★機械設計碩士論文摘要范文機械設計碩士論文摘要寫

機械設計碩士論文摘要范文機械設計碩士論文摘要寫 目前,噴涂作業(yè)在工業(yè)上應用廣泛,尤其是汽車行業(yè).對于汽車輪轂的噴涂,許多國內(nèi)中小企業(yè)都存在著采用手動噴涂,自動化程度較低的現(xiàn)象.這不僅僅會影響輪轂噴涂的質量和企業(yè)噴涂生產(chǎn)的效率,更極大影響著工人的健康.因此,隨著汽車行業(yè)及工業(yè)技術水平的發(fā)展,結合我國國情,設計出一種可對輪轂自動噴涂的低成本噴涂生產(chǎn)系統(tǒng)就具有十分重要的意義. 本文以江蘇*D車輪有限公司為研究對象,在進行充分調(diào)研的基礎上,提出了系統(tǒng)設計要求,并綜合考慮經(jīng)濟成本,研發(fā)出了一種可對輪轂表面進行自動噴涂的簡易噴涂生產(chǎn)系統(tǒng).該系統(tǒng)以PLC為控制核心,應用相關機械知識和軟件如AutoCAD、Pro/E,采用結構簡單成本較低的機械結構,實現(xiàn)了對汽車輪轂上表面及側面兩個方向的連續(xù)自動噴涂. 對噴涂生產(chǎn)系統(tǒng)的研發(fā),本文主要作了以下工作：第一,認真分析了目前輪轂噴涂現(xiàn)狀,對工人噴涂動作進行了合理簡化,提出系統(tǒng)的總體要求和總體方案；第二,根據(jù)輪轂噴涂動作和噴涂要求,對系統(tǒng)機械結構部分進行了詳細的設計,主要包括鏈輪鏈條傳動系統(tǒng)、滾輪滑塊機構、噴槍安裝支架及總體機架的設計；第三,對控制系統(tǒng)進行了詳細的設計,包括控制方案設計、硬件系統(tǒng)設計選型,以及軟件程序的編寫. 本文從系統(tǒng)經(jīng)濟性與可靠性出發(fā),研究設計出了可對輪轂連續(xù)自動噴涂的智能噴涂生產(chǎn)系統(tǒng),它可以取代工人的手動噴涂作業(yè),保障工人的身體健康,改善輪轂噴涂質量,有效提高企業(yè)輪轂噴涂生產(chǎn)的自動化水平,對其它中小企業(yè)改進手動噴涂作業(yè)的情況有一定的借鑒作用. 穩(wěn)定平臺因其隔離載體干擾的能力,在現(xiàn)代武器和民用設備中均得到了廣泛的應用,開展對穩(wěn)定平臺關鍵技術的研究具有重要的現(xiàn)實意義和明確的應用需求. 本文針對小型運載體上關鍵設備的穩(wěn)定技術需求,設計了基于MEMS陀螺儀的雙軸穩(wěn)定平臺,闡述了雙軸穩(wěn)定平臺精確設計要求、詳細設計方案和具體實現(xiàn)方法.該平臺以小型化為目標,采用MEMS陀螺儀敏感框架的角速度信號,利用改進的PID控制算法進行數(shù)字伺服控制系統(tǒng)的設計和實現(xiàn). 文中首先通過理論推導及仿真研究了機械結構、干擾力矩和陀螺安裝誤差等對平臺穩(wěn)定精度的影響；其次,利用Allan方差法分析了MEMS陀螺儀隨機誤差的組成,并建立了相應的ARMA模型,設計了卡爾曼濾波器降低了MEMS陀螺儀的輸出噪聲；然后,在經(jīng)典PID控制算法的基礎上加入了抗積分飽和、微分飽和等算法,設計了改進型PID控制算法,利用1natlab/simulink工具箱建立了雙軸控制系統(tǒng)仿真模型,通過仿真結果驗證了算法的可行性；最后,設計了以TMS320F2812型DSP為主控制器的伺服控制硬件電路,包括陀螺信號采集模塊、主控制器模塊和驅動器電機接口模塊,利用2812專用于電機控制的事件管理器(EV)產(chǎn)生PWM脈寬調(diào)制信號對電機進行速度和位置控制,實現(xiàn)對平臺載體干擾的隔離. 對設計完成的基于MEMS陀螺儀的雙軸穩(wěn)定平臺樣機進行了調(diào)試和測試,測試結果表明,在外部干擾情況下,平臺方位軸在0.-360.轉動范圍內(nèi)能夠相對慣性空間穩(wěn)定,穩(wěn)定精度1.0.；俯仰軸在-45.-45.轉動范圍內(nèi)相對慣性空間穩(wěn)定,穩(wěn)定精度1.0. 確定精密滾珠絲杠副可靠性模型,總結精密滾珠絲杠副的主要失效模式、失效原因和影響,進行故障模式、影響及危害性分析,初步得出精密滾珠絲杠副的FMEA表,為精密滾珠絲杠副可靠性試驗裝置的研發(fā)和改進提供依據(jù). 根據(jù)滾珠絲杠副可靠性分析,提出精密滾珠絲杠副可靠性試驗裝置的設計思路和主要測量參數(shù),給出該試驗裝置的性能指標：設計精密滾珠絲杠副可靠性試驗裝置的總體結構方案,并從中選取最優(yōu)方案；按照最優(yōu)方案,對總體結構進行初步規(guī)劃. 對精密滾珠絲杠副可靠性試驗裝置的結構進行詳細設計和優(yōu)化仿真,主要包括：對比現(xiàn)有加載結構和方案,開發(fā)滾珠絲杠副軸向加載機構,進行結構設計和優(yōu)化；對頭架和尾架結構進行設計,能夠滿足各種型號各種長度被測滾珠絲杠副的安裝；設計和優(yōu)化支撐床身；設計傳動機構；對各類型傳感器和拖動電機等進行選型. 針對所設計的精密滾珠絲杠副可靠性試驗裝置,制定完善的試驗方法和具體操作步驟,給出可靠性故障判定標準和統(tǒng)計原則,提出分析故障數(shù)據(jù)的方法,得出平均故障間隔時間和可靠度,并總結滾珠絲杠副可靠性評估方法. 地下管線作為城鎮(zhèn)建設的重要基礎設施之一,給人類生活帶來極大的便利.然而,由于環(huán)境腐蝕、材料老化、施工質量等原因,不少管道存在破損、穿孔甚至斷裂,造成了巨大的經(jīng)濟損失和嚴重的環(huán)境污染.由于管道這一環(huán)境的特殊性,靠人工進入管道實施作業(yè)是不現(xiàn)實的.而管道機器人可以攜帶各種作業(yè)儀器進入管道進行檢測、維護、修復等工作,是一種針對管道問題的高效解決方案.因此,對管道機器人進行開發(fā)與研究具有十分重要的經(jīng)濟意義與工程應用價值. 本文針對一類典型管道檢測機器人的控制系統(tǒng)展開研究,首先根據(jù)管道機器人工作特點和項目要求,提出了目標控制系統(tǒng)的三層結構模型,分析了控制系統(tǒng)設計的關鍵技術,并依照三層結構模型,給出了目標控制系統(tǒng)的硬件組成,詳細討論了功能層主控板的PCB設計和主要*模塊的編程接口設計.其次,根據(jù)管道機器人的通訊特點,設計了一套可靠高效的指令通訊機制.同時,結合目標機器人的機械特征,對機器人的運動控制策略進行研究,并重點分析了自平衡策略和放射源中心定位策略的實現(xiàn)原理.在此基礎上,開展了接口層、通訊層和功能層的程序設計.最后,對控制系統(tǒng)的關鍵模塊進行測試驗證,并從理論上分析了目標控制系統(tǒng)的驅動能力. 本文在詳細闡述了目標控制系統(tǒng)的組成結構和軟硬件設計過程的基礎上,測試分析了控制系統(tǒng)的功能,測試結果表明本文設計的控制系統(tǒng)各模塊性能良好、通訊穩(wěn)定,能滿足可靠性、擴展性和實用性等工程技術要求. 伴隨著我國經(jīng)濟的騰飛,我國高速公路的建設也在飛速發(fā)展.隨著公路里程的不斷增加,公路養(yǎng)護的任務越來越繁重,所以公路養(yǎng)護機械的配置必不可少.目前,國內(nèi)在公路維修作業(yè)時路錐的擺放與回收均采用人工操作,尚缺少路錐自動收放裝置,這種人工擺放和回收不僅僅作業(yè)速度慢,更為重要的是它將工人暴露于危險的交通,安全系數(shù)低. 本文以創(chuàng)新的思路,針對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,以NL-100型交通路錐自動收放車的開發(fā)為背景,結合機械設計相關知識及相關經(jīng)驗,利用三維建模軟件soliworks,進行了整臺工程車的設計,建立了可以代*工作業(yè),并且能夠完成自動擺放和回收路錐的各項動作的三維虛擬樣機. 結合有限元相關知識,利用有限元分析軟件ABAQUS,對整個交通路錐自動收放車中核心的部件收放箱回收機構進行了有限元建模,并針對收放箱所處的不同位置,進行不同工況條件下的靜態(tài)分析,根據(jù)分析結果,找到不足之處,進行結果優(yōu)化設計,再對優(yōu)化改進后的模型進行校核比對得出結論.對收放箱回收機構的振動特性進行較為深入的研究,進行模態(tài)分析,得到其固有頻率和振型,為整個模型的動態(tài)特性分析提供重要依據(jù),避免其發(fā)生共振現(xiàn)象.并且模擬急剎車過程中的沖擊對該機構的影響,利用顯示動態(tài)(Explicit)分析,得出機構在動態(tài)沖擊情況下的特性. 最后結合控制電路相關知識,利用Protel進行電路硬件設計,同時由于C語言編寫簡單,效率高,在CCS3.3集成開發(fā)環(huán)境下編譯和調(diào)試軟件. 刀庫及機械手屬于加工中心薄弱環(huán)節(jié),急需對刀庫及機械手的故障及可靠性進行深入分析研究.在國家科技重大專項的支持下,本文針對秦川機床工具集團有限公司生產(chǎn)的盤式刀庫及機械手,通過故障分析、可靠性預測分配、可靠性設計以及精度影響模型研究,從而分析該型盤式刀庫及機械手的可靠性,為盤式刀庫及機械手可靠性設計提供理論方法. 首先,針對盤式刀庫及機械手這一試驗對象,設計了可靠性試驗裝置,包括系統(tǒng)結構及傳感器的選型和布置,利用該可靠性試驗數(shù)據(jù),進行故障分析,分析故障模式、故障原因及故障影響.通過故障分析,尋找系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié),確定系統(tǒng)關重件,為后續(xù)的可靠性預測分配及可靠性設計奠定基礎. 其次,對盤式刀庫及機械手系統(tǒng)進行功能分析,建立了系統(tǒng)基本可靠性模型和任務可靠性模型,在模型的基礎上進行可靠性預測.提出了基于多種分配法相結合的一種系統(tǒng)可靠性分配技術,主要研究了基于考慮復雜度和重要度及專家評分相結合的可靠性分配技術. 然后,針對盤式刀庫及機械手動作機構,從動作可靠性和強度可靠性出發(fā),進行廣義機構系統(tǒng)可靠性綜合設計.通過建立系統(tǒng)動力學模型、運動學模型及精度模型,采用蒙特卡羅法隨機抽樣,計算廣義機構動作可靠度.分析盤式刀庫及機械手系統(tǒng)中關鍵零部件,并對其進行考慮多種失效模式的可靠性設計. 最后,針對盤式刀庫及機械手換刀動作精度影響因素,建立精度影響模型,并進行可靠性分析.建立了選刀系統(tǒng)動力學模型,利用該模型研究選刀系統(tǒng)在選刀時的隨機振動,并分析振動可靠性.針對盤式刀庫及機械手摩擦磨損對傳動精度的影響,充分考慮摩擦磨損的普遍性和模糊性,利用模糊可靠性設計方法,對齒輪傳動進行磨損可靠性設計 本文針對國內(nèi)研究現(xiàn)狀,提出了一種新型多連桿高速精密沖床的構型,針對此構型提出幾大性能參數(shù),圍繞這些性能參數(shù)對機構進行了設計和研究.論文主要完成了以下幾方面的內(nèi)容： 分析研究此機構與其他機構的差異和性能優(yōu)點,將整個機構分為工作機構和平衡機構進行分析.利用解析法對工作機構進行運動學分析,結合約束條件和優(yōu)化目標利用步長搜索法對結構尺寸進行優(yōu)化設計,分析優(yōu)化后主滑塊的運動規(guī)律. 根據(jù)公稱壓力對機構進行靜力學分析,研究各構件的受力情況,對其截面尺寸進行設計計算,然后根據(jù)各構件尺寸和材料獲取構件質量特性,結合質量特性對工作機構進行動力學分析. 對平衡機構進行結構設計,確定平衡機構各構件的結構尺寸.根據(jù)結構尺寸對平衡機構進行動力學分析,研究整個機構受力情況,并通過優(yōu)化擺塊質量達到豎直方向慣性力的最優(yōu)動平衡. 對機構進行動態(tài)靜力學分析,研究相鄰構件間的相互作用力,根據(jù)受力情況對工作機構構件的截面尺寸進行校核,設計平衡機構構件的截面尺寸. 根據(jù)需求選擇電機,設計傳動帶.結合電機轉矩和等效轉動慣量對輸入軸轉速波動進行研究,分析飛輪轉動慣量對輸入軸轉速波動的影響,結合沖裁前飛輪所需存儲的能量,確定飛輪轉動慣量,對飛輪進行尺寸設計. 本文主要針對電磁發(fā)射裝置實際應用需求,研制一款可本地控制也可遙控操作的自動裝彈機.研制工作主要包括機械結構和控制系統(tǒng)的設計,零件的加工制造,系統(tǒng)的安裝調(diào)試以及后期的優(yōu)化.該裝彈機具有很強的針對性,各方面性能都滿足其設計指標.不僅能夠在實際應用環(huán)境下實現(xiàn)大推力可靠裝彈,還能根據(jù)不同的應用需求,完成單發(fā)自動裝彈和連發(fā)自動裝彈,并且能在意外情況下自動停止運行從而自我保護. 根據(jù)應用需求,本文設計將兩*立裝彈機對稱并行安裝,分別由兩臺步進電機通過減速器來驅動兩臺裝彈機同時進行裝填.設計了大推力推彈機構,傳動機構,驅動機構和連發(fā)機構.在原有設計模型基礎上,明確了控制電機類型,選用步進電機作為推彈電機和撥彈電機,計算了各電機所需扭矩,確定步進電機和行星減速器具體型號；設計了鏈條鎖定機構,保證大推力裝彈可靠運行；優(yōu)化底板和支架結構,適應各子部件安裝；優(yōu)化鏈盒結構,確?？煽炕厥真湕l；并設計了自動裝彈機銘牌. 本文還根據(jù)控制需求,采用TMCM控制卡,設計了控制系統(tǒng),并采用TMCL語言編寫控制程序,使自動裝彈機能夠完成單發(fā)裝彈、連發(fā)裝彈、單步調(diào)整、復位停機等功能,同時設計了控制盒連接到控制系統(tǒng)中,使自動裝彈機可有線遙控操作. 經(jīng)過安裝調(diào)試、改進完善,自動裝彈機能按要求運行.設計了推彈力模擬測試裝置,結合ANSYS仿真測出自動裝彈機實際推彈力及其它性能參數(shù).本文研究的自動裝彈機滿足設計指標,通過驗收并投入使用. 本文以某重點預研項目為背景,以某新型力矩電機直驅系統(tǒng)高低方向機為研究對象,針對該系統(tǒng)的位置異常保護機構進行設計,采用理論仿真分析與試驗相結合的方式,對相關機構動作原理及機構動態(tài)特性進行了研究. 論文首先對該力矩電機直驅系統(tǒng)的可行性進行了分析,對電機的設計和驅動進行了介紹,確定了系統(tǒng)的位置異常保護裝置的工作方式與傳動方案,其既要滿足制動緩沖保護系統(tǒng)的要求,又要滿足了備用驅動裝置的雙向要求.在此基礎上對系統(tǒng)機構運動學特性及制動姿態(tài)進行分析,并進行了機構零部件的設計與分析.利用鍵合圖理論建立了電機直驅系統(tǒng)的位置異常保護裝置的機構運動動力學特性仿真分析模型,并與虛擬樣機相結合建立位置保護裝置虛擬樣機,對系統(tǒng)的動力學特性進行仿真分析研究,包括氣動離合器機構、緩沖制動機構及電機啟動的動態(tài)特性.獲得了機構運動過程中離合器花鍵、蝸輪蝸桿及高低齒弧等關鍵零部件所受載荷參數(shù),利用有限元法對其進行剛強度分析,根據(jù)剛強度分析的結果,對關鍵零部件進行改進設計.通過仿真結果驗證了方案的可行性,在位置異常保護裝置制動力矩下,對力矩電機直驅系統(tǒng)進行制動保護. 最后,進行了力矩電機直驅系統(tǒng)的摸底射擊試驗,驗證了所試制力矩電機運行的可行性以及電機直驅系統(tǒng)已基本滿足射擊工況,論文分析結果與試驗結果基本一致. 本文研究結果對某新型高低方向機的結構設計與參數(shù)優(yōu)化具有與一定參考價值. 研究彈帶擠進膛線的過程是開展火炮與自動武器膛線磨損、身管壽命、彈帶削光,檢驗彈帶與坡膛的匹配程度、射擊精度以及彈丸優(yōu)化設計等方面研究不可缺少的基礎工作.本文以自然科學基金項目為科研背景,通過運用功能原理設計、動力學、結構優(yōu)化設計、有限元等現(xiàn)代設計理論設計了一種由電機驅動的機電實驗裝置,該裝置可以有效模擬彈帶的動態(tài)擠進過程,并