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机械制图毕业论文

发布时间:2024-07-05 01:55:44

机械制图毕业论文

机械制图毕业论文

机械制图是个复杂的过程,下面是机械制图毕业论文,希望可以帮助到你!

机械创新设计是一个极其重要而又困难的实践性较强的研究课题。目前创新设计方法研究虽然已取得一些成果,但创新学还处于发展初期,各种不同理论及工具不断涌现,远没有形成普遍可以接受的统一的理论体系。

本文认为,要进行机械创新设计要有两个必要条件:一是充分获取适用的知识;二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。设计过程充满了矛盾,所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决,这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中,因此要统一研究知识获取工具与设计系统。另外,人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的,因此设计系统必需符合创新设计思维规律。创新设计思维规律应作为算机辅助创新设计系统的理论基础。

基于上述考虑,本文从创新设计思维的研究出发,融合知识获取方法,研究创新设计理论,进而开发机械产品创新设计系统。

1 机械创新设计思维规律

我们常把思维的过程称为“思路”,是因为可用路径问题来说明人类思维过程。本文提出两个机械创新设计思维原则:

一是最短路径原则。设计者得到产品的功能要求后,往往首先检索出最佳设计实例,这样可以最迅速接近目标,然后运用价值工程方法,找出价值较低的极少数组件作为研究对象,再分析所得对象存在的矛盾,尝试作最小变动以解决矛盾,如矛盾没有解决则拟作更大变动或扩大研究对象范围,最后得出最优结果。通过这样途径所消耗的能量最少,体现了最短路径原则。

二是相似性联想。汤川秀树的定同理论认为,联想能力就是找出事物彼此相似性的创造力,相似性是指事物间的内在联系。

要用计算机系统来辅助设计师从自然界中发现形态各异的事物的相似性是很困难的,因此本文只研究从机械产品实例中挖掘相似性,以促进机械创新设计。

机械设计过程是从功能要求到作用原理,再到物理结构的映射过程[1]。在CBR系统中,功能要求、作用原理与物理结构可作为实例索引,因此可统称它们为索引项目。同一索引的不同类索引项目之间的联想可称为纵向联想,而不同索引的同类索引的联想可称为横向联想。

判断联想是否合理的依据是相似性,相似性由已有产品实例确定。比如,“超声波研磨机产品实例”使“超声波振动”作用原理与“研磨”功能要求纵向地产生了内在联系;又如,多种产品实例可满足同一功能要求,那么它们用于实现该功能的作用原理及物理结构具有相似性。

功能要求是联想的起点,经验丰富的设计师通常记忆有大量的设计实例,因而掌

握纵向及横向相似性,所以能迅速地进行横向及纵向的联想,能触类旁通,得出具有相似作用原理及物理结构的实例(简称相似实例)并进行组合优化,最后得到最优解。

这两项原则已被多种设计方法不自觉地采用了,基于实例推理不但能迅速接近最优解,体现最短路径原则;物场分析法(简称TRIZ)分析了上百万设计实例,确定功能要求与作用原理及物理载体的内在联系,以及不同作用原理或物理载体的可替代关系,使设计师可根据功能要求找到适当的作用原理及物理载体,体现相似性联想原则。

2 计算机辅助创新设计系统

两项创新设计思维原则充分体现在计算机辅助创新设计系统的设计中,系统还利用了多种创新设计方法及人工智能技术。计算机辅助创新设计系统的流程如图1所示,它包含如下关键技术:

实例检索

利用基于实例推理(CBR)技术时首先要深入研究它的优缺点。CBR是一种以实例为知识载体的知识供应方法。当前它仍有如下不足:首先,系统为了达到实用通常建立庞大的实例库,这导致管理困难,系统运行效率低;其次,通过检索得到的只是一个或很少实例,而其它不符合检索要求但含有适用知识的实例没有利用,支持创新的力度不够;最后,实例调整严重依赖领域知识,难度大,所以很多CBR系统简化为实例检索系统[2]。导致这三项缺点的深层原因是实例是独立的,不同实例所蕴含的知识难以组合利用。为了克服这个矛盾本文提出通过相似性联想找出相似实例,并利用遗传算法进行组合优化,实现实例知识的重用。

本系统的实例检索功能用商品化PDM系统IMAN中的产品结构与配置管理功能及搜索功能来实现,实例的可视化表示与管理依靠IMAN的产品结构树功能实现。

可视化的实例模型表达及矛盾分析

概念设计技术的发展方向为研究一种统一的设计方案表达方法[3]。文献[4]对日本学者吉川弘之提出的FBS图进行扩充,使用两个框架分别描述一个设计方案的功能层次与结构层次,并存储功能单元与结构单元的对应关系,使计算机理解产品的'结构及其功能。这种方法的缺点是结构与功能的关系不够直观,因此本系统在功能层次图与结构层次图的基础上增加功能关系图,以语义网络的方式描述结构及之间的作用关系,使结构与功能处于同一张图中,设计者可直观地理解产品原理,根据功能关系图并运用价值工程方法分析实例存在的矛盾。

实现创新的关键是正确分析产品中所存在的矛盾[5]。产品设计中的基本矛盾是产品功能成本比不能满足用户要求,它有两种表现形式,一是未能实现某些产品

功能质量目标;二是某些功能质量得到改善而某些功能质量却恶化。

矛盾分析结果用于指导新作用原理、新物理结构的联想,进而找出相似实例。

基于WEB的创新设计知识库

本系统的创新设计知识库包括作用原理库、物理结构库与实例库。当系统根据相似性搜索到新作用原理或物理结构后,相应的实例自动调出。

作用原理库与物理结构库的开发借鉴了TRIZ的成果,再针对机械领域补充整理出二百四十余种作用原理(其中包括五十余种基本措施)。在每种作用原理下分别存储多种物理结构,形成物理结构库。实例库主要针对几种常见的家电产品进行开发。

创新设计知识库是创新设计系统的核心部件,它是一种WEB文本知识库,文本经过笔者开发的机械知识XML标记处理,使知识库建立在国际标准XML文本之上,因此可实现知识资源的异地共享,并且在此知识库之上可建立基于WEB的机械产品计算机辅助创新设计系统,满足异地协同设计的需要。

相似性的量化方法及改进的遗传算法

每种产品的结构不同,需要不定相同的遗传算法编码。本系统为了提高运行效率,采用浮点数编码方式。

在传统的遗传算法中,初始群体是通过用随机的方法来产生的[6],这具有一定的盲目性。因此本文提出利用实例的作用原理或物理结构的相似性作为筛选实例产生初始群体的依据。

实现该途径的关键在于相似性的量化也即相似度的计算方法。相似度实质是实例的关联知识,必须以一定的算法在实例集合中挖掘得到。纵向联想的相似度实质是功能目标与实现手段的关系程度,横向联想的相似度实质是实现手段的可替代关系程度。相似度越高意味着得到已有产品实例的更多支持。根据相似度来筛选初始群体就等于利用以前的设计经历,使初始群体的产生有合理的基础,因此能加快遗传算法的收敛。本文根据相似性联想原理提出如下纵向及横向联想的相似度计算方法。

设产品实例集合为C,功能元素集合为F,作用原理或物理结构元素集合为G。分别记为:C={Ci|i=1,2,?,n}; F={Fj|j=1,2,?,m}; G={Gk|k=1,2,?,q}。实例集合中的实例Ci以不同的隶属度uij及uik分别隶属于Fj及Gk。 设元素Gk到元素Fj的纵向联想相似度为rkj,则:

rkj =

又设G空间中有元素Gk和Gm。实例Cji分别以隶属度uik和uim隶属于元素Gk

和Gm,设从Gk到Gm的横向联想相似度为rkm,则:

rkm =

隶属度作为实例对象的一项属性来存储。系统根据以上算法从实例集合中挖掘相似度知识,辅助设计师从相似度较高的方向进行联想,并用于指导遗传算法初始群体的产生,从而促进设计创新。

3 结论

本文研究创新设计思维规律并用于指导机械产品创新设计系统的开发,系统的成功应用证明了关于创新设计思维规律论断的正确性以及多种新技术的可行性。系统可通过矛盾分析与联想,搜索到适用的作用原理、措施、物理结构及实例以解决矛盾,完成概念设计阶段的功能优化与原理优化,是实现机械广义优化设计方法的新成果。

机械制图是职业院校机械类专业非常重要的一门专业基础课,机械制图教学质量的好坏直接影响学生的职业生涯。下文是我为大家搜集整理的关于机械制图方面的论文的内容,欢迎大家阅读参考!

浅谈机械制图测绘教学改革与实践

摘 要:机械制图测绘在设备维修、改造、仿制产品、技术资料完善等方面具有重要的意义,是工程技术人员必须掌握的基本技能,高职院校应加强这方面的训练。零件测绘是学生全面综合运用所学知识解决实际问题的过程,对培养适应生产第一线的应用型、技能型人才具有重要意义,本文作者根据多年的测绘教学实践,分析了现有机械制图测绘教学存在的问题,提出了改进的建议,以期达到提高学生测绘实训的教学效果。

关键词:机械制图测绘;提高教学效果;能力培养

中国社会经济的飞速发展对职业能力要求逐步提高,对从业人员的专业能力、社会能力等要求的综合化程度也相应提高。高职院校承担了目前国内职业技能从业人员的培养,为了能适应社会需要,高职教育应以就业为导向,以服务为宗旨,培养实践技能强、能“直接上岗”的应用技能型人才。

机械制图测绘在设备维修、改造、仿制产品、技术资料完善等方面具有重要的意义,是工程技术人员必须掌握的基本技能。现在很多高职院校对学生进行技能抽查,而制图这门课主要就是抽查学生的制图测绘能力,因此,高职院校应加强这方面的训练。作者根据多年的测绘教学实践,谈谈如何切实做好《机械制图测绘》这门课程的教学工作。

一、目前测绘实训中存在的问题

1.制图测绘指导书过于简单

我们原来用的制图测绘指导书,主要包括:测绘目的和任务,测绘内容和要求,测绘进程安排,部件示意图,主要零部件的测绘方法和步骤,考核方式等,而对测绘工具使用、零件配合精度、表面粗糙度、形位公差、技术要求等内容没有加以说明,而这些内容分散在制图教材的各个章节,学生难以形成系统认识,以至于—些学生零件草图画好后,不知道怎样使用测量工具和标注尺寸,不懂怎么给产品制定技术要求。

2.忽略草图的重要性

零件草图是画零件图的依据,有时还要直接用于加工生产所急需的配件。所以,零件草图除由徒手画出和无须严格遵守比例关系以外,其他内容均和零件图完全相同。但一些学生在测绘中,总觉得用直尺圆规绘制的零件图、装配图才是重要的,而徒手绘制的零件草图不重要,就是一个草稿,因此在视图表达方案的选择、尺寸的标注、技术要求的注写等方面都表现出较大的随意性,影响了装配图和零件工作图的质量。

3.尺寸标注不完整、不合理

学生在测绘中,无论是在装配图上标注尺寸,还是在零件图上标注尺寸,都会出现漏标注或重复标注。另外尺寸基准选择不合理,重要尺寸不直接给出,相关联零件尺寸标注不一致等现象也时有发生。

4.技术要求标注不合理

学生在测绘中,由于欠缺制造及加工工艺方面的知识和实践经验,对合理制定技术要求往往会感到非常棘手,标注的表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、热处理等往往不符合零件的功用和装配的要求,错误较多。

5.相关手册、资料查阅不到位

学生在零件测绘中,手工绘制好零件草图后,必须查阅手册和资料,选用合适的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和金属的材料等。而在测绘部件中的常用件和标准件时,应查阅有关国家标准,正确确定零件的有关尺寸及结构参数。但由于前面的制图课学时有限,学生平时练习不足,加上课本附录上标准及有关参数列举有限,学生没有得到充分的锻炼,查阅文献的能力不强,因此造成部分学生在网上下载相似的零件,不加思考,直接照搬,有的甚至直接抄袭,这对培养学生树立工程观念,强化工程素养极为不利,也达不到应有的教学效果。

6.师生角色转换不到位

在以往的测绘实习中,多数教师仍是测绘实践课程的主导者,现实中多以教师讲授、指导为主,学生的参与度低,整个测绘过程,气氛较为沉闷,学生抄袭现象严重,这对培养学生的实际动手能力和综合分析能力极为不利。

7.测绘成绩评定方法不合理

传统的评定成绩方法,主要是根据学生上交的零件草图、零件工作图、装配工作图的质量为主要评定依据,给出成绩。这种只求结果,不注重过程,不能全面反映学生的真实工程测绘能力,反馈不了测绘效果,也让抄袭者钻了空子,造成学生埋怨考核不公平的消极心理,调动不了学生的学习积极性。

二、提高机械制图测绘周教学效果的措施探讨

1.完善制图测绘指导书

为了培养学生独立分析问题和解决问题的能力,并且能保质、保量、按时完成部件测绘的任务。我们对制图测绘指导书进行了修改,在绘制零件草图中,增加了画零件草图的基本要求、注意事项、视图选择的一般原则、作图步骤、尺寸标注方法、材料的选用、尺寸公差的选用、表面粗糙度和形位公差的选择方法,此外还增加了常用量具介绍、测量零件的常用方法、相关表格、国标和常见错误等,这样更便于学生查阅和自行纠正错误,提高学习效率。

2.加强学生徒手绘制零件草图的能力

在生产实践中,讨论设计方案、技术交流、现场参观等受现场条件或时间限制的场合都需要徒手绘制草图。徒手绘图是工程技术人员进行构思、设计必备的一种基本技能。

徒手绘图能力对训练学生的图示观察思维能力,特别是对培养学生的动手能力有极大好处,因此,在测绘过程中应加强学生徒手绘图的训练,严把测绘质量关,把绘制零件草图的成绩纳入最后的考评成绩,引起学生的重视。

3.重视和加强尺寸标注的训练

尺寸标注是测绘教学的一个重要内容,同时也是一个难点,因此教师要利用测绘的机会,适时给学生讲解零部件尺寸标注的方法,重点要求学生掌握测绘中尺寸基准的选择,了解尺寸的圆整,公差的选用,学会查找相关资料与确定参数等。教师在这一环节中起主导作用,引导学生正确标注零件图和装配图上的尺寸。

零件图的尺寸标注,应做到正确、完整、清晰、合理,且能满足设计要求和工艺要求。标注尺寸时要求学生做到: ①从设计要求和工艺要求出发,选择恰当的尺寸基准,不要注成封闭尺寸链。②尺寸应尽量注在视图外边、两视图之间。③部件中两零件有联系的部分,尺寸基准应统一。④对于标准结构,如螺纹、退刀槽、齿轮,应把测量结果与标准核对,采用标准值。⑤重要尺寸,如配合尺寸、定位尺寸、保证工作精度和性能的尺寸等,应直接标注出来。⑥尺寸标注要考虑便于加工和测量。 装配图的尺寸标注和零件图不同,它不是用来直接进行零件加工,故不需要注出每一个零件的全部尺寸,只需标注出与装配、检验、安装、使用要求等方面有关的尺寸。装配图中的尺寸大致可分为以下几种:性能(或规格)尺寸、装配尺寸、安装尺寸、总体尺寸和其他重要尺寸,这五类尺寸需根据装配体的构造情况进行标注,并不是所有装配体都具备这五类尺寸。

4.合理选择技术要求

零部件测绘中,由于学生缺乏生产实践经验和机械加工工艺方面的有关知识,对合理制定技术要求往往感到非常困难,这就要求教师在部件测绘中引导学生对互相关联的零件进行观察、分析,在真实、正确的表象中获得常见机械结构的感性认识。比如有配合关系的零件,为了具有互换性,就需要给出恰当的尺寸公差和表面粗糙度要求。有的零件要求既耐磨又耐冲击,往往还要进行热处理。要恰当选择零件材料,还需熟悉常用金属材料的性能等,因此教师应从以下方面引导学生正确标注技术要求:

(1)材料的选择。

零件材料的选择,可根据实物并结合有关标准、手册的分析来确定。常用的金属材料有碳钢、铸铁、铜、铅、铝及其合金。参考同类型零件的材料,用类比法确定。

(2)表面粗糙度的选择。

零件表面粗糙度等级可根据各个表面的工作要求及精度等级来确定,可以参考同类零件的粗糙度要求或使用粗糙度样板进行比较确定,一般接触表面、有相对运动表面、受周期载荷的表面、耐腐蚀或要求密封的表面,表面粗糙度要求较高。

(3)形状和位置公差的选择。

形状和位置误差将会影响机器或仪器的工作精度、连接强度、运动平稳性、密封性和使用寿命等,特别是对经常在高温、高压、高速及重载条件下工作的零件影响更大。例如,孔与轴的配合中,由于存在形状误差,对于间隙配合,会使间隙分布不均匀,加快局部磨损,从而降低零件的寿命;对于过盈配合,则使过盈量各处不一致。无特殊要求时一般不标注形状和位置公差。

(4)尺寸公差与配合的选择。

尺寸公差与配合的选择是在基本尺寸已经确定的情况下进行的尺寸精度设计,是对基准制、公差等级和配合种类进行的合理选择,它选择的原则是:在满足使用要求的前提下,获得最佳的技术经济效益。我们在测绘中通常采用类比法,参考相类似的部件的公差配合,通过分析比较来确定,合理选择公差配合,可以促进互换性生产,有利于提高产品质量,降低生产成本。

5.培养学生查阅资料和手册的能力

学生是未来的工程技术人员,应该培养他们查阅资料和技术手册的能力,学生在测绘中,遇上问题不要先问,而是先查,查阅标准、查阅教材、查阅手册。例如齿轮油泵,该部件中有螺栓连接、销连接,有齿轮传动,这些结构都需要学生动手去查阅有关手册,确定相关参数,保证零件尺寸和结构的正确性,这种训练为学生今后走上工作岗位,能独立完成工作打下基础。

6.转变师生角色,以学生为中心

制图测绘是在全面地学完了《机械制图》的基本理论之后开设的实践环节,是为了培养学生对机械制图课程的综合应用能力及动手能力,因此在整个教学实训过程中,要始终坚持学生处于主体的地位,教师只起到指导点拨的作用,切忌教师从布置到画图均面面俱到,使学生失去了主动性。

测绘中,教师应尽可能多地让学生多动手、多思考,多摸索,鼓励学生发现问题,并自己去解决问题,而教师则适当引导。例如如何拆卸部件并画装配体示意图、如何测量尺寸、如何确定零件的表达方案、如何查阅技术资料、如何较好地画出零件、装配体草图等,这些内容都由学生自己组织讨论、分析、研究,查阅资料,自己动手完成,而教师更多地起到辅导、引导、参谋、发现错误、提出修改意见的作用。这样可以很好地培养学生的实际动手能力、综合分析能力以及团队的协作精神。

7.改革测绘实训考核办法,提高测绘质量

测绘实训考核的目的是检验学生对已学知识与技能的掌握情况,也是对教师教学效果的一种评估。教师应改变那种仅仅根据装配图和零件图的图面质量来考核评价学生的做法,应采用过程考核和作品考核相结合的方式,制订比较科学合理的测绘考核体系,这对提高学生的实训效果十分重要。作者认为可以从以下几方面对学生进行考核:

(1)过程考核。教师在指导测绘过程中,对学生的学习态度、测绘进度、出勤情况应作详细记载,然后按比例给出成绩。

(2)提问考核。在每一个项目的教学过程中,通过与学生的探讨和提问考察其对理论知识的掌握、理解和应用等方面的能力,并做好记录;对学生的零件草图,采用一对一的批阅方式,通过提问可以考核学生独立完成图纸的情况和查找资料的能力,同时还可以帮助学生进行知识的查漏补缺,有效地抑制抄袭现象,调动学生的学习积极性。

(3)作品考核。主要是对学生上交的装配图和零件工作图进行考核,教师应列出科学合理的评分标准,对每个学生的作品给出公正的评价,对学生的劳动成果给予充分的肯定。

(4)答辩考核。测绘结束后,由专业教师组成答辩小组,对学生进行答辩及综合成绩考核,要求学生对整个测绘过程作一个描述,谈一谈自己的学习体会,再回答一些专业方面的问答,老师根据答辩情况给予一定的成绩。

对学生作全方位考核,评定出综合成绩,可以使制图测绘真正收到实效。

8.补充一些测绘实训内容

对成绩好、画图快的学生,可以让他们用CAD画零件工作图,这样可以保持他们对学习的浓厚兴趣,也使测绘实习的内容更加全面。

通过改革传统做法,优化测绘教学,为学生营造了良好的理论联系实际的环境,不仅提高了学生的绘图能力、读图能力、测绘能力和资料查阅能力,而且培养了学生团结协作、踏实工作、善于分析与一丝不苟的工作作风,为今后的专业课学习和走向生产一线工作打下了良好的基础。

参考文献:

[1]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京:教育科学出版社,2007.

[2]叶晓平,胡小平.加强制图测绘周环节教学 培养学生工程素质[J].丽水学院学报,2009(5).

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机械制图教学是一门重要的基础学科,教师在传授该门课程知识的同时,必须通过日常点滴的教学工作,培养学生丰富的空间想象力,能够让学生对制图产生兴趣,并且能建立一定的自学能力。下文是我为大家搜集整理的关于机械制图论文的内容,欢迎大家阅读参考!

浅议职业高中“机械制图”教学

机械制图是职业学校一门重要的技术基础课,是工程界通用的技术语言。它的知识性十分灵活,贯穿整个专业教学的各个环节。学习好机械制图对学生提高空间思维能力及空间构思能力都有很大的作用,所以教师必须有丰富的理论知识和技能,充分调动学生的积极性和能动性,将理论和实践有机结合,解决制图中碰到的各类问题。

一、培养学生的兴趣

兴趣是最好的老师。所以开学的第一节课至关重要。现在很多教科书的开篇都是绪论,介绍这本书的任务、目的等,学生一听,兴趣就会失去一半。从初中升到高中,不变的语数外使不少学生失去兴趣,所以学生一看到机械制图的书名,无形中就会对它产生兴趣。但如果一味采用常规教育,势必会打击学生的积极性。换种方式导入,比如例举一些生活当中的简单电器,如电视机、电脑等学生感兴趣的东西,慢慢切入,共同探讨,不断吸引学生的注意力,那你的第一节课就是成功的,第二节课学生还是会有兴趣听。当你完成一个内容时,布置一些灵活的题目,例如寻找生活中的简单机械,并说出基本形状,等到下节课共同讨论,可激发学生的兴趣,培养他们的观察能力,为学好后续内容打下基础。良好的开端是成功的一半,上课时要让学生以探索的精神去学习,建立师生平等的关系,树立学习的自信心,不断鼓励学生去钻研、去发现。

二、注重上课的技巧和气氛

语言是教师传授知识的主要工具。课堂教学最忌讳死搬硬套、照本宣读,否则前十分钟学生还能集中注意力,但余下的时间大部分学生就不能保证了。机械制图却是例外,因为里面的很多知识点都不联系在一起,所以有时候你上课的顺序可以调换一下,这样可以灵活运用各类知识点,学生学起来也特别有劲。比如讲到平面时可以和生活中的很多实例结合起来,将平面比作黑板,比作坐在前方同学的背,比作桌面,等等。讲线时,可以把树干比作线,把粉笔比作线,等等。也可让学生自己举例,尽量用通俗易懂的语言教授知识。上课的气氛也是不可小觑的,积极地调动气氛可是教师能力的体现。把知识点和学生感兴趣的话题联系起来,让学生参与其中,自然而然学生就会主动学习。语言抑扬顿挫也是调节气氛的重要手段,比如讲斜度和锥度时,其标注符号方向就要特别强调,以凸显重要性。所以教师上课时就要善于寓教于乐,将知识性和趣味性融为一体,以使教学充满吸引力、感染力,使学生听起来津津有味,唤起学生的求知欲,激发其兴趣。同时对于考点也要反复强调,以保证考试的准确性。所以教师要作一个语言的驾驭者,用生动形象的语言活跃气氛,牢牢吸引学生的注意力,深入浅出,逐层递进,把抽象的理论具体化,把深奥的道理通俗化。

三、提高学生的学习效率

学生在学习制图时很多时候都是虎头蛇尾,因此当题型进行变化时,不少学生就会失去积极性,碰到题型复杂时就会选择放弃。所以教师在上课时一定要进行针对性讲解,选择比较典型的题目,让学生熟练掌握。上课题量不在多,而在精,哪怕一节讲一题,效果好了,学生的效率就高了,这样循序渐进,不断练习,学生的空间思维能力就会不断提高。其方法有很多,比如在讲授“补视图、补缺线”疑难点时可以借助于橡皮,让学生用形体分析法进行分析,结合自己的空间思维能力,逐步把视图或缺线补齐,这种方法比较常规,但直观性较强。还有就是采用分组讨论法,当遇到难解的题目时教师可以把学生分成若干组,让学生集体讨论分析形体,从而得出正确的形体,这种方法能提高学生的能动性,产生良好的竞争心理,能很好地调动学生的思考能力。再有就是学习评价,学生对此类题目有哪些不易掌握的地方,自己作出评价,可以调动学习的热情。老师也可对学生以鼓励的形式作出评价,以树立学生的信心,增强学习的动力。教学方式多种多样,但要针对学生的基础,不断变化方式,不让学生产生视觉和听觉疲劳,这样听课的效率就会不断上升,题目的准确率也会不断上升。

四、运用现代化教学手段

以前上课运用模型、挂图,这些都不能直观地表达机件的立体性,学生掌握起来也可能比较模糊,采用多媒体教学或CAD教学等方法更能从感官上激发学生的积极性,从而培养学生的空间思维能力和构思能力。教师可以制作教科书上的模型,也可教学生使用绘图工具或软件,这样不但能提高上课效率,而且能使学生学到相关联的知识,尤其是碰到剖视图类型时,借助于Flash可以直观地呈现在面前,比如剖视的方法步骤和标注方式,碰到难理解的图形时可以反复播放解剖,以理解其方法。采用现代化教学可以节省教师画图时间,提高教学质量和效益。

五、问题反馈及时解决

学生在做补图补线时经常会出现多线或少线的情况,经过一个阶段的练习,把容易出现错误的题型集中讲解,这样学生问题能及时得到解决。如果问题越积越多,学生的积极性就会消退,最终导致失去兴趣。所以教师在课后要经常检查学生的作业情况,不断对自己的教学进行修改和补充,同时也要培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,把空间思维能力发挥至极致。对于经常犯错误的学生要激励其信心,不断肯定其进步,教师切勿表现出急躁和气馁,正面感染学生,才会事半功倍。

学习机械制图对学生和老师都有一定的要求,学生兴趣的建立和积极性的调动在很大程度上和老师有关,所以老师应掌握多种教学模式,不断丰富和发展自己的技能,并根据不同的教学目标和内容选择恰当的教学模式,充分备课,认真钻研,上好每一节课,充分体现课堂的魅力。学生在老师的引导下,才能拥有学习的自主性。兴趣是内因,教师的鼓励是外在动力,两者要相互配合,同时采用先进的上课技术,这样就能不断提高学生的制图水平。

参考文献:

[1]《机械制图》教学浅淡.中国学术.

[2]雍黄.课堂教学中如何提高学生的注意力.文学爱好者,.

[3]尹成刚.浅谈小学语文教学中的问题教学.文学爱好者,.

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机械制图类毕业论文

机械制图是职业院校机械类专业非常重要的一门专业基础课,机械制图教学质量的好坏直接影响学生的职业生涯。下文是我为大家搜集整理的关于机械制图方面的论文的内容,欢迎大家阅读参考!

浅谈机械制图测绘教学改革与实践

摘 要:机械制图测绘在设备维修、改造、仿制产品、技术资料完善等方面具有重要的意义,是工程技术人员必须掌握的基本技能,高职院校应加强这方面的训练。零件测绘是学生全面综合运用所学知识解决实际问题的过程,对培养适应生产第一线的应用型、技能型人才具有重要意义,本文作者根据多年的测绘教学实践,分析了现有机械制图测绘教学存在的问题,提出了改进的建议,以期达到提高学生测绘实训的教学效果。

关键词:机械制图测绘;提高教学效果;能力培养

中国社会经济的飞速发展对职业能力要求逐步提高,对从业人员的专业能力、社会能力等要求的综合化程度也相应提高。高职院校承担了目前国内职业技能从业人员的培养,为了能适应社会需要,高职教育应以就业为导向,以服务为宗旨,培养实践技能强、能“直接上岗”的应用技能型人才。

机械制图测绘在设备维修、改造、仿制产品、技术资料完善等方面具有重要的意义,是工程技术人员必须掌握的基本技能。现在很多高职院校对学生进行技能抽查,而制图这门课主要就是抽查学生的制图测绘能力,因此,高职院校应加强这方面的训练。作者根据多年的测绘教学实践,谈谈如何切实做好《机械制图测绘》这门课程的教学工作。

一、目前测绘实训中存在的问题

1.制图测绘指导书过于简单

我们原来用的制图测绘指导书,主要包括:测绘目的和任务,测绘内容和要求,测绘进程安排,部件示意图,主要零部件的测绘方法和步骤,考核方式等,而对测绘工具使用、零件配合精度、表面粗糙度、形位公差、技术要求等内容没有加以说明,而这些内容分散在制图教材的各个章节,学生难以形成系统认识,以至于—些学生零件草图画好后,不知道怎样使用测量工具和标注尺寸,不懂怎么给产品制定技术要求。

2.忽略草图的重要性

零件草图是画零件图的依据,有时还要直接用于加工生产所急需的配件。所以,零件草图除由徒手画出和无须严格遵守比例关系以外,其他内容均和零件图完全相同。但一些学生在测绘中,总觉得用直尺圆规绘制的零件图、装配图才是重要的,而徒手绘制的零件草图不重要,就是一个草稿,因此在视图表达方案的选择、尺寸的标注、技术要求的注写等方面都表现出较大的随意性,影响了装配图和零件工作图的质量。

3.尺寸标注不完整、不合理

学生在测绘中,无论是在装配图上标注尺寸,还是在零件图上标注尺寸,都会出现漏标注或重复标注。另外尺寸基准选择不合理,重要尺寸不直接给出,相关联零件尺寸标注不一致等现象也时有发生。

4.技术要求标注不合理

学生在测绘中,由于欠缺制造及加工工艺方面的知识和实践经验,对合理制定技术要求往往会感到非常棘手,标注的表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、热处理等往往不符合零件的功用和装配的要求,错误较多。

5.相关手册、资料查阅不到位

学生在零件测绘中,手工绘制好零件草图后,必须查阅手册和资料,选用合适的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和金属的材料等。而在测绘部件中的常用件和标准件时,应查阅有关国家标准,正确确定零件的有关尺寸及结构参数。但由于前面的制图课学时有限,学生平时练习不足,加上课本附录上标准及有关参数列举有限,学生没有得到充分的锻炼,查阅文献的能力不强,因此造成部分学生在网上下载相似的零件,不加思考,直接照搬,有的甚至直接抄袭,这对培养学生树立工程观念,强化工程素养极为不利,也达不到应有的教学效果。

6.师生角色转换不到位

在以往的测绘实习中,多数教师仍是测绘实践课程的主导者,现实中多以教师讲授、指导为主,学生的参与度低,整个测绘过程,气氛较为沉闷,学生抄袭现象严重,这对培养学生的实际动手能力和综合分析能力极为不利。

7.测绘成绩评定方法不合理

传统的评定成绩方法,主要是根据学生上交的零件草图、零件工作图、装配工作图的质量为主要评定依据,给出成绩。这种只求结果,不注重过程,不能全面反映学生的真实工程测绘能力,反馈不了测绘效果,也让抄袭者钻了空子,造成学生埋怨考核不公平的消极心理,调动不了学生的学习积极性。

二、提高机械制图测绘周教学效果的措施探讨

1.完善制图测绘指导书

为了培养学生独立分析问题和解决问题的能力,并且能保质、保量、按时完成部件测绘的任务。我们对制图测绘指导书进行了修改,在绘制零件草图中,增加了画零件草图的基本要求、注意事项、视图选择的一般原则、作图步骤、尺寸标注方法、材料的选用、尺寸公差的选用、表面粗糙度和形位公差的选择方法,此外还增加了常用量具介绍、测量零件的常用方法、相关表格、国标和常见错误等,这样更便于学生查阅和自行纠正错误,提高学习效率。

2.加强学生徒手绘制零件草图的能力

在生产实践中,讨论设计方案、技术交流、现场参观等受现场条件或时间限制的场合都需要徒手绘制草图。徒手绘图是工程技术人员进行构思、设计必备的一种基本技能。

徒手绘图能力对训练学生的图示观察思维能力,特别是对培养学生的动手能力有极大好处,因此,在测绘过程中应加强学生徒手绘图的训练,严把测绘质量关,把绘制零件草图的成绩纳入最后的考评成绩,引起学生的重视。

3.重视和加强尺寸标注的训练

尺寸标注是测绘教学的一个重要内容,同时也是一个难点,因此教师要利用测绘的机会,适时给学生讲解零部件尺寸标注的方法,重点要求学生掌握测绘中尺寸基准的选择,了解尺寸的圆整,公差的选用,学会查找相关资料与确定参数等。教师在这一环节中起主导作用,引导学生正确标注零件图和装配图上的尺寸。

零件图的尺寸标注,应做到正确、完整、清晰、合理,且能满足设计要求和工艺要求。标注尺寸时要求学生做到: ①从设计要求和工艺要求出发,选择恰当的尺寸基准,不要注成封闭尺寸链。②尺寸应尽量注在视图外边、两视图之间。③部件中两零件有联系的部分,尺寸基准应统一。④对于标准结构,如螺纹、退刀槽、齿轮,应把测量结果与标准核对,采用标准值。⑤重要尺寸,如配合尺寸、定位尺寸、保证工作精度和性能的尺寸等,应直接标注出来。⑥尺寸标注要考虑便于加工和测量。 装配图的尺寸标注和零件图不同,它不是用来直接进行零件加工,故不需要注出每一个零件的全部尺寸,只需标注出与装配、检验、安装、使用要求等方面有关的尺寸。装配图中的尺寸大致可分为以下几种:性能(或规格)尺寸、装配尺寸、安装尺寸、总体尺寸和其他重要尺寸,这五类尺寸需根据装配体的构造情况进行标注,并不是所有装配体都具备这五类尺寸。

4.合理选择技术要求

零部件测绘中,由于学生缺乏生产实践经验和机械加工工艺方面的有关知识,对合理制定技术要求往往感到非常困难,这就要求教师在部件测绘中引导学生对互相关联的零件进行观察、分析,在真实、正确的表象中获得常见机械结构的感性认识。比如有配合关系的零件,为了具有互换性,就需要给出恰当的尺寸公差和表面粗糙度要求。有的零件要求既耐磨又耐冲击,往往还要进行热处理。要恰当选择零件材料,还需熟悉常用金属材料的性能等,因此教师应从以下方面引导学生正确标注技术要求:

(1)材料的选择。

零件材料的选择,可根据实物并结合有关标准、手册的分析来确定。常用的金属材料有碳钢、铸铁、铜、铅、铝及其合金。参考同类型零件的材料,用类比法确定。

(2)表面粗糙度的选择。

零件表面粗糙度等级可根据各个表面的工作要求及精度等级来确定,可以参考同类零件的粗糙度要求或使用粗糙度样板进行比较确定,一般接触表面、有相对运动表面、受周期载荷的表面、耐腐蚀或要求密封的表面,表面粗糙度要求较高。

(3)形状和位置公差的选择。

形状和位置误差将会影响机器或仪器的工作精度、连接强度、运动平稳性、密封性和使用寿命等,特别是对经常在高温、高压、高速及重载条件下工作的零件影响更大。例如,孔与轴的配合中,由于存在形状误差,对于间隙配合,会使间隙分布不均匀,加快局部磨损,从而降低零件的寿命;对于过盈配合,则使过盈量各处不一致。无特殊要求时一般不标注形状和位置公差。

(4)尺寸公差与配合的选择。

尺寸公差与配合的选择是在基本尺寸已经确定的情况下进行的尺寸精度设计,是对基准制、公差等级和配合种类进行的合理选择,它选择的原则是:在满足使用要求的前提下,获得最佳的技术经济效益。我们在测绘中通常采用类比法,参考相类似的部件的公差配合,通过分析比较来确定,合理选择公差配合,可以促进互换性生产,有利于提高产品质量,降低生产成本。

5.培养学生查阅资料和手册的能力

学生是未来的工程技术人员,应该培养他们查阅资料和技术手册的能力,学生在测绘中,遇上问题不要先问,而是先查,查阅标准、查阅教材、查阅手册。例如齿轮油泵,该部件中有螺栓连接、销连接,有齿轮传动,这些结构都需要学生动手去查阅有关手册,确定相关参数,保证零件尺寸和结构的正确性,这种训练为学生今后走上工作岗位,能独立完成工作打下基础。

6.转变师生角色,以学生为中心

制图测绘是在全面地学完了《机械制图》的基本理论之后开设的实践环节,是为了培养学生对机械制图课程的综合应用能力及动手能力,因此在整个教学实训过程中,要始终坚持学生处于主体的地位,教师只起到指导点拨的作用,切忌教师从布置到画图均面面俱到,使学生失去了主动性。

测绘中,教师应尽可能多地让学生多动手、多思考,多摸索,鼓励学生发现问题,并自己去解决问题,而教师则适当引导。例如如何拆卸部件并画装配体示意图、如何测量尺寸、如何确定零件的表达方案、如何查阅技术资料、如何较好地画出零件、装配体草图等,这些内容都由学生自己组织讨论、分析、研究,查阅资料,自己动手完成,而教师更多地起到辅导、引导、参谋、发现错误、提出修改意见的作用。这样可以很好地培养学生的实际动手能力、综合分析能力以及团队的协作精神。

7.改革测绘实训考核办法,提高测绘质量

测绘实训考核的目的是检验学生对已学知识与技能的掌握情况,也是对教师教学效果的一种评估。教师应改变那种仅仅根据装配图和零件图的图面质量来考核评价学生的做法,应采用过程考核和作品考核相结合的方式,制订比较科学合理的测绘考核体系,这对提高学生的实训效果十分重要。作者认为可以从以下几方面对学生进行考核:

(1)过程考核。教师在指导测绘过程中,对学生的学习态度、测绘进度、出勤情况应作详细记载,然后按比例给出成绩。

(2)提问考核。在每一个项目的教学过程中,通过与学生的探讨和提问考察其对理论知识的掌握、理解和应用等方面的能力,并做好记录;对学生的零件草图,采用一对一的批阅方式,通过提问可以考核学生独立完成图纸的情况和查找资料的能力,同时还可以帮助学生进行知识的查漏补缺,有效地抑制抄袭现象,调动学生的学习积极性。

(3)作品考核。主要是对学生上交的装配图和零件工作图进行考核,教师应列出科学合理的评分标准,对每个学生的作品给出公正的评价,对学生的劳动成果给予充分的肯定。

(4)答辩考核。测绘结束后,由专业教师组成答辩小组,对学生进行答辩及综合成绩考核,要求学生对整个测绘过程作一个描述,谈一谈自己的学习体会,再回答一些专业方面的问答,老师根据答辩情况给予一定的成绩。

对学生作全方位考核,评定出综合成绩,可以使制图测绘真正收到实效。

8.补充一些测绘实训内容

对成绩好、画图快的学生,可以让他们用CAD画零件工作图,这样可以保持他们对学习的浓厚兴趣,也使测绘实习的内容更加全面。

通过改革传统做法,优化测绘教学,为学生营造了良好的理论联系实际的环境,不仅提高了学生的绘图能力、读图能力、测绘能力和资料查阅能力,而且培养了学生团结协作、踏实工作、善于分析与一丝不苟的工作作风,为今后的专业课学习和走向生产一线工作打下了良好的基础。

参考文献:

[1]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京:教育科学出版社,2007.

[2]叶晓平,胡小平.加强制图测绘周环节教学 培养学生工程素质[J].丽水学院学报,2009(5).

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机械制图毕业论文

机械制图是个复杂的过程,下面是机械制图毕业论文,希望可以帮助到你!

机械创新设计是一个极其重要而又困难的实践性较强的研究课题。目前创新设计方法研究虽然已取得一些成果,但创新学还处于发展初期,各种不同理论及工具不断涌现,远没有形成普遍可以接受的统一的理论体系。

本文认为,要进行机械创新设计要有两个必要条件:一是充分获取适用的知识;二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。设计过程充满了矛盾,所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决,这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中,因此要统一研究知识获取工具与设计系统。另外,人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的,因此设计系统必需符合创新设计思维规律。创新设计思维规律应作为算机辅助创新设计系统的理论基础。

基于上述考虑,本文从创新设计思维的研究出发,融合知识获取方法,研究创新设计理论,进而开发机械产品创新设计系统。

1 机械创新设计思维规律

我们常把思维的过程称为“思路”,是因为可用路径问题来说明人类思维过程。本文提出两个机械创新设计思维原则:

一是最短路径原则。设计者得到产品的功能要求后,往往首先检索出最佳设计实例,这样可以最迅速接近目标,然后运用价值工程方法,找出价值较低的极少数组件作为研究对象,再分析所得对象存在的矛盾,尝试作最小变动以解决矛盾,如矛盾没有解决则拟作更大变动或扩大研究对象范围,最后得出最优结果。通过这样途径所消耗的能量最少,体现了最短路径原则。

二是相似性联想。汤川秀树的定同理论认为,联想能力就是找出事物彼此相似性的创造力,相似性是指事物间的内在联系。

要用计算机系统来辅助设计师从自然界中发现形态各异的事物的相似性是很困难的,因此本文只研究从机械产品实例中挖掘相似性,以促进机械创新设计。

机械设计过程是从功能要求到作用原理,再到物理结构的映射过程[1]。在CBR系统中,功能要求、作用原理与物理结构可作为实例索引,因此可统称它们为索引项目。同一索引的不同类索引项目之间的联想可称为纵向联想,而不同索引的同类索引的联想可称为横向联想。

判断联想是否合理的依据是相似性,相似性由已有产品实例确定。比如,“超声波研磨机产品实例”使“超声波振动”作用原理与“研磨”功能要求纵向地产生了内在联系;又如,多种产品实例可满足同一功能要求,那么它们用于实现该功能的作用原理及物理结构具有相似性。

功能要求是联想的起点,经验丰富的设计师通常记忆有大量的设计实例,因而掌

握纵向及横向相似性,所以能迅速地进行横向及纵向的联想,能触类旁通,得出具有相似作用原理及物理结构的实例(简称相似实例)并进行组合优化,最后得到最优解。

这两项原则已被多种设计方法不自觉地采用了,基于实例推理不但能迅速接近最优解,体现最短路径原则;物场分析法(简称TRIZ)分析了上百万设计实例,确定功能要求与作用原理及物理载体的内在联系,以及不同作用原理或物理载体的可替代关系,使设计师可根据功能要求找到适当的作用原理及物理载体,体现相似性联想原则。

2 计算机辅助创新设计系统

两项创新设计思维原则充分体现在计算机辅助创新设计系统的设计中,系统还利用了多种创新设计方法及人工智能技术。计算机辅助创新设计系统的流程如图1所示,它包含如下关键技术:

实例检索

利用基于实例推理(CBR)技术时首先要深入研究它的优缺点。CBR是一种以实例为知识载体的知识供应方法。当前它仍有如下不足:首先,系统为了达到实用通常建立庞大的实例库,这导致管理困难,系统运行效率低;其次,通过检索得到的只是一个或很少实例,而其它不符合检索要求但含有适用知识的实例没有利用,支持创新的力度不够;最后,实例调整严重依赖领域知识,难度大,所以很多CBR系统简化为实例检索系统[2]。导致这三项缺点的深层原因是实例是独立的,不同实例所蕴含的知识难以组合利用。为了克服这个矛盾本文提出通过相似性联想找出相似实例,并利用遗传算法进行组合优化,实现实例知识的重用。

本系统的实例检索功能用商品化PDM系统IMAN中的产品结构与配置管理功能及搜索功能来实现,实例的可视化表示与管理依靠IMAN的产品结构树功能实现。

可视化的实例模型表达及矛盾分析

概念设计技术的发展方向为研究一种统一的设计方案表达方法[3]。文献[4]对日本学者吉川弘之提出的FBS图进行扩充,使用两个框架分别描述一个设计方案的功能层次与结构层次,并存储功能单元与结构单元的对应关系,使计算机理解产品的'结构及其功能。这种方法的缺点是结构与功能的关系不够直观,因此本系统在功能层次图与结构层次图的基础上增加功能关系图,以语义网络的方式描述结构及之间的作用关系,使结构与功能处于同一张图中,设计者可直观地理解产品原理,根据功能关系图并运用价值工程方法分析实例存在的矛盾。

实现创新的关键是正确分析产品中所存在的矛盾[5]。产品设计中的基本矛盾是产品功能成本比不能满足用户要求,它有两种表现形式,一是未能实现某些产品

功能质量目标;二是某些功能质量得到改善而某些功能质量却恶化。

矛盾分析结果用于指导新作用原理、新物理结构的联想,进而找出相似实例。

基于WEB的创新设计知识库

本系统的创新设计知识库包括作用原理库、物理结构库与实例库。当系统根据相似性搜索到新作用原理或物理结构后,相应的实例自动调出。

作用原理库与物理结构库的开发借鉴了TRIZ的成果,再针对机械领域补充整理出二百四十余种作用原理(其中包括五十余种基本措施)。在每种作用原理下分别存储多种物理结构,形成物理结构库。实例库主要针对几种常见的家电产品进行开发。

创新设计知识库是创新设计系统的核心部件,它是一种WEB文本知识库,文本经过笔者开发的机械知识XML标记处理,使知识库建立在国际标准XML文本之上,因此可实现知识资源的异地共享,并且在此知识库之上可建立基于WEB的机械产品计算机辅助创新设计系统,满足异地协同设计的需要。

相似性的量化方法及改进的遗传算法

每种产品的结构不同,需要不定相同的遗传算法编码。本系统为了提高运行效率,采用浮点数编码方式。

在传统的遗传算法中,初始群体是通过用随机的方法来产生的[6],这具有一定的盲目性。因此本文提出利用实例的作用原理或物理结构的相似性作为筛选实例产生初始群体的依据。

实现该途径的关键在于相似性的量化也即相似度的计算方法。相似度实质是实例的关联知识,必须以一定的算法在实例集合中挖掘得到。纵向联想的相似度实质是功能目标与实现手段的关系程度,横向联想的相似度实质是实现手段的可替代关系程度。相似度越高意味着得到已有产品实例的更多支持。根据相似度来筛选初始群体就等于利用以前的设计经历,使初始群体的产生有合理的基础,因此能加快遗传算法的收敛。本文根据相似性联想原理提出如下纵向及横向联想的相似度计算方法。

设产品实例集合为C,功能元素集合为F,作用原理或物理结构元素集合为G。分别记为:C={Ci|i=1,2,?,n}; F={Fj|j=1,2,?,m}; G={Gk|k=1,2,?,q}。实例集合中的实例Ci以不同的隶属度uij及uik分别隶属于Fj及Gk。 设元素Gk到元素Fj的纵向联想相似度为rkj,则:

rkj =

又设G空间中有元素Gk和Gm。实例Cji分别以隶属度uik和uim隶属于元素Gk

和Gm,设从Gk到Gm的横向联想相似度为rkm,则:

rkm =

隶属度作为实例对象的一项属性来存储。系统根据以上算法从实例集合中挖掘相似度知识,辅助设计师从相似度较高的方向进行联想,并用于指导遗传算法初始群体的产生,从而促进设计创新。

3 结论

本文研究创新设计思维规律并用于指导机械产品创新设计系统的开发,系统的成功应用证明了关于创新设计思维规律论断的正确性以及多种新技术的可行性。系统可通过矛盾分析与联想,搜索到适用的作用原理、措施、物理结构及实例以解决矛盾,完成概念设计阶段的功能优化与原理优化,是实现机械广义优化设计方法的新成果。

现今,伴随着我国科技、经济的飞速发展,我国的机械行业也取得了较大的进步。下文是我为大家整理的关于有关机械方面毕业论文的范文,欢迎大家阅读参考!

浅析机械设计与机械制造技术

摘要:改革开放以后,我国科技发展水平越来越高,机械制造技术在与机械制图、电工、计算机应用技术等结合使用过程中不断发展,但是与国外先进技术相比还是有一定距离。本文就主要对机械设计与机械制造相关问题进行了分析探讨。

关键词:机械设计;机械制造;措施

引言

当代社会,随着社会的进步和科技的发展,人们对生活品质的要求越来越高,连带着对各种产品的标准越加严格,对产品的要求向着以下方面发展:合理的价格、高档的质量、方便性、多样化的种类、高度自动化、观赏性等。所以对机械设计以及机械制造的探究就显得非常有意义,能够对提升产品各方面的性质特点有所贡献。

一、机械设计的技术分析

1、机械设计的初期计划设计分析

机械设计要进行初期的计划设计,其在工作方面和计算机软件的设计需求分析比较类似,在设计之前要对机器设计的要求进行调查和分析,在分析要求的过程中,对机器应该具备的功能也要进行掌握。以此作为机械设计的基础,然后在设计以及制造过程中要对相应的约束条件进行规定。

2、机械设计的设计方案分析

在机械设计中,方案设计是关键的部分,方案也是设计的灵魂,其决定着设计的成败。在设计阶段,会遇到很多的问题,主要要面对的问题就是实际和理论之间的矛盾。方案设计不仅仅要符合机器本身的性能,同时,在功能方面也要进行满足。在方案设计方面,对检验人员对机器开发、认识以及创新方面都要进行重视.在设计阶段,主要的步骤可以简单概括为对工作原理进行定义、对机器结构进行确定、对机器运动方式进行设计、对零部件的选取与设计进行判断、对制图进行设计以及对初步设计进行调查。

3、机械设计的主要技术设计分析

机械设计中,对技术层面的要求最为严格,在这个阶段要对设计图纸进行校对,同时,要对图纸进行计算,对设计总图和部分草图要进行对比和核对分析。在机械设计方面对每个部分都要进行设计,设计时要进行非常严格的核对,不能出现疏漏的情况,同时,在校对方面也要保证质量。对要进行产品生产的机械,在设计时,要根据产品进行定型设计。

4、机械设计的技术发展趋势分析

(1)针对现代机械产品的机械设计

现代机械产品对机械设计提出了更高的要求,因此,在进行机械设计时,在技术层面一定要不断的进行改善.机械产品设计要更加具有智能化特点,主要的方式就是利用现代化设计手段,在设计过程中应用先进的设计软件和虚拟的设计技术,对产品设计进行虚拟化,同时,利用多媒体技术对产品的性能结构进行模拟演示,以达到更好的设计效果。

在机械设计方面要更加的系统化,机械设计中包含着很多的部件,这些部件要有机的结合在一起才能形成整体的设计,同时,要具有一定的层次性,在经过系统设计以后才能实现机械产品的设计目标。最后是要具有模块化特点,这种理念在设计方面比较简单,但是,要保证机械设计功能实现模块组合,在产品方案设计过程中进行实现。机械产品设计要具有特性,要根据所生产的产品特性来进行机械设计,在这个过程中要利用计算机对产品进行构建,同时,进行必要的推理,最终形成方案设计。

(2)现代机械设计的未来发展与前景分析

机械产品在性能方面要更加的优良,因此,在进行机械设计过程中要以提高产品的性能为目标,其中机械产品的优良性主要体现在可靠性技术以及控制技术方面。机械设计要更加适合市场发展,在激烈的市场竞争中能够获得发展空间,产品在形成以后要能够在市场中进行拓展。同时,在经济环境不断变化的情况下,要不断开发新技术,这样能够在机械设计方面应用新技术。新技术要具备一定的竞争优势,主要体现在技术方面的创新,成本方面的降低,智能化设计等。应用新技术来提高机械设计的市场竞争能力,对企业未来的发展更加有利。

二、机械制造的技术分析

1、主要的机械制造工艺

当代机械制造的技术覆盖范围非常广,包括焊、钳等。而现代机械制造的焊接技术主要有:埋弧焊焊接技术,即在焊剂表层下靠燃烧电弧来完成焊接的焊接技术;电阻焊焊接技术是指将待焊接的物体牢牢压在正负两极之间,再接上电源,依靠电流经过被焊接物表面以及周边能够发热的效应,将其熔化,使它和金属融为一体的压力焊接工艺;螺柱焊焊接技术,就是使螺柱的一端和管件或板件的表面紧紧连接在一起;搅拌摩擦焊焊接技术就是在焊接时,除了焊接用的搅拌头,其余焊接消耗性材料如焊剂、焊丝等都舍弃的焊接工艺;气体保护焊焊接技术,即用电弧来发热的焊接技术。

2、先进的机械制造技术的特点分析

(1)全球化

在经济全球化前提下,机械的制造企业已经将资源配置扩散至全球范围,这促进了制造业在全球大范围的迅速扩展壮大。现代机械制造技术也承受着全球化的挑战,许多先进的机械制造技术层出不穷。一个机械产品的完成可能是几个国家或地区分工合作的结果,所以一个国家要想在经济全球化大背景下处于常胜地位,就要使本国的制造技术处于国际先进行列,再依据国情和具体的制造技术合理分配机械产品的制造工序。

(2)系统性的技术综合

随着社会的进步,现代科技在机械制造中的重要性也逐渐突出,先进的机械制造技术更是多种现代科技的有机结合。先进的机械制造技术不仅突出制造技术的本身,而且增大了制造技术的范围。现代机械制造技术已经渗透到产品的调研、设计、制造、生产以及销售等整个链条中,应用到的科学技术有自动化、现代化管理信息系统、计算机等,是一种综合性的制造。

(3)不断迎合市场经济

传统工艺制造的机械产品已经远远落后于现代市场对机械产品的需求,因此现代机械制造技术要在保留原有制造工艺的前提下努力创新,同时不断吸收世界各国的先进工艺,研究开发新的制造技术。这样才能使机械制造在竞争逐渐激烈的市场经济中占据有利地位。

(4)符合工业发展的新要求

现代工业正在迅猛的发展,而且各种新技术的体系也接连融入其中,如计算机技术、化工技术等先进的现代技术都很好的融合成了一体。现代工业前提下,机械制造要不断革新制造技术,努力提升生产的效率,进一步满足客户的需求,从而能够很好的进行市场的扩展。

3、我国机械制造技术的现况及发展趋势分析

现今,我国的机械制造业发展迅猛,究其原因,主要可以从机械制造的设计、制造工艺和管理等方面来分析:首先就是机械制造的设计方面,在工业比较发达的国家企业多数都应用先进的设计理论及方法,而且会对机械制造的设计数据进行不间断的更新,特别是计算机CAD软件技术的应用,更是让越来越多的机械制造企业走进了无图纸的时代,可目前我国紧缺这样类似的先进技术或者是应用得不广泛,需要有关部门和核心机械制造企业大力的宣传和推广;其次是机械制造的技术分析方面,目前机械制造的主要发展趋势是高精密、高精度加工,在发达的国家,一些高级的加工工艺如纳米、电磁、微型加工以及激光等加工技术都被广泛运用到实际的生产制造中,而目前我国这类高端技术应用得则很少甚至还没有开发出来。

因此,在我国的机械制造技术方面还有很大的发展进步空间,值得投入更多的精力去研究探索;最后就是机械制造的管理方面,在这个信息时代的大背景下,应用计算机技术来实行管理已经成为了一种必然趋势,随着机械制造的组织机制和生产方式的不断更新,精细生产(LP)、准时生产制(JIT)、敏捷制造(AM)以及制造资源计划(MRPⅡ)等先进的管理思想应运而生,而在我国这些先进的管理理念则比较稀少,只有极少数的机械制造企业引进了这些管理机制,因此我国的机械制造企业要多多引进这类先进的制造管理理念,提高机械制造的效益与效率。

结束语

综上所述,要想促进机械制造业的发展,就必须不断提高机械制造技术和精密加工工艺的发展及应用水平。而机械设计对机械制造来说非常的重要,因此在机械设计过程中要严格把关,保证质量,实现高标准、高质量的机械生产。

参考文献

[1]郭健禹.现代机械制造技术的发展方向探析[J].中国科技纵横,2011(18).

[2]刘超.我国机械设计制造及其自动化发展方向研究[J].河南科技,2013(6).

[3]陈海平.试析我国机械制造技术的现状及发展方向[J].价值工程,2013(18).

浅析电梯的机械装置及机械结构

摘要:随着高层建筑的进一步增多,电梯也开始频繁出现在我国的各大商场及居民建筑物中,电梯为人们的生产及生活活动带来了方便与快捷的同时,所出现的安全事故等问题也为人们的正常生活秩序造成了严重的影响。

关键词:电梯;机械装置;机械结构

引言

电梯给人们的生活带来了方便和快捷,但是,当电梯出现故障的同时也给人们带了不便甚至危害到了人们的生命安全。因此,应对电梯结构进行进一步的研究和完善。

一、电梯的概念及分类

1、电梯的概念

虽然电梯十分普及,多数人也都使用过电梯,但是人们对于电梯的理解却仅仅局限于狭义的概念方面,所谓狭义的电梯指的是对规定楼层进行服务的,具有轿厢等垂直或是倾斜的升降设备,不包括自动人行道以及自动扶梯等等。对于广义的电梯而言,其主要指的是具有动力驱动的,可沿着刚性导轨进行运行的箱体或是沿着固定的线路进行运行的梯级、踏步等等,可对人或货物进行升降或平行运送的机电设备。其既包括普通意义上的载人或载货电梯,也包括自动扶梯以及自动人行道等等。

2、电梯的分类

按其运行速度快慢来分,可将电梯分为四大类:低速、快速、高速以及超高速四类电梯。对于低速电梯而言,其主要指的是运行速度小1m/s的电梯,多数货梯的运行速度均在此速度区间内;快速电梯指的是运行速度在1m/s-2m/s之间的电梯,通常而言,15层以内的多层客梯以及住宅电梯的运行速度均在此区间内;高速电梯主要指的是运行速度在2m/s-4m/s之间的电梯,高层写字楼中常为此种类型的电梯;而超高速电梯的运行速度超过4m/s,主要用于分区进行控制的高层大厦中。

根据电梯使用用途的不同,可将其分为乘客、载货、医用、杂物、观光、车辆以及船舶等多种类型的电梯,除了常用电梯以外,还有不少种类较为特殊的电梯,例如,建筑施工电梯、斜行电梯以及立体停车场用电梯等等。

二、电梯的机械结构及主要装置分析

1、门系统

门系统的主要任务是在电梯运行的过程中关闭电梯的轿厢空间门与各层的层门以免乘客出现意外。门系统是电梯安全保障的重点之一,门系统必须保障的几点是:在轿厢没有升到层门并停好之前层门自动闭锁(某商场就出现过电梯因意外导致层门闭锁失灵,结果一个乘梯的顾客看也没看就走了进去);在轿厢运动过程中轿厢门必须自动闭锁。

2、曳引系统

曳引系统的主要目的就是牵引轿厢上上下下到达乘梯者指定的层数。曳引系统主要由导向轮、限速轮、曳引钢索、曳引机等组成。曳引机即俗称的电梯主机,是为电梯提供动力的装置。电梯主机根据其电机可以分为交流曳引机与直流曳引机;根据其减速方式可以分为无齿轮曳引机与有齿轮曳引机;按其速度可以分为低、中、高、超高速曳引机;据其结构形式可分为卧式曳引机与立式曳引机。电梯的轿厢与对重是通过同一根曳引绳挂在同一个曳引轮上的。轿厢的重量与对重的重量使曳引轮与曳引绳之间产生摩擦力,曳引机则驱动曳引轮转动从而以摩擦力驱动轿厢的上下。

3、轿厢系统

轿厢就是我们平常进入到电梯里的厢式空间。轿厢一般是由轿底、轿门、轿顶、轿壁等部件组成的。轿厢是四大空间中唯一的乘客空间。轿顶与轿门对面的轿壁通常为镜面,轿顶处安装有监控装置。轿厢是电梯的承重与承载空间也是我们最熟的空间,但是我们不知道的是轿厢的底部还有称重装置,可以精确地称量出目前电梯上所有乘员的总重量,一旦这个总重量超出了电梯的额定重量,则发出声音报警,现在许多电梯已经将原来单调的警示音改成了语音报警,以提示电梯目前处于超生停止运行状态,必须对重要做出调整。这时候只要下去一个或几个人只要不超过额定的重量电梯就可以继续运行了。

4、导向系统

电梯的导向系统主要由导轨、导轨架、导靴等组成。导向系统的功能就是对轿厢与对重的自由度进行限制,约束对重与轿厢在各自的轨导上运行,以免发生碰撞,因为对重与轿厢其实挨得很近,如果不加以约束非常容易相撞。在意外停电、曳引绳断裂等意外发生时,导向系统可以将轿厢卡死在导轨上以防止其做自由落体式坠落从而造成人身伤亡。导轨能控制电梯的升降方向,控制了轿厢和对重在水平方面的移动,使得轿厢与对重在井道中处于合理的位置,避免发生倾斜。电梯井道中共有4根导轨,2根为对重架导向,2根为轿厢导向。利用螺栓、螺母与压道板实现导轨的固定。而导轨架之间的距离需控制在3-5m长的导轨上,且数量必须在2个以上。导轨在安全钳动作时,可当成被夹持的支承件,支撑轿厢或对重。

5、重量平衡系统

此系统主要包括了对重、补偿绳、补偿装置以及补偿缆等。对重用的钢丝绳经曳引轮与导向轮同轿厢相连,并负责在运行过程中对轿厢及电梯的负载进行平衡。对于对重重量值而言应严格依据电梯的额定载重量相关要求进行配置,以尽可能确保电梯处于一个最佳的工作状态。若电梯的曳引高度大于30m时,曳引钢丝绳的差重将会对电梯的运行稳定性及其平衡状态造成影响,因此,必须进行补偿装置的增设,例如,补偿链及补偿缆等等。

6、机械装置

电梯作为垂直交通工具,安全必须绝对保证。在此主要介绍限速器、安全钳、缓冲器及终端超越保护装置。

限速器和安全钳

限速器能够反映轿厢或对重的实际运行速度,当电梯的运行速度达到或超过设定的极限值时(一般为额定速度的115%以上),限速器停止运转,并借助绳轮中的摩擦力或夹绳机构提拉起安装在轿厢梁上的连杆机构,通过机械动作发出信号,切断控制电路,同时迫使安全钳动作,从而使轿厢强行制停在导轨上,只有当所有安全开关复位,轿厢向上提起时,安全钳才能释放。当安全钳没有恢复到正常状态时,电梯不能使用。所以限速器是电梯超速并在超速达到临界值时,起检测及操纵的作用。

缓冲器

缓冲器是电梯极限位置的最后一道安全装置。当所有保护措施失效时,带有较大的速度与能量的轿厢便会冲向底层或顶层,造成机毁人亡的严重后果。设置缓冲器的目的,就是吸收、消耗轿厢能量。一般在对重侧和轿厢侧都分别设有缓冲器。缓冲器的类型有弹簧型和液压型。由于弹簧缓冲器受到撞击后需要释放弹性变形能,产生反弹,造成缓冲不稳,因此一般只用于额定速度1m/s以上的低速梯。液压缓冲器,是以消耗能量的方式缓冲的,因此没有回弹现象,缓冲过程相对平稳,噪声又小,因此在快速和高速电梯中被普遍使用。

终端超越保护装置

终端超越保护装置的作用,在于避免电梯的电气系统失效,而造成轿厢越过上、下端站能够持续运行,引起冲顶、撞底等意外的发生。终端超越保护装置,通常安装在轿厢导轨的上、下终端支架上,其主要是由减速开关、限位开关、极限开关并配有打板、碰轮、钢丝绳等构件组成。打板在电梯失控后,会因轿厢的运行而与减速开关相碰,让开关内的接点送出电梯停止运行的指令信号。若这种方式无法停止电梯,则需要利用限位开关的动作,使得电梯往相反的方向运行。若电梯依旧无法停止,极限开关将把电源断开,电梯迅速停止。

结束语

综上所述,虽然电梯的机械结构较为简单,但其机电一体化程度相对较高,所应用的自动化技术也相对较为先进,电梯控制电路及过程复杂程度高。但是,同其他任何机电系统相同,电梯的装置以及机械结构间也存在着不少问题。因此,现有电梯仍需进一步完善,应将传统的曳引绳牵引电梯转变为磁悬轨道动力牵引电梯,并采用固定轨道对电梯进行固定,以确保电梯使用过程的安全性。

参考文献

[1] 叶安丽.电梯控制技术[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2]丁立强.曳引电梯动态特性研究及其仿真平台开发[D].杭州:浙江大学,2005.

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机械制图毕业论文

机械制图是个复杂的过程,下面是机械制图毕业论文,希望可以帮助到你!

机械创新设计是一个极其重要而又困难的实践性较强的研究课题。目前创新设计方法研究虽然已取得一些成果,但创新学还处于发展初期,各种不同理论及工具不断涌现,远没有形成普遍可以接受的统一的理论体系。

本文认为,要进行机械创新设计要有两个必要条件:一是充分获取适用的知识;二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。设计过程充满了矛盾,所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决,这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中,因此要统一研究知识获取工具与设计系统。另外,人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的,因此设计系统必需符合创新设计思维规律。创新设计思维规律应作为算机辅助创新设计系统的理论基础。

基于上述考虑,本文从创新设计思维的研究出发,融合知识获取方法,研究创新设计理论,进而开发机械产品创新设计系统。

1 机械创新设计思维规律

我们常把思维的过程称为“思路”,是因为可用路径问题来说明人类思维过程。本文提出两个机械创新设计思维原则:

一是最短路径原则。设计者得到产品的功能要求后,往往首先检索出最佳设计实例,这样可以最迅速接近目标,然后运用价值工程方法,找出价值较低的极少数组件作为研究对象,再分析所得对象存在的矛盾,尝试作最小变动以解决矛盾,如矛盾没有解决则拟作更大变动或扩大研究对象范围,最后得出最优结果。通过这样途径所消耗的能量最少,体现了最短路径原则。

二是相似性联想。汤川秀树的定同理论认为,联想能力就是找出事物彼此相似性的创造力,相似性是指事物间的内在联系。

要用计算机系统来辅助设计师从自然界中发现形态各异的事物的相似性是很困难的,因此本文只研究从机械产品实例中挖掘相似性,以促进机械创新设计。

机械设计过程是从功能要求到作用原理,再到物理结构的映射过程[1]。在CBR系统中,功能要求、作用原理与物理结构可作为实例索引,因此可统称它们为索引项目。同一索引的不同类索引项目之间的联想可称为纵向联想,而不同索引的同类索引的联想可称为横向联想。

判断联想是否合理的依据是相似性,相似性由已有产品实例确定。比如,“超声波研磨机产品实例”使“超声波振动”作用原理与“研磨”功能要求纵向地产生了内在联系;又如,多种产品实例可满足同一功能要求,那么它们用于实现该功能的作用原理及物理结构具有相似性。

功能要求是联想的起点,经验丰富的设计师通常记忆有大量的设计实例,因而掌

握纵向及横向相似性,所以能迅速地进行横向及纵向的联想,能触类旁通,得出具有相似作用原理及物理结构的实例(简称相似实例)并进行组合优化,最后得到最优解。

这两项原则已被多种设计方法不自觉地采用了,基于实例推理不但能迅速接近最优解,体现最短路径原则;物场分析法(简称TRIZ)分析了上百万设计实例,确定功能要求与作用原理及物理载体的内在联系,以及不同作用原理或物理载体的可替代关系,使设计师可根据功能要求找到适当的作用原理及物理载体,体现相似性联想原则。

2 计算机辅助创新设计系统

两项创新设计思维原则充分体现在计算机辅助创新设计系统的设计中,系统还利用了多种创新设计方法及人工智能技术。计算机辅助创新设计系统的流程如图1所示,它包含如下关键技术:

实例检索

利用基于实例推理(CBR)技术时首先要深入研究它的优缺点。CBR是一种以实例为知识载体的知识供应方法。当前它仍有如下不足:首先,系统为了达到实用通常建立庞大的实例库,这导致管理困难,系统运行效率低;其次,通过检索得到的只是一个或很少实例,而其它不符合检索要求但含有适用知识的实例没有利用,支持创新的力度不够;最后,实例调整严重依赖领域知识,难度大,所以很多CBR系统简化为实例检索系统[2]。导致这三项缺点的深层原因是实例是独立的,不同实例所蕴含的知识难以组合利用。为了克服这个矛盾本文提出通过相似性联想找出相似实例,并利用遗传算法进行组合优化,实现实例知识的重用。

本系统的实例检索功能用商品化PDM系统IMAN中的产品结构与配置管理功能及搜索功能来实现,实例的可视化表示与管理依靠IMAN的产品结构树功能实现。

可视化的实例模型表达及矛盾分析

概念设计技术的发展方向为研究一种统一的设计方案表达方法[3]。文献[4]对日本学者吉川弘之提出的FBS图进行扩充,使用两个框架分别描述一个设计方案的功能层次与结构层次,并存储功能单元与结构单元的对应关系,使计算机理解产品的'结构及其功能。这种方法的缺点是结构与功能的关系不够直观,因此本系统在功能层次图与结构层次图的基础上增加功能关系图,以语义网络的方式描述结构及之间的作用关系,使结构与功能处于同一张图中,设计者可直观地理解产品原理,根据功能关系图并运用价值工程方法分析实例存在的矛盾。

实现创新的关键是正确分析产品中所存在的矛盾[5]。产品设计中的基本矛盾是产品功能成本比不能满足用户要求,它有两种表现形式,一是未能实现某些产品

功能质量目标;二是某些功能质量得到改善而某些功能质量却恶化。

矛盾分析结果用于指导新作用原理、新物理结构的联想,进而找出相似实例。

基于WEB的创新设计知识库

本系统的创新设计知识库包括作用原理库、物理结构库与实例库。当系统根据相似性搜索到新作用原理或物理结构后,相应的实例自动调出。

作用原理库与物理结构库的开发借鉴了TRIZ的成果,再针对机械领域补充整理出二百四十余种作用原理(其中包括五十余种基本措施)。在每种作用原理下分别存储多种物理结构,形成物理结构库。实例库主要针对几种常见的家电产品进行开发。

创新设计知识库是创新设计系统的核心部件,它是一种WEB文本知识库,文本经过笔者开发的机械知识XML标记处理,使知识库建立在国际标准XML文本之上,因此可实现知识资源的异地共享,并且在此知识库之上可建立基于WEB的机械产品计算机辅助创新设计系统,满足异地协同设计的需要。

相似性的量化方法及改进的遗传算法

每种产品的结构不同,需要不定相同的遗传算法编码。本系统为了提高运行效率,采用浮点数编码方式。

在传统的遗传算法中,初始群体是通过用随机的方法来产生的[6],这具有一定的盲目性。因此本文提出利用实例的作用原理或物理结构的相似性作为筛选实例产生初始群体的依据。

实现该途径的关键在于相似性的量化也即相似度的计算方法。相似度实质是实例的关联知识,必须以一定的算法在实例集合中挖掘得到。纵向联想的相似度实质是功能目标与实现手段的关系程度,横向联想的相似度实质是实现手段的可替代关系程度。相似度越高意味着得到已有产品实例的更多支持。根据相似度来筛选初始群体就等于利用以前的设计经历,使初始群体的产生有合理的基础,因此能加快遗传算法的收敛。本文根据相似性联想原理提出如下纵向及横向联想的相似度计算方法。

设产品实例集合为C,功能元素集合为F,作用原理或物理结构元素集合为G。分别记为:C={Ci|i=1,2,?,n}; F={Fj|j=1,2,?,m}; G={Gk|k=1,2,?,q}。实例集合中的实例Ci以不同的隶属度uij及uik分别隶属于Fj及Gk。 设元素Gk到元素Fj的纵向联想相似度为rkj,则:

rkj =

又设G空间中有元素Gk和Gm。实例Cji分别以隶属度uik和uim隶属于元素Gk

和Gm,设从Gk到Gm的横向联想相似度为rkm,则:

rkm =

隶属度作为实例对象的一项属性来存储。系统根据以上算法从实例集合中挖掘相似度知识,辅助设计师从相似度较高的方向进行联想,并用于指导遗传算法初始群体的产生,从而促进设计创新。

3 结论

本文研究创新设计思维规律并用于指导机械产品创新设计系统的开发,系统的成功应用证明了关于创新设计思维规律论断的正确性以及多种新技术的可行性。系统可通过矛盾分析与联想,搜索到适用的作用原理、措施、物理结构及实例以解决矛盾,完成概念设计阶段的功能优化与原理优化,是实现机械广义优化设计方法的新成果。

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机械制图毕业论文

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机械创新设计是一个极其重要而又困难的实践性较强的研究课题。目前创新设计方法研究虽然已取得一些成果,但创新学还处于发展初期,各种不同理论及工具不断涌现,远没有形成普遍可以接受的统一的理论体系。

本文认为,要进行机械创新设计要有两个必要条件:一是充分获取适用的知识;二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。设计过程充满了矛盾,所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决,这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中,因此要统一研究知识获取工具与设计系统。另外,人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的,因此设计系统必需符合创新设计思维规律。创新设计思维规律应作为算机辅助创新设计系统的理论基础。

基于上述考虑,本文从创新设计思维的研究出发,融合知识获取方法,研究创新设计理论,进而开发机械产品创新设计系统。

1 机械创新设计思维规律

我们常把思维的过程称为“思路”,是因为可用路径问题来说明人类思维过程。本文提出两个机械创新设计思维原则:

一是最短路径原则。设计者得到产品的功能要求后,往往首先检索出最佳设计实例,这样可以最迅速接近目标,然后运用价值工程方法,找出价值较低的极少数组件作为研究对象,再分析所得对象存在的矛盾,尝试作最小变动以解决矛盾,如矛盾没有解决则拟作更大变动或扩大研究对象范围,最后得出最优结果。通过这样途径所消耗的能量最少,体现了最短路径原则。

二是相似性联想。汤川秀树的定同理论认为,联想能力就是找出事物彼此相似性的创造力,相似性是指事物间的内在联系。

要用计算机系统来辅助设计师从自然界中发现形态各异的事物的相似性是很困难的,因此本文只研究从机械产品实例中挖掘相似性,以促进机械创新设计。

机械设计过程是从功能要求到作用原理,再到物理结构的映射过程[1]。在CBR系统中,功能要求、作用原理与物理结构可作为实例索引,因此可统称它们为索引项目。同一索引的不同类索引项目之间的联想可称为纵向联想,而不同索引的同类索引的联想可称为横向联想。

判断联想是否合理的依据是相似性,相似性由已有产品实例确定。比如,“超声波研磨机产品实例”使“超声波振动”作用原理与“研磨”功能要求纵向地产生了内在联系;又如,多种产品实例可满足同一功能要求,那么它们用于实现该功能的作用原理及物理结构具有相似性。

功能要求是联想的起点,经验丰富的设计师通常记忆有大量的设计实例,因而掌

握纵向及横向相似性,所以能迅速地进行横向及纵向的联想,能触类旁通,得出具有相似作用原理及物理结构的实例(简称相似实例)并进行组合优化,最后得到最优解。

这两项原则已被多种设计方法不自觉地采用了,基于实例推理不但能迅速接近最优解,体现最短路径原则;物场分析法(简称TRIZ)分析了上百万设计实例,确定功能要求与作用原理及物理载体的内在联系,以及不同作用原理或物理载体的可替代关系,使设计师可根据功能要求找到适当的作用原理及物理载体,体现相似性联想原则。

2 计算机辅助创新设计系统

两项创新设计思维原则充分体现在计算机辅助创新设计系统的设计中,系统还利用了多种创新设计方法及人工智能技术。计算机辅助创新设计系统的流程如图1所示,它包含如下关键技术:

实例检索

利用基于实例推理(CBR)技术时首先要深入研究它的优缺点。CBR是一种以实例为知识载体的知识供应方法。当前它仍有如下不足:首先,系统为了达到实用通常建立庞大的实例库,这导致管理困难,系统运行效率低;其次,通过检索得到的只是一个或很少实例,而其它不符合检索要求但含有适用知识的实例没有利用,支持创新的力度不够;最后,实例调整严重依赖领域知识,难度大,所以很多CBR系统简化为实例检索系统[2]。导致这三项缺点的深层原因是实例是独立的,不同实例所蕴含的知识难以组合利用。为了克服这个矛盾本文提出通过相似性联想找出相似实例,并利用遗传算法进行组合优化,实现实例知识的重用。

本系统的实例检索功能用商品化PDM系统IMAN中的产品结构与配置管理功能及搜索功能来实现,实例的可视化表示与管理依靠IMAN的产品结构树功能实现。

可视化的实例模型表达及矛盾分析

概念设计技术的发展方向为研究一种统一的设计方案表达方法[3]。文献[4]对日本学者吉川弘之提出的FBS图进行扩充,使用两个框架分别描述一个设计方案的功能层次与结构层次,并存储功能单元与结构单元的对应关系,使计算机理解产品的'结构及其功能。这种方法的缺点是结构与功能的关系不够直观,因此本系统在功能层次图与结构层次图的基础上增加功能关系图,以语义网络的方式描述结构及之间的作用关系,使结构与功能处于同一张图中,设计者可直观地理解产品原理,根据功能关系图并运用价值工程方法分析实例存在的矛盾。

实现创新的关键是正确分析产品中所存在的矛盾[5]。产品设计中的基本矛盾是产品功能成本比不能满足用户要求,它有两种表现形式,一是未能实现某些产品

功能质量目标;二是某些功能质量得到改善而某些功能质量却恶化。

矛盾分析结果用于指导新作用原理、新物理结构的联想,进而找出相似实例。

基于WEB的创新设计知识库

本系统的创新设计知识库包括作用原理库、物理结构库与实例库。当系统根据相似性搜索到新作用原理或物理结构后,相应的实例自动调出。

作用原理库与物理结构库的开发借鉴了TRIZ的成果,再针对机械领域补充整理出二百四十余种作用原理(其中包括五十余种基本措施)。在每种作用原理下分别存储多种物理结构,形成物理结构库。实例库主要针对几种常见的家电产品进行开发。

创新设计知识库是创新设计系统的核心部件,它是一种WEB文本知识库,文本经过笔者开发的机械知识XML标记处理,使知识库建立在国际标准XML文本之上,因此可实现知识资源的异地共享,并且在此知识库之上可建立基于WEB的机械产品计算机辅助创新设计系统,满足异地协同设计的需要。

相似性的量化方法及改进的遗传算法

每种产品的结构不同,需要不定相同的遗传算法编码。本系统为了提高运行效率,采用浮点数编码方式。

在传统的遗传算法中,初始群体是通过用随机的方法来产生的[6],这具有一定的盲目性。因此本文提出利用实例的作用原理或物理结构的相似性作为筛选实例产生初始群体的依据。

实现该途径的关键在于相似性的量化也即相似度的计算方法。相似度实质是实例的关联知识,必须以一定的算法在实例集合中挖掘得到。纵向联想的相似度实质是功能目标与实现手段的关系程度,横向联想的相似度实质是实现手段的可替代关系程度。相似度越高意味着得到已有产品实例的更多支持。根据相似度来筛选初始群体就等于利用以前的设计经历,使初始群体的产生有合理的基础,因此能加快遗传算法的收敛。本文根据相似性联想原理提出如下纵向及横向联想的相似度计算方法。

设产品实例集合为C,功能元素集合为F,作用原理或物理结构元素集合为G。分别记为:C={Ci|i=1,2,?,n}; F={Fj|j=1,2,?,m}; G={Gk|k=1,2,?,q}。实例集合中的实例Ci以不同的隶属度uij及uik分别隶属于Fj及Gk。 设元素Gk到元素Fj的纵向联想相似度为rkj,则:

rkj =

又设G空间中有元素Gk和Gm。实例Cji分别以隶属度uik和uim隶属于元素Gk

和Gm,设从Gk到Gm的横向联想相似度为rkm,则:

rkm =

隶属度作为实例对象的一项属性来存储。系统根据以上算法从实例集合中挖掘相似度知识,辅助设计师从相似度较高的方向进行联想,并用于指导遗传算法初始群体的产生,从而促进设计创新。

3 结论

本文研究创新设计思维规律并用于指导机械产品创新设计系统的开发,系统的成功应用证明了关于创新设计思维规律论断的正确性以及多种新技术的可行性。系统可通过矛盾分析与联想,搜索到适用的作用原理、措施、物理结构及实例以解决矛盾,完成概念设计阶段的功能优化与原理优化,是实现机械广义优化设计方法的新成果。

2)车间生产任务及产品规格本车间主要承担全国机械及电器制造工业的标准螺钉配件生产。标准螺钉元件规格范围为M3-M16。(3)车间明细表见表。表 车间明细表设备代号 设备名称及型号 单台容量/KW 台数 设备代号 设备名称及型号 单台容量/KW 台数 1 冷镦机 31 16 27 铣口机(自制) 1 2 冷镦机 55 1 28 车床 3 1 3 冷镦机 28 1 29 车床 1 4 冷镦机 28 1 30 台钻 7 5 冷镦机 20 2 31 清洗机(自制) 10 4 6 冷镦机 20 1 32 包装机 3 7 冷镦机 10 1 33 涂油槽(自制) 8 冷镦机 15 7 34 车床 7 1 9 冷镦机 11 1 35 车床 7 1 10 冷镦机 2 36 车床 7 1 11 冷镦机 3 2 37 车床 7 1 12 切边机 20 2 38 铣床 1 13 切边机 14 1 39 平面磨床M7230 1 14 压力机 10 1 40 牛头刨床 3 1 15 压力机 7 1 41 立钻 1 16 切边机 7 4 42 砂轮机 5 17 切边机 1 43 钳工台 18 切边机 3 1 44 画线台 19 搓丝机 10 2 45 桥式吊车 2 20 搓丝机 14 1 46 梁式吊车 1 21 22 搓丝机 7 5 47 电葫芦 1 23 双搓机 11 1 48 电葫芦 1 24 搓丝机 2 49 叉车 25 搓丝机 3 1 50 叉车 26 铣口机(自制) 7 1 (4)车间变电所的供电范围①本车间变电所在冷镦车间东北角,除为冷镦车间供电外,尚需为工具、机修车间供电。 ②机修车间要求车间变电所低压侧提供一路电源。③工具、机修车间负荷计算表,见表。表 工具、机修车间负荷计算表序号 车间名称 供电回路代号 设备容量 代号/KW 计算负荷 P30/KW Q30/KVR S30/KVA I30/A 1 工具车间 供电回路 47 供电回路 56 供电回路 42 供电回路 35 2 机修车间 供电回路 150 (5)车间负荷性质车间为三班工作制,年最大有功负荷利用小时数为4500H,属于三级负荷。(6)供电电源条件①本车间变电所从本厂35/10KV总降压变电所电缆线路引进10KV电源如图2所示。图 配电系统图②工厂总降压变电所10KV母线上的短路容量按200MVA计。③工厂总降压变电所10KV配电出线定时限过电流保护整定的动作时间为top=。④要求车间变电所最大负荷时功率因数不得低于。(7)车间自然条件车间内最热月最高气温为30℃,地中最热月最高气温为20℃,土壤冻结深度为,车间环境属正常干燥环境,车间原址为耕地,地势平坦。地层以砂粘土为主,地下水位约。 设计任务要求在规定时间内独立完成下列工作量:(1)设计说明书①前言;②负荷计算和无功率功率补偿;③变电所的位置与型式的选择及主变压器的台数与容量、类型的选择;④冷镦车间配电系统的确定;⑤变电所主接线方案的设计;⑥短路电流的计算;

机械制图是职业院校机械类专业非常重要的一门专业基础课,机械制图教学质量的好坏直接影响学生的职业生涯。下文是我为大家搜集整理的关于机械制图方面的论文的内容,欢迎大家阅读参考!

浅谈机械制图测绘教学改革与实践

摘 要:机械制图测绘在设备维修、改造、仿制产品、技术资料完善等方面具有重要的意义,是工程技术人员必须掌握的基本技能,高职院校应加强这方面的训练。零件测绘是学生全面综合运用所学知识解决实际问题的过程,对培养适应生产第一线的应用型、技能型人才具有重要意义,本文作者根据多年的测绘教学实践,分析了现有机械制图测绘教学存在的问题,提出了改进的建议,以期达到提高学生测绘实训的教学效果。

关键词:机械制图测绘;提高教学效果;能力培养

中国社会经济的飞速发展对职业能力要求逐步提高,对从业人员的专业能力、社会能力等要求的综合化程度也相应提高。高职院校承担了目前国内职业技能从业人员的培养,为了能适应社会需要,高职教育应以就业为导向,以服务为宗旨,培养实践技能强、能“直接上岗”的应用技能型人才。

机械制图测绘在设备维修、改造、仿制产品、技术资料完善等方面具有重要的意义,是工程技术人员必须掌握的基本技能。现在很多高职院校对学生进行技能抽查,而制图这门课主要就是抽查学生的制图测绘能力,因此,高职院校应加强这方面的训练。作者根据多年的测绘教学实践,谈谈如何切实做好《机械制图测绘》这门课程的教学工作。

一、目前测绘实训中存在的问题

1.制图测绘指导书过于简单

我们原来用的制图测绘指导书,主要包括:测绘目的和任务,测绘内容和要求,测绘进程安排,部件示意图,主要零部件的测绘方法和步骤,考核方式等,而对测绘工具使用、零件配合精度、表面粗糙度、形位公差、技术要求等内容没有加以说明,而这些内容分散在制图教材的各个章节,学生难以形成系统认识,以至于—些学生零件草图画好后,不知道怎样使用测量工具和标注尺寸,不懂怎么给产品制定技术要求。

2.忽略草图的重要性

零件草图是画零件图的依据,有时还要直接用于加工生产所急需的配件。所以,零件草图除由徒手画出和无须严格遵守比例关系以外,其他内容均和零件图完全相同。但一些学生在测绘中,总觉得用直尺圆规绘制的零件图、装配图才是重要的,而徒手绘制的零件草图不重要,就是一个草稿,因此在视图表达方案的选择、尺寸的标注、技术要求的注写等方面都表现出较大的随意性,影响了装配图和零件工作图的质量。

3.尺寸标注不完整、不合理

学生在测绘中,无论是在装配图上标注尺寸,还是在零件图上标注尺寸,都会出现漏标注或重复标注。另外尺寸基准选择不合理,重要尺寸不直接给出,相关联零件尺寸标注不一致等现象也时有发生。

4.技术要求标注不合理

学生在测绘中,由于欠缺制造及加工工艺方面的知识和实践经验,对合理制定技术要求往往会感到非常棘手,标注的表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、热处理等往往不符合零件的功用和装配的要求,错误较多。

5.相关手册、资料查阅不到位

学生在零件测绘中,手工绘制好零件草图后,必须查阅手册和资料,选用合适的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和金属的材料等。而在测绘部件中的常用件和标准件时,应查阅有关国家标准,正确确定零件的有关尺寸及结构参数。但由于前面的制图课学时有限,学生平时练习不足,加上课本附录上标准及有关参数列举有限,学生没有得到充分的锻炼,查阅文献的能力不强,因此造成部分学生在网上下载相似的零件,不加思考,直接照搬,有的甚至直接抄袭,这对培养学生树立工程观念,强化工程素养极为不利,也达不到应有的教学效果。

6.师生角色转换不到位

在以往的测绘实习中,多数教师仍是测绘实践课程的主导者,现实中多以教师讲授、指导为主,学生的参与度低,整个测绘过程,气氛较为沉闷,学生抄袭现象严重,这对培养学生的实际动手能力和综合分析能力极为不利。

7.测绘成绩评定方法不合理

传统的评定成绩方法,主要是根据学生上交的零件草图、零件工作图、装配工作图的质量为主要评定依据,给出成绩。这种只求结果,不注重过程,不能全面反映学生的真实工程测绘能力,反馈不了测绘效果,也让抄袭者钻了空子,造成学生埋怨考核不公平的消极心理,调动不了学生的学习积极性。

二、提高机械制图测绘周教学效果的措施探讨

1.完善制图测绘指导书

为了培养学生独立分析问题和解决问题的能力,并且能保质、保量、按时完成部件测绘的任务。我们对制图测绘指导书进行了修改,在绘制零件草图中,增加了画零件草图的基本要求、注意事项、视图选择的一般原则、作图步骤、尺寸标注方法、材料的选用、尺寸公差的选用、表面粗糙度和形位公差的选择方法,此外还增加了常用量具介绍、测量零件的常用方法、相关表格、国标和常见错误等,这样更便于学生查阅和自行纠正错误,提高学习效率。

2.加强学生徒手绘制零件草图的能力

在生产实践中,讨论设计方案、技术交流、现场参观等受现场条件或时间限制的场合都需要徒手绘制草图。徒手绘图是工程技术人员进行构思、设计必备的一种基本技能。

徒手绘图能力对训练学生的图示观察思维能力,特别是对培养学生的动手能力有极大好处,因此,在测绘过程中应加强学生徒手绘图的训练,严把测绘质量关,把绘制零件草图的成绩纳入最后的考评成绩,引起学生的重视。

3.重视和加强尺寸标注的训练

尺寸标注是测绘教学的一个重要内容,同时也是一个难点,因此教师要利用测绘的机会,适时给学生讲解零部件尺寸标注的方法,重点要求学生掌握测绘中尺寸基准的选择,了解尺寸的圆整,公差的选用,学会查找相关资料与确定参数等。教师在这一环节中起主导作用,引导学生正确标注零件图和装配图上的尺寸。

零件图的尺寸标注,应做到正确、完整、清晰、合理,且能满足设计要求和工艺要求。标注尺寸时要求学生做到: ①从设计要求和工艺要求出发,选择恰当的尺寸基准,不要注成封闭尺寸链。②尺寸应尽量注在视图外边、两视图之间。③部件中两零件有联系的部分,尺寸基准应统一。④对于标准结构,如螺纹、退刀槽、齿轮,应把测量结果与标准核对,采用标准值。⑤重要尺寸,如配合尺寸、定位尺寸、保证工作精度和性能的尺寸等,应直接标注出来。⑥尺寸标注要考虑便于加工和测量。 装配图的尺寸标注和零件图不同,它不是用来直接进行零件加工,故不需要注出每一个零件的全部尺寸,只需标注出与装配、检验、安装、使用要求等方面有关的尺寸。装配图中的尺寸大致可分为以下几种:性能(或规格)尺寸、装配尺寸、安装尺寸、总体尺寸和其他重要尺寸,这五类尺寸需根据装配体的构造情况进行标注,并不是所有装配体都具备这五类尺寸。

4.合理选择技术要求

零部件测绘中,由于学生缺乏生产实践经验和机械加工工艺方面的有关知识,对合理制定技术要求往往感到非常困难,这就要求教师在部件测绘中引导学生对互相关联的零件进行观察、分析,在真实、正确的表象中获得常见机械结构的感性认识。比如有配合关系的零件,为了具有互换性,就需要给出恰当的尺寸公差和表面粗糙度要求。有的零件要求既耐磨又耐冲击,往往还要进行热处理。要恰当选择零件材料,还需熟悉常用金属材料的性能等,因此教师应从以下方面引导学生正确标注技术要求:

(1)材料的选择。

零件材料的选择,可根据实物并结合有关标准、手册的分析来确定。常用的金属材料有碳钢、铸铁、铜、铅、铝及其合金。参考同类型零件的材料,用类比法确定。

(2)表面粗糙度的选择。

零件表面粗糙度等级可根据各个表面的工作要求及精度等级来确定,可以参考同类零件的粗糙度要求或使用粗糙度样板进行比较确定,一般接触表面、有相对运动表面、受周期载荷的表面、耐腐蚀或要求密封的表面,表面粗糙度要求较高。

(3)形状和位置公差的选择。

形状和位置误差将会影响机器或仪器的工作精度、连接强度、运动平稳性、密封性和使用寿命等,特别是对经常在高温、高压、高速及重载条件下工作的零件影响更大。例如,孔与轴的配合中,由于存在形状误差,对于间隙配合,会使间隙分布不均匀,加快局部磨损,从而降低零件的寿命;对于过盈配合,则使过盈量各处不一致。无特殊要求时一般不标注形状和位置公差。

(4)尺寸公差与配合的选择。

尺寸公差与配合的选择是在基本尺寸已经确定的情况下进行的尺寸精度设计,是对基准制、公差等级和配合种类进行的合理选择,它选择的原则是:在满足使用要求的前提下,获得最佳的技术经济效益。我们在测绘中通常采用类比法,参考相类似的部件的公差配合,通过分析比较来确定,合理选择公差配合,可以促进互换性生产,有利于提高产品质量,降低生产成本。

5.培养学生查阅资料和手册的能力

学生是未来的工程技术人员,应该培养他们查阅资料和技术手册的能力,学生在测绘中,遇上问题不要先问,而是先查,查阅标准、查阅教材、查阅手册。例如齿轮油泵,该部件中有螺栓连接、销连接,有齿轮传动,这些结构都需要学生动手去查阅有关手册,确定相关参数,保证零件尺寸和结构的正确性,这种训练为学生今后走上工作岗位,能独立完成工作打下基础。

6.转变师生角色,以学生为中心

制图测绘是在全面地学完了《机械制图》的基本理论之后开设的实践环节,是为了培养学生对机械制图课程的综合应用能力及动手能力,因此在整个教学实训过程中,要始终坚持学生处于主体的地位,教师只起到指导点拨的作用,切忌教师从布置到画图均面面俱到,使学生失去了主动性。

测绘中,教师应尽可能多地让学生多动手、多思考,多摸索,鼓励学生发现问题,并自己去解决问题,而教师则适当引导。例如如何拆卸部件并画装配体示意图、如何测量尺寸、如何确定零件的表达方案、如何查阅技术资料、如何较好地画出零件、装配体草图等,这些内容都由学生自己组织讨论、分析、研究,查阅资料,自己动手完成,而教师更多地起到辅导、引导、参谋、发现错误、提出修改意见的作用。这样可以很好地培养学生的实际动手能力、综合分析能力以及团队的协作精神。

7.改革测绘实训考核办法,提高测绘质量

测绘实训考核的目的是检验学生对已学知识与技能的掌握情况,也是对教师教学效果的一种评估。教师应改变那种仅仅根据装配图和零件图的图面质量来考核评价学生的做法,应采用过程考核和作品考核相结合的方式,制订比较科学合理的测绘考核体系,这对提高学生的实训效果十分重要。作者认为可以从以下几方面对学生进行考核:

(1)过程考核。教师在指导测绘过程中,对学生的学习态度、测绘进度、出勤情况应作详细记载,然后按比例给出成绩。

(2)提问考核。在每一个项目的教学过程中,通过与学生的探讨和提问考察其对理论知识的掌握、理解和应用等方面的能力,并做好记录;对学生的零件草图,采用一对一的批阅方式,通过提问可以考核学生独立完成图纸的情况和查找资料的能力,同时还可以帮助学生进行知识的查漏补缺,有效地抑制抄袭现象,调动学生的学习积极性。

(3)作品考核。主要是对学生上交的装配图和零件工作图进行考核,教师应列出科学合理的评分标准,对每个学生的作品给出公正的评价,对学生的劳动成果给予充分的肯定。

(4)答辩考核。测绘结束后,由专业教师组成答辩小组,对学生进行答辩及综合成绩考核,要求学生对整个测绘过程作一个描述,谈一谈自己的学习体会,再回答一些专业方面的问答,老师根据答辩情况给予一定的成绩。

对学生作全方位考核,评定出综合成绩,可以使制图测绘真正收到实效。

8.补充一些测绘实训内容

对成绩好、画图快的学生,可以让他们用CAD画零件工作图,这样可以保持他们对学习的浓厚兴趣,也使测绘实习的内容更加全面。

通过改革传统做法,优化测绘教学,为学生营造了良好的理论联系实际的环境,不仅提高了学生的绘图能力、读图能力、测绘能力和资料查阅能力,而且培养了学生团结协作、踏实工作、善于分析与一丝不苟的工作作风,为今后的专业课学习和走向生产一线工作打下了良好的基础。

参考文献:

[1]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京:教育科学出版社,2007.

[2]叶晓平,胡小平.加强制图测绘周环节教学 培养学生工程素质[J].丽水学院学报,2009(5).

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cad机械制图毕业论文论文

“autocad在机械制图中的应用”的毕业论文只看题目就够头疼的,更别说写了。找人代笔吧,591论文网推荐一下,高手如云,诚信也不错。我的论文就他们搞定的。够专业。赞!

机械制图课程设计之小论文 (以齿轮油泵和踏架为例) 题目:机械制图 姓名:张勤 日期:2010-10-18 课程设计实训目的和任务:1、 掌握正投影法的基本原理及其应用和齿轮啮合画法2、 绘制和阅读简单机械图样的基本能力3、 培养三维形状与相关位置的空间逻辑思维能力4、 了解和学习AutoCAD2007的新功能并熟悉掌握 AutoCAD的二维绘图的功能 随着社会的进步,知识的发展,工程图样的应用日益广泛,工程绘图随之变得越来越频繁,同时工程样品零件的测绘也变得越来越重要了! 经过了一学年的机械制图学习,我逐渐了解了机械制图的实用性,测绘零件的重要性,以及在绘制零件图的过程中必须要做到的准确、清晰、规范和客观性! 因为没有实体零件,我们只好依照草图来绘制零件图,经过了大约半个月的零件草图测绘,我绘制了齿轮油泵、踏架以及踏架的AutoCAD绘制。 在绘制齿轮油泵的过程中,由于只有齿轮油泵的零件图,而我要绘制的是齿轮油泵的装配图,所以在绘制过程中,我必须认真看好所给各个零件图的每组图形、全部尺寸、技术要求和标题栏,同时在绘制装配图的过程中,必须注意装配图的剖切画法、零件的断面图、规定画法和简化画法。 由于装配图的零件较多,零件的表达方法就显得尤其重要了。在绘制螺纹的过程中,必须得绘制内螺纹,此时内螺纹的小径必须用粗实线绘制,大径必须用细实线绘制,同时在绘制剖面线时剖面线必须画到粗实线,也就是内螺纹的小径位置;在绘制螺钉的过程中,螺钉的大径必须用粗实线绘制,其小径必须用细实线,另外螺纹终止线也得用粗实线。当螺钉与内螺纹配合时,螺钉与内螺纹的大、小径的粗实线和细实线应分别对齐,剖面线必须画到粗实线处,同时必须给螺钉标注,使之达到加工的要求。另外装配图中还有一个重要的部分——齿轮的啮合。装配图中的齿轮啮合为简化画法,啮合区内两齿轮的齿根线必须用粗实线绘制,绘制齿顶线时,一个齿轮的齿顶线用粗实线绘制,另一个齿轮的齿顶线被遮挡的部分用细实线绘制,两齿顶线用粗实线绘制,分度线用细点画线绘制。国家标准规定,齿轮采用全剖时,当剖切平面通过齿轮的轴线时,轮齿按不剖处理,不画剖面线,同时在齿轮的其他剖切位置画剖面线。 我认为绘制齿轮油泵的装配图中,最重要的同时也是最难以绘制的,应该数上面介绍的螺纹和齿轮啮合的绘制了,不过只有细心一点、小心一点、认真一点,难度就不会太大,只要绘制好了螺纹与齿轮啮合,装配图中其他的部分就好绘制了。但是一定不要忘了装配图的尺寸标注、技术要求、零件的序列号、明细栏和标题栏。 踏架的零件图较齿轮油泵的装配图来说就容易绘制了。零件图的绘制过程中,得绘制主视图、俯视图和左视图,同时在需要的时候得绘制局部视图,从而完成零件的完美绘制与加工。在绘制踏架的零件图中,只需画主视图和俯视图就行,虽然只有踏架零件图的轴测图,但是零件图较容易绘制,只要看懂轴测图就行,特别是本次踏架的俯视图,以前绘制过类似的,所以难度不大。主视图也不难,只是需要绘制局部视图就行了,但要注意肋板连接处的过渡画法。最后切记,和装配图一样,踏架的零件图也得写尺寸标注和技术要求。 AutoCAD绘制就相对简单了,但是,一定要注意尺寸标注、技术要求。 通过这次零件图、装配图和AutoCAD的绘制,使我对以前机械制图的认识更加明确了,让我对以前学过的知识有了更为充分的了解,给了我一个复习学过的知识的机会,“温故而知新”,收获颇大。机械制图并不难以绘制,只要我们细心、小心、认真就可以完全绘制正确,这为以后我们的加工、生产和制造提供了有力的保障。

机械制图毕业论文

机械制图是个复杂的过程,下面是机械制图毕业论文,希望可以帮助到你!

机械创新设计是一个极其重要而又困难的实践性较强的研究课题。目前创新设计方法研究虽然已取得一些成果,但创新学还处于发展初期,各种不同理论及工具不断涌现,远没有形成普遍可以接受的统一的理论体系。

本文认为,要进行机械创新设计要有两个必要条件:一是充分获取适用的知识;二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。设计过程充满了矛盾,所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决,这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中,因此要统一研究知识获取工具与设计系统。另外,人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的,因此设计系统必需符合创新设计思维规律。创新设计思维规律应作为算机辅助创新设计系统的理论基础。

基于上述考虑,本文从创新设计思维的研究出发,融合知识获取方法,研究创新设计理论,进而开发机械产品创新设计系统。

1 机械创新设计思维规律

我们常把思维的过程称为“思路”,是因为可用路径问题来说明人类思维过程。本文提出两个机械创新设计思维原则:

一是最短路径原则。设计者得到产品的功能要求后,往往首先检索出最佳设计实例,这样可以最迅速接近目标,然后运用价值工程方法,找出价值较低的极少数组件作为研究对象,再分析所得对象存在的矛盾,尝试作最小变动以解决矛盾,如矛盾没有解决则拟作更大变动或扩大研究对象范围,最后得出最优结果。通过这样途径所消耗的能量最少,体现了最短路径原则。

二是相似性联想。汤川秀树的定同理论认为,联想能力就是找出事物彼此相似性的创造力,相似性是指事物间的内在联系。

要用计算机系统来辅助设计师从自然界中发现形态各异的事物的相似性是很困难的,因此本文只研究从机械产品实例中挖掘相似性,以促进机械创新设计。

机械设计过程是从功能要求到作用原理,再到物理结构的映射过程[1]。在CBR系统中,功能要求、作用原理与物理结构可作为实例索引,因此可统称它们为索引项目。同一索引的不同类索引项目之间的联想可称为纵向联想,而不同索引的同类索引的联想可称为横向联想。

判断联想是否合理的依据是相似性,相似性由已有产品实例确定。比如,“超声波研磨机产品实例”使“超声波振动”作用原理与“研磨”功能要求纵向地产生了内在联系;又如,多种产品实例可满足同一功能要求,那么它们用于实现该功能的作用原理及物理结构具有相似性。

功能要求是联想的起点,经验丰富的设计师通常记忆有大量的设计实例,因而掌

握纵向及横向相似性,所以能迅速地进行横向及纵向的联想,能触类旁通,得出具有相似作用原理及物理结构的实例(简称相似实例)并进行组合优化,最后得到最优解。

这两项原则已被多种设计方法不自觉地采用了,基于实例推理不但能迅速接近最优解,体现最短路径原则;物场分析法(简称TRIZ)分析了上百万设计实例,确定功能要求与作用原理及物理载体的内在联系,以及不同作用原理或物理载体的可替代关系,使设计师可根据功能要求找到适当的作用原理及物理载体,体现相似性联想原则。

2 计算机辅助创新设计系统

两项创新设计思维原则充分体现在计算机辅助创新设计系统的设计中,系统还利用了多种创新设计方法及人工智能技术。计算机辅助创新设计系统的流程如图1所示,它包含如下关键技术:

实例检索

利用基于实例推理(CBR)技术时首先要深入研究它的优缺点。CBR是一种以实例为知识载体的知识供应方法。当前它仍有如下不足:首先,系统为了达到实用通常建立庞大的实例库,这导致管理困难,系统运行效率低;其次,通过检索得到的只是一个或很少实例,而其它不符合检索要求但含有适用知识的实例没有利用,支持创新的力度不够;最后,实例调整严重依赖领域知识,难度大,所以很多CBR系统简化为实例检索系统[2]。导致这三项缺点的深层原因是实例是独立的,不同实例所蕴含的知识难以组合利用。为了克服这个矛盾本文提出通过相似性联想找出相似实例,并利用遗传算法进行组合优化,实现实例知识的重用。

本系统的实例检索功能用商品化PDM系统IMAN中的产品结构与配置管理功能及搜索功能来实现,实例的可视化表示与管理依靠IMAN的产品结构树功能实现。

可视化的实例模型表达及矛盾分析

概念设计技术的发展方向为研究一种统一的设计方案表达方法[3]。文献[4]对日本学者吉川弘之提出的FBS图进行扩充,使用两个框架分别描述一个设计方案的功能层次与结构层次,并存储功能单元与结构单元的对应关系,使计算机理解产品的'结构及其功能。这种方法的缺点是结构与功能的关系不够直观,因此本系统在功能层次图与结构层次图的基础上增加功能关系图,以语义网络的方式描述结构及之间的作用关系,使结构与功能处于同一张图中,设计者可直观地理解产品原理,根据功能关系图并运用价值工程方法分析实例存在的矛盾。

实现创新的关键是正确分析产品中所存在的矛盾[5]。产品设计中的基本矛盾是产品功能成本比不能满足用户要求,它有两种表现形式,一是未能实现某些产品

功能质量目标;二是某些功能质量得到改善而某些功能质量却恶化。

矛盾分析结果用于指导新作用原理、新物理结构的联想,进而找出相似实例。

基于WEB的创新设计知识库

本系统的创新设计知识库包括作用原理库、物理结构库与实例库。当系统根据相似性搜索到新作用原理或物理结构后,相应的实例自动调出。

作用原理库与物理结构库的开发借鉴了TRIZ的成果,再针对机械领域补充整理出二百四十余种作用原理(其中包括五十余种基本措施)。在每种作用原理下分别存储多种物理结构,形成物理结构库。实例库主要针对几种常见的家电产品进行开发。

创新设计知识库是创新设计系统的核心部件,它是一种WEB文本知识库,文本经过笔者开发的机械知识XML标记处理,使知识库建立在国际标准XML文本之上,因此可实现知识资源的异地共享,并且在此知识库之上可建立基于WEB的机械产品计算机辅助创新设计系统,满足异地协同设计的需要。

相似性的量化方法及改进的遗传算法

每种产品的结构不同,需要不定相同的遗传算法编码。本系统为了提高运行效率,采用浮点数编码方式。

在传统的遗传算法中,初始群体是通过用随机的方法来产生的[6],这具有一定的盲目性。因此本文提出利用实例的作用原理或物理结构的相似性作为筛选实例产生初始群体的依据。

实现该途径的关键在于相似性的量化也即相似度的计算方法。相似度实质是实例的关联知识,必须以一定的算法在实例集合中挖掘得到。纵向联想的相似度实质是功能目标与实现手段的关系程度,横向联想的相似度实质是实现手段的可替代关系程度。相似度越高意味着得到已有产品实例的更多支持。根据相似度来筛选初始群体就等于利用以前的设计经历,使初始群体的产生有合理的基础,因此能加快遗传算法的收敛。本文根据相似性联想原理提出如下纵向及横向联想的相似度计算方法。

设产品实例集合为C,功能元素集合为F,作用原理或物理结构元素集合为G。分别记为:C={Ci|i=1,2,?,n}; F={Fj|j=1,2,?,m}; G={Gk|k=1,2,?,q}。实例集合中的实例Ci以不同的隶属度uij及uik分别隶属于Fj及Gk。 设元素Gk到元素Fj的纵向联想相似度为rkj,则:

rkj =

又设G空间中有元素Gk和Gm。实例Cji分别以隶属度uik和uim隶属于元素Gk

和Gm,设从Gk到Gm的横向联想相似度为rkm,则:

rkm =

隶属度作为实例对象的一项属性来存储。系统根据以上算法从实例集合中挖掘相似度知识,辅助设计师从相似度较高的方向进行联想,并用于指导遗传算法初始群体的产生,从而促进设计创新。

3 结论

本文研究创新设计思维规律并用于指导机械产品创新设计系统的开发,系统的成功应用证明了关于创新设计思维规律论断的正确性以及多种新技术的可行性。系统可通过矛盾分析与联想,搜索到适用的作用原理、措施、物理结构及实例以解决矛盾,完成概念设计阶段的功能优化与原理优化,是实现机械广义优化设计方法的新成果。

【提示】:

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