紧驻车制动器,用手摇柄可以摇动发动机曲轴,也表明离合器打滑。

(2)确诊离合器打滑,则进而检查离合器踏板自由行程。

图5-10传动系常见异响部位示意图

1.离合器摩擦片从动盘铆钉松动、外露;2.离合器从动盘花键毂铆钉松动,钢片破裂;减振弹簧折断、松动;3.变速器第一轴与从动盘毂磨损;4.离合器分离轴承松旷,分离杆及支销磨损;5.啮合齿轮副啮合不良,或轮齿损伤;6.变速器壳与飞轮壳定位不准,同轴度偏差过大,变速器壳各轴承孔偏差过大;7.万向节磨损松旷,凸缘叉松动,同轴万向节叉安装不在同一平面内地,伸缩节花键轴与槽磨损,侧隙过大;9.传动轴配重平衡块脱落,轴管弯曲、变形;10.主、从动圆锥齿轮调整不当、啮合不良,或齿缘损坏、齿面磨损;11.差速器各行星齿轮、轴、垫片及壳体销孔、垫片磨损;12.半轴齿轮与半轴花键磨损,间隙过大或桥壳弯曲变形致配合不当;13.半轴与半轴套管弯曲;14.驱动桥轮毂轴承锁紧螺母松动,车轮摇摆,半轴凸缘固定螺栓松动

图5-11传动系异响的诊断要点示意图

(3)进而检查:

①离合器踏板能否复位,踏板自由行程是否符合标准。

②离合器摩擦片有否油污、硬化、磨损过薄及铆钉外露现象。

③分离杆调整是否过高。

④离合器与飞轮的连接螺栓是否松动。

⑤离合器压紧弹簧是否过软或折断,压盘是否磨薄、变形。

随着国民经济的迅猛发展,汽车产量逐年增加,2006年已达720万辆。我国汽车保有量越来越多,车型也越来越复杂。尤其是高科技的飞速发展,一些新技术、新材料在汽车上的广泛应用后,给汽车故障诊断与排除增加了一定难度。本篇论文重点讨论轿车离合器的故障分析及维修方法。离合器是手动变速汽车必备的一个重要总成。没有离合器手动挡汽车将无法起步,并且难以实现挡位变换。在汽车使用中,离合器难免出现这样、那样的故障,直接影响汽车的正常运行。现在汽车迅速进入家庭,汽车私有化程度提高,所以汽车故障将会影响到我们每一个人。分析研究离合器故障现象、原因、探索离合器故障的排除方法和离合器的维修工艺,具有重大而现实的意义。本文重点通过北京现代轿车离合器故障的探讨,正确认识离合器故障,更好的使用和维护离合器。离合器安装在发动机与变速器之间,用来分离或接合前后两者之间动力联系。其功用是:1)使汽车平稳起步;现今所用的盘片式离合器的先驱的多片盘式离合器,它是直到1925年以后才出现的。多片离合器最主要的优点是,在汽车起步时离合器的接合比较平顺,无冲击。20世纪20年代末,直到进入30年代时,只有工程车辆、赛车和大功率的轿车上使用多片离合器。多年的实践经验和技术上的改进使人们逐渐趋向与首选单片干式摩擦离合器,因为它具有从动部件转动惯量小、散热性好、结构简单、调整方便、尺寸紧凑、分离彻底等优点,而且在结构上采取一定措施,已能做到接合平顺,因此现在广泛用于大、中、小各类车型中。如今单片干式摩擦离合器在结构设计方面相当完善。采用具有轴向弹性的从动盘,提高了离合器接合时的平顺性。离合器从动盘总成中装有扭转减振器,防止了传动系统的扭转共振,减小了传动系噪声和动载荷,随着人们对汽车舒适性要求的提高,离合器已在原有基础上得到不断改进,乘用车上愈来愈多地采用具有双质量飞轮的扭转减振器,能更有效地降低传动系的噪声。汽车离合器有摩擦式离合器、液力偶合器、电磁离合器等几种。液力偶合器靠工作液(油液)传递转矩,外壳与泵轮连为一体,是主动件;涡轮与泵轮相对,是从动件。当泵轮转速较低时,涡轮不能被带动,主动件与从动件之间处于分离状态;随着泵轮转速的提高,涡轮被带动,主动件与从动件之间处于接合状态。电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。如在主动与从动件之间放置磁粉,则可以加强两者之间的接合力,这样的离合器称为磁粉式电磁离合器。目前,与手动变速器相配合的绝大多数离合器为干式摩擦式离合器,按其从动盘的数目,又分为单盘式、双盘式和多盘式等几种。摩擦式离合器又分为湿式和干式两种。离合器的工作原理离合器的工作原理:离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用,或是用液体作为传动介质(液力偶合器),或是用磁力传动(电磁离合器)来传递转矩,使两者之间可以暂时分离,又可逐渐接合,在传动过程中又允许两部分相互转动。目前在汽车上广泛采用的是用弹簧压紧的摩擦离合器(简称为摩擦离合器)。发动机飞轮是离合器的主动件。带有摩擦片的从动盘和从动盘毂借滑动花键与从动轴(变速器主动轴)相连。压紧弹簧将从动盘压紧在飞轮端面上。发动机转矩即靠飞轮与从动盘接触面之间的摩擦作用而传到从动盘,再由此经过从动轴和传动系统中一系列部件驱动车轮。弹簧的压紧力越大,则离合器所能传递的转矩也越大。离合器分离轴承缺油时,将产生“吱吱”声。此时应给分离轴承注油或更换分离轴承。分离杠杆(或膜片弹簧分离指端)不在同一平面时,易使减震弹簧折断,起步时将产生连续打滑,引起振动。此外,离合器弹簧折断、弹力变小,也会发生同样现象。分离杠杆的回位弹簧弹力减弱,会导致离合器分离轴承回位不好,从而造成离合器分离不彻底,产生异响。此时应将分离杠杆的高度调整一致,更换弹簧。从动盘毂或离合器从动轴花键磨损,应更换从动盘或离合器从动轴。离合器、变速器、发动机曲轴主轴颈轴线没对准,应予对准。由于前导向轴承(套)损坏引发的噪声。只要离合器分离必定出现噪声,离合器一旦接合噪声就没有了。有时会把这种噪声误解为分离轴承的失效所致,所以要注意分辨。变速器安装不当,往往使导向轴承额外受力,在离合器使用若干次后就使它损坏,很快出县现噪声。任何类型的分离轴承失效后都会出现尖锐噪声。如果分离轴承有故障,那么噪声将随离合器踏板力的增加而增加。如果噪声在离合器分离后才出现,那就是前导向轴承有故障。离合器完全接合后出现的噪声,会来自于变速器。离合器操纵系统轴承预紧度不够,也能引发噪声。如果变速器在空挡,发动机在运转,可以在车厢内听到“格格”声,这就是变速器中发生的噪声。可以说,这是由于发动机的激励,造成传动系统扭转振动在变速器中引发的噪声。这和离合器从动盘中的扭转减振器结构性能改变有很大关系。

底盘部件的松旷、变形等引发的异响。轮胎的胎噪方面的异响。底盘部位如发动机或变速器内部部件的异响。各传动装置,如前桥、后桥(依驱动结构)、各连接件等的异响。前后轮轴承的异响。减震胶坏了也会压缩机 和发电机皮带松了会咯吱咯吱特别大的异响

发动机异响的诊断方法毕业论文

发动机异响分为冷车异响和热车异响,具体判断方法如下:

1、冷车异响

冷车着车常听见发动机舱中传来“哒哒”的异响,而热车后消失。这是因为汽车停放时间过长,机油基本流回油底壳,在冷启动时机油不能形成有效油膜,不能建立有效油压,这是无论是液压挺柱还是机械摇臂就会发生金属的轻微撞击声。

2、热车异响

热车出现异响时,车主需要高度注意。热车异响大概不好判断位置,需要技术排除,只要在异响时发动机没有出现无力、尾气发白发黑时,问题就相对小,可以排除缸内问题。而皮带打滑或者老化也会出现异响,如果出现金属敲击声时,车主应该及时去修车厂检查。

扩展资料

其他一些异响的解决方法

1、刹车异响

刹车异响比较常见,尤其是下雨之后。异响表现为踩住刹车踏板时会发出“吱吱”的金属摩擦声,这种情况多是刹车盘生锈、刹车片内有硬物或是刹车片损耗严重。处理办法是猛踩几脚刹车看是否缓解,之后检查刹车盘片。

2、车身异响

车身异响的范围比较广,可谓各种异响并存。车身异响多是共振产生,而且有些异响是在特定的速度下才会出现,如在急刹车或加速时会产生异响、天窗在某一车速异响、A柱在某车速异响等,这都需要有经验的技师试车才能够解决的。

有时也会因为人为原因产生异响,如座椅或汽车座椅下有异物会导致异响、异物通过出风口掉风道异响,这种情况应该尽量避免,因为车身异响排除很难很费时间。

3、底盘异响

底盘异响大概多在路面较复杂的情况,在颠簸的路面行驶时,底盘悬挂部件会发出各种异响,有胶套摩擦声、零件的撞击声或咣当声,对于胶套的声音发出的声音来讲问题不大,依照行驶里程判断是否是老化。

至于其它异响就车主需要注意,因为底盘出现异响多是金属摩擦声,也就是部件损坏或老化。若是汽车在高速时出现异响,应该检查一下底盘螺栓扭力是否紧固。

参考资料来源:交通安全网-开车上路常见的6种异响怎么解决

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发动机异响表示发动机某一机构的技术状态发生了变化。主要是因为部分零件磨损甚至装配调整不当。一些异常噪音仍然可以预测发动机意外损坏的可能性,因此当发动机出现异常时,应及时修理,防止故障扩大。拆卸前先检查初步确定故障位置,再分析发动机的异常噪声特征,从而基本诊断出异常噪声的位置、原因和程度,避免拆卸检查的盲目性。 发动机异常噪音的诊断: 1.如果声音只在怠速时存在,提速后会自动消失,整个使用过程中声音没有明显变化,是一种危害不大的异响,暂时允许存在,适当时候会修复。2.如果在突然加速或减速时出现声音,在中高速运转时发动机没有消失,同时引起车身抖动,则不允许继续有异响,应立即查明原因并排除。3.如果运转中突然出现声音,而且声音很大,则不应使用发动机进行连续运转或听力诊断,而应立即停机进行拆卸。一般来说,油底壳应该在气缸盖之前拆下。 发动机异常噪声的诊断方法如下:1 .手动目视探查法:主要借助听诊器,进行拒爆试验,结合改变节气门开度等。,用耳朵和眼睛听和观察异常噪音的变化。在听的过程中,还需要及时观察烟色、排气管冒出烟量的变化以及各种仪表的工作情况。2.仪器诊断法:由于发动机各种异常噪声和振动的声音、声压和振幅不同,只要发动机摩擦副磨损,配合间隙增大或某一部位松动,就会产生异常噪声和振动,形成独特的声级、声压和振幅,并被仪器反映出来。

发动机异响标志发动机某一机构的技术状态已发生变化。主要是因有些零件磨损过甚或装配、调整不当引起的。有些异响尚可预告发动机将可能发生事故性损伤,因而当发动机出现异响时,应及时修理,防止故障扩大。在拆开之前,先要进行检查,以初步确定故障的所在部位,然后对发动机异响特性的分析,可以基本上诊断异响的部位、原因和程度,避免拆检的盲目性。1.发动机异响特性的分析发动机异响常与发动机的转速、负荷、温度和工作循环有关,通过对异响进行特性分析,可找出其变化规律。(1)异响与发动机转速的关系发动机的大多数常见异响的存在取决于发动机的转速状态。①异响仅在怠速或低速运转时存在。发响的原因有:活塞与气缸壁间隙过大;活塞销装配过紧或连杆轴承装配过紧;挺杆与其导孔间隙过大;配气凸轮轮廓磨损;有时,起动抓松动而使皮带轮发响(在转速改变时明显)。②维持在某转速时声响紊乱,急减速时相继发出短暂声响。发响的原因有:凸轮轴正时齿轮破裂或其固定螺母松动;曲轴折断;活塞销衬套松旷;凸轮轴轴向间隙过大或其衬套松旷。③异响在发动机急加速时出现,维持高速运转时声响仍存在。发响的原因有:连杆轴承松旷、轴瓦烧熔或尺寸不符而转动;曲轴轴承松旷或轴瓦烧容;活塞销折断;曲轴折断。(2)异响与负荷的关系发动机上不少异响与其负荷有明显的关系,诊断时可采取逐缸解除负荷的方法进行试验,通常采用单缸或双缸断火法解除一或两缸的负荷,以鉴别异响与负荷的关系。①某缸断火,异响顿无或减轻。发响的原因有:活塞敲缸;连杆轴承松旷;活塞环漏气;活塞销折断。②某缸断火,则声响加重,或原来无响,此时反而出现声响。发响的原因有:活塞销铜套松旷;活塞裙部锥度过大;活塞销窜出;连杆轴承盖固定螺栓松动过甚或连杆轴瓦合金烧熔脱净;飞轮固定螺栓松动过甚。③相邻两缸断火异响减轻或消失。发响的原因有:曲轴轴承松旷。(3)异响与温度的关系①低温发响,温度升高后声响减轻,甚至消失。发响的原因有:活塞与缸壁间隙过大;活塞因主轴承油槽深度和宽度失准;机油压力低而润滑不良。②温度升高后有声响,温度降低后声响减轻或消失。发响的原因有:过热引起的早燃;活塞裙部椭圆的长、短轴方向相反;活塞椭圆度小、活塞与缸壁的间隙过小;活塞变形;活塞环各间隙过小。(4)异响与发动机工作循环的关系发动机的异响故障往往与发动机的工作循环有明显的关系,尤其是曲柄连杆机构和配气机构的异响都与工作循环有关。就四行程发动机而言,凡由曲柄连杆机构引起的声响均为发动机作功一次发响两次;凡由配气机构引起的声响均为发动机作功一次发响一次。①由曲柄连杆机构引起的异响其原因有:活塞敲击缸壁;活塞销发出的敲击声;活塞顶缸盖;连杆轴承松旷过甚;活塞环漏气。②由配气机构引起的异响其原因有:气门间隙过大;挺杆与其导孔间隙过大;凸轮轮廓靡损;气门杆与其导管间隙过大;气门弹簧折断;凸轮轴正时齿轮径向破裂;气门座圈松脱;气门卡滞不能关闭。③若异响与工作循环无关,则应注意其发响区域。通常,由与工作循环无关的间隙引起的发响多为发动机附件有故障;若是与工作循环无关的机件发出的连续金属摩擦声,则可考虑是某些旋转件有故障。(5)异响与发动机部位的关系发动机发生异响时,必然会产生一定程度的振动,根据振动的特点和部位可以辅助诊断发生异响的原因。发动机常见异响所引起的振动部件和区域如附图所示,可分为4个区域(A-B、B-B、C-C、D-D)和两个部位(正时齿轮盖、机油加注口)。①在A-A区域可听察燃烧室、主轴承和气门等部位,可以辅助诊断活塞顶碰缸盖、气缸凸肩磨损过甚、气门座圈脱出、曲轴折断和主轴承松旷等故障。②在B-B区域的气门室一侧,可听察气门组合件及挺杆等部位,如在气门室对面,可辅助诊断活塞敲缸一类的故障;在机油加注口处听察可辅助判明活塞销、连杆轴承发响和活塞环漏气等故障。③在C-C区域可听察凸轮轴的衬套和正时齿轮,可辅助诊断凸轮轴正时齿轮破裂或其固定螺母松动,以及凸轮衬套松旷等故障。④D-D区域是在气缸体及油底壳分开面的附近(凸轮轴的对面),在此区域听察可以辅助判明主轴承发响或曲轴断裂等故障。(6)异响与其他故障现象的关系发动机在发生某些异响故障时,常常伴随出现其他故障现象。因此,这些伴同现象就成为辅助诊断异响原因的重要依据。发动机发生异响时常伴随出现的其他故障现象如附表所示。2.发动机异响的诊断(1)异响诊断的原则若声响在低速运转时显得轻微、单纯,在高速运转时显得轰鸣且平稳均匀,在加速或减速显得圆滑过渡,则为正常声响。异响原因 伴同现象主轴承径向间隙过大或轴瓦合金烧熔脱落 机油压力下降,机体振抖连杆轴承松旷过甚 机油压力下降进、排气门卡滞不能闭 个别缸不工作,机体振抖。若排气门卡滞将造成排气管有喘气声活塞与缸壁间隙过大,活塞环对口或抱死 加机油口出现脉动冒烟,排气管冒浓蓝烟,机油消耗多,燃油消耗多但是多功率下降排气门弹簧折断 个别缸不工作,发动机抖动,不易加速点火时间过迟 燃油消耗多,功率降低若声响中伴随着沉闷的“镗”“镗”声,或清脆的“当、当”声,或短促的“嗒、嗒”声,或细微的“涮、涮”声,或强烈的“嘎、嘎”声,即表明发动机存在不正常的异响,至于其是否严重,则可依据以下情况判断:①声响若仅在怠速运转时存在,转速提高后即自行消失,在整个使用过程中声响又无明显的变化,则属于危害不大的异响,允许暂时存在,待适当时机再行修理。②声响若在突然加速或突然减速时出现,而且当发动机在中、高速运转期并不消失,同时又引起机体振抖,则属于不允许再继续存在异响,应予以立即查明原因,进行排除。③声响倘若是在运转中突然出现的,且又较猛烈,则不应使用发动机继续运转或进行试听诊断,而应立即停机拆检。一般应先拆油底壳,再拆缸盖。(2)异响诊断的方法①人工直观试探法。主要是借助听诊器、断火试验,结合变换节气门开度等,凭耳、眼进行行听、察异响的变化情况。在听察过程中,还要及时观察排气管冒出的烟色、烟量的变化和各仪表的工作情况等。②仪器诊断法。因为发动机各类异响和振动的声响、声压、振幅等不同,只要发动机各摩擦副磨损,配合间隙增大或某一部分发生松动,就会产生异响与振动,形成特有的声级、声压和振幅并通过仪器反映出来。(3)异响的确诊过程根据异响出现的时机和连贯存在的时间来看,异响一般都分别存在于怠速或低速运转期间和高速运转期间。当异响出现在怠速或低速运转期间,可依以下顺序进行诊断:①用单缸断火法检查异响与缸位是否有关联。若某缸断火后异响有明显的变化,说明故障在该缸。②若某缸断火后异响并无明显的变化,说明异响与缸位并无关系。继而应逐缸检查异响与工作循环是否有关联,判定故障出在哪一机构。③进而再逐渐提高发动机转速,听察异响有无变化,根据异响随转速的变化,判断运动机制耗损的程度。④此外,在诊断过程中,还应注意观察发动机温度的变化对异响的影响。当异响出现在高速运转期间,可依以下顺序进行诊断:①从低速逐渐提高发动机转速,直至高速运转。在此过程中,注意异响出现的时机。②当异响出现后,使发动机稳定于该转速运转,仔细听察异响,利用单缸断火法查明缸位。③若难以查明缸位,则应听察该异响分布的区域。④若从低速逐渐提高转速的过程中,并不出现异响,却在急加速或急减速时出现异响,则用单缸断火法并配以速度的急剧变化,即可判明异响发生在哪个缸位。通过上述诊断,基本可查明异响与发动机的负荷、工作循环、转速和温度之间的关系。如若异响与某种异响 特性相符合,即可作出诊断结诊。此外,在诊断过程中还应听察异响引起的振动部位及伴同的其他故障现象,注意机油压力、机油加注口和排气管等处的变化,辅以诊断故障,从而得出确诊的结论。3.实例分析我公司一台ZLM30型装载机,在使用中驾驶员反映该机的发动机有异响,经到现场诊断发现:①在发动机体外听察时,怠速时其异响为短促而坚实的“嗒、嗒”声;若发动机转速由怠速到中速时,异响更清晰,为连续敲击声,并且随着转速的增高,敲击声更为突出,急加速时异响明显。②不论发动机温度高或低,异响没有变化。③将发动机转速稳定于中速,侧耳细听时发现,异响是有规律的声响,且随着发动机转速的增加,异响频率提高。④用单缸断火法检查时,发现解除III缸负荷后异响减弱;解除其他缸的负荷后异响无明显变化;解除II、III缸和III、IV缸的负荷后,异响减弱程度同解除II缸负荷后的相近。⑤将机油加注口盖打开,倾耳听察发现,异响呈清脆而音量较大的“当、当”声。⑥在检查异响的同时,观察到机油压力偏低。通过上述诊断、分析知:该异响与发动机的转速、负荷、工作循环有关,而与发动机的温度无关;同时,异响随转速的升高而加强,解除III缸负荷后异响减弱,因而根据异响特性初步认为故障是III缸的连杆轴承松旷引起,再结合异响的部位及机油压力的偏低,最终判定故障是III缸的连杆轴承松旷,应马上进行检修。拆下连杆轴瓦后,发现II缸的轴瓦已严重剥落,表面有轻微烧熔,其他各缸轴瓦正常;经测量,曲轴上连杆轴颈的尺寸和圆度均在要求范围内。更换了一付连杆轴承后异响消失。因该故障发现处理得早,防止了故障的扩大。同时因运用了异响特性的分析和诊断方法,正确地诊断了故障的原因,做到了有目的地拆检,及时地排除了故障

机械传动系统毕业论文

基于单片机的仪表车床简易数控系统的实现第2章 数控系统的设计要求概述该数控系统是为了适应国内众多的普通机床改造而设计的主要考虑四个方面:①经济性既然是用于普通机床的数控化改造,因此,必须充分考虑系统的成本,这是保证达到系统设计目的的关键。这里的成本包括整个系统的成本,包括数控系统、伺服驱动系统及机械传动系统等,其核心在于数控系统的方案选择。②方便性数控系统的方便性,又叫“宜人性”,主要反映在系统的编辑部分。编辑(编程)部分是人和系统直接打交道的部分,即所谓的“人机界面”。人机界而应当对用户友好,也就是说编辑(编程)部分应当尽量给用户提供力便、快捷舒适的操作使用环境。系统需从以下几个途径来体现:●汉化按键,方便各种层次的操作者使用。●输入、检索、修改尽量一体化。即输入时可以检索、修改,检索时可以修改、输入,并且自动显示程序段号。●快速检索,即能对程序进行上下翻页显示。③实用性经济则数控系统的设计不应追求功能的大而全,应以实用为原则。一般的机械加工只要能具有以下功能即可满足需要:●直线、圆弧插补。插补速度要充分考虑被机床本身的内在素质,如刚性、抗震性、耐磨性等,不宜过高。●速度衔接技术,即速度升/降速控制。速度衔接技术可以保证系统在加工过程中实现2段程序间的速度平滑连接,从而避免造成加工刀痕或平台,保证精度。●动态坐标显示。●加工程序的掉电保护能力。●电动刀架控制。采用电动刀架,用软件进行控制,可以提高生产效率。●细分技术。细分技术是当今经济型数控系统的一项重要技术。它可以有效解决步近电机的低频振荡问题,同时使机床脉冲当量细化,提高控制精度;另外,还可以提高低速加工时的出刀。④可靠性由于数控系统工作环境十分恶劣,必须有足够的可靠性才能保证系统稳定运行。数控系统的性能指标按照广述设计要求及设想,数控系统的性能指标可归纳为:●X,Z两轴联动,开环控制方式。●ISO国际数控标准格式代码编程。●快速定位。●具有直线、圆弧插补能力。●能与上价机串行通信、具有简单的联网能力。●最大编程尺寸,z轴脉冲当量,x轴脉冲当量,最大进给速度为(5m/min)。●预留螺纹加工功能的接口。●具有连动、点动2种手动加工方式,以及自动连续加工方式。第3章 总体方案的确定系统总体方案本系统在研制过程中,紧紧围绕可靠性、方便性、低成本等设计要求。确定总体方案如下:基于单片机的系统结构按照上述设计思想,本系统采用基于单片机的系统结构。这种方案结构简单,成本低。考虑到扩展性,主系统采用89S58单片机。AT89S51是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。1.一个个8位的CPU2、26个特殊功能寄存器(Special Function Register)3、一个片内振荡器及时钟电路4、全静态工作:0Hz-24KHz5、32条可编程I/O线6、2个16位可编程定时计数器7、5个中断优先级2层中断嵌套中断8、2个全双工串行通信口9、电源控制模式:低功耗的闲置和掉电模式10、8031 CPU与MCS-51 兼容11、4个8位并行(Parallel)I/O口12、三级程序存储器保密锁定13、128B 内部RAM14、内部硬件看门狗电路15、4k Bytes Flash片内程序存储器(寿命:1000写/擦循环)16、一个SPI串行接口,用于芯片的在系统编程17、可寻址64KB的外部ROM和外部RAM的控制电路这些我们称为单片机的资源(Souce),单片机的应用就是怎么充分合理地利用这些资源,来解决实际中的问题人机界面(1)采用液晶显示界面作为一个简易型数控系统,采用了12232汉字图形点阵液晶显示模块,带背光字符型液晶模块作为主显示界面,不采用数码管显示。这样做的目的有3个:●液晶显示方式具有显示容量大、可以显示所有字符及自定义字符的能力。至于不能显示图形以实现加工曲线动态显示的缺陷,可以通过上仪机模拟仿真加工来弥补。●液晶显示模块自身具有控制器,可以减轻主CPU的负担。●使系统具有菜单驱动的基本素质。采用菜单驱功方式实现编辑模块的全屏幕编辑功能,达到友好的人机界面要求。●可显示汉字和图形。(2)采用双功能按键设计,简化键盘系统设计中充分考虑功能的需要、操作方便的需要及系统复杂性的要求三者之间的关系确定系统的大多数按键为双功能键,使得整个系统界面简洁。采用开环控制方式系统设计的目的决定了系统只能采用开环控制方式。在开环型位置控制系统中,只能采用步进电机作为伺服执行单元。这是由步进电机车身的特性决定的。关于步进电机的特性等详细内容参见本章后续有关章节。开环控制系统的数控机床结构简单,成本较低,仅适用于加工精度要求不很高的中小型数控机床,特别是简易经济型数控机床。这类系统比较简单,价格最便宜,可以用于小型车床、铣床、钻床和线切割机床。如下图是常见的两坐标简易数控系统的组成框图。系统软件固化在单片机的存储器中,加工程序可通过键盘或磁带机输入,经系统软件进行编辑处理后输出一个系列脉冲,再经光电隔离,功率放大后大驱动两台步进电机,分别控制机床两个方向的运动,完成位置、轨迹和速度的控制。根据需要,微机还可通过继电器电路,实现对诸如主轴起停、变速、各种辅助电机起停、刀架转位、工件爽紧松开等动作的自动控制,使整个加工过程自动进行。图3-1开环步进电机与单片机连接电路单片机控制步进电机拖动的开环系统具有价廉,技术成熟等优点,因而使用较多。但这种系统还存在拖动力矩偏小,过载能力差、速度偏低,精度不够高及其价格随力矩增加成指数卜升等缺点。为此,选用时要注意在适当的范围内发挥其优势。一般主要适用于拖动力矩小于15Nm的小型机床,如C616,C618,C620,C6140等普通车床。对于转矩要求大、功能要求多的机床(如铣床、镗床、钻床及镗铣床)和高精度机床(如坐标镗床)就难于使用,需要开发与其适应的其他经济型数控系统。功能精简,提高可靠性设计具备简易型数控系统必需的基本功能●直线、圆弧插补能力。●端面、台阶的循环加工。●点动、连动、自动3种运行方式。●申行通信能力。系统功能模块及其分析系统功能模块与总体框架(1)系统操作界面按照上述图3-2 系统的人机界面图复位——系统在死机、工作出错等情况下的总清键,使系统回复设计的原始状态。运行——自动运行用户的零件加工程序,包括程序的语法检查、数据处理、编译、插补运算及步进电机控制等。暂停一—自动加工的暂停,是一个乒乓键,按一次,加工暂停,再按一次,继续加工。换刀一—用于手工换刀,每按一次.电动刀架转一个工位,本系统中为90度。手动——与“←、↑、→、↓”配合,以实现动作台的连动;在编辑程序时为光标移动键。数字1—9均为双功能键、用于程序输入、用“上下档”键进行切换。G—一准备功能键,用于ISO加工程序输入。M——辅助功能键,用于冷却泵的启/停、程序的结束等程序段的输入。插入—一用于程序编辑过程中“插入修改”方式的切换。也是乒乓键,用块光标或下划线光标指示。删除——在插入方式下,删除当前的字符;在修改方式下,删除当前光标位置字符。上页一—程序上翻到上一程序段。相当PC机的PageUp键。下页——程序下翻到下一程序段。与上页键一样是一个屏幕编辑键。相当PC机的PageDown键。回车——确认键。Esc——相当于PC机的Esc键。(2)系统功能模块与总体框架系统从总体上分为人机界面模块、伺服执行模块、电动刀架拧制模块、串行通信模块及基于AT89S51单片机的主控模块等5大模块,参见图3-2。各模块的功能分别是:图3-3 系统模块与总体框架①人机界面模块该模块主要完成人机的对话与交流,物理上表现为显示器与键盘,核心功能是加工程序的编辑。由于采用全程菜单驱动形式.使该模块具有较好的友善性。②伺服执行模块该模块主要由脉冲分配器、伺服驱动及步进电机等组成,是一个执行单元,按照主机的指令完成工作台与刀具的相对运动,实现车削加工。其速度特性、矩频特性等直接影响加工的精度和速度。③电动刀架控制模块采用2继电器方式的4方电动刀架.用软件完成刀架的换刀动作,即刀架电机的正转拾刀→换刀→反转锁紧,是经济型数控系统必不可少的部分,可以提高加工效率,大大减少在加工过程中因手工换刀带来的误差。④串行通信模块该模块的功能是完成与上位机的串行通信,采用三线制方式,使系统具有基本的组网能力。⑤主控模块主要包括零片微处理器(也括监控程序)、加工程序存储单元及与其他模块的接口电路要完成程序编辑、加工程序处理、软件插补达贸、电动刀架饺制及行程限位保护等。系统软件框架如图3-4展示了系统软件框图。系统上电后,执行初始化程序、键盘扫描程序。如有“计数显示”、“计数清零”、“点动”等功能键按下,执行其各自的工作子程序后返回初始化程序,并显示其相应的提示符。顺序控制程序也设计成子程序模块,它的主要功能是读入各行程开关及压力继电器的信号状态组合,经分析判断,输出一系列控制信号,完成对工件的自动加工。如按下“点动”键,则显示点动提示符,执行顺序控制程序,即返回初始化程序,如按下“连动”功能键,则首先置连动工作标记(此时,除“返回”键外,其余各键均用软件屏蔽),然后开中断,等待,刀具检测信号,收到中断请求信号后,执行中断服务程序。在中断服务控制中,先后执行顺序控制子程序,键盘扫描及显示子程序,并记录和显示数据。完成一次顺序控制或有“返回”键按下,则返回主程序。回到主程序后,仍判断是否有“返回”键按下,如有,则返回初始化程序。否则,重新等待中断。采用模块化设计:①点动,连动,换刀该模块主要实现工作台在x,z两轴上正、反2个方向的点动、连动操作,以及手动控制换刀等,用于方便对刀、工作原点设置等。②自动该模块主要实现加工程序的处理(包括程序语法检查、程序编译、数据处理等)、插补运算步进电机的控制及自动换刀控制等。③参数设置该模块主要实现刀具补偿参数设置、间隙补偿参数设置等自动加工参数的设置。④编辑模块该模块主要实现零件加工程序的键盘编辑、输入。⑤通信模块该模块主要实现与上位机或其他智能设备的串行通信,可用于加工程序的传送等。图3-4 系统软件原理框图第4章 硬件系统设计主模块设计主模块中关键器件及其选型(1)单片机本系统采用PHILIPS公司的8位单片机AT89S51为控制核心。AT89S51是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,全静态工作,RAM可扩展到64K字节,5个中断优先级,2层中断嵌套中断,32个外部双向输入/输出(I/O)口,2个16位可编程定时计数器。外接一片2764EPROM,作为监控程序的程序存储器和存放常用零件的加工程序。再选用一片6264RAM用于存放需要随机修改的零件程序、工作参数。采用译码法对扩展芯片进行寻址,采用74LS138译码器完成此功能。8279作为系统的输入输出口扩展,分别接键盘的输入、输出显示,8255接步进电机的环形分配器,分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。另外,还要考虑机床与单片机之间的光电隔离,功率放大电路等.图4-1单片机系统原理框图(2)数据存储器的选用系统采用单片机作为控制核心,最高速度为33MHz,我们用到。速度高对外部电路特别是外部数据,程序存储器扩展电路要求很高。必须满足在CPU读数据或程序指令时,外部数据或程序指令已准备好了。所以必须进行芯片的时序校验。为了使系统工作可靠我们也进行存储器的校验。首先,对存储器作一介绍。单片机存储器分为内部存储器和外部存储器,内部存储器又分为内部数据存储器和程序存储器,同样,外部存储器也分为程序和数据存储器。本系统采用AT89S51为核心单元,其本身带有128B的RAM和4KB的Flash内部程序存储器。对于数据存储器,内外两部分是独立编址的,用不同指令来访问不同的数据存储器,即,MOV访问片内,MOVC访问片外,外部可扩展到64K,由于在外部数据存储器和I/0是统一编址的,应给I/0留一定的空间,且本系统要求留有一定的扩展空间,所以本系统扩展采用的芯片是6264。Y62256是HUNDAI公司的一种高速低功耗32K的CMOS的静态RAM,采用现代公司的高速CMOS工艺技术。HY62265具有数据保持模式,以确保在最低供电电压下2V数据有效。使用CMOS技术,电源电压在之间,数据保持电流几乎没有影响。HY62256适合使用在低压和电池供电工作环境。M28256用于扩展程序存储器,是一种采用ST微电子公司拥有知识产权的多极性硅技术制造的。在3V或}V供电条件下具有快谏低功耗工作模式。电路已被设计成可提供与微控制器柔性接口特征。可使用软件或硬件进行数据循环测试或位功能锁定。可以使用标准的JEDEG运算法则进行软件数据保护。电路扩展如图4-2所示。图4-2 存储器扩展(3)总线驱动、数据、地址锁存及译码电路由于单片机的数据线和低位地址线共用必须加地址锁存器进行低位地址锁存。使用74LS373作为地址锁存器,当应用系统规模过大,扩展所接芯片过多,超过总线的驱动能力时,系统将不能可靠工作,此时应加用总线驱动器来减少读数据的持续时间。整个系统可扩展的外部数据总共为64K,由于单片机外部数据存贮器和工/0是统一编址的,我们将低32K作为外部扩展的数据存储器,高译码电路采用两片74LS138,用了32K作为I/0使用或留给以后扩展用。由于外设使可编程器件,所以在使用138作译码时需要产生两种译码地址:一种是地址连续,一种是段地址连续。其中Ll,L5可作为系统再次扩展时用。译码地址输出在图4-3中已给出,Y0-Y7作为单地址芯片片选信号,Y8-Y15可作为可编程芯片片选信号,如8254可编程计数器。译码电路如图4-3.图4-3译码电路主模块电原理图设计本系统选用AT89S51CPU作为数控系统的中央处理机。主程序框图如图4-4。外接一片2764EPROM,作为监控程序的程序存储器和存放常用零件的加工程序。再选用一片6264RAM用于存放需要随机修改的零件程序、工作参数。采用译码法对扩展芯片进行寻址,采用74LS138译码器完成此功能。8279作为系统的输入输出口扩展,分别接键盘的输入、输出显示,8255接步进电机的环形分配器,分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。另外,还要考虑机床与单片机之间的光电隔离,功率放大电路等。8255A可编程并行I/O口扩展芯片可以直接与MCS系列单片机系统总线连接,它具有三个8位的并行I/O口,具有三种工作方式,通过编程能够方便地采用无条件传送、查询传送或中断传送方式完成CPU与外围设备之间的信息交换。CPU对8279的控制是先读回8279的状态字,查看PIFORAM中有无字符 ,若有将根据字符个数读出所有字符,并进行相应处理;若无,则直接返回。CPU对8279的监视采用查询方式,对8279分配的数据口地址为8000H,状态口地址为8001H,CPU每隔10ms定时中断查询一次,所有显示采用查询段码表的方式实现,简化了程序设计过程,提高了程序质量。图4-4主程序框图输入/输出模块设计 I/O模块电原理图设计8279作为系统的输入输出口扩展,分别接键盘的输入、输出显示。8279是可编程接口芯片,通过编程使其实现相应的功能,编程的过程实际上就是CPU向8279发送控制指令的过程。在软件设计中,显示方式采用了8个字符显示,左入方式,编码扫描键盘,双键锁定。I/O模块电原理图如图4-5所示。图4-5 I/O模块电原理图图4-6 8279工作程序框图步进电机控制接口X,Z两轴采用3相6拍步进电机,并口8255向控制端口写控制字,PUSLE来实现对步进电机的控制。8255接步进电机的环形分配器,通过3片4N25光电隔离,分别形成X、Z所需的3相控制信号,送往步进电机驱动电源,分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。芯片YB013实现硬件环分任务,;达林顿光隔离管4N25实现计算机弱点部分和步进电机强电部分的隔离,既起功率放大作用,又充当无触点开关,实现对计算机的保护。单片机控制步进电机连接如图4-7所示。图4-7 单片机控制步进电机刀具控制接口(1)电动刀架及其工作原理电动刀架的机械部分类似于蜗轮机构,实现刀具的抬升、旋转(交换刀具位置)及下降锁紧,这里着重讨论实现上述动作所必须的硬件条件和电路原理。在图4-8中,继电器KA1,KA2实现电动刀架的动作切换控制,主要完成刀架电机的正、反转切换。在刀架旋转过程中,每个工位上的霍尔元件会依次切换为有效状态,系统根据T1,T2,T3及T4状态的变化,可以推断出目前的刀号,并判断是否为当前所选用刀具,一旦符合,则电机反向旋转,锁紧刀具。电动刀架各时序的切换反间隔是系统控制的关键,反向锁紧所用时间取决于电动刀架生产厂家的推荐指标,过长会引起电机发热甚至烧毁。为保证电动刀架安全运行,在电动刀架交流380V进线处加装快速熔断器和热继电器。图4-8电动刀架的电原理图(2)电动刀架与单片机的接口电动刀架与系统的硬件接口主要是控制电机正、反转信号J1,J2及刀号反馈信号TI,T2,T3和T4。上述信号均光电隔离后与单片机系统接口。电动刀架软件控制流程如图4-9所示,采用查询方式。图4-9电动刀架控制流程程序为:#include <>#include <>#define N1 XBYTE[ ]typedef unsigned char ucharvoid adc0809(uchar idata *x);void delay();void main(){static uchar idata ad[4];adc0809(ad);}void adc0809(uchar idata *x){uchar i,*ad_adr;uchar motor=1;ad_adr=&N1;for(i=0;i<4;i++){If(*ad_adr=i){delay1( );KA1=1;delay2( );return();}else KA1=0}}void delay1(motor==0){uchar j;for(j=0;j<20000;j++){;}}void delay2(void){uchar j;for(j=0;j<150000;j++){;}}急停、暂停、行程限位接口电路限位开关为常开状态;因此,X十,X一,Z十,Z一正常输人为低电平状态。因此如果行程开关被压合,向INT0发出中断信号,系统进行复位,步进电机的脉冲消失,也就无法继续前行,起到保护机床的目的。本系统采用三输入端与非门74HC10的输出端作为一个共用的中断信号接至单片机的INT0,用于实时处理紧急停车、暂停、限位报警功能。电路如图4-8所示:串行通信电路本系统由两部分构成,上位机系统和下位机系统,由于上位机主要完成管理显示等工作,下位机完成控制功能,所以上位机和下位机的数据传输实时性要求不高,我们采用串口通信。使用RS232标准,MAX232进行电频的转换。串口RS232标准,它是美国电子工业协会(Electronic Industry Association)的推荐标准。本系统采用9针连接器,其定义见表4-1。本系统采用三线制TXD,RXD,GND连接,以使电路简单。表4-1 连接器定义表串口通讯电路主要由MAX 232电平转换电路构成。MAX232是MAXIM公司产品,一种电平转换芯片。可以将TTL转换成RS232,或RS232转换成TTL。满足单片机和普通计算机的通讯电平转换要求。电路如图4-10所示。图4-10 通信接口电路人机界面模块设计单片机应用系统中常用显示方式及其比较在单片机应用系统中,目前比较常用的显示介质有数码管(LED)、液晶显示(LCD)及CRT等,在家用电器中用的比较多的是真空荧光屏(VFD)。现就各自特点简述如下:(1)数码管数码管是一种主动发光器件。所谓主动发光.是指环境越暗越清晰。分为7段数码管和“米”字数码管2种。前者用于显示ARCⅡ码,显示信息量小;后者除了可显示ARCⅡ字符外,还可显示一些自定义的比较复杂的字符。数码管按驱动电流分,又可分为普通亮度、高亮、超高亮等。数码管由于其廉价而且扩展方便等特性,—直是单片机系统中用得最多、最广的一种显示器件。国内有不少型号的数控系统、尤其是早期的数控系统,广泛采用数码管作为显示界面。(2)液晶显示液晶显示器是一种被动发光器件。所谓被动发光,是指环境越亮越清晰,黑暗环境下必须加入背光才能清晰显示。分为字段型液晶显示器、字符型液晶显示器及图形点阵液晶显示器。字段型只能显示ASCII字符,字符型可以显示ASCII字符,显示效果比字段型好,而且可以显示少量的自定义字符;图形点阵液晶显示器是目前在单片机系统中比较流行的新型显示器件,可以显示所有字符及图形,由于其可以显示汉字的特性,被广泛用于国内智能设备中,国内的数控系统也开始广泛采用。(3)CRTCRT显示器分为单色和彩色2种,在数控系统中,尤其是高档数控系统中应用日益广泛。其特点是成本低、显示容量大;可以显示所合字符、图形及汉字;采用视频专用接口电路MC6847等与单片机接口,比较复杂,因而在—般的应用中比较少见。(4)真空荧光屏真空荧光屏简称VFD(vacuunm fluorescent display module),是一种新型的显示器件。它由3个基本电极——阴极(灯丝)、阳极及栅做封装在一个真空的玻璃容器内构成。阴极是涂敷了金属氧化物的钨丝;栅极是极细的金属网;阳极为段或点阵型的导电电极,它上面的荧光物质可显示相应的字符或符号。栅极和阳极之间加有正电压,从阴极发射出来的电子被这个正电压加速,碰擅到阳极表面的荧光物质产生辐射,发出波长为505nm左右的谈绿色荧光。通过按制栅极和阳极之间的电压,就可以显示各种字符。VFD由于其以下特点而被广泛应用于家用电器、商场POS机以及新型的仪器仪表中。①亮度高,并且不存在视角问题,②工作温度范围宽、寿命长;②外围电路简单,只需十5v电源就可以工作,提供准8位数据总线接口;④功耗低。但这种显示器目前用在数控系统上还比较少。点阵液晶显示模块(1)字符型液晶显示模块本数控系统采用字符点阵液晶显示模块DM12232。该模块具有以下特点:●能显示122列32行●电源(内置升压电路,无需负压)●与微处理器接8位或4位并行/ 3位串行●多种软件功能:自定义字符、画面移动、光标显示、睡眠模式等功能●配置LED背光}

数控机床的发展趋势为了满足市场和科学技术发展的需要,为了达到现代制造技术对数控技术提出的更高的要求,数控未来仍然继续向开放式、基于PC的第六代方向、高速化和高精度化、智能化等方向发展。1、开放式为适应数控进线、联网、普及型个性化、多品种、小批量、柔性化及数控迅速发展的要求,最重要的发展趋势是体系结构的开放性,设计生产开放式的数控系统,例如美国、欧共体及日本发展开放式数控的计划等。2、基于PC的第六代方向基于PC所具有的开放性、低成本、软硬件资源丰富等特点,更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。至少采用PC机作为它的前端机,来处理人机界面、编程、联网通信等问题,由原有的系统承担数控的任务。PC机所具有的友好的人机界面,将普及到所有的数控系统。远程通讯,远程诊断和维修将更加普遍。3、高速化、高效化机床向高速化方向发展,可充分发挥现代刀具材料的性能,不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本,而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。90年代以来,随着超高速切削机理、超硬耐磨长寿命刀具材料和磨料磨具,大功率高速电主轴、高加/减速度直线电机驱动进给部件以及高性能控制系统(含监控系统)和防护装置等一系列技术领域中关键技术的解决,欧、美、日各国争相开发应用新一代高速数控机床,加快机床高速化发展步伐。高速主轴单元(电主轴,转速15000-100000r/min)、高速且高加/减速度的进给运动部件(快移速度60~120m/min,切削进给速度高达60m/min)、高性能数控和伺服系统以及数控工具系统都出现了新的突破,达到了新的技术水平。根据高效率、大批量生产需求和电子驱动技术的飞速发展,高速直线电机的推广应用,开发出一批高速、高效的高速响应的数控机床以满足汽车、农机等行业的需求。还由于新产品更新换代周期加快,模具、航空、军事等工业的加工零件不但复杂而且品种增多。4、高精度化精密化是为了适应高新技术发展的需要,也是为了提高普通机电产品的性能、质量和可靠性,减少其装配时的工作量从而提高装配效率的需要。从精密加工发展到超精密加工(特高精度加工),是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级,乃至纳米级(<10nm),其应用范围日趋广泛。超精密加工主要包括超精密切削(车、铣)、超精密磨削、超精密研磨抛光以及超精密特种加工(三束加工及微细电火花加工、微细电解加工和各种复合加工等)。随着现代科学技术的发展,对超精密加工技术不断提出了新的要求。新材料及新零件的出现,更高精度要求的提出等都需要超精密加工工艺,发展新型超精密加工机床,完善现代超精密加工技术,以适应现代科技的发展。随着高新技术的发展和对机电产品性能与质量要求的提高,机床用户对机床加工精度的要求也越来越高。为了满足用户的需要,近10多年来,普通级数控机床的加工精度已由±10μm提高到±5μm,精密级加工中心的加工精度则从±3~5μm,提高到±1~μm。5、高可靠性数控系统的可靠性要高于被控设备的可靠性在一个数量级以上,但也不是可靠性越高越好,仍然是适度可靠,因为是商品,受性能价格比的约束。对于每天工作两班的无人工厂而言,如果要求在16小时内连续正常工作,无故障率P(t)=99%以上的话,则数控机床的平均无故障运行时间MTBF就必须大于3000小时。MTBF大于3000小时,对于由不同数量的数控机床构成的无人化工厂差别就大多了,我们只对一台数控机床而言,如主机与数控系统的失效率之比为10:1的话(数控的可靠比主机高一个数量级)。此时数控系统的MTBF就要大于小时,而其中的数控装置、主轴及驱动等的MTBF就必须大于10万小时。6、智能化随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展,数控系统的智能化程度将不断提高,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面。(1)应用自适应控制技术数控系统能检测过程中一些重要信息,并自动调整系统的有关参数,达到改进系统运行状态的目的。(2)引入专家系统指导加工将熟练工人和专家的经验,加工的一般规律和特殊规律存入系统中,以工艺参数数据库为支撑,建立具有人工智能的专家系统。(3)引入故障诊断专家系统(4)智能化数字伺服驱动装置可以通过自动识别负载,而自动调整参数,使驱动系统获得最佳的运行。可以通过自动识别负载,而自动调整参数,使驱动系统获得最佳的运行。综上所述,由于数控机床不断采纳科学技术发展中的各种新技术,使得其功能日趋完善,数控技术在机械加工中的地位也显得越来越重要,数控机床的广泛应用是现代制造业发展的必然趋势。国产数控机床现状及发展趋势分析时间:2008-05-04 17:07 来源: 一大把机械圈 文字选择:大 中 小20世纪80年代初,国内先后从日本、美国等国引进了一些CNC装置及主轴、伺服系统的生产技术,并陆续投入了批量生产,从而结束了数控机床发展徘徊不前的局面,推动了数控机床的发展。到20世纪90年代初,国内的数控机床及数控系统的生产具有了一定的规模,但前进中的数控机床产业正面临十分严峻的形势。进入WTO后,中国将进入日趋完善的国内外相统一的大市场,大量数控机床及数控系统进口,将对发展中的数控产业造成巨大的冲击。2003年开始,中国已成为全球最大的机床消费国,也是世界上最大的数控机床进口国。随着,“数字制造”这一新理念被引入中国制造业,有必要对国内数控机床产业的现状及趋势做些探讨。数控机床的概念数控机床就是在数字控制下,能在尺寸精度和几何精度两方面完成金属毛坯零件加工成所需要形状的工作母机的总称。数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。国产数控机床的发展现状一、国产数控机床与国际先进水平差距逐渐缩小数控机床是当代机械制造业的主流装备,国产数控机床的发展经历了30年跌宕起伏,已经由成长期进入了成熟期,可提供市场1,500种数控机床,覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域,产品种类可与日、德、意、美等国并驾齐驱。特别是在五轴联动数控机床、数控超重型机床、立式卧式加工中心、数控车床、数控齿轮加工机床领域部分技术已经达到世界先进水平。其中,五轴(坐标)联动数控机床是数控机床技术的制高点标志之一。它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体,应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工,是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。五轴联动数控机床的应用,其加工效率相当于2台三轴机床,甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资,大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。国产五轴联动数控机床品种日趋增多,国际强手对中国限制的五轴联动加工中心、五轴铣床.html' onmouseover="javascript:showpos(event,this)" onmouseout="javascript:ClearTimer()" target="_blank" style="color:#00A2CA">数控铣床、五轴龙门铣床、五轴落地铣镗床等均在国内研制成功,改变了国际强手对数控机床产业的垄断局面。二、国产数控机床存在的问题由于中国技术水平和工业基础还比较落后,数控机床的性能、水平和可*性与工业发达国家相比,差距还是很大,尤其是数控系统的控制可*性还较差,数控产业尚未真正形成。因此加速进行数控系统的工程化、商品化攻关,尽快建成与完善数控机床和数控产业成为当前的主要任务。目前主要问题有:三、核心技术严重缺乏统计数据表明,数控机床的核心技术—数控系统,由显示器、控制器伺服、伺服电机和各种开关、传感器构成,中国90%需要国外进口。如在上海设厂的德国吉特迈集团和意大利利雅路机床集团,在烟台建厂的韩国大宇综合机械株式会社,所有的核心技术都被外方掌握。国内能做的中、高端数控机床,更多处于组装和制造环节,普遍未掌握核心技术。国产数控机床的关键零部件和关键技术主要依赖进口,国内真正大而强的企业并不多。目前世界最大的3 家厂商是:日本发那客、德国西门子、日本三菱;其余还有法国扭姆、西班牙凡高等。国内有华中数控、航天数控等。国内的数控系统刚刚开始产业化、水平质量一般。高档次的系统全都是进口。华中数控近几年发展迅速,软件水平相当不错,但在电器硬件方面还需进一步提高。目前国内一些大厂还没有采用华中数控的。数控功能部件是另外一个薄弱环节。某种意义上说,功能部件将构筑21世纪现代数控机床。功能部件的性能和价格决定了数控机床的性能和价格。功能部件不是机床附件,它是数控机床的核心代表。国产数控机床的主要故障大多出在功能部件上,它是影响国产数控机床使用的主要根源。从国产数控机床的开发和使用来看,功能部件急需技术攻关。特别在数控刀具滞后现象反映相当强烈。国产数控刀具在寿命、可*性等方面差距明显,无论在品种、性能和质量上都远远不能满足用户要求。由于国产刀具品种少、寿命低,严重影响数控机床效率的发挥。调研企业进口的数控机床,配用大量进口数控刀具,由于价格昂贵,用户不堪负担。数控立、卧回转工作台,数控分度盘和数控电动刀架等数控功能部件市场中海外商家也稍胜一筹。四、民族品牌与国际品牌差距明显2004年6月一份广东机床用户的抽查情况透露,在数控机床的各个品牌之中,用户对欧洲、日本、美国、韩国和中国台湾等数控机床品牌的关注度已占全部市场的60%以上。品牌知名度上的差距,导致用户在选择加工设备时把更多的机会给了海外数控机床行业的一些“实力派”。如哈尔滨某发动机(集团)有限公司的缸体生产线是一条全自动加工线,其粗加工选用韩国大宇重工的专机自动线,精加工则选用了英国CROSS HULLE公司的专机自动线,缸盖加工线是由德国Cross. Huller公司制造的高速加工中心和专机自动线、德国产的全自动在线测量机、日本产的全自动密封检测机和清洗机组成的。曲轴生产线为全自动柔性流水生产线,精加工线由日本的数控高速CBN 磨床、动平衡机、抛光机等组成。机床数控系统的发展趋势从1952年第一台数控机床在美国问世,至今已有40多年的历史,计算机数控(CNC)从70年代中期出现,到现在也已有20多年了,数控技术日趋成熟。特别是近几年来微型计算机、微电子工业及电力电子工业的迅速发展,微型计算机与CNC技术的紧密结合,使得开发和生产CNC系统的技术被越来越多的自动化装备生产厂所掌握。因此,就当今全世界范围来说,CNC技术已经不再被少数几个国家的几个CNC系统生产厂所垄断。到80年代末,几乎每个工业发达的国家都有了自己的数控设备生产厂,生产满足各自国家数控机床及其他机械装备所需要的数控系统。甚至很多大型的数控机床生产厂都有自己的产品,并部分出售数控系统。因此,CNC系统生产厂之间的竞争为激烈,数控技术的发展进入了新的阶段。当代数控技术的发展具有下述特点:1.广泛地应用微机资源近年来被称为个人计算机(PC)的微型计算机发展很快,大规模集成电路制造技术的高速发速,使得PC的硬件结构做得很小。主CPU的运行速度越来越高。IPC386的主频是33MHz,IPC486、586的主频可达50~120MHz,新近Intel奔腾处理器(Pentium),主频已达450MHz。存储器容量也很大,体积很小,由于是大批量生产,使成本下降,可靠性提高。在软件方面,操作系统的发展,特别是Windows的应用,使得PC的操作更为简便直观。CAD/CAM的软件大量地由小型机、工作站向PC移植,三维图显示及工艺数据库在PC上建立。再加上PC的开放性,吸引大量技术人员投入了软件的开发,使得PC的软件资源极为丰富。因此,更好地利用PC的软、硬件资源,就成为各国数控设备生产厂发展CNC系统十分重要的一种方法。1992~1993年,首先是在美国及欧洲的一些小型的数控设备厂推出,例如美国的ANILAN公司推出的1100、1200、1400系列,意大利FIDIA公司的10/20/30系列,都采用了PC作为基板来开发自己的数控系统。现在连日本FANUC、三菱公司,德国的SIEMENS公司这些以生产专用CNC设备著称的公司,也都把采用PC资源,作为其发展的一个重要方向。他们都强调自己系统的“开放”。日本FANUC公司把采用PC的CNC系统称之为开放型CNC系统,有150、160、180及210等系列,并正发展一种将FANUC智能终端(一种与IBM PC兼容的平板式计算机)通过高速光缆与CNC装置连接的模式。我国中国珠峰数控公司“八五”攻关成果“中华Ⅰ型(CME988)”也采用PC作为主控板,使该系统能充分利用PC的资源,跟随PC的发展而升级。2.小型化以满足机电一体化的要求随着微电子技术的发展,大规模集成电路的集成度越来越高,体积越来越小。数控设备厂采用超大规模集成电路并采用表面安装工艺(SMT),实现了三维立体装配,将整个CNC装置做得很小,以适应机械制造业机电一体化的要求。日本三菱电机株式会社,最近推出的普及型CNC MELDAS 50系列及实用型CNC MELDAS 520A系列,这两个系列都采用了32位RISC微处理器,实现超小型化的CNC装置,较原来的M310及L3、L3A,体积大为减小(H168mm×W76mm×D135mm),安装面积减小了一半,功能还有所提高。采用了超薄型显示器(的EL及的彩色LCD)。这个系统的微小线段加工能力提升至64m/min,最大快速进给速度为240m/min,其同步攻螺纹精度较M310提高了3倍,主轴定位时间缩短了30%。德国SIEMENS公司最新推出的SINUMERIK 840D主控组件选用386DX或486DX,具有1~4个通道,可实现直线及圆弧插补、螺旋线插补、5轴螺旋线插补及样条插补、圆柱插补等,共可控制32个轴,并有多种校正及补偿功能,体积仅为50mm×316mm×207mm。3.改善人机接口,方便用户使用为了使操作者能很容易地掌握数控机床的操作,数控设备生产厂努力地改善人机接口,简化编程,尽量采用对话方式,使用户使用方便,如西班牙FAGOR公司生产的FAGOR 8050系列,采用交互式编辑程序指导系统,简化程序的编辑,用简要的表格编辑程序,利用蓝图建立程序。其8050TC型数控系统,被称为高档傻瓜式数控系统(FAGOR800系列CNC系统),其操作面板使用了符号键,用户可以根据所需加工零件,选择加工程序,输入图形数据后,即可实现半自动或全自动加工。如果面板上的各种自动操作都没有被选上,则该CNC系统只显示坐标轴的位置值和主轴转速,操作者可以用摇柄或电子手轮对机床的各个轴进行手动操作,使用极为方便。4.提高数控系统产品的成套性数控系统包括CNC装置、主轴及进给伺服驱动装置,以及主轴电动机、进给电动机和与其相关的检测反馈元件。一个数控系统性能的好坏是与上述各个环节的性能密切相关的。为了满足机床用户厂的需要,数控设备生产厂都非常重视数控产品的成套性,使系统的各个环节都能很好地匹配,使用户获得最好的使用效果。例如,日本FANUC公司开发了经济型的O-TD、O-MD CNC装置,与之相适应也开发了经济型的αC系列的效流伺服电动机及控制系统。日本大隈(OKUMA)公司,是一个传统的机床厂,现在也开发、生产并销售数控系统,作为一个机床厂生产数控系统,所以更重视机电一体化及产品成套性。该公司生产数控系统在软件上更结合机械加工的工艺要求,硬件上还自行开发了绝对位置编码器、无刷伺服电动机、交流主轴电动机、光栅尺等元件,同时还提供机床控制面板及控制柜、自动编程装置,为用户提供交钥匙工程。5.研究开发智能型数控系统所谓智能型的数控系统,早在80年代初期已经开始研究。当时FANUC公司推出的FS15系列,就称之为AI(人工智能)CNC系统,主要是在故障诊断方面采用了专家系统。系统利用所谓的推理软件,根据存储在系统中的知识库的经验,分析及查找故障原因。最近FANUC公司又在开展被称为面向21世纪的课题—IMS(Intelligent Manufacturing Systems),将无缝地(Seamless)把世界范围熟练工人的技术窍门(Know how)组合进行生产系统中去。随着工业技术发展,要求制造过程更快、更容易,以适应生产需要,一种被称为智能闭环加工(Intelligent Closed-Loop Processes ICLP)技术被采用。这种技术是利用传感器获得适时的信息,以增强制造者取得最佳产品的能力。图1就是智能闭环加工模型。图1 智能闭环加工模型6.根据市场需要,开发适销对路的数控产品高新技术是数控系统发展的一个方向,另一方面开发适销对路的数控产品也是适应市场发展的需要。我国是发展中国家,经济型数控系统在我国有着广阔的市场。因此,开发性能优良、价钱便宜的数控系统,满足我国市场需要是很有意义的。目前,我国的经济型数控机床每年需要量约为8000~10000台。虽然有几十个厂家在生产,价格也很便宜,但是多年来技术发展不快,性能及可靠性方面还存在一些问题,不能满足市场的需求。德国SIEMENS公司在我国建立的合资企业—西门子数控(南京)有限公司,在1997年推出了SINUMERIK 802S。这种系统除采用G代码编程外,还有图形循环支持功能,通过软件键来进行转换。采用(6in)彩色液晶显示,并采用两台步进电动机作为驱动单元,驱动力矩为~,价格在3万元左右。这是西门子公司为占领中国市场所做的努力。7.开发新的数控产品随着机械加工技术的发展,对数控机床的性能要求越来越高,迫切地需要开发一些新的机电一体化数控产品来适应及满足这些要求。例如,铝合金材料的大量采用,要求进行高速切削,以实现高的精度及低的表面粗糙度的要求,数控车床及加工中心主轴转速要求提高到10000~20000r/min,这对采用传统的机械传动是很难实现的。因此,将电动机的电枢直接与机床的主轴做成一体的“电动主轴”,就成为生产中急需的产品。目前,日本的FANUC公司、NSK公司,瑞士的IBAG公司,意大利的GANFIOR公司都在开发生产这种新产品。同样,为了实现高速移动,要求开发“直线电动机”,用以直接带动工作台直线运动。日本FANUC公司生产的直线电动机,移动速度可以达到100m/min。日本的THK公司,德国的INDRAMAT公司、SIEMENS公司都在开发及生产这类产品。综上所述,数控技术的发展是与现代计算机技术、电子技术发展同步的,同时也是根据生产发展的需要而发展的。现在数控技术已经成熟,发展将更深更广更快。未来的CNC系统将会使机械更好用,更便宜

在写机械专业论文时,首先面临的问题就是题目如何拟定?题目的选择,关系着论文的成败,因此决定论文题目时,必须经过审慎的考虑。下面我给大家带来2021机械专业论文题目_机械论文题目选题,希望能帮助到大家!

机械论文题目

1、自主导航农业机械避障路径规划

2、煤矿机械电气设备自动化调试技术研究

3、机械加工中加工精度的影响因素与控制

4、三自由度机械臂式升降平台运动学建模及仿真

5、基于并联交错的起重机械节能装置设计研究

6、CNN和RNN融合法在旋转机械故障诊断中的应用

7、机械剪切剥离法制备石墨烯研究进展

8、机械压力机滚滑复合导轨结构设计研究

9、机械压力机曲轴、轴瓦温升自动控制设计技术

10、基于无线传感的机械冲压机振动监测分析

11、基于GNSS的农业机械定位与姿态获取系统

12、一种冗余机械臂多目标轨迹优化 方法

13、基于湍流模型的高速螺旋槽机械密封稳态性能研究

14、基于多楔现象的微孔端面机械密封泄漏率分析及孔形设计

15、牵引变电站直流断路器机械状态监测与故障诊断研究

16、方钢管混凝土柱卡扣机械连接试验及有限元分析

17、机械电子工程与人工智能的关系

18、机械法与机械-酶消化法制备大鼠膈肌组织单细胞悬液的比较

19、机械制造工艺及精密加工技术研究

20、腐蚀减薄对X80钢管机械损伤凹陷过程中应力应变的影响

21、基于驻极体材料的机械天线式低频通信系统仿真研究

22、基于"J型锁芯"的机械锁芯结构创新分析

23、浅析我国烟草机械技术的发展现状和趋势

24、液滴分析仪的机械结构设计

25、化工机械密封件损伤数值模拟及维修对策探讨

26、一种镍基单晶高温合金的反相热机械疲劳行为

27、浅谈机械数控技术的应用现状和发展趋势

28、数控机械加工进刀工艺优化 措施 分析

29、基于STM32六自由度机械臂发展前景

30、机械工程自动化技术存在的问题及对策探析

31、机械设计制造的智能化发展趋势综述

32、RFID在机械加工中的应用探究

33、试论船舶机械设备维修保养中的常见故障及排除方法

34、探讨港口流动机械预防性维护保养

35、关于端盖零件机械加工工艺的设计要点分析

36、关于机械加工工艺对零件加工精度的影响研究

37、现代机械制造及加工技术分析

38、论机械设计加工中需要注意的问题

39、基于机械设计制造中零件毛坯选择的研究与应用

40、机械零件加工精度影响因素探析

41、机械制造加工设备的安全管理与维修探讨

42、机械设备的环保性能分析

43、探究机电一体化系统在机械工程中的应用

44、机械制造过程的绿色制造技术应用研究

45、浅析机械设计制造中机电一体化的应用

46、机械工程的可靠性优化设计分析

47、浅析机械设备焊接制作中注意事项与探讨

48、浅谈山西省农产品初加工机械发展现状

49、浅谈信息化教学在机械制图课程中的应用策略

50、基于OBE的机械原理课程设计项目式教学改革研究

机械专业 毕业 论文题目

1、新型机械设计方法研究

2、钢铁冶炼机械设备的故障诊断及处理措施研究

3、机械制造工艺的可靠性分析

4、浅谈影响机械加工表面质量的因素与应对措施

5、抛光介质对镁合金化学机械抛光的影响

6、机械设计制造及其自动化发展方向的研究

7、试论物流机械设备使用管理

8、起重机械节能技术的应用研究

9、机械传动系统扭转振动模式的有限元分析

10、齿轮加工技术发展动态

11、机电产品设计与腐蚀防护设计的关系

12、机械制造中数控技术应用分析

13、铜冶炼设备机械液压系统的污染与控制

14、柴油机齿轮室总成异响分析与改进

15、一种用于图书自动存取装置的设计

16、机械加工零件表面纹理缺陷检测技术与实践

17、圆柱齿轮的加工原理及误差分析

18、机械设计基础课程 教学方法 与手段的探讨

19、基于OBE工程 教育 理念的机械原理课程设计改革

20、基于复杂工程问题的机械产品设计制造综合实践研究

21、现代机械制造工艺的特点及发展趋势分析

22、浅谈大直径渐开线斜齿轮的修整加工

23、机械加工工艺对加工精度的影响分析

24、机械构建的自动控制阀门探究

25、浅谈绿色制造技术在机械制造领域的应用

26、试析高职“机械制图与CAD”课程教学改革与实践

27、某减速机齿轮崩齿失效分析

28、往复式压缩机能效优化分析

29、大型薄壁件多点定位的初始布局优化算法研究

30、轴向拉紧的圆弧端齿轴段扭转特性研究

31、平行轴渐开线变厚齿轮传动的几何设计与啮合特性分析

32、化工生产用减速机的常见问题与处理

33、强化工程能力培养的地方高校机械设计系列课程改革

34、机械优化设计理论方法研究综述

35、我国机械设计制造及其自动化发展方向研究

36、机械设计制造及其自动化的发展方向

37、基于小波包和样本熵的齿轮故障特征提取

38、LDP型电动单梁起重机双向防坠落安全钩设计

39、自平衡自定位节能型多段水泵的研究

40、往复运动机构的能耗特点及加入空气弹簧后的节能控制方法

41、考虑粗糙度和固体颗粒效应的直齿轮跑合瞬态热弹流润滑分析

42、超大型起重机桥架整体加工工艺及装备

43、数控车间供电质量缺陷及对策

44、浅谈机械加工工艺对零件加工精度的影响

45、基于弹流理论的深槽密封机制分析

46、管线球阀产品及监造质量控制概述

47、往复式压缩机组管线振动分析及改造

48、精制柴油泵机封泄漏原因浅析和改进措施

49、基于漂流提升区输送带优化改进

50、离心泵径向力预测方法研究

机械工程硕士论文题目

1、车载液压机械臂动态设计与研究

2、基于网络模型的复杂机电系统可靠性评估

3、螺纹联接自动装配系统的研究

4、轴承压装仿真与试验以及液力变矩器导轮的热装配变形分析研究

5、硫系自润滑钢中原位自生金属硫化物自润滑相的形成机制与控制方法

6、基于电动气旋流的吸附器的开发和特性研究

7、动圈式比例电磁铁关键技术研究

8、箱式风机管道法兰的柔性制造系统

9、六自由度运动平台优化设计及动态仿真研究

10、面向恶劣服役环境的工件抗缺陷结构优化设计方法及其应用

11、基于数字液压缸组的多浮力摆波能装置压力平衡研究

12、具有运动控制功能的电液比例阀控制器研究

13、微型轴承内圆磨削加工的质量监控系统研究

14、抗负载波动回转控制阀优化设计研究

15、气浮式无摩擦气缸静动态特性研究

16、模拟风力机载荷的电液加载装置的设计研究

17、用于扩散吸收式热变换器的气泡泵性能实验研究

18、脂肪醇聚氧乙烯醚与三乙醇胺硼酸酯水溶液的摩擦学性能研究

19、表面织构化固体润滑膜设计与制备技术研究

20、双压力角非对称齿轮承载能力的影响因素研究及参数优化

21、全电液式多路阀自动测试系统设计与实现

22、开关液压源系统研究分析及其试验系统的设计与搭建

23、飞轮储能系统电机与轴系设计

24、面向不完全数据的疲劳可靠性分析方法研究

25、树木移植机液压系统的设计研究

26、新型双输出摆线减速器的设计与分析

27、基于ARM9架构的工业喷码机研究与实现

28、超高压水射流破拆机器人液压系统设计与研究

29、考虑轴承影响的摆线针轮传动动力学研究

30、车辆传动装置供油系统设计方法研究

31、润滑油复合纳米粒子添加剂摩擦学性能的研究

32、高速气缸的缓冲结构研究

33、大长径比柔性对象自动送料关键技术研究

34、空间索杆铰接式伸展臂根部锁紧机构运动功能可靠性研究

35、基于能量梯度理论的离心压缩机固定元件性能改进研究

36、并联RCM机构构型综合及典型机构运动学分析

37、多自由度气动人工肌肉机械手指结构设计及控制

38、闸板位置对闸阀内部气固两相流及磨损的影响

39、电液伺服阀试验台测控系统的设计

40、多盘制动器加压装置典型结构设计及试验研究

41、重型多级离心泵穿杠螺母拧紧装置的设计

42、气动增压阀动态特性的仿真研究

43、小间隙下狭缝节流止推轴承特性研究

44、离心通风机的性能预测与叶片设计研究

45、基于有限元法的齿面修形设计

46、离心泵输送大颗粒时固液两相流场的数值计算

47、小流量工况下离心泵内部流动特性分析

48、双粗糙齿面接触时的弹流润滑数值分析

49、工程专用自卸车车架疲劳寿命分析

50、倾斜式带式输送机断带抓捕装置的研究

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一、现代机电控制技术应用方面(包括系统设计或设计、维修技术难点分析的论文)

1.土高精度大屏幕LED日历时钟

2.键多功能数显键盘制作

3.交通灯控制系统

4.电梯控制系统

5.楼宇智能监控系统

6.数字温度计

7.多温度检测系统

8.LCD数字显示体温计

二、数控技术应用方面(包括典型零件数控工艺编制或数控加工难点、数控设备维修技术分析的论文)

1.土某一副典型冲压模具数控加工工艺

1.2某一副典型塑料模具数控加工工艺

3.3某一个汽车零件数控加工工艺

4.数控车床某一种故障分析与维修维护技术

5.数控铣床某一种故障分析与维修维护技术

6.加工中心某一种故障分析与维修维护技术

7.多种数控加工技术的综合应用经验

8.数控加-ET_艺与传统工艺的结合

9.结合产学研岗位的数控技术应用的其他设计(论文)

三、机电装置方面(包括系统设计或设计、维修技术难点分析的论文)

1.土某专用机械传动系统设计

2.某农产品加工机器设计

3.某轻工产品加工机器设计

4.某专用机器技术改造

5.典型机床维修技术

机电一体化毕业论文的写作过程:

(一)选题

毕业论文(设计)题目应符合本专业的培养目标和教学要求,具有综合性和创新性。本科生要根据自己的实际情况和专业特长,选择适当的论文题目,但所写论文要与本专业所学课程有关。

(二)查阅资料、列出论文提纲

题目选定后,要在指导教师指导下开展调研和进行实验,搜集、查阅有关资料,进行加工、提炼,然后列出详细的写作提纲。

(三)完成初稿

根据所列提纲,按指导教师的意见认真完成初稿。

(四)定稿

初稿须经指导教师审阅,并按其意见和要求进行修改,然后定稿。

齿轮传动系统毕业论文

基于UG的模块化机械设计方法研究摘 要]本文采用模块化设计思想和UG二次开发技术,解决了用UG软件进行机械设计时,许多常用件需要多次重新设计的问题。常用件模块以菜单的方式结合在UG软件中,这具有良好的可扩充性和可移植性。[关键词]模块化设计 机械设计 UG二次开发Unigraphics(简称UG)是美国EDS公司推出的CAD/CAM/CAE一体化软件。它的内容涉及到平面工程制图、三维造型、装配、制造加工、逆向工程、工业造型设计、注塑模具设计、钣金设计、机构运动分析、数控模拟、渲染和动化仿真、工业标准交互传输、有限元分析等十几个模块。近年来UG发展迅速,已广泛应用于多个领域,更是进行机械设计的常用软件。虽然UG功能非常强大,但在进行机械产品设计的时候经常会遇到一些标准件以外的常用件,若每次对它们均从头开始设计,则要做大量的重复性工作。为了提高劳动生产率,降低设计成本,将已经广泛应用于电子、计算机、建筑等领域的模块化设计思想引用到机械设计中,形成基于UG的模块化机械设计。1模块化机械设计模块及模块化的概念模块是一组具有同一功能和结合要素(指联接部位的形状、尺寸、连接件间的配合或啮合等),但性能、规格或结构不同却能互换的单元。模块化则是指在对产品进行市场预测、功能分析的基础上划分并设计出一系列通用的功能模块,然后根据用户的要求,对模块进行选择和组合,以构成不同功能或功能相同但性能不同、规格不同的产品。模块化机械设计相关性模块化设计所依赖的是模块的组合,即结合面,又称为接口。为了保证不同功能模块的组合和相同功能模块的互换,模块应具有可组合性和可互换性两个特征。这两个特征主要体现在接口上,必须提高模块标准化、通用化、规格化的程度。对于模块化机械设计,可见其关键是怎样划分模块,这里主要通过综合考虑零部件在功能、几何、物理上存在的相关性来划分模块。(1)功能相关性零部件之间的功能相关性是指在模块划分时,将那些为实现同一功能的零部件聚在一起构成模块,这有助于提高模块的功能独立性。(2)几何相关性零部件之间的几何相关性是指零部件之间的空间、几何关系上的物理联接、紧固、尺寸、垂直度、平等度和同轴度等几何关系。(3)物理相关性零部件之间的物理相关性是指零部件之间存在着能量流、信息流或物料流的传递物理关系。模块化机械设计的优点模块化机械设计在技术上和经济上都具有明显的优点,经理论分析和实践证明,其优越性主要体现在下述几方面:(1)可使现在机械工业得到振兴,并向高科技产业发展;(2)减轻机械产品设计、制造及装配专业技术人员的劳动强度;(3)模块化机械产品质量高、成本低,并且妥善解决了多品种小批量加工所带来的制造方面的问题;(4)有利于企业根据市场变化,采用先进技术改造产品、开发新产品;(5)缩短机械产品的设计、制造和供货期限,以赢得用户;(6)模块化机械产品互换性强,便于维修。2模块化机械设计在UG中的实现总体构思在用UG进行机械设计时,为了将常用件模块化,首先要把常用件的三维模型表达出来。对于系列产品,可按照成组技术的原理进行分类,一组相似的常用件建立一个三维模型,即所谓的三维模型样板。根据UG参数化设计思想,一个三维模型样板可认为是一组尺寸不同、结构相似的系列化零部件的基本模型。把众多的三维模型样板按类分开,每一类放在一个集合里,这样每类都形成了一个三维模型样板的模块库。为了使模块库与UG的集成环境有机地结合在一起,把每个模块库都以图标的方式放在用户菜单上,以方便调用。为了实现这一总体构思,综合运用了UG/Open MenuScript、UG/Open Ulstyler、UG/OpenAPI、Visual C++等UG二次开发技术,其程序流程图如图模块库菜单设计为了与UG菜单交互界面风格保持一致,模块库采用了分级式下拉菜单,下拉菜单通过UG/Open MenuScript模块开发实现。即利用MenuScript提供的UG菜单脚本语言,编写成扩展名为“.men”的文本文件,将其放在用户目录下的/startup目录内,通过设定UG的环境变量,UG在启动时会自动加载用户菜单文件。为了方便用户调用时快速检索到所要的常用件三维模型样板,将下拉菜单的最大深度设计为3级,且每一条下拉菜单最多不超过15个按钮。末级菜单上每一个按钮对应一个常用件三维模型样板名称,点击末级菜单按钮即调出创建相应产品的三维模型样板对话框。三维模型样板对话框设计利用UG/Open Ulstyle制作UG风格的对话框,按照模型样板的参数生成包含数据输入框、文本框、按钮、图片等控件的对话框。在对话框上部显示零配件图片,在对话框左上角显示对话框标题,在UG系统窗口左下角显示操作提示信息,这样可以使用户很方便地设计或选用常用件三维模型,三维模型样板对话框设计完成后,生成扩展名为“.dlg”文件。所有对话框都有6种基本同调函数,分别是Apply按钮的回调函数,Back按钮的回调函数、Cancel按钮的回调函数、OK按钮的回调函数、对话框构造函数和对话框析构函数。其中对话框构造函数在UG构建对话框完成之后、用户应用程序执行之前调用,将常用件三维模型的常用规格及技术要求显示到信息窗口,供用户创建产品时作参考。对话框析构函数在UG用户对话框关闭时调用,程序编写时利用它进行关闭、清除信息窗口以及释放申请的内存空间等操作。应用程序动态链接库(*.dll)创建UG/Open API应用程序是用C/C++语言编写的,它除了能够在UG的环境下对UG进行功能调用外,还能在程序中实现软件的文件管理、流程控制、数据传输、窗口调用、数值计算等C/C++语言支持的全部功能,使用非常灵活。UG/Open API应用程序牵涉到UG提供的头文件(*.h)、库文件(*.dll)及以C/C++语言编程环境,需要对Visual C++编译环境进行设置,下面给出了Visual C++编译环境设置方法及动态链接库的创建过程:(1)建立一个空的动态链接库工程。(2)配置程序头文件(*.h)、库文件(*.dll)的目录路径。其中头文件包括UG头文件,Visual C++库文件。(3)将对话框生成的C语言源文件模板文件*.添加到Project中。(4)编制应用程序。进入对话框回调函数内部进行程序编制,定义变量及UG对象,运用C/C++语言和UG/Open API函数进行参数化建模设计。(5)生成动态链接库(*.dll)文件。UG启动时会自动加载动态链接库文件,供用户菜单调用。3结束语随着装备制造业的飞速发展,产品种类急剧增多且结构日趋复杂,只有产品设计周期不断缩短,才能够满足企业激烈竞争的需要。用UG软件进行模块化机械设计符合机械产品快速设计的理念,符合装备制造业的发展需要,是机械设计的发展方向之一,具有较高的实用价值和经济价值。参考文献[1]袁峰UG机械设计工程范例教程[M]北京机械工业出版社2006[2]王志张进生于丰业王鹏任秀华基于模块化的机械产品快速设计[J]机械设计2004,21,8[3]滕晓艳张家泰产品模块化设计方法的研究[J]应用科技2006,33,2[4]董正卫田立中付宜利UG/Open API编程基础[M]北京清华大学出版社,2002

参考一下:课程设计两级斜齿圆柱齿轮减速器

你说的应该是自行车的改装设计类,你可以到“US机械毕业设计网”上面看看没有这方面的资料下载!

强烈建议自己写最好

汽车传动系统毕业论文

汽车毕业论文,一定是不能抄袭,抄了,过不了,要原创的,我发现很多同学想抄袭,但最后很惨过不了,还给老师骂!难受啊。

肯定不允许抄袭呀,论文这个事儿抄袭就是学术不端,一旦被发现对自己对导师都不好,所以你还是自己去看看交通技术这本期刊的文献哈,免费下载查阅的

你好,已经发送给你4封邮件,都是汽车专业相关的论文,由于你没有具体告诉我关于汽车的什么主题,我自己帮你找了三个主题,每个主题十来篇文章,你可以选择,请查收,希望对你有帮助!以后还需要检索论文的话可以再向我或者其他举手之劳队员提问哦,举手之劳助人为乐!——百度知道 举手之劳团队 队长:晓斌11蓝猫

哇,找相关材料自己整理

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