1.机械方面的论文(范文)
摘要: 对于一个机械设计人员来说,在产品设计过程中经常会遇到一些机构设计分析、机械强度分析等问题,需要不断地查找设计手册并进行校核计算,如能将机械设计手册建立成 Web 数据库,放在 Internet 上的话,当设计人员在产品设计过程中遇到问题时,就可以将已知参数提交给服务器,服务器经过分析计算和数据库查询,将结果返回给用户。
这样,不仅可以方便设计人员,提高设计效率,使他们能有更多时间去开发新产品和研究新问题,而且还可以大大地节约产品开发的成本。本文对基于 Web 的远程机械设计技术广泛分析了当今远程机械设计的发展现状。
关键词: 远程 机械设计 计算模式 一、机械设计发展概述 传统设计方法是经验、类比式的设计方法。主要采用封闭的收敛设计思维,进行经验类比设计。
在计算方面只进行静态分析,并将载荷、应力进行集中处理,对于计算数据的误差采用增加安全系数的做法。传统设计方法以手工设计为主,使用简单的工具,进行人工计算画图。
另外,传统设计是一种串行设计,即一个零件从设计到生产是一个阶段的工作完成之后才进行下一个阶段的工作。如:首先进行初期的规划设计,接着进入总体方案设计,然后由结构设计人员设计出零件的结构,之后完成工艺文件的编制,最后将图纸及工艺规程交给生产工人,加工出零件的原型。
如需改进的话再返回零件的改进信息。这样,一种产品从设计到正式投产往往要花很多时间,因此开发周期长,并且串行设计过程中,各个环节之间缺乏信息沟通,常导致设计人员之间的合作不协调。
自二战结束以来,世界各发达国家逐渐重视设计理论和设计方法的研究,先后产生了许多新概念、新思想、新理论和新技术。从设计方法来看,国内外先后提出了并行设计、虚拟设计、协同设计,相似性设计、智能设计等新概念;从设计准则来看,出现了优化设计、可靠性设计、有限元等概念,从设计的手段来看,出现了计算机辅助设计,不仅普及了二维设计 CAD 软件,而且功能全面的三维造型软件也进入了实用阶段。
近年来,计算机网络技术、Web 技术和数据库技术的出现和飞速发展,给现代机械设计注入了新的生机和活力,机械设计逐渐向数字化、网络化方向发展。基于 Web 的远程设计正是在这种条件下产生的。
它的出现,使得各制造企业可以充分利用 Internet 和 Web 的国际互联性和资源共享性,组建企业间的动态联盟或虚拟设计小组,通过组合分散在各个地域企业的技术优势,发挥各个企业的局部特长,同时不同专业的技术人员可以不受地域的限制,在一个统一且易于访问的平台下进行异地的合作与设计,实现信息的交流和共享,进而快速开发出所需产品,提高产品设计的一次成功率。 作为现代设计的一个重要组成部分,远程机械设计是一个综合了多学科、多技术的研究领域,涉及到机械工程及计算机技术等诸多知识领域。
从机械设计的角度来说,主要研究设计过程的建模、设计优化理论等。从计算机技术方面来说,应研究如何对现有的设计资源进行组织和发布,使得这些资源能方便异地的设计人员进行查询和调用。
这些资源包括各种专业化的计算、分析程序,供设计使用的数据库和知识库等,所以要研究网络环境下设计资源的获取与调用,设计过程中设计人员之间信息的交流和反馈等,为远程设计中分布式资源的获取和调用提供基础和借鉴。 二、国内外远程机械设计发展 2.1 远程设计的概念和意义 远程设计即让设计人员通过客户端浏览器输入设计参数,服务器自动进行计算和选择,并根据确定的参数返回产品的规格或设计图形。
远程设计技术是现代计算机技术、网络技术和机械设计技术在工程设计上的应用,它缩短了产品的设计周期和节省了设计成本,真正意义上地释放了工程技术人员。与传统的机械设计相比,远程设计具有以下优点: 1 、缩短产品的开发周期。
2 、避免重复开发。目前企业或个人进行的机械产品设计,大部分是自己根据需要来开发设计软件,而不考虑是否有同类软件在市场中存在或者将自己的研究成 果在允许的情况下租赁或免费为他人使用等。
这就形成了重复开发,浪费了大量的人力和物力。 3 、降低了企业资金和人员的投入。
特别是近年来三层 B/S 网络计算模式的出现, 极大地降低了客户端软硬件的配置要求。远程设计可以为用户建立一个统一的设计平台,所有的设计都在高性能的服务器上运行,客户端只需完成设计任务的输入以及设计中某些参数的选择和结果显示即可。
4 、由于远程设计一般都有提供给用户进行交流和讨论的平台,这就不仅加强了各领域专家之间信息的共享和交换,而且大大提高了一次产品设计的成功率。 2.2 远程设计的国内外研究现状 2.2.1 在国外,有关远程协同设计的研究和应用起步较早,主要有: ( 1 )早在上世纪 80 年代中期,麻省理工学院学者就从事了这方面的研究,并首次提出 T 计算机支持的协同工作的概念。
( 2 ) 20 世纪 90 年代中期,美国伯克利加州大学的集成制造实验室在美国国家科学基金、美国国防先进制造计划代理福特汽车公司的资助下开展了一个名为 Cybercut 的研究项目,建立了世界上第一个。
2.求一篇机械方面的论文,3000字以上
数控技术和装备发展趋势及对策 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业(如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。
马克思曾经说过“各种经济时代的区别,不在于生产什么,而在于怎样生产,用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。
当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。
总之,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,其技术范围覆盖很多领域:(1)机械制造技术;(2)信息处理、加工、传输技术;(3)自动控制技术;(4)伺服驱动技术;(5)传感器技术;(6)软件技术等。
1 数控技术的发展趋势 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面[1~4]。
1.1 高速、高精加工技术及装备的新趋势 效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。
为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。 在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。
近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
从EMO2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。
美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。 在可靠性方面,国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上,伺服系统的MTBF值达到30000h以上,表现出非常高的可靠性。
为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大。 1.2 5轴联动加工和复合加工机床快速发展 采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。
一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。
当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。
在EMO2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。
1.3 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 21世纪的数控装备将。
3.机械类毕业论文范文
结论
毕业设计是学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会,通过这次比较完整的给排水系统设计,我摆脱了单纯的理论知识学习状态,和实际设计的合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识,解决实际工程问题的能力,同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平,而且通过对整体的掌控,对局部的取舍,以及对细节的斟酌处理,都是我的能力得到了锻炼,经验得到了丰富,并且意志品质力,抗压能力及耐力也得到了不同的程度的提升。这是我们都希望看到的也是我们进行毕业设计的目的所在。
虽然毕业设计内容繁多,过程繁琐但我的收获却更加丰富。各种系统的适用条件,各种设备的选用标准,各种管道的安装方式,我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。和老师的沟通交流更使我从经济的角度对设计有了新的认识也对自己提出了新的要求。
这次的毕业设计可以说是对我们以后的工作很有帮组的,不仅是因为通过设计我们学到了很多开始懂的东西,更是侍卫在设计中,我们遇到了很多的问题,那些在我们以后的工作中的是经常会碰到的,至少到那时候,不会不知所措。
提高是有限的但提高也是全面的,正是这一次设计让我积累了无数实际经验,使我的头脑更好的被知识武装了起来,也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力,更强的沟通力和理解力。
顺利如期的完成本次毕业设计给了我很大的信心,让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心,今后我更会关注新技术新设备新工艺的出现,并争取尽快的掌握这些先进的知识,更好的为祖国的四化服务。
4.机械类毕业设计论文
汽车机械式变速器变速传动机构可靠性优化设计 i摘要变速器是汽车传动系统的重要组成部分,它对汽车的动力性与经济性、操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率都有直接的影响。
随着汽车工业的高速发展和汽车现代设计方法的开发和应用,人们对汽车变速器设计的要求越来越高。本文将可靠性优化设计理论应用到汽车机械式变速器的设计中,根据汽车动力性要求,在保证零件强度和刚度可靠使用的条件下,以变速器体积最小化和传动齿轮重合度最大化为目标函数,建立了汽车机械式变速器多目标可靠性优化设计的数学模型。
并通过MATLAB编程实现了对该模型的求解计算,最终得到可靠性优化设计结果。通过可靠性优化设计方法与传统设计方法的对比,得出可靠性优化设计在汽车机械式变速器设计领域是可行的,效果明显优越于传统设计方法。
然后,利用三维建模软件UG建立了斜齿轮的三维模型。本文第四章中还提出了利用VB与MATLAB联合编写用于汽车机械式变速器可靠性优化设计的应用程序,并通过基于ActiveX技术的VB与MATLAB数据交换的方法将其实现。
本文编写的应用程序使用方便,但局限于本文的研究对象,还需要进一步研究改进才能推广运用。最后,对全文工作进行了总结。
关键词:汽车机械式变速器,多目标优化,可靠性优化设计,MATLAB,VBSTRACTTransmission is an important part of automobile powertrain.It has a directeffect on automobile's quality of momentum and ecomomy,controlling quality ofreliability and portability as well as driving quality of placidity and efficiency.Withhigh development of automobile industry and the appearance of modern designmethod,the design of transmission is required more and more strictly.In this paper,reliability-based optimal design method is applied in the field ofautomobile transmission design.According to requirements for tractive performanceof vehicle and the constraits of the strength and stiffness of the parts,amulti-objective reliability-based optimal mathematical model of auto-transmission isestablished on the basis of the smallest volume and the biggest transmission gearoverlap of the auto-transmission.The mathematical model is solved by theprogramme of MATLAB.By comparing the result of reliability-based optimaldesign method with tradition's,I get the conclusion that this method is feasible forthe field of auto-transmission design and it's better than traditional design methodalso.Then,the 3D modeling software Unigraghics is used to establish the helicalgear model.In the fourth chapter of this paper,a special program which can designauto-transmission easily in the way of reliability-based optimal design method waswritten out by software Visual Basic and MATLAB based on technology of ActiveX.But,this program isn't perfect,because it's only for one kind of automobilemechanical transmission which is discussed in this paper.After further research,Ithink it can design more kind of automobile mechanical transmission.In the end,I summarize the whole paper and bring forward the lack of thepaper and the way and content of research in the future.Keywords:automobile mechanical transmision,multi-objective optimization,reliability-based optimal design,MATLAB,VBiii目录第一章绪论。
11.1汽车变速器概述及发展趋势。
.11.2汽车机械式变速器变速传动机理。
..31.3机械可靠性设计方法。
.51.3.1机械可靠性设计方法概述。
.51.3.2应力—强度分布干涉理论[8][10][11]。
51.4机械优化设计理论。
..71.4.1机械优化设计方法发展状况。
71.4.2机械优化设计数学模型。
..81.4.3优化设计基本算法。
.91.5可靠性优化设计研究现状。
101.6论文选题的意义与目的。
.111.6.1论文选题的意义。
.111.6.2论文选题的目的。
121.7本文的主要研究内容。
12第二章汽车机械式变速器变速传动机构多目标可靠性优化设计数学模型..142.1汽车机械式变速器变速传动机构可靠度的分配。
152.2变速器齿轮系的多目标可靠性优化设计数学模型。
..172.2.1建立目标函数。
.172.2.2选取设计变量。
.192.2.3约束条件的确定。
5.机械类毕业论文设计
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机械类毕业设计论文
【篇一:机械专业毕业设计论文】
小型活动式起重提升机的总体结构设计摘要:提升机是大型固定机械之一,主要用于各种重物的升降和输送.小型提升机在日常生活中也起着重要的作用。提升机的动力来源选择了微型电动葫芦,由电动机和减速器以及滚筒三部分成,各部分之间分别由联轴器联接。电动机是动力源,减速器是传动系统,滚筒为执行和控制部分,其中以减速器最为重要。它采用准平行环面蜗杆。这种蜗杆不需要修形就能达到直廓环面蜗。杆修形的效果,而且瞬时接触线和相对运动速度方向夹角稳定,接近90度;蜗齿面是用铲背滚刀加工而成,因此蜗轮齿面接触面大,质量稳定。同时参加啮合的齿轮齿数多,蜗轮齿面无脊线,传递运动时不会产生干涉。因此,这种蜗杆传动承载功率大,动压油涵稳定传动、噪声低、平衡温度低等特征。具有良好的实用价值和经济价值。
关键词:活动式;提升机
the design of small-scale and movable hoist
abstract:the lifting machine is one of the large-scale regular machinery ,sed in the rise or fall and transport of various kinds of heavy objects mainly. the small-scale lifting machine plays an important role too in daily life. the lifting machine is made up of motor , decelerator and three parts of cylinder , is linked by the shaft coupling respectively between everydesign of the decelerator is the most impor
6.机械毕业论文
机电一体化技术的应用与发展前景 摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。
文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。
在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电 一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的核心技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。
硬件是由机械本体、传感器、信息处 理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下 几方面着手。
(一)机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。
只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二)传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵 敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰 有着直接的关系。
为了避免电干扰,目前 有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信 息传感器来说,目前主要发展非接触型检 测技术。
(三)信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普 及应用紧密相连。为进一步发展机电一体 化,必须提高信息处理设备的可靠性,包 括模/数转换设备的可靠性和分时处理 的输入输出的可靠性,进而提高处理速 度,并解决抗干扰及标准化问题。
(四)驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但 在快速响应和效率等方面还存在一些问 题。目前,正在积极发展内部装有编码器 的电机以及控制专用组件-传感器-电 机三位一体的伺服驱动单元。
(五)接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据 传递的格式标准化、规格化。接口采用同 一标准规格不仅有利于信息传递和维修, 而且可以简化设计。
目前,技术人员正致 力于开发低成本、高速串行的接口,来解 决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕 器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六)软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。
为 了减少软件的研制成本,提高生产维修的 效率,要逐步推行软件标准化,包括程序 标准化、程序模块化、软件程序的固化、推 行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一)数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40 年的发展,在结构、功能、操作和控制精度 上都有迅速提高,具体表现在: 1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即 采用多C PU、多主总线的体系结构。
2、开放性设计,即硬件体系结构和功 能模块具有层次性、兼容性、符合接口标 准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、W O P技术和智能化。
系统能提供 面向车间的编程技术和实现二、三维加工 过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊 控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模 块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也 加强了C N C系统的控制功能。
5、能实现多过程、多通道控制,即具 有一台机床同时完成多个独立加工任务 或控制多台和多种机床的能力,并将刀具 破损检测、物料搬运、机械手等控制都集 成到系统中去。 6、系统的多级网络功能,加强了系统 组合及构成复杂加工系统的能力。
7、以单板、单片机作为控制机,加上专 用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二)计算机集成制造系统(CIMS) C IM S的实现不是现有各分散系统 的简单组合,而是全局动态最优综合。
它 打破原有部门之间的界线,以制造为基干 来控制“物流”和“信息流”,实现从经营 决策、产品开发、生产准备、生产实验到生 产经营管理的有机结合。企业集成度的提 高可以使各种生产要素之间的配置得到 更好的优化,各种生产要素的潜力可以得 到更大的发挥。
(三)柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系 统,主要由计算机、数控机床、机器人、料 盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。 它可以随机地、实时地、按量地按照装配 部门的要求,生产其能力范围内的任何工 件,特别适于多品种、中小批量、设计更改 频繁的离散零件的批量生产。
(四)工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人, 它们只能根据示教进行重复运动,对工作 环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活 性;第2代机器人带有各种先进的传感元 件,能获取作业环境和操作对象的简单信 息,通过计算机处理、分析,做出一定的判 断,对动作进行反馈控制,表现出低级智 能,已开始走向实用化;第3代机器人即智 能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂 的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独 立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外。
7.谁有机械类的毕业论文啊,给小弟一份吧,最好是机械设计类的
文章《机械类毕业论文》正文开始>>摘 要:综合运用了PI控制器,PWM控制器等 现代 工业 控制常用的控制部件及相关设计方法。
主要介绍了直流电动机PWM控制系统原理,设计了调速系统,分析了直流脉宽调速系统的机械特性,最后建立了PWM控制与变换器的数学模型。关键词:调速;直流电动机;PWM控制;PI控制器1 直流电动机PWM控制系统1.1直流电动机PWM控制系统原理。
PWM控制技术一直是变频技术的核心技术之一。它通过分辨率计数器的使用,方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。
直流电动机PWM控制系统有可逆和不可逆系统之分。可逆系统是指电动机可以正反两个方向旋转;不可逆系统是指电动机只能单方向旋转。
对于可逆系统,又可分为单极性驱动和双极性驱动两种方式[1]。这里只研究双极性驱动。
1.2 H型双极性可逆PWM驱动系统控制原理。“H”型是双极性驱动电路的一种,也称为桥式电路。
如图1所示。其电路是由四个开关管和四个续流二极管组成,单电源供电。
四个开关管分为两组,V1和V4为一组,V2和V3为另一组。同一组的开关管同步导通或关断,不同组的开关管的导通与关断正好相反。
在每个PWM周期里,当控制信号Vi1高电平时,开关管V1和V4导通,此时Vi2为低电平,因此V2和V3截止。电枢绕组承受从A到B的正向电压;当控制信号Vi1为低电平时,开关管V1和V4截止,此时Vi2为高电平,因此V2和V3导通,电枢绕组承受从B到A的反向电压,这就是所谓的“双极”。
由于在一个PWM周期里电枢电压经历了正反两次变化,因此其平均电压U0可以用下式决定:U0=(■-■)US=(2■-1)US=(2a-1)US(1)可见,双极性可逆PWM驱动时,电枢绕组所承受的平均电压取决于占空比α大小。当α=0时,U0=-US,电动机反转,且转速最大;当α=1时,U0=US,电动机正转,转速最大;当 时,α=1/2时U0=0,电动机不转,但电枢绕组中仍然有交变电流流动,使电动机产生高频振荡,这种振荡有利于克服电动机负载的静摩擦,提高动态性能。
2 调速系统的设计对于一个控制系统而言,最关键的是控制器的设计,控制器设计的好坏关系到控制系统性能的优劣。控制器要求实时性强,通用性强,具有较强的智能,在满足性能指标的前提下应尽可能的简单。
PI控制器相当于在系统中增加了一个位于原点的开环极点,同时也增加了一个位于S左半平面的开环零点。位于原点的极点可以提高系统的型别,以消除或提高系统的稳态误差,改善系统的稳态性能。
而增加的负实零点则用来提高系统的阻尼度,缓和PI控制器极点对系统稳定性产生的不利影响。只要积分时间常数Ti足够大,PI控制器对系统稳定性的不利影响可大为减弱。
在控制系统中,PI控制器主要用于改善控制系统的稳态性能[2]。闭环调速系统的转速和电流调节器都采用PI调节器。
采用PI调节器的自动控制系统。从传递函数看,自动调节系统为:■=WP1(S)=KP■=KP+■(2)U1可分成比例部分U1P,和积分部分U1I,其中,比例部分与偏差成正比积分部分同偏差的积分有关,把两部分加起来,就是调节器的输出信号U1。
当偏差信号ε是阶跃信号时,比例部分会突然加大,而积分部分则按线性增长,经过一定时间后,U1输出达到限幅值。而实际系统中,偏差信号ε只是一开始突跳,随着输出信号USC的增长,偏差信号ε便逐渐降低,U1是否能够升到限幅值,就要看U1的增长和ε的衰减哪一方更快。
如果调节对象的时间常数远大于调节器的时间常数,则ε下降较慢,由于调节器的积分作用,尽管在下降,U1仍继续增长,在ε衰减到零以前U1还来得及升到限幅值[3]。如果调节对象的时间常数较小,则ε衰减较快,当积分量还来不及把U1抬高到限幅值以前,ε已经衰减到零,U1也就不能再增长,这时积分器不会饱和。
在动态过程中,PI调节器输出电压U1是否饱和对系统的输出波形很有影响。若U1一旦饱和,只有ε变负,即USC>Usr时,才有可能使它退出饱和,因此 必然超凋。
3 直流脉宽调速系统的机械特性由于采用了脉宽调制,严格地说,即使在稳态情况下,五金加工脉宽调速系统的转矩和转速也都是脉动的[4]。所谓稳态,是指电动机的平均电磁转矩与负载转矩相平衡的状态,机械特性是平均转速与平均转矩(电流)的关系。
采用不同形式的PWM变换器,系统的机械特性也不一样。对于双极式控制的可逆电路,电流的方向是可逆的,无论是重载还是轻载,电流波形都是连续的,因而机械特性关系式比较简单。
US=Rid+L■+E(0≤t 平均电流和转矩分别用Id和Te表示,平均转速n=E/Ce,而电枢电感压降L■的平均值在稳态时应为零。4 PWM控制与变换器的数学模型PWM控制与变换器的动态数学模型和晶闸管触发与整流装置基本一致。 按照对PWM变换器工作原理和波形的分析,当控制电压UC改变时,PWM变换器输出平均电压Ud按线形 规律 变化,但其响应会有延迟,最大的时延是一个开关周期T[5]。因此,PWM控制与变。 专业发表论文 摘要:随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本性变革,各工业发达国家投入巨资。对现代制造技术进行研究开发,提出了全新的制造模式。 关键词:机械制造;智能化技术;体系 1 机械制造技术的发展 在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前,数控技术正在发生根本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/CAM与数控系统集成为一体。机床联网,实现了中央集中控制的群控加工。 2 智能化技术发展趋势 2.1 性能发展方向 (1)高速高精度高效化。 速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统,同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施,机床的高速高精高效化已大大提高。 (2)柔性化。 包含两方面:数控系统本身的柔性,数控系统采用模块化设计,功能覆盖面大。可裁剪性强,便于满足不同用户的需求;群拉系统的柔性,同一群控系统能依据不同生产流程的要求,使物料流和信息流自动进行动态调整,从而最大限度地发挥群控系统的效能。 (3)工艺复合性和多轴化。 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工。正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后,通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施,完成多工序、多表面的复合加工。 (4)实时智能化。 早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境,其作用是如何调度任务,以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天,实时系统和人工智能相互结合,人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展,而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展。由此产生了实时智能控制这一新的领域。 2.2 功能发展方向 (1)用户界面图形化。 用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同,因而开发用户界面的工作量极大,用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前Internet、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术,也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用。人们可以通过窗口和菜单进行操作,便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。 试论机械加工质量技术控制 摘要:本文介绍了机械加工精度的概念及内容,分析了机械加工产生误差的原因,最后提出提高机械加工精度的工艺措施。 关键词:机械加工精度;几何误差;定位误差;工艺 1机械加工精度的概念及内容 机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数相符合的程度。它们之间的差异称为加工误差。 加工误差的大小反映了加工精度的高低。误差越大加工精度越低,误差越小加工精度越高。 加工精度包括三个方面内容: 尺寸精度 指加工后零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中心的相符合程度; 形状精度 指加工后的零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程度; 位置精度 指加工后零件有关表面之间的实际位置与理想。 在相同中的各种因对准确和完足产品的工加工方法,的生产条件下所加工出来的一批零件,由于加工素的影响,其尺寸、形状和表面相互位置不会绝全一致,总是存在一定的加工误差。 同时,从满作要求的公差范围的前提下,要采取合理的经济以提高机械加工的生产率和经济性。 2机械加工产生误差主要原因 2.1机床的几何误差 加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的,因此,工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。 机床制造误差对工件加工精度影响较大的有:主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。机床的磨损将使机床工作精度下降。 (1)主轴回转误差,机床主轴是装夹工件或刀具的基准,并将运动和动力传给工件或刀具,主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。(2)导轨误差,导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准,也是机床运动的基准。 除了导轨本身的制造误差外,导轨的不均匀磨损和安装质量,也使造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。 (3)传动链误差,传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。 2.2 刀具的几何误差 刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工时,刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度;而对一般刀具,其制造误差对工件加工精度无直接影响。 夹具的几何误差:夹具的作用时使工件相当于刀具和机床具有正确的位置,因此夹具的制造误差对工件的加工精度有很大影响。 2.3 定位误差 一是基准不重合误差。 在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。 在机床上对工件进行加工时,须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准,如果所选用的定位基准与设计基准不重合,就会产生基准不重合误差。二是定位副制造不准确误差。 夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确,它们的实际尺寸都允许在分别规定的公差范围内变动。工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副,由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量,称为定位副制造不准确误差。 2.4 工艺系统受力变形产生的误差 一是工件刚度。工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低,在切削力的作用下,工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大。 二是刀具刚度。外圆车刀在加工表面法线(y)方向上的刚度很大,其变形可以忽略不计。 镗直径较小的内孔,刀杆刚度很差,刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。三是机床部件刚度。 机床部件由许多零件组成,机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法,目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。变形与载荷不成线性关系,加载曲线和卸载曲线不重合,卸载曲线滞后于加载曲线。 两曲线线间所包容的面积就是载加载和卸载循环中所损耗的能量,它消耗于摩擦力所做的功和接触变形功;第一次卸载后,变形恢复不到第一次加载的起点,这说明有残余变形存在,经多次加载卸载后,加载曲线起点才和卸载曲线终点重合,残余变形才逐渐减小到零 2.5 工艺系统受热变形引起的误差 工艺系统热变形对加工精度的影响比较大,特别是在精密加工和大件加工中,由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的50%。机床、刀具和工件受到各种热源的作用,温度会逐渐升高,同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。 2.6 调整误差 在机械加工的每一工序中,总要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。由于调整不可能绝对地准确,因而产生调整误差。 在工艺系统中,工件、刀具在机床上的互相位置精度,是通过调整机床、刀具、夹具或工件等来保证的。当机床、刀具、夹具和工件毛坯等的原始精度都达到工艺要求而又不考虑动态因素时,调整误差的影响,对加工精度起到决定性的作用。 3 提高加工精度的工艺措施 3.1 减少原始误差。提高加工零件所使用机床的几何精度,提高夹具、量具及工具本身精度,控制工艺系统受力、受热变形产生的误差,减少刀具磨损、内应力引起的变形误差,尽可能减小测量误差等均属于直接减少原始误差。 为了提高机加工。 一、介绍机床的布局 压缩机排气量的大小决定了星轮、螺杆直径的大小和啮合中心距的大小,因此螺杆直径的不同,机床的主轴与刀具的回转中心也不同。 为满足加工不同直径的螺杆,目前国内单螺杆加工机床的布局大致有以下几种方案。 第一种:机床的主轴与刀具回转中心的中心距为固定式 机床的主轴与刀具回转中心的中心距为固定式,中心距不可调整。 加工几种直径的螺杆就需要几种中心距规格不同的机床。 优点:机床的结构简单。 缺点:每种机床只能加工一种规格的螺杆,当市场上某种规格的压缩机螺杆需要量大时,造成一台机床加工,其他机床闲置。 第二种:机床的主轴箱为可回转式 机床可根据加工螺杆直径的大小在加工前把主轴箱旋转一个角度。 这种主轴箱能够回转的机床是对上述第一种机床在使用方法上的改进,与第一种机床的结构基本相同。 优点:机床的结构简单,能适应多种规格螺杆的加工。 缺点1:主轴箱旋转后主轴回转中心线与刀具回转中心线间的距离不易精确测量。 缺点2:主轴箱旋转后主轴前端面与刀具的回转中心线间的距离减少,因此加工较大直径的螺杆受到限制。 第三种:机床的主轴箱为横向移动式 主轴箱底部与底座之间布置有矩形滑动导轨,主轴箱移动的方向垂直于主轴回转中心线并垂直于刀具回转中心线。主轴箱的动力通过花键轴传给底座内的刀具进给机构。 根据加工螺杆直径的大小,在加工前用手轮丝杠进给机构把主轴箱移动到适当位置,然后用螺钉将主轴箱固定在底座上。主轴箱的移动距离可用光栅尺检测,位置误差±0.005mm。 采用主轴箱可横向移动的一个机床就可以加工直径φ95~φ385mm之间任何一种规格的螺杆。 由于加工φ95~φ385mm直径的螺杆,造成主轴前端面与刀具回转中心线间的距离差值过大,因此在实际应用时设计成两种规格的机床,一个机床加工φ95~φ205mm直径的螺杆,另一个机床加工φ180~φ385mm直径的螺杆。 优点:机床能适应多种规格螺杆的加工,每种规格的螺杆不需要配备相应的加工机床。 缺点:机床的结构和机床的装配较前二种机床复杂,机床的造价也较前二种机床高。 二、介绍机床的主轴结构 机床主轴箱的水平主轴和底座上的立式的主轴精度的高低决定了被加工螺杆的精度,同时螺杆在压缩机中以几千转的速度高速旋转时,精度较差的螺杆会使压缩机产生发热、振动、效率低、磨损快等现象。 国内目前现有的单螺杆加工机床主轴结构大致有以下两种方案。 第一种:轴承径向游隙不可调的主轴结构 主轴前轴承采用1个双列圆柱滚子轴承和两个推力球轴承组合,该主轴使用双列圆柱滚子轴承承受径向切削力,使用两个推力球轴承承受轴向切削力。 主轴后轴承一般采用1个双列圆柱滚子轴承或采用1个向心球轴承。 这种主轴结构的优点:主轴的加工和装配简单,造价较低。 缺点1:由于主轴轴承的径向游隙不可调整,所以主轴精度较差。 虽然可以利用轴承的内径和轴径的过盈配合来消除轴承的径向游隙,但每个轴承的内径和径向游隙不是一个固定值,因此设计和加工时很难给准轴径与轴承内径的配合公差。 缺点2:在市场上很难买到国产或进口的C、D级或P4、P5级的推力球轴承,机床生产厂常用普通级轴承替代使用,此举也影响了主轴精度的提高。 轴承径向游隙不可调的主轴结构适用于一般精度的普通机床,不适用于对主轴精度要求较高的机床。 第二种:轴承径向游隙可调的主轴结构 主轴前轴承采用一个P4级圆锥孔的双列圆柱滚子轴承和1个P4级的双列向心推力球轴承组合。 该主轴使用圆锥孔的双列圆柱滚子轴承承受径向切削力,使用双列向心推力球轴承承受轴向切削力和部分径向切削力。 主轴后轴承一般采用1个P5级圆锥孔的双列圆柱滚子轴承。 圆锥孔双列圆柱滚子轴承的内圈和配合轴径均为1:12圆锥,用圆螺母锁紧轴承则使轴承在轴向产生一个位移并使轴承的内圈膨胀,从而达到减少或消除轴承径向游隙的目的。 这种主轴结构的优点:主轴精度较高。 在主轴前端面φ230mm直径上测量主轴的端面跳动值为0.010mm。在主轴前端φ230mm外圆上测量主轴的径向跳动值为0.005mm。 第二种结构的主轴精度比第一种主轴精度提高50%左右。 这种主轴结构的缺点: 主轴的加工工艺较复杂,主轴的装配也需要有经验的工人操作才能使主轴精度达到理想数值。 三、刀具进给深度的控制 不同直径的螺杆需要加工螺旋槽的深度也不同,螺旋槽的深度从几十毫米到一百多毫米不等,刀具进给机构大约需要旋转进刀几千圈才能完成一个螺杆零件的加工。 由于刀具进给机构在刀具旋转的同时还要完成进刀动作,所以一些在普通机床上常用的机械、电气控制切深的方法都不适用于单螺杆加工机床。 单螺杆加工机床的刀具进给机构采用以下不同的方法都可以达到控制进刀深度的目的。 第一种:摩擦离合器和电气开关控制刀具进给深度 它的控制原理是刀具切深增大时刀具进给机构的负载扭距增大,使刀具进给机构传动链中的摩擦离合器打滑,一个机械连杆机构触发电气开关并发出声、光信号提示操作者,此时操作者人工操作断开刀具进给机构的动力。 这种控制方法的优点是:控制方法简单及零。 转载请注明出处众文网 » 机械方向毕业论文(机械方面的论文(范文))8.求一篇《机械制造业现状及发展趋势》不少于2000字的毕业论文
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