載人三自由度三角形機(jī)器人的設(shè)計(jì)與研究設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

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購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 載人三自由度三角形機(jī)器人的設(shè)計(jì)與研究 學(xué) 號： 姓 名： 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 系 別： 機(jī)械工程系 指導(dǎo)教師： 師 教授 二○一五年四月 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 i 摘 要 機(jī)器人是一種能夠模仿人類動(dòng)作的機(jī)器，它可以完成許多對人類來說危險(xiǎn)且單調(diào)的工作，機(jī)器人讓人類從繁重、單調(diào)的工作中解脫出來 。 它們從事固定而有規(guī)律的工作，例如工業(yè)生產(chǎn)中的焊接、噴漆等等。 本文主要以電動(dòng)推桿作為 主要執(zhí)行元件 來設(shè)計(jì)載人三自由度三角形機(jī)器人的整體方案。 該機(jī)構(gòu)采用 統(tǒng)一動(dòng)作、協(xié)調(diào)控制的 原則，通過 推桿的行程的打開來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人腳的 運(yùn)動(dòng)， 通過中控系統(tǒng)的控制來實(shí)現(xiàn)載人三自由度三角形機(jī)器人的動(dòng)作，由于是中控系統(tǒng)控制，所以控制靈活，多樣。人可以坐在機(jī)器人上面，通過控制器來控制機(jī)器人的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)一些人類靠自己腳力無法完成的功能。 關(guān)鍵詞： 機(jī)器人；工作；控制；三自由度三角形機(jī)器人 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 is a it a of in as so of to as to of by of to to a of in by to so of on is to s of on to of of 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 錄 摘 要 ....................................................................................................................... i ............................................................................................................ 錄 ..................................................................................................................... 緒論 ...................................................................................................................... 1 器人簡史 ................................................................................................. 3 用機(jī)器人的意義 ..................................................................................... 6 課題研究的內(nèi)容 ..................................................................................... 9 2 載人三自由度三角形機(jī)器人總體方案 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ...................................... 12 人三自由度三角形機(jī)器人的總體方案圖 ........................................... 12 人三自由度三角形機(jī)器人的工作原理 ............................................... 12 3 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .............................................................................................. 13 動(dòng)推桿的定義 ........................................................................................ 14 動(dòng)推桿的主要結(jié)構(gòu) ................................................................................ 15 動(dòng)推桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 .............................................................................. 16 接軸的設(shè)計(jì) ......................................................................................... 17 4 各主要零部件強(qiáng)度的校核 .............................................................................. 18 接軸輕度的校核 ................................................................................... 19 板強(qiáng)度的校核 ....................................................................................... 19 5 載人三自由度三角形機(jī)器人的三維建模 ...................................................... 20 動(dòng)推桿的三維建模 ............................................................................... 23 板的三維建模 ....................................................................................... 24 全欄的三維建模 ................................................................................... 25 人三自由度三角形機(jī)器人的三維建模 ............................................... 25 6 三維軟件設(shè)計(jì)總結(jié) ........................................................................................ 26 結(jié)論 ........................................................................................................................ 28 致 謝 .................................................................................................................... 29 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................ 38 附錄 一 .................................................................................................................. 32 附錄 二 .................................................................................................................. 42 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 1 1 緒論 機(jī)械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機(jī)械裝備，機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對國民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影 響。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。 研究、設(shè)計(jì)和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和將來的需要。機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)；生產(chǎn)計(jì)劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計(jì)和制造工具、模具；確定勞動(dòng)定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運(yùn)；對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機(jī)械一般是由許多各有獨(dú)特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的 復(fù)雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個(gè)人、家庭。而且銷售量在社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動(dòng)。因此，機(jī)械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機(jī)械工業(yè)。 機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī) 械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。研究機(jī)械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費(fèi)方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機(jī)械工程的一項(xiàng)特別重要的任務(wù)，而且其重要性與日俱增。機(jī)械的種類繁多，可以按幾個(gè)不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動(dòng)力機(jī)械、物料搬運(yùn)機(jī)械、粉碎機(jī)械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械等；按工作原理可分為熱力機(jī)械、流體機(jī)械、仿生機(jī)械等。另外，機(jī) 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 2 械在其研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)用等過程中都要經(jīng)過幾個(gè)工作性質(zhì)不同的階段。按這些不同階段，機(jī) 械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個(gè)分支系統(tǒng)，如機(jī)械科研、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械運(yùn)用和維修等。 機(jī)器人 是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。 機(jī)器人 的是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。它的特點(diǎn)是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。 機(jī)器人 作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。 機(jī)器人 是在機(jī)械化，自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中， 機(jī)器人 被廣泛的運(yùn)用于自動(dòng)生產(chǎn)線中，機(jī)械人的 研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)鄰域內(nèi)，迅速發(fā) 展 起來的一門新興的技術(shù)，它更加促進(jìn)了 機(jī)器人 的發(fā)展，使得 機(jī)器人 能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。 機(jī)器人雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)，不知疲勞，不怕危險(xiǎn)，抓舉重物的力量比人手力大的特點(diǎn)，因此， 機(jī)器人 已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用。 機(jī)器人 技術(shù)涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣氣技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。 機(jī)器人 是一種能自動(dòng)化定位控制并可重新編程序以變動(dòng)的多功能機(jī)器，它有多自由度，可用來搬運(yùn) 物體以 及可以 在各個(gè)不同環(huán)境中工作 。 器人簡史 現(xiàn)代機(jī)器人起源于 20 世紀(jì) 50 年代初，是基于示教再現(xiàn)和主從控制方式、能適應(yīng)產(chǎn)品種類變更，具有多自由度動(dòng)作功能的柔性自動(dòng)化產(chǎn)品。 機(jī)器人首先是從美國開始研制的。 1958 年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機(jī)器人。他的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的。 1962 年，美國機(jī)械鑄造公司在上述方案的基礎(chǔ)之上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)器人。商名為 萬能自動(dòng) )。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂回轉(zhuǎn)、俯仰，用氣驅(qū)動(dòng)；控制系 統(tǒng)用磁鼓最存儲(chǔ)裝置。不少球坐標(biāo)式通用機(jī) 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 3 器人就是在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。同年該公司和普魯曼公司合并成立萬能自動(dòng)公司（ ,專門生產(chǎn)機(jī)器人。 1962 年，美國機(jī)械鑄造公司也試驗(yàn)成功一種叫 器人，原意是靈活搬運(yùn)。該機(jī)器人的中央立柱可以回轉(zhuǎn)，臂可以回轉(zhuǎn)、升降、伸縮、采用氣驅(qū)動(dòng)，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。雖然這兩種機(jī)器人出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外機(jī)器人發(fā)展的基礎(chǔ)。 1978 年，美國 司和斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種機(jī)器人，裝有小型電 子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差可小于± 1 毫米。 美國還十分注意提高機(jī)器人的可靠性，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，降低成本。如 年機(jī)器人試驗(yàn)臺，進(jìn)行各種性能的試驗(yàn)。準(zhǔn)備把故障前平均時(shí)間（注：故障前平均時(shí)間是指一臺設(shè)備可靠性的一種量度。它給出在第一次故障前的平均運(yùn)行時(shí)間），由 400 小時(shí)提高到 1500 小時(shí)，精度可提高到±米。 德國機(jī)器制造業(yè)是從 1970 年開始應(yīng)用機(jī)器人，主要用于起重運(yùn)輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)。德國 司還生產(chǎn)一種點(diǎn)焊機(jī)器人，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制。 瑞士 司生產(chǎn)一種涂漆機(jī)器人，采用示教方法編制程序。 瑞典安莎公司采用機(jī)器人清理鑄鋁齒輪箱毛刺等。 日本是機(jī)器人發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國家。自 1969 年從美國引進(jìn)二種典型機(jī)器人后，大力研究機(jī)器人的研究。據(jù)報(bào)道， 1976 年從事機(jī)器人的研究工作的大專院校、研究單位多達(dá) 50 多個(gè)。 1979 年 120 多個(gè)大學(xué)和國家研究部門用在機(jī)器人的研究費(fèi)用 42%。 1979 年日本機(jī)器人的產(chǎn)值達(dá) 443 億日元，產(chǎn)量為 14535 臺。其中固定程序和可變程序約占一半，達(dá) 222 億日元，是1978 年的二倍。具有記憶功能的機(jī)器人產(chǎn)值約為 67 億日元，比 1978 年增長 50%。智能機(jī)器人約為 17 億日元，為 1978 年的 6 倍。截止 1979 年，機(jī)器人累計(jì)產(chǎn)量達(dá) 56900 臺。在數(shù)量上已占世界首位，約占 70%，并以每年50%～ 60%的速度增長。使用機(jī)器人最多的是汽車工業(yè)，其次是電機(jī)、電器。預(yù)計(jì)到 1990 年將有 55 萬機(jī)器人在工作。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 4 第二代機(jī)器人正在加緊研制。它設(shè)有微型電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，使機(jī)器人具有感覺機(jī)能。目前國外已經(jīng)出現(xiàn)了觸覺和視覺機(jī)器人。 第三代機(jī)器人（機(jī)器人）則能獨(dú)立地完成工作過程中的任務(wù)。它 與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系。并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng) 柔性制造單元 (重要一環(huán)。 隨著工業(yè)機(jī)器手（機(jī)器人）研究制造和應(yīng)用的擴(kuò)大，國際性學(xué)術(shù)交流活動(dòng)十分活躍，歐美各國和其他國家學(xué)術(shù)交流活動(dòng)開展很多。 用機(jī)器人的意義 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人也越來越多的地被應(yīng)用。在機(jī)械工業(yè)中，鑄、焊、鉚、沖、壓、熱處理、機(jī)械加工、裝配、檢驗(yàn)、噴漆、電鍍等工種都有應(yīng)用的實(shí)理。其他部門，如輕 工業(yè)、建筑業(yè)、國防工業(yè)等工作中也均有所應(yīng)用。 在機(jī)械工業(yè)中，應(yīng)用機(jī)器人的意義可以概括如下： 一、以提高生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化程度 應(yīng)用機(jī)器人有利于實(shí)現(xiàn)材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化的程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。 二、以改善勞動(dòng)條件，避免人身事故 在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場合中，用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的，而應(yīng)用機(jī)器人即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動(dòng)條件得以改善。 在一些簡單、重復(fù)，特別 是較笨重的操作中，以機(jī)器人代替人進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。 三、可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn) 應(yīng)用機(jī)器人代替人進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面，同時(shí)由于應(yīng)用機(jī)器人可以連續(xù)的工作，這是減少人力的另一個(gè)側(cè)面。因此，在自動(dòng)化機(jī)床的綜合加工自動(dòng)線上，目前幾乎都沒有機(jī)器人，以減少人力和更準(zhǔn)確的 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 5 控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進(jìn)行工作生產(chǎn)。 綜上所述，有效的應(yīng)用機(jī)器人，是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢。 各類機(jī)器人的圖形分別如下所示： 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 6 課題研究的內(nèi)容 本論文主要研究運(yùn)用 載人三自由度三角形機(jī)器人進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，了解載人三自由度三角形機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特征和三維軟件的使用要領(lǐng)。 本文的設(shè)計(jì)目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種載人三自由度三角形機(jī)器人。該機(jī)器人能夠載人行駛，能夠?qū)崿F(xiàn)步行，載人載物等等多種功能，其研究內(nèi)容包括： （ 1）功能分析與方案設(shè)計(jì)； （ 2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與三維造型； （ 3）運(yùn)動(dòng)仿真； （ 4）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 2 載人三自由度三角形機(jī)器人總體方案結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 人三自由度三角形機(jī)器人的總體方案圖 本次設(shè)計(jì)的載人三自由度三角形機(jī)器人采取的方案是：在機(jī)器人的兩側(cè)各布置一組腿，成對稱分布，通過電動(dòng)推桿推動(dòng)機(jī)器人的腳步來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的步態(tài)動(dòng)作。根據(jù)控制方法的不同，機(jī)器人的步態(tài)也有所不同。整機(jī)采用成本低廉且經(jīng)久 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 7 耐用的碳鋼板作為材料，經(jīng)過噴漆噴塑處理后在外觀上面得到了一定的保證。其具體方案布局圖如下： 人三自由度三角形機(jī)器人的工作原理 本次設(shè)計(jì)的載人三自由度三角形機(jī)器人的工作原理為：通過電動(dòng)推桿的行程的打開與關(guān)閉來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人腳部的運(yùn)動(dòng)，通過中控系統(tǒng)的控制來實(shí)現(xiàn)載 人三自由度三角形機(jī)器人的動(dòng)作規(guī)律，由于是中控系統(tǒng)控制，所以控制靈活，多樣。人可以坐在機(jī)器人上面，通過控制器來控制機(jī)器人的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)一些人類靠自己腳力無法完成的功能。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 8 3 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 動(dòng)推桿的定義 電動(dòng)推 桿 ，英文名 電動(dòng)缸 及線性致動(dòng)器。電動(dòng)推桿是一種將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥茥U的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的電力驅(qū)動(dòng)裝置。可用于各種簡單或復(fù)雜的工藝流程中做為執(zhí)行機(jī)械使用，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制、集中控制或自動(dòng)控制。電動(dòng)推桿是一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其工作原理是由電機(jī)旋轉(zhuǎn)經(jīng)渦輪蝸桿或者齒輪改變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，通過推拉往返，來達(dá)到 使某一設(shè)備裝置完成往復(fù)動(dòng)作。近年來，這種設(shè)備廣泛應(yīng)用于各種簡單復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備制造當(dāng)中。 電動(dòng)推桿的主要構(gòu)成是：電機(jī)、減速齒輪（渦輪蝸桿）、絲杠。選配件：行程開關(guān)、電位器、安裝支架等。 電動(dòng)推桿形式分為普通 T 型齒和滾珠絲杠兩種，普通 T 型齒適應(yīng)于工作頻率不太高的場合，每小時(shí)電動(dòng)推桿工作在 10 次左右的，完全可以滿足。 T 型齒電動(dòng)推桿可實(shí)現(xiàn)完全自鎖功能，以保證應(yīng)用絕對的安全性。滾珠絲杠推桿可以達(dá)到連續(xù)不間斷工作，以滿足高頻率應(yīng)用的需求。 電動(dòng)推桿的行程開關(guān)用以控制推桿的行程，當(dāng)行程達(dá)到設(shè)定值時(shí)，電機(jī)自動(dòng)斷電，電位器用 來顯示推桿的運(yùn)行行程值，可以達(dá)到對推桿隨時(shí)可控可調(diào)的自動(dòng)化目的。 電動(dòng)推桿升降機(jī)系統(tǒng)負(fù)載力最高可達(dá)250以解決高承重的推拉升降裝置，并可以實(shí)現(xiàn)一拖一，一拖二，一拖四等同步功能。 動(dòng)推桿的主要結(jié)構(gòu) 電動(dòng)推桿由一個(gè)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)減速齒輪，螺桿，螺母，導(dǎo)套，頂桿，滑塊，彈簧，殼體與渦輪，微動(dòng)開關(guān)等組成。 電動(dòng)推桿是一種新的電動(dòng)執(zhí)行器，電動(dòng)推桿是主要由電機(jī)，推桿和由一個(gè)新的線性執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制裝置，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，集中控制。電動(dòng)推桿使一定范圍內(nèi)的行程往復(fù)運(yùn)動(dòng)一般電動(dòng)推桿，標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)推桿電動(dòng)推桿可根據(jù)不同推力 負(fù)荷不同的應(yīng)用設(shè)計(jì)，可達(dá) 6000N 最大推力，空載轉(zhuǎn)速為 4 35毫米 /秒，在 24V、 12V 直流永磁電機(jī)為動(dòng)力源的電動(dòng)推桿，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)。促進(jìn)一套連桿機(jī)構(gòu)完成節(jié)流閥，閥門，閘門，擋板開 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 9 關(guān)。電動(dòng)推桿作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，不僅可以減少氣源裝置及氣動(dòng)執(zhí)行器所需的輔助設(shè)備的使用，還可以減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重量。氣動(dòng)執(zhí)行器在整個(gè)控制過程中需要有一些壓力，但消耗量小的放大器可以使用，但日積月累，天然氣消費(fèi)量仍然是巨大的。執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)推桿，你需要提供一個(gè)變化的控制，開放，開放時(shí)間達(dá)到所需的功率不能，因此，從 能源的角度來看，電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行器具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢比天然氣。適用于遠(yuǎn)距離控制，廣泛應(yīng)用于電力，化工，冶金，礦山，輕工業(yè)，交通運(yùn)輸，對節(jié)流閥，造船等部門，門開閉機(jī)構(gòu)，物料搬運(yùn)，流量控制，等。它已被越來越多的部門用它來代替機(jī)械手，液壓閥，自動(dòng)減速機(jī)構(gòu)。 動(dòng)推桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 載人三自由度三角形機(jī)器人中機(jī)器人的動(dòng)作主要是靠電動(dòng)推桿來完成的，由系統(tǒng)工況可知，載人機(jī)器人的承重量我們假定為 200定機(jī)器人的移動(dòng)速度為 20s,則有下列計(jì)算： F=960N. 功率 P=533w=機(jī)扭矩 T=9550P/n=400=推桿扭矩 T 推 =由式 F=2πηT/I 可得推桿推力為 200N, 其中， η 是絲桿傳遞效率， I 是絲桿導(dǎo)程。 接軸的設(shè)計(jì) 軸是組成機(jī)械的重要零件之一，它是安裝各種傳動(dòng)零件，使之繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并通過軸承與機(jī)座相聯(lián)接。軸與其上的零件組成一個(gè)組合體— 軸系部件，在軸的設(shè)計(jì)中不能只考慮軸本身，必須和軸系零、不見的整個(gè)結(jié)構(gòu) 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 10 密切聯(lián)系 起來。 由于振動(dòng)輸送所用的軸即傳遞扭矩又承受彎矩，所以我所設(shè)計(jì)的階梯軸為轉(zhuǎn)軸，由于小帶輪已經(jīng)設(shè)計(jì)好，大帶輪的尺寸也就定了，只剩下軸徑的確定，軸的初步設(shè)計(jì)是根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，校核彎曲強(qiáng)度，由于軸的材料很多，主要根據(jù)軸的使用條件，對軸的強(qiáng)度、剛度、和其他機(jī)械性能等的要求，采用熱處理方式，同時(shí)考慮制造加工工藝并力求經(jīng)濟(jì)合理，通過設(shè)計(jì)計(jì)算來選擇軸的材料，選用最常見的 45#鋼作為軸的材料 ,且其需用切應(yīng)力為 40與其上的零件組合成一個(gè)組合體，在軸的設(shè)計(jì)中不能只考慮軸本身，必須和軸系零部件的整個(gè)結(jié)構(gòu)密切聯(lián)系起來。軸 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在初算軸徑的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。為滿足軸上零件的定位、緊固要求和便于軸的加工和軸上零件的裝拆，通常將軸設(shè)計(jì)成階梯軸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是合理確定階梯軸的形狀和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的材料選用 45 號鋼，為保證其力學(xué)性能，進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火處理。 1、初步計(jì)算軸的直徑 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑，寫成設(shè)計(jì)公式，軸的最小直徑? ?633m i n 9 . 5 5 1 00 . 2 ??表 c=112, p= n=851,代入設(shè)計(jì)公式得慮到軸上有鍵槽以及其他因素的影響，應(yīng)適當(dāng)增加軸徑以補(bǔ)償鍵槽對軸強(qiáng)度的削弱。取軸的直徑 d 為 20最右端裝帶輪處的直徑為20有密封元件和滾動(dòng)軸承處的直徑，應(yīng)與密封元件和軸承的內(nèi)孔徑尺寸保持一致。軸上兩個(gè)支點(diǎn)的軸承，應(yīng)盡量采用相同的型號，便于軸承座孔的加工。相臨軸段的直徑不同形成軸肩。當(dāng)軸肩用于軸上零件定位和承受軸向力時(shí)，應(yīng)具有一定的高度，軸肩處的直徑差一般取 5—10里軸肩出的直徑差選擇 5后協(xié)調(diào)各段軸的長度，考慮到要裝軸承座和機(jī)構(gòu)的合理性，還有螺釘?shù)鹊拈L度及其他各方面 的因素，初步確定軸的各段長度。 4 各主要零部件強(qiáng)度的校核 接軸輕度的校核 軸的強(qiáng)度計(jì)算一般可分為三種： 1）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度或剛度計(jì)算； 2）按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算； 3）精確強(qiáng)度校核計(jì)算。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 11 當(dāng)軸的支撐位置和軸所受的載荷大小、方向、作用點(diǎn)及載荷種類均已確定，支撐反力及彎矩可求得時(shí)，可按照彎曲或者彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行軸的強(qiáng)度計(jì)算。作用在軸上的載荷一般按集中載荷考慮，如本設(shè)計(jì)中的帶傳動(dòng)對軸的力，其作用點(diǎn)取在輪緣寬度的中點(diǎn)。計(jì)算時(shí)，通常把軸當(dāng)作置于鉸鏈支座上的雙支點(diǎn)梁，一般軸的支點(diǎn)近似取為軸承寬度中點(diǎn)。 由于本設(shè)計(jì)所用 軸主要是受彎曲強(qiáng)度，很少的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，是根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度設(shè)計(jì)，應(yīng)校核軸的彎曲強(qiáng)度，首先分析軸的受力，左端受的是圓錐篩的重力，右端是帶輪對軸的力，中間是軸承座的兩個(gè)支撐力。 左端的作用力包括篩自身的重力、物料的重力、物料旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。所以考慮圓錐篩對軸產(chǎn)生作用力時(shí)，僅是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 軸徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)的，所以要校核軸的彎曲強(qiáng)度，軸 的強(qiáng)度校核也就是找出危險(xiǎn)截面，看危險(xiǎn)截面是否滿足軸徑條件，如果危險(xiǎn)截面滿 足，那么別的軸徑肯定滿足；根據(jù)軸的實(shí)際尺寸，承受的彎矩、扭矩圖考慮應(yīng)力集中，表面狀態(tài)，尺寸影響等因素，及軸材料的疲勞極限，計(jì)算危險(xiǎn)截面的情況是否滿足條件。我所校核的軸是根據(jù)許用彎曲應(yīng)力校核的，即由彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力 b? 不超過許用彎曲應(yīng)力 []b?，一般計(jì)算順序是先畫出軸的空間受力圖，將軸上作用力分解為水平面受力圖和垂直面受力圖，并求出水平面上 和垂直面上的支承點(diǎn)反作用力。然后作出水平面上的彎矩和垂直面上的彎矩圖，作出合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖應(yīng)用公式 ' 2 2()M M T???繪出當(dāng)量彎矩圖，式中 ? 是根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的應(yīng)力校正系數(shù)。對于不變的轉(zhuǎn)矩，取11[]= [] ???；對于脈動(dòng)的轉(zhuǎn)矩，取10[][] ??? ；對于對稱循環(huán)的轉(zhuǎn)矩取 1?? 。 1[]b??是材料在對稱循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 1[]b??是材料在靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 0[]b?是材料在脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 在錐篩的設(shè)計(jì)過程中，軸的材料為 45#鋼，其基本參數(shù)為 600B M ?，1[ ] 2 0 0b M P a? ? ? ， 1[ ] 5 5b M P a? ? ? ， 0[ ] 9 5b M ? ；應(yīng)滿足 下列條件： ''13 []0 . 1?? ? ?或 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 12 '310 ]?? 軸的受力，軸左端是錐篩對軸的力也就是錐篩的重力，右端是帶輪對軸的壓力。 具體受力情況如下圖： 由材料力學(xué)的相關(guān)知識可得： ? ? ?????? ????? R 解得： 由 21 ?? 得： 可得軸的彎矩圖則如下： 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 13 軸所受的轉(zhuǎn)矩如下： ????? 2 5 7 3 00980 轉(zhuǎn)矩圖如下： 11[]= [] ???= 55 所以， ' 2 2()M M T???= 2 ( 0 . 2 7 5 2 5 7 3 0 0 )M? ? ? 所以當(dāng)量彎矩圖為： 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 14 可知軸承的危險(xiǎn)截面在左邊軸承支撐處，根據(jù)軸的校核條件可以算出： ? ? P 3' 6 5 4 7 5 ?????? ?? ； 即： ? ? b 6 5 4 7 3 1' ????? ??所以：根據(jù)校核，截面強(qiáng)度足夠，其它截面也是足夠安全的。 板強(qiáng)度的校核 載人三自由度三角形機(jī)器人中所采用的底板為鐵板，根據(jù)底板承載力計(jì)算公式： M=(M：彎矩， P 集中力， a 集中力距支座距離， c 集中力距另一支座距離， L 跨度， L=a+c) b h h 12???（僅用于矩形截面 ) f=M/W≤材料的許用應(yīng)力（彈性抗拉強(qiáng)度 /安全系數(shù)）。 M==11960次設(shè)計(jì)初定 L 為 1000 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 15 則 M=13456N.M b h h 12???，計(jì)算 W 462M 1 3 4 5 6f = = = 1 2 1 2 . 3 5 1 0 a = 1 2 . 1 2 1 0 0 . 4 2 c ??N 算后位 12 查的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 抗拉強(qiáng)度為 375~500于 12遠(yuǎn)小于 375以初定底板滿足要求。 5 載人三自由度三角形機(jī)器人的三維建模 動(dòng)推桿的三維建模 板的三維建模 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 16 全欄的三維建模 人三自由度三角形機(jī)器人的三維建模 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 17 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 18 6 三維軟件設(shè)計(jì)總結(jié) 通過本次設(shè)計(jì)，再次提出了利用三維軟件的水平，并吸收了大量的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出以下幾點(diǎn)。關(guān)于圖紙的繪制方面，當(dāng)零件的尺寸已經(jīng)給出，不考慮圖紙尺寸不合適的，基于三維零件圖，裝配時(shí)必須考慮的大小是合適的，因?yàn)?圖效果不好，也會(huì)引起的尺寸誤差，和甚至 出現(xiàn)欠定義大小，因此，必須通過在這個(gè)時(shí)候?qū)α慵M(jìn)行測量，進(jìn)行修改，直到符合要求。該工具是方便的輸入數(shù)據(jù)映射，通過選擇部分的類型，標(biāo)準(zhǔn)件，可以生成，但有時(shí)需要在工具集使用部分可能找不到，所以在這個(gè)時(shí)候隨機(jī)應(yīng)變，其他部分而不是通過修改或滿足要求增加組件的使用。三維地圖應(yīng)該是靈活的，解決問題的方法總比問題多，當(dāng)一個(gè)方法不能正常映射，試試另一種方法，它不僅可以完成零件的生產(chǎn)，而且還可以開發(fā)映射一個(gè)更好的主意，并打破了新思想的規(guī)則。 學(xué)習(xí)使用一些可以節(jié)省時(shí)間的命令，如鏡像，陣列，能省則省”。在裝配過沉重，曾 給了我一個(gè)很大的障礙，是要花很多時(shí)間去找出為什么。在一個(gè)活躍的子組件，雖然活動(dòng)范圍會(huì)產(chǎn)生干擾，可以設(shè)置該復(fù)合物的活動(dòng)范圍，如先進(jìn)的范圍內(nèi)，和角度范圍，即使在這個(gè)范圍內(nèi)不影響母配體，不能設(shè)置。因?yàn)橐坏┰O(shè)定的范圍內(nèi)，在父組件將被視為完全定義的組件模型，它將沖突分總成，將無法完成裝配?？吹貓D是最重要的任務(wù)是理解零件圖，圖表工具，沒有工具是沒有法律的零件圖，所以不要急著寫，想通過零件的結(jié)構(gòu)，并認(rèn)為通過線圖，這是重中之重，映射。部分建模，一般應(yīng)的特點(diǎn)進(jìn)行深入分析，找出零件是由幾個(gè)特點(diǎn)，擺脫所有的形狀特點(diǎn)，它們之間的連 接相對位置、表面，然后按主次特征造型的關(guān) 購買設(shè)計(jì)文檔后加 Q 5 9 9 1 9 6 0 9 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙 19 系，按一定的順序。一個(gè)復(fù)雜的部分，有許多簡單的功能，通過切除或重疊相交。所以部分建模，序列特征是很重要的，雖然不同的建模過程可以構(gòu)造出相同的實(shí)體部分，但其建模過程和實(shí)體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有直接的影響，實(shí)體模型可以修改應(yīng)用程序，可理解性和實(shí)體模型。特別是在二維圖紙，我們只能看到元器件的布局，并用虛線給說的內(nèi)部特征，除了部分的相貫線，這條線各特征在路口出現(xiàn)。在選秀過程中零件，必須選擇第一個(gè)草圖平面，這是非常重要的，決定了后續(xù)的模型飛機(jī)的命令，使用簡單的說，一個(gè)圓柱形圍成一個(gè)圈， 然后繪制，也可以作為一個(gè)長方體旋轉(zhuǎn)，雖然他們的結(jié)果都是一樣的，但草圖平面和命令的使用。如果我們想要一個(gè)軸，那么我們應(yīng)該選擇第二個(gè)方法以及。 由于該零件的設(shè)計(jì)不規(guī)則零件，用于為拉伸和旋轉(zhuǎn)命令，許多零部件都是對稱的，所以為了節(jié)省時(shí)間，提高效率，通常用于指揮鏡特性。 一個(gè)完整的工程圖紙應(yīng)該包含以下 4 個(gè)方面。 一組視圖：一組視圖（包括視圖，剖面，斷面，局部視圖）是正確的，完整的，對各部分的結(jié)構(gòu)和形狀表達(dá)清楚。 尺寸：尺寸的確定和零件的形狀各部分的位置 技術(shù)要求：表明部分的一些要求必須在制造和檢驗(yàn)完成，如表面粗糙度， 尺寸公差，形位公差，材料和熱處理的方法和指標(biāo)。 標(biāo)題欄：注明產(chǎn)品名稱，材料，數(shù)量，拉伸比和拉伸，等。 單擊 [新建 ]圖標(biāo)以顯示新的文件系統(tǒng)， 件”對話框中，單擊“選項(xiàng)”對話框中的組件，你可以進(jìn)入裝配工作模式，進(jìn)行以后的設(shè)計(jì)工作。 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 20 結(jié)論 在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度，本文所設(shè)計(jì)的是載人三自由度三角形機(jī)器人的設(shè)計(jì)和研 究，通過初期的定題，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 21 致 謝 寫到這里，論文總算完結(jié)了，至此在論文完成之際，向我的導(dǎo)師表示由衷的感謝！真心的感謝我的導(dǎo)師這幾年來對我的諄諄教導(dǎo)，感謝我敬愛的老師，您不僅在學(xué)習(xí)學(xué)業(yè)上給我以精心的指導(dǎo)，同時(shí)還在思想給我以無微不至的關(guān)懷支持和理解，給予我人生的啟迪， 使我在順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)同時(shí)，也學(xué)到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標(biāo)。知道自己想要什么了，不再是從前那個(gè)愛貪玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，銳意創(chuàng)新的學(xué)術(shù)作風(fēng)，認(rèn)真加負(fù)責(zé)，公而忘私的敬業(yè)精神，豁達(dá)開朗的寬廣胸懷，平易近人。經(jīng)過近半年努力的設(shè)計(jì)與計(jì)算，查找了各類的載人三自由度三角形機(jī)器人的設(shè)計(jì)資料，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動(dòng)和開心。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因?yàn)槲易约阂呀?jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學(xué)四年來對所學(xué)知識的應(yīng)用和體 現(xiàn)。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個(gè)人能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多有用的知識，在此對所有關(guān)心我?guī)椭业谋磉_(dá)我由衷敬意，謝謝各位同學(xué)老師。 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 22 參考文獻(xiàn) [1]張福學(xué)編著 北京：電子工業(yè)出版社， 2000。 [2]何發(fā)昌著，邵遠(yuǎn)編著 北京：高等教育出版社， 1996。 [3]宋學(xué)義著 . 載人三自由度三角形機(jī)器人速查手冊 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [4]陳奎生著 . 氣與 氣壓傳動(dòng) . 武漢：武漢理工大學(xué)出版社， [5]國）有限公司 . 載人三自由度三角形機(jī)器人實(shí)用氣動(dòng)技術(shù) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 6]徐文燦著 . 載人三自由度三角形機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995。 [7]曾孔庚 發(fā)展趨勢 . 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用論壇。 [8]壽慶豐 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研究、設(shè)計(jì)和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和將來的需要。 機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn) ，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)；生產(chǎn)計(jì)劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計(jì)和制造工具、模具；確定勞動(dòng)定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運(yùn)；對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機(jī)械一般是由許多各有獨(dú)特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品 。 生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn) 。 銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個(gè)人、家庭 。 而且銷售量在社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況的影響下 ， 可能出現(xiàn)很大的波動(dòng)。因此，機(jī)械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機(jī)械工業(yè) 。 機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 24 修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 研究機(jī)械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費(fèi)方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機(jī)械工程的一項(xiàng)特別重要的任務(wù)，而且其重要性與日俱增。 機(jī)械工程分類 機(jī)械的種類繁多，可以按幾個(gè)不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動(dòng)力機(jī)械、物料搬運(yùn)機(jī)械、粉碎機(jī)械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械等；按工作原理可分為熱力機(jī)械、流體機(jī)械、仿生機(jī)械等。另外，機(jī)械在其研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)用等過程中都要經(jīng)過幾個(gè)工作性質(zhì)不同的階段 。 按這些不同階段，機(jī)械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個(gè)分支系統(tǒng)，如機(jī)械科研、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械運(yùn)用和維修等。 這些按不同方面分成的多種分支學(xué)科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機(jī)械工程可能分化成上百個(gè)分支學(xué)科。例如，按功能分的 動(dòng)力機(jī)械，它與按工作原理分的熱力機(jī)械、流體機(jī)械、透平機(jī)械、往復(fù)機(jī)械、蒸汽動(dòng)力機(jī)械、核動(dòng)力裝置、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)，以及與按行業(yè)分的中心電站設(shè)備、工業(yè)動(dòng)力裝置、鐵路機(jī)車、船舶輪機(jī)工程、汽車工程等 都 有復(fù)雜的交叉和重疊關(guān)系。船用汽輪機(jī)是動(dòng)力機(jī)械，也是熱力機(jī)械、流體機(jī)械和透平機(jī)械，它屬于船舶動(dòng)力裝置、蒸汽動(dòng)力裝置，可能也屬于核動(dòng)力裝置等等。 機(jī)械工程的發(fā)展歷程 人類成為 “現(xiàn)代人 ”的標(biāo)志就是制造工具。石器時(shí)代的各種石斧、石錘和木質(zhì)、皮質(zhì)的簡單粗糙的工具是后來出現(xiàn)的機(jī)械的先驅(qū)。從制造簡單工具演進(jìn)到制造由多個(gè)零件、部件 組成的現(xiàn)代機(jī)械，經(jīng)歷了漫長的過程。 幾千年前，人類已創(chuàng)制了用于谷物脫殼和粉碎的臼和磨，用來提水的桔槔和轆轤，裝有輪子的車，航行于江河的船及槳、櫓、舵等。所用的動(dòng)力，從人自身的體力，發(fā)展到利用畜力、水力和風(fēng)力。所用材料從天然的石、木、土、皮革，發(fā)展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷，制造陶瓷器皿的陶車，已是具有動(dòng)力、院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 25 傳動(dòng)和工作三個(gè)部分的完整機(jī)械。 人類從石器時(shí)代進(jìn)入青銅時(shí)代，再進(jìn)而到鐵器時(shí)代，用以吹旺爐火的鼓風(fēng)器的發(fā)展起了重要作用。有足夠強(qiáng)大的鼓風(fēng)器，才能使冶金爐獲得足夠高的爐溫，才能從礦石中煉得金屬。在中國， 公元前 1000～前 900 年就已有了冶鑄用的鼓風(fēng)器，并逐漸從人力鼓風(fēng)發(fā)展到畜力和水力鼓風(fēng)。 15～ 16 世紀(jì)以前，機(jī)械工程發(fā)展緩慢。但在以千年計(jì)的實(shí)踐中，在機(jī)械發(fā)展方面還是積累了相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)知識，成為后來機(jī)械工程發(fā)展的重要潛力。17 世紀(jì)以后，資本主義在英、法和西歐諸國出現(xiàn)，商品生產(chǎn)開始成為社會(huì)的中心問題。 18 世紀(jì)后期，蒸汽機(jī)的應(yīng)用從采礦業(yè)推廣到紡織、面粉、冶金等行業(yè)。制作機(jī)械的主要材料逐漸從木材改用更為堅(jiān)韌，但難以用手工加工的金屬。機(jī)械制造工業(yè)開始形成，并在幾十年中成為一個(gè)重要產(chǎn)業(yè)。 機(jī)械工程通過不斷擴(kuò) 大的實(shí)踐，從分散性的、主要依賴匠師們個(gè)人才智和手藝的一種技藝，逐漸發(fā)展成為一門有理論指導(dǎo)的、系統(tǒng)的和獨(dú)立的工程技術(shù)。機(jī)械工程是促成 18～ 19 世紀(jì)的工業(yè)革命，以及資本主義機(jī)械大生產(chǎn)的主要技術(shù)因素。 動(dòng)力是發(fā)展生產(chǎn)的重要因素。 17 世紀(jì)后期，隨著各種機(jī)械的改進(jìn)和發(fā)展，隨著煤和金屬礦石的需要量的逐年增加，人們感到依靠人力和畜力不能將生產(chǎn)提高到一個(gè)新的階段。 在英國，紡織、磨粉等產(chǎn)業(yè)越來越多地將工場設(shè)在河邊，利用水輪來驅(qū)動(dòng)工作機(jī)械。但當(dāng)時(shí)的煤礦、錫礦、銅礦 等 礦井中的地下水，仍只能用大量畜力來提升和排除。在這樣的生產(chǎn)需 要下， 18 世紀(jì)初出現(xiàn)了紐科門的大氣式蒸汽機(jī)，用以驅(qū)動(dòng)礦井排水泵。但是這種蒸汽機(jī)的燃料消耗率很高，基本上只應(yīng)用于煤礦。 17