機械開題報告
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機械開題報告（精選篇1）
題目：基于壓電陶瓷的機器人抑振系統(tǒng)設計
一、本課題的研究意義、研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
1、課題的來源和意義
機器人抑震系統(tǒng)的產(chǎn)生是為了解決因機器人在運動時產(chǎn)生有害震動的問題，為了滿足設計師把機械臂設計得更加靈巧，減小機械臂的重量的要求，導致機械臂的剛度減小，撓性增大，機械臂在高速運動時候產(chǎn)生有害而強烈的震動。壓電分流阻尼技術(shù)可以很好解決這個問題。
基于壓電陶瓷的機器人抑震系統(tǒng)設計的核心部分就是壓電分流阻尼技術(shù)，這個技術(shù)的主要元器件包括壓電陶瓷、電阻、電感，電阻和電感我們都很熟悉，這里我們著重了解一下壓電陶瓷這一電子元器件。
1880年皮埃爾?居里和雅克?居里兄弟發(fā)現(xiàn)電氣石具有壓電效應。1946年美國麻省理工學院絕緣研究室發(fā)現(xiàn)，某些材料在機械應力作用下，引起內(nèi)部正負電荷中心相對位移而發(fā)生極化，導致材料兩端表面出現(xiàn)符號相反的束縛電荷的現(xiàn)象，稱為壓電效應。具有這種性能的陶瓷稱為壓電陶瓷。
設計一種成熟的機器人抑震系統(tǒng)對機器人高效、準確的實現(xiàn)功能具有很大幫助。不能很好地控制機器人的震動，將會給機器人帶來很多危害，甚至無法實現(xiàn)功能。比如，空間站第一階段的裝配約需遙控機器人工作 47 小時，其中等待消除殘余振動的時間約占總時間的 20%-30%，高速激光切割機器人在運行過程中末段操作器加速度可達 3-5g，而軌跡精度卻要求在±0.2mm范圍內(nèi)，航天器的柔性附件在展開過程中誘發(fā)的振動可使航天器的姿態(tài)失穩(wěn)，一些系統(tǒng)的展開過程竟達 6-8 小時，需要如此長時間的原因是避免造成大的振動，因此，機器人抑震系統(tǒng)的研究對如何在提高速度，減小機械臂重量的同時保證精度、效率和可靠性十分必要。
2、 課題的研究現(xiàn)狀
隨著科技日新月異的發(fā)展，機器人在生活、生產(chǎn)以及航空航天領(lǐng)域的廣泛使用，使得對機器人抑震系統(tǒng)的研究顯得十分必要和有意義，機器人抑震系統(tǒng)的核心技術(shù)就是壓電分流阻尼技術(shù)20世紀90年代以來，壓電分流阻尼(shuntpiezoelectric
damping)技術(shù)在結(jié)構(gòu)振動與噪聲控制中的應用越來越引起專業(yè)研究者們關(guān)注。Hagood等首先提出了壓電分流阻尼的概念。該方法的基本原理是通過壓電式作動器把振動結(jié)構(gòu)的機械能轉(zhuǎn)換為電能，然后通過分流電路中的電阻把電能消耗掉。
基于壓電陶瓷的機器人抑震系統(tǒng)設計之所以被廣泛應用于機器人抑震系統(tǒng)中，是因為它有眾多其它機器人抑震系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢，其優(yōu)點主要集中于以下幾點：
1、原理簡單明了，易于理解
基于壓電陶瓷的機器人抑震系統(tǒng)的核心技術(shù)是壓電分流阻尼原理，就是利用震動引起壓電陶瓷的變形，從而產(chǎn)生電動勢，在分流阻尼電路中形成電流而發(fā)熱，實現(xiàn)了將機械能以熱能的形式消耗掉，達到抑震的作用。
2、結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小、無復雜電路
基于壓電陶瓷的機器人抑震系統(tǒng)有壓電陶瓷和分流阻尼電路兩部分組成，壓電陶瓷體積非常小，分流阻尼回路主要由導線、電阻和電感三部分組成，電感和電阻主要有串聯(lián)和并聯(lián)兩種，所以說，整個壓電陶瓷分流阻尼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常緊湊，占用空間也十分小，電路也很簡單。
3、自動化程度高
基于壓電陶瓷的機器人抑震系統(tǒng)只要設計無誤，正確安裝在需要抑震的機器上，即可實現(xiàn)抑制震動的功能，在實現(xiàn)抑震的過程中無需人工操作。
4、節(jié)能，不需要外接電源
基于壓電陶瓷的機器人抑震系統(tǒng)不需要外接電路驅(qū)動整個系統(tǒng)，十分節(jié)能，其只是將機器震動的機械能轉(zhuǎn)化成熱能，以達到抑制震動的目的。
5、工作穩(wěn)定，反應快
基于壓電陶瓷的機器人抑震系統(tǒng)無復雜的電路，而且不需要復雜的軟件處理傳感器采集的信號，抑制震動是將機械能通過電能轉(zhuǎn)化成熱能從而達到抑制震動的目的，這個速度十分迅速。
3、發(fā)展趨勢
柔性機械臂在震動的過程中不可避免產(chǎn)生彈性震動，對機器人柔性臂的振動抑制成為重要的研究課題，基于壓電陶瓷的機器人抑震的方法也在不斷地發(fā)展和優(yōu)化，有關(guān)發(fā)展趨勢主要有以下幾種：
1、對壓電陶瓷布置位置進行優(yōu)化設計，讓壓電陶瓷位于柔性臂的不同位置，進行抑制震動實驗，分析壓電陶瓷在不同位置時候的抑震時間和效果，選取ZUI合理的位置。
2、采用先進的控制器，工程領(lǐng)域廣泛使用的PID控制器就是對誤差信號進行比例、積分、微分等運算，并將其運算結(jié)果作用于受控對象，將壓電分流回路與PID控制器相結(jié)合，組成抑震效果更好的抑震系統(tǒng)。
3、為了更好地抑制低頻震動，采用主動控制方法，主動控制是將作動器和傳感器黏結(jié)或嵌入柔性機械臂中，并與控制器相連組成智能結(jié)構(gòu)機械臂，在一定的控制規(guī)律下，有作動器產(chǎn)生的作用力來抵消機械臂的震動能量。
4、震動控制更加智能，隨著科學技術(shù)，一種所謂的智能梁被提出，它指內(nèi)嵌或外貼有分布傳感器和分布作動器的柔性機械臂，通過這些材料產(chǎn)生的做動應變來實施震動控制。
二、研究方案及工作計劃
在機器人逐漸普及的今天，國內(nèi)外對機器人的研究投入也在迅速增加，對機器人的要求也越來越高，新一代機器人具有高速、重載、高精度、高的靈活性以及結(jié)構(gòu)簡單輕便的特點，尤其在機械臂重量方面，為了減輕機械臂的質(zhì)量和體積，如今在很多場合的機械臂都使用柔性機械臂，相對于剛性機械臂，柔性機械臂的剛度大大減小，這就給機器人在運動過程中帶來了振動，為了解決機器人在工作中的的振動問題，國內(nèi)外都有比較深入地研究，但是，機器人抑振系統(tǒng)的研究絕不是一朝一夕的事情，直到機器人發(fā)展到如今地步，關(guān)于機器人由于高速運動而帶來的振動問題依然值得研究人員去深入研究。
本課題將采用壓電分流阻尼技術(shù)，把振動的機械能轉(zhuǎn)化成電能，然后通過壓電分流阻尼回路以熱能的形式消耗掉，已達到抑振的效果，為了更好地達到抑振的效果，我們將把機械臂的結(jié)構(gòu)簡化成懸臂梁的模型，采用ANSYS有限元分析軟件，對模型的固有頻率進行測試，根據(jù)測試結(jié)果，對分流阻尼回路的電路進行優(yōu)化設計，使分流阻尼回路能夠在不同模態(tài)下對機械臂都能有很好的抑制振動的效果。為了更好的設計分流阻尼回路，本文設計了測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)測試了基于壓電陶瓷的機器人抑振系統(tǒng)在不同頻率和激勵強度下抑振系統(tǒng)的輸出參數(shù)。課題難點是對柔性機械臂建模并用ANSYS軟件對其進行模態(tài)分析，分流阻尼回路的優(yōu)化設計也是一個難點。對于這兩個難點首先ANSYS分析將采用簡化模型的方式解決;分流阻尼回路的優(yōu)化設計將采用加一個負阻抗變換器的方法，使其達到頻率自適應的功能。
三、工作計劃
第一 二周 完成開題報告
第三周 查找資料。選擇方案
第四周 完成方案的選擇
第五周 完成前言部分
第六周 進行框架設計，大體計算結(jié)果
第七周 選擇參考文獻，共十五篇，其中英文五篇，并選擇一篇翻譯
第八周 完成說明書的前半部分(草稿)
第九周 完成說明書的正文部分，并準備中期檢查報告
第十周 準備計算及軟件分析
第十一周 完成計算
第十二周 熟悉軟件
第十三周 完成軟件
第十四周 對設計進行完善
第十五周 完成說明書
第十六周 完成后期檢查，并進行修繕
第十七周 修改設計中的不足之處，準備答辯
第十八周 進行答辯
三、閱讀的主要參考文獻
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機械開題報告（精選篇2）
課題名稱： 理論力學創(chuàng)新應用ZME型多功能實驗臺單自由度振動系統(tǒng)的測試
一、選題的目的及意義：
科學和經(jīng)濟的發(fā)展，人才聘用的市場化，都對畢業(yè)生的實際能力提出了很高的要求。培養(yǎng)和訓練畢業(yè)生的應用所學知識的能力、分析及解決問題的能力、實踐動手能力和創(chuàng)新能力，是課題研究的基本目的。
機械振動是在日常生活和工程實際中普遍存在的一種現(xiàn)象，也是整個力學中ZUI重要的研究領(lǐng)域之一。機械振動指機器或結(jié)構(gòu)物在平衡位置附近所做的“往復運動”。在工程中，存在著很多振動現(xiàn)象。如飛行器與船舶的振動、機床與刀具的振動、各種動力機械的振動等。機械振動降低了機器的動態(tài)精度和性能，機械振動會使機器產(chǎn)生交變載荷，這將導致機器使用壽命的降低甚至釀成災難事故。共振現(xiàn)象是工程中需要研究的重要課題，在共振區(qū)內(nèi)振動都很強烈，會導致機器或結(jié)構(gòu)過大變形，造成破壞。因此有效地進行振動隔離或減振設計，消除和抑制振動的消極影響，是機械振動的一個主要研究方向之一。研究機械振動的意義體現(xiàn)在發(fā)展振動理論、防范有害振動和利用有益振動等方面。
機械工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度極大地影響整個國民經(jīng)濟的技術(shù)水平?，F(xiàn)代化的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等各個領(lǐng)域的發(fā)展要求設計出性能更好的機械設備，由此導致機械振動力學的發(fā)展和研究。研究機械振動學的理論與方法，解釋機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中各種復雜運動現(xiàn)象，實現(xiàn)大型復雜裝備振動與噪聲的有效控制，充分利用振動現(xiàn)象，是提升機械裝備性能的重要手段，而機械振動系統(tǒng)測試是研究機械振動的重要手段。
機械振動測試是研究和解決工程技術(shù)中許多動力學問題必不可少的手段，可以用來求解機械結(jié)構(gòu)的動力學參數(shù)：阻尼、固有頻率等。其目的：一是尋找振源，減少或消除被測量設備和結(jié)構(gòu)所存在的振動;二是測定結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)的動態(tài)特性以便改進結(jié)構(gòu)設計，提高抗震能力。
研究機械振動是防范有害振動的迫切要求。工程中有大量的振動問題需要人們研究、分析和處理，特別是現(xiàn)代機械產(chǎn)品向著高速化、精密化、輕型化、微型化和大型化等方向發(fā)展，使得振動問題更加突出，對防范振動提出了更高的要求。在高速化的機械產(chǎn)品設計中，為了滿足高速化機械產(chǎn)品的設計質(zhì)量，動力學分析方法從動態(tài)靜力分析發(fā)展到動力分析和彈性動力分析。例如，汽車的高速化推動了對整車振動和傳動系統(tǒng)振動與噪聲的研究等。在精密加工領(lǐng)域，機械振動是影響加工質(zhì)量和表面質(zhì)量的主要因素之一，嚴重時會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
研究機械振動是振動利用工程的迫切要求。在許多行業(yè)，振動機器和儀器已經(jīng)用來完成各種不同的工藝過程，如成形、篩分、整形、診斷等。電話機、諧振器、各部門使用的各種類型的振動機、醫(yī)療設備中的核磁共振、振動診斷技術(shù)等都是對振動原理的實際有利應用。對這些振動現(xiàn)象進行研究,找出其內(nèi)在規(guī)律,并進行有效的利用,則會對社會產(chǎn)生重大的社會效益與經(jīng)濟效益。目前振動利用工程學科取得了一系列研究成果，但仍然需要發(fā)展和開拓新的領(lǐng)域。
對機械振動的研究不僅有利于改善人們的生活環(huán)境和水平，也有助于提高機械設備的使用壽命，提高生產(chǎn)效率。正因如此，機械振動系統(tǒng)測試實驗在生產(chǎn)和科研等多方面都有著十分重要的作用。為了控制振動，將振動給人們帶來的危害降至ZUI低，就需要我們了解振動的特性和規(guī)律，對振動進行測試和研究。
許多工程實際振動系統(tǒng)夠可簡化為單自由度振動系統(tǒng)來研究，它是研究復雜振動系統(tǒng)的基礎(chǔ)。進行單自由度振動系統(tǒng)測試研究的ZUI終目的就是通過其來研究復雜振動，進行機械或結(jié)構(gòu)的振動分析和振動設計，來控制振動的危害，利用有益的振動，合理利用機械振動特性，創(chuàng)造性地設計動力機械，造福人類，也是為以后的進一步學習研究機械力學奠定良好的基礎(chǔ)。因此，研究單自由度振動系統(tǒng)振動具有很大的現(xiàn)實意義和應用前景。
二、國內(nèi)外機械振動理論的進展概況
(I) 機械振動概述：在機械動力學領(lǐng)域，機械振動理論是一個重要的研究方向，許多研究人員己經(jīng)進行了大量卓有成效的研究，并有許多成熟的理論技術(shù)己經(jīng)應用到實際中，出現(xiàn)了大量的優(yōu)秀的振動產(chǎn)品及技術(shù)成果。如機械表、光導纖維通信技術(shù)、醫(yī)用CT、振動診斷技術(shù)、振動輸送機、 振動篩、激振器及振動控制技術(shù)等。這些產(chǎn)品及技術(shù)主要應用于機械制造、地質(zhì)、能源化工、核工業(yè)、土木建筑、海洋、航空航天、交通運輸以及其它領(lǐng)域和各個技術(shù)部門。
對機械振動的研究起始于17世紀60年代對鐘擺微振動機理的探索。在隨后的兩個世紀中，梁和板等結(jié)構(gòu)件的振動是力學界研究的熱門。20世紀初，人們關(guān)心的機械振動問題主要集中在如何避免共振，因次，研究的重點是機械結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型的確定。在第二次工業(yè)革命中，電動機、發(fā)電機和汽輪機的出現(xiàn)，高速轉(zhuǎn)子引起的振動問題變得突出起來。20世紀60年代，線性振動基本理論已經(jīng)建立起來。20世紀30年代，機械振動的研究開始由線性振動發(fā)展到非線性振動。20世紀下半葉，非線性振動理論得到飛速發(fā)展。到20世紀中葉，線性離散系統(tǒng)的基本理論已經(jīng)建立起來。20世紀50年代以來，機械振動的研究從規(guī)則的振動發(fā)展到用概率和統(tǒng)計的方法才能描述其規(guī)律的隨機振動。
在ZUI近一個時期，科技工作者對許多非線性振動問題進行了深入研究，在定量研究或定性研究方面都提出了一些新的研究方法。特別是在近30年來，對混沌運動現(xiàn)象的揭示及對其展開的研究工作，被認為是當今科學領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn)和重要成就之一。此外，隨著自動控制理論和電子計算機技術(shù)的發(fā)展，也為多自由度系統(tǒng)的計算和非線性振動系統(tǒng)的研究提供了技術(shù)基礎(chǔ)，許多非線性振動問題可以借助數(shù)值計算與數(shù)值模擬方法予以解決使得非線性振動問題的解法向前推動了一大步。振動理論和實驗技術(shù)的發(fā)展，使振動分析成為機械設計中的一種重要工具。信號分析方法，尤其是快速傅立葉變換的出現(xiàn)成為現(xiàn)代振動測試、故障診斷技術(shù)的基礎(chǔ)。現(xiàn)代的振動測試技術(shù)是20世紀70年代以后隨著信號分析方法的出現(xiàn)而發(fā)展起來的。1988年，美國National Instruments公司提出了“軟件即儀器”的概念，開啟了虛擬儀器研究的先河。20世紀60-70年代專家系統(tǒng)出現(xiàn)，其首要目標就是用于基于振動檢測的故障診斷。振動主動控制技術(shù)的研究始于20世紀50年代末期，80年代后已經(jīng)進入蓬勃發(fā)展階段，不僅取得了豐富的理論研究成果，而且成功應用于航天、土木及車輛結(jié)構(gòu)的振動控制領(lǐng)域。
20世紀以來,迅猛發(fā)展的航空、航天、機械、車輛、船舶、土木、控制、通訊等工業(yè),促使人們對機械、結(jié)構(gòu)、電路中的振動現(xiàn)象進行深入研究。這使得線性時不變系統(tǒng)的振動理論形成了完整體系,非線性振動理論得到了很大發(fā)展,隨機振動、流固耦合振動、振動與噪聲控制、振動測量與系統(tǒng)建模、轉(zhuǎn)子動力學、包裝動力學等一批分支學科從無到有,形成了廣大工程師可用來解決問題的振動學。
目前，線性振動理論的研究已經(jīng)很成熟了，已經(jīng)建立了完整的理論體系，為非線性振動，甚至是混沌的研究奠定了基礎(chǔ)。非線性振動的研究工作已取得許多重要成果，并且已經(jīng)解決了理論上和工程應用方面的諸多問題。但是還有很多問題還沒有徹底解決。需要對其進行更深的研究。
國內(nèi)振動研究概況：早在戰(zhàn)國時期《莊子》就已經(jīng)明確記載了共振現(xiàn)象。20世紀60年代初期，國內(nèi)學者張阿舟同研究生聯(lián)名發(fā)表《頻率辨》論文，對單自由度粘性阻尼線性系統(tǒng)的各種特性頻率：固有頻率、自然頻率、(位移)振幅共振頻率和加速度振幅共振頻率作了精辟的分析，從理論上澄清了它們各自的含義和特定的界限。
我國學者陳予恕院士是非線性動力學及其工程應用在中國發(fā)展的主要代表。他和加拿大學者W.Langford在1988年提出了C-L方法可求出整個參數(shù)空間中的周期解。該方法的理論意義在于：統(tǒng)一了世界文獻對非線性參數(shù)激勵系統(tǒng)似乎矛盾的結(jié)果，建立起系統(tǒng)分岔解的拓撲結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)參數(shù)之間的全面聯(lián)系，從而突破了非線性振動理論發(fā)展的瓶頸。
我國學者朱位秋院士在1998年撰寫的專著是當代關(guān)于隨機振動的代表性著作之一。他關(guān)于非線性隨機振動的研究構(gòu)成了一個非線性隨機動力學與控制的Hamilton理論體系框架，為解決工程中一系列非線性隨機動力學與控制的關(guān)鍵問題提供了一整套全新而有效的理論方法。張廣軍等通過雙穩(wěn)Duffing 振子的隨機共振及其矩方程的分岔之間的關(guān)系研究了隨機共振的機制。
1999年，我國學者劉世齡、張佑啟、陳樹輝和徐兆四人提出了“強非線性振動的增量諧波平衡法和推廣的攝動方法”。謝建華等建立了兩自由度含間隙振動系統(tǒng)對稱周期碰撞運動的Poincare映射方程。張?zhí)靷b等在同步振動系統(tǒng)耦合效應研究中導出了系統(tǒng)形成同步的耦合條件，給出了振動同步系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)設計和選擇的工程方法。
(II)單自由度振動系統(tǒng)：任何一個實際的振動系統(tǒng)都是無限復雜的，為了能對之進行分析，一定要加以簡化，并在簡化的基礎(chǔ)上建立合適的力學模型。在簡化模型中，振動體的位置或形狀只需用一個獨立坐標來描述的系統(tǒng)稱為單自由度系統(tǒng)。
單自由度系統(tǒng)是ZUI簡單、ZUI基本的振動系統(tǒng)。其重要性，一方面在于在很多實際問題都可簡化成一個單自由度系統(tǒng)，從而直接利用對這種系統(tǒng)的研究成果來解決問題;另一方面在于它具有一般振動系統(tǒng)的一些基本特性，是多自由度系統(tǒng)和連續(xù)系統(tǒng)乃至非線性系統(tǒng)振動理論和方法的基礎(chǔ)。在理論分析中，利用它的直觀、簡單，可以把握振動系統(tǒng)的許多基本性質(zhì)。
以彈簧一質(zhì)量系統(tǒng)為力學模型，如圖1所示，對研究單自由度系統(tǒng)的振動有著非常普遍的實際意義，因為工程上有許多問題通過簡化，用單自由度系統(tǒng)的振動理論就能得到滿意的結(jié)果。而同時對多自由度系統(tǒng)和連續(xù)系統(tǒng)的振動，在特殊坐標系中考察時，顯示出與單自由度系統(tǒng)類似的性態(tài)。因此，揭示單自由度振動系統(tǒng)的規(guī)律、特點，為進一步研究復雜振動系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。
1.單自由度系統(tǒng)的無阻尼自由振動：是以正弦或余弦函數(shù)或統(tǒng)稱為諧波函數(shù)表示的，以其靜平衡位置為振動中心的簡諧振動。
式(1)就是無阻尼自由振動的微分方程，是二階常系數(shù)線性齊次方程。
系統(tǒng)周期： (2)
系統(tǒng)頻率： (3)
系統(tǒng)固有頻率： (4)
2.單自由度系統(tǒng)的有阻尼自由振動：在自由振動中，物塊除受恢復力的作用外，還受到阻力的作用，振動過程中的阻力通稱阻尼。產(chǎn)生阻尼的因素比較多，例如在流體介質(zhì)中運動時，會產(chǎn)生介質(zhì)的粘性阻尼(如空氣阻尼、油的阻尼)等，總是有能量的散逸，系統(tǒng)不可能持續(xù)作等幅的自由振動，而是隨著時間的推移振幅將不斷減小。這種自由振動叫做有阻尼自由振動。有阻尼自由振動固有頻率： 。有阻尼自由振動周期： ，阻尼自由振動的周期大于無阻尼自由振動的周期。
3.單自由度系統(tǒng)的受迫振動：在持續(xù)的外部激勵作用下所產(chǎn)生的振動稱為受迫振動。自由振動成分在阻尼作用下迅速衰減，振動的頻率ZUI終取決于激勵的頻率。受迫振動包含瞬態(tài)振動和穩(wěn)態(tài)振動，在振動開始一段時間內(nèi)所出現(xiàn)的隨時間變化的振動，稱為瞬態(tài)振動。經(jīng)過短暫時間后，瞬態(tài)振動消失。系統(tǒng)從外界不斷地獲得能量來補償阻尼所耗散的能量，因而能夠作持續(xù)的等幅振動，這種振動的頻率與激勵頻率相同，稱為穩(wěn)態(tài)振動。
4.單自由度系統(tǒng)的自激振動：自激振動指在非線性振動中，系統(tǒng)只受其本身產(chǎn)生的激勵所維持的振動。自激振動系統(tǒng)本身除具有振動元件外,還具有非振蕩性的能源、調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)和反饋環(huán)節(jié)。因此，不存在外界激勵時它也能產(chǎn)生一種穩(wěn)定的周期振動，維持自激振動的交變力是由運動本身產(chǎn)生的且由反饋和調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)所控制。自激振動的頻率基本上取決于系統(tǒng)的固有特性。自激振動與初始條件無關(guān)，其頻率等于或接近于系統(tǒng)的固有頻率。如飛機飛行過程中機翼的顫振、鐘表擺的擺動和琴弦的振動都屬于自激振動。
自激振動特征：
(1)振動過程中，存在能量的輸入與耗散，因次其為非保守系統(tǒng);
(2)能源恒定，能量的輸入僅受運動狀態(tài)，即振動系統(tǒng)的位移和速度的調(diào)節(jié)，因次其不含時間變量，為自治系統(tǒng);
(3)振動的特征量，如頻率和振幅，由系統(tǒng)的物理參數(shù)確定，與初始條件無關(guān);
(4)自治的線性系統(tǒng)只能產(chǎn)生衰減自由振動，吳耗散時也只能產(chǎn)生振幅由初始條件確定的等幅自由振動，因次自振系統(tǒng)為非線性系統(tǒng);
(5)自激振動的穩(wěn)定性取決于能量的輸入與耗散的相互關(guān)系。
機械振動主要研究內(nèi)容及方向
1、機械振動研究的內(nèi)容及方向
(1)確定系統(tǒng)的固有頻率，預防共振的發(fā)生。隨著機械設備性能的高速重載化和結(jié)構(gòu)、材質(zhì)的輕型化，導致現(xiàn)代機械的固有頻率下降，而激勵頻率上升。因次，有可能使得機器的運轉(zhuǎn)速度進入或接近機械的“共振區(qū)”，引發(fā)強烈的共振，從而破壞機械的正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以對高速機械裝置均應進行共振驗算，避免共振事故的發(fā)生。
(2)計算系統(tǒng)的動力響應，以確定機械或結(jié)構(gòu)受到的動載荷或振動的能量水平。傳統(tǒng)機械設計方法中，對機械運動分析與載荷計算是建立在剛性假定的基礎(chǔ)上，按照靜力學或剛體動力學方法進行的分析設計，此種方法面臨現(xiàn)代機械輕型高速化趨勢的挑戰(zhàn)。而現(xiàn)代化機械設計方法正由靜態(tài)設計向動態(tài)設計過度，考慮到機械結(jié)構(gòu)的彈性分析機械振動載荷。
(3)研究平衡、隔振和消振方法，消除振動的影響?，F(xiàn)代機器與儀器的重要特征之一就是高速和精密。高速容易導致振動，而精密設備卻往往對自身與外界的振動有極為嚴格的限制。因次，對機械的減振、隔振技術(shù)提出了越來越高的要求。所以，隔振設備的設計、選用與配置、減振措施的采用也是機械動力系統(tǒng)研究的任務之一。
(4)研究自激振動及其他不穩(wěn)定振動產(chǎn)生的原因，從而有效地加以控制。自激振動是一種恒定頻率和恒定振幅的周期運動，與其他受周期性外作用激勵的振動有本質(zhì)區(qū)別。自激振動是有能源支持的非線性自治系統(tǒng)各個單元相互作用形成的穩(wěn)態(tài)周期運動，是此類系統(tǒng)平衡狀態(tài)失穩(wěn)后的一種終極狀態(tài)，描述其運動規(guī)律的數(shù)學模型都是非線性自治方程。對自激振動的研究必須解決兩個基本問題：如果自激振動是需要的，就要研究如何得到所需頻率、功率和波形的振動;如果自激振動是有害的，就要研究如何設法消除它。解決問題的關(guān)鍵在于相位關(guān)系和能量平衡。
(5)進行振動診斷，分析事故產(chǎn)生的原因及控制環(huán)境噪聲。機械故障診斷理論與技術(shù)在世界范圍內(nèi)受到學術(shù)界和工業(yè)界的日益廣泛關(guān)注。在各種故障診斷技術(shù)中，基于振動分析判斷機械工作狀態(tài)、識別故障類型和位置、預測故障趨勢的振動診斷方法占據(jù)著主導地位。振動診斷涉及兩類基本問題，即故障分析與故障診斷。機械故障診斷，就是通過檢測、提取、利用機械系統(tǒng)進行運行中所產(chǎn)生的相關(guān)信息，識別其技術(shù)狀態(tài)，確定故障的性質(zhì)，分析故障產(chǎn)生的原因，尋找故障部位，預報故障的發(fā)展趨勢，并提出相應的對策。
(6)振動技術(shù)的利用。作為一種自然現(xiàn)象，振動存在著有利的一面，也存在著有害的一面。對于振動問題的研究，一方面要充分利用振動現(xiàn)象為人類造福，如振動破碎、振動送料等都是振動正向應用的實例;另一方面，要系統(tǒng)分析機械設備止逆閥的振動機理，研究隔振和減振措施。
機械振動存在的理論與技術(shù)問題
1、機械振動理論在近年來雖然得到迅速發(fā)展，但仍有大量理論與技術(shù)問題等待人們?nèi)パ芯亢吞剿鳎?/p>
(1)關(guān)于振動理論方面，目前線性振動理論發(fā)展較為完備，但非線性振動理論還有許多問題尚需解決。工程上的非線性問題常常采用簡化的線性性化處理，或在計算機上進行分段線性化處理。在這方面有待于進一步探索。
(2)乘坐振動力學。一般固定式機械有較為規(guī)律的激勵，研究較為成熟。為對于交通機械，如汽車、工程機械、艦船等，則受到的外界激勵往往是隨機激勵，需要根據(jù)載荷譜來進行分析。因此對于這類機械的整體結(jié)構(gòu)設計，懸架設計、座椅設計以及隔振與減振設計等方面引入隨機振動理論，是一個廣闊與重大的課題。
(3)計算機應用于動態(tài)模擬。動態(tài)模擬是在計算機上顯示機械在各種參數(shù)與條件下的動態(tài)性能，從而實現(xiàn)在設計階段預測與控制機械的動態(tài)特性，進而取代樣機的中間試驗，大大降低機器的成本與試制周期。
(4)振動疲勞機理的研究。許多機械零部件的疲勞破壞是因振動產(chǎn)生的。如何把振動理論與疲勞強度理論結(jié)合起來，是一個新的課題。
(5)有關(guān)測試技術(shù)理論、故障診斷理論，以及實用、有效、廉價的測試、診斷設備與技術(shù)研究，距離生產(chǎn)急需尚有相當距離。
(6)流固耦合振動是指流體流過固體時會激發(fā)振動，而固體的振動又會反過來影響流場與流態(tài)，從而改變振動的形態(tài)。工程上這類問題很多，如導線舞動、卡門渦振動、軸承油膜振蕩等，在學術(shù)上也是一個嶄新的分支，是一個急待研究與發(fā)展的領(lǐng)域。
三、課題的主要設計內(nèi)容：
本課題主要設計單自由度振動系統(tǒng)測試，除了實驗計算出系統(tǒng)的固有頻率，還觀察了解自由振動和自激振動的現(xiàn)象和特點，比較它們的不同之處。首先是緒論部分，提出了論文的研究背景和意義，機械振動理論的研究現(xiàn)狀，并且對相關(guān)的文獻進行綜述;接著對理論力學ZME-1多功能實驗臺進行了概述，敘述了理論依據(jù)，研究方法等。本次畢業(yè)設計的主要任務是：理論力學創(chuàng)新應用多功能實驗臺單自由度振動系統(tǒng)測試的完整設計及其相關(guān)計算以及繪圖。主要設計內(nèi)容如下：
1、理論力學ZME-1多功能實驗臺單自由度振動系統(tǒng)測試總體設計方案的分析與確定
2、單自由度振動系統(tǒng)測試實驗方法的選擇與實驗裝置
3、振動系統(tǒng)力學建模與實驗原理
4、實驗內(nèi)容(自由振動和自激振動)及過程指導
5、實驗數(shù)據(jù)分析、計算及總結(jié)
6、確定計算單自由度振動系統(tǒng)的剛度及固有頻率參數(shù)，并完成設計和繪圖工作
7、設計總結(jié)，外文翻譯。
四、擬采用如下研究手段來完成此課題
首先，采用調(diào)研法，了解本課題。有計劃、有目的通過網(wǎng)上和圖書館收集、閱讀有關(guān)參考資料;了解國內(nèi)外有關(guān)振動系統(tǒng)研究的ZUI新成果和單自由度振動系統(tǒng)測試的原理、內(nèi)容等，并對搜集到的大量資料進行分析、綜合、比較、歸納，了解單自由度振動系統(tǒng)測試的原理、方法、存在的問題等，聽取老師的意見，克服其中的技術(shù)問題，理論計算與實驗數(shù)據(jù)比較，并寫出開題報告。
綜合上述收集到的相關(guān)資料、看到的此類實驗以及設計任務書的具體要求，制定出初步的整體設計方案。
分析設計方案的優(yōu)缺點，經(jīng)指導老師指導后確定ZUI終設計方案。
根據(jù)設計任務書提供的主要技術(shù)參數(shù)及有關(guān)資料，設計實驗原理方法、實驗內(nèi)容、實驗步驟、實驗分析，實驗數(shù)據(jù)等主要參數(shù)。
完成全部圖紙設計繪制和設計說明書的撰寫工作，并提供給指導老師審閱。
進一步修改，并ZUI后成文完成全部設計工作，交給指導老師審閱定稿。
課題研究的條件：在我們學校現(xiàn)有的力學實驗室，建立高壓輸電線單自由度振動系統(tǒng)模型，在ZME-1型多功能實驗臺上測試系統(tǒng)的變形，進而計算出系統(tǒng)的剛度和固有頻率。
五、課題研究的理論依據(jù)、預期結(jié)果
1、理論依據(jù)：
1)、建立的高壓輸電線單自由度振動系統(tǒng)模型。系統(tǒng)在不同砝碼下拉下，會產(chǎn)生不同靜變形。系統(tǒng)平衡時： 可求出系統(tǒng)等效剛度 (W是模擬高壓輸電線的半圓形模型的重量， 是系統(tǒng)的靜變形)。則由 可計算出系統(tǒng)的固有頻率。
2)、對實驗室提供的自激振動系統(tǒng)模型的半圓形模型吹以與模型豎向振動方向垂直的氣流，在模型后面的氣流形成帶有間隙漩渦的流線，即不連續(xù)的卡門漩渦。當漩渦頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近時，會造成共振，即自激振動。
調(diào)整不同電壓，可改變轉(zhuǎn)速及風速，造成系統(tǒng)振幅不同，用相應的測量工具可測出轉(zhuǎn)速、風速及振幅。同時還可觀察自激振動現(xiàn)象，系統(tǒng)會劇烈振動。
2、預期結(jié)果：1)、系統(tǒng)在不同砝碼下拉下，會產(chǎn)生不同變形，由此計算出的系統(tǒng)等效剛度，繼而可以計算出系統(tǒng)固有頻率。2)、隨著電壓的不同，則風機轉(zhuǎn)速會不同，風速也不同，造成系統(tǒng)振幅亦不同。通過記錄風速和振幅，畫出振幅與風速間的關(guān)系曲線圖，可以得到自激振動的振幅與風速之間的關(guān)系?？梢杂^察分析自激振動與自由振動和受迫振動的區(qū)別。
六、完成課題所需工作條件(如工具書、實驗、計算機等)及解決辦法
1、工作條件
1)工具書：單自由度振動系統(tǒng)及其測試相關(guān)資料及書籍;
2)實驗：校內(nèi)的力學實驗室，理論力學ZME-1型多功能實驗臺。
3)計算機：自己購買
2、解決辦法
1)通過網(wǎng)上和校內(nèi)圖書館獲得工具書;
2)實驗可以在校內(nèi)的力學實驗室里做，自己購買的計算機。
七、畢業(yè)設計(論文)進度計劃
本畢業(yè)設計的階段劃分與進度安排如下：
第一階段：第1 周～第2周 知識準備，收集資料，撰寫開題報告;
第二階段：第3 周～第5周 撰寫總論，制訂畢業(yè)設計計劃，外文翻譯;
第三階段：第6 周～第7周 擬出初步設計方案，確定總體結(jié)構(gòu)方案設計;
第四階段：第8 周～第12周 主要的設計計算及繪圖;
第六階段：第13 周 整理撰寫說明書;
第七階段：第14周～第15周 審查并修改說明書，準備答辯;
第八階段：第16周 上交畢業(yè)設計資料及答辯;
八、參考文獻
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機械開題報告（精選篇3）
一、選題依據(jù)
1.論文(設計)題目
盤套類零件的數(shù)控車削加工程序編制與加工仿真。
2.研究領(lǐng)域
數(shù)控加工，數(shù)控編程，數(shù)控技術(shù)。
3.論文(設計)工作的理論意義和應用價值
隨著網(wǎng)絡通訊的普及化、信息處理的智能化、多媒體技術(shù)的實用化，數(shù)控技術(shù)的普及應用越來越廣泛，越來越深入，數(shù)控技術(shù)正向著開放、集成、智能和標準化的方向發(fā)展。我國現(xiàn)在處于發(fā)展中，發(fā)展工業(yè)，離不開數(shù)控加工。由于數(shù)控加工的自動化程度高、生產(chǎn)效率高、加工質(zhì)量穩(wěn)定、易于建立計算機通訊網(wǎng)絡等，因此現(xiàn)階段研究盤套類零件的數(shù)控車削加工對我國的工業(yè)發(fā)展有著很高的實用價值。
二、此次課題的目的要求我們不僅要熟悉數(shù)控技術(shù)，還要對其程序編制、加工仿真等一系列操作有所了解，更與生產(chǎn)實習相聯(lián)系，還應用到CAD/CAXA制圖軟件，讓我們對基礎(chǔ)知識有更深一步的了解。
4.目前研究的概況和發(fā)展趨勢
20世紀人類社會ZUI偉大的科技成果是計算機的發(fā)明與應用，計算機及控制技術(shù)在機械制造設備中的應用是世紀內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的ZUI重大的技術(shù)進步。自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已經(jīng)歷了50個年頭。數(shù)控設備包括：車、銑、鏜、磨、沖壓、加工中心、電加工以及各類專機，形成龐大的數(shù)控制造設備家族，每年全世界的產(chǎn)量有10～20萬臺，產(chǎn)值上百億美元。
我國數(shù)控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展的階段，許多機床廠從傳統(tǒng)產(chǎn)品實現(xiàn)向數(shù)控化產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型。但總的來說，技術(shù)水平不高，質(zhì)量不佳，所以在90年代初期面臨國家經(jīng)濟由計劃性經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)移調(diào)整，經(jīng)歷了幾年ZUI困難的蕭條時期，那時生產(chǎn)能力降到50%，庫存超過4個月。從1995年“九五”以后國家從擴大內(nèi)需啟動機床市場，加強限制進口數(shù)控設備的審批，投資重點支持關(guān)鍵數(shù)控系統(tǒng)、設備、技術(shù)攻關(guān)，對數(shù)控設備生產(chǎn)起到了很大的促進作用，尤其是在1999年以后，國家向國防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設備制造市場一派繁榮。從8月份的上海數(shù)控機床展覽會和4月北京國際機床展覽會上，也可以看到多品種產(chǎn)品的繁榮景象。
數(shù)控技術(shù)的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應用領(lǐng)域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面。①高速高精高效化、②柔性化、③工藝復合性和多軸化、④實時智能化、⑤數(shù)字化、⑥集成化等。
綜上所述，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展是與現(xiàn)代計算機技術(shù)、電子技術(shù)發(fā)展同步的，同時也是根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展的需要而發(fā)展的?，F(xiàn)在數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成熟，發(fā)展將更深更廣更快。未來的CNC系統(tǒng)將會使機械更好用，更便宜。
二、論文(設計)研究的內(nèi)容
1.重點解決的問題：
(1)編寫車削加工程序。
(2)運用仿真軟件進行數(shù)控加工模擬。
2.擬開展研究的幾個主要方面(論文寫作大綱或設計思路)：
(1)分析盤套類圖樣。
(2)明確零件的加工方案，制定加工工藝路線。
(3)對工件進行三維造型。
(4)選擇機床、加工方式、刀具等。
(5)生成刀具軌跡及加工程序。
(6)軌跡仿真及加工程序的修改。
3.本論文(設計)預期取得的成果：
能熟練運用所學知識對零件圖進行分析，聯(lián)系生產(chǎn)實習中所學的知識制定加工路線，掌握其加工工藝及方法并對其進行編程。能用仿真軟件模擬加工，學會機床的操作步驟。查找各類相關(guān)資料，學會使用各類手冊，制訂出一套加工方案，完成編程，提交說明說。
三、論文(設計)工作安排
1.擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設計參數(shù))：
(1)通過實習調(diào)研等取得工件圖紙，查閱中外文文獻。
(2)根據(jù)圖紙，明確工件的技術(shù)要求和加工特點。
(3)運用所學知識，制定工件的加工工藝。
(4)根據(jù)分析圖紙的技術(shù)要求和特點，利用CAXA對工件進行三維造型。
(5)制定工件數(shù)控加工方案、機床選擇、刀具的走刀路徑、切削用量。
(6)利用CAXA生成刀具軌跡，生成工件的加工程序。
(7)利用仿真軟件進行模擬加工并對加工程序修改。
2.論文(設計)進度計劃：
第1—4周：收集、閱讀、整理、翻譯相關(guān)文獻資料，了解國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，了解要設計工件的內(nèi)容，并撰寫開題報告;
第5—6周：對工件進行重點分析，了解工件結(jié)構(gòu)，明確工件的加工方案，初步制定加工工藝路線，利用AutoCAD，CAXA分別進行二維、三維造型;
第7—9周：利用CAXA軟件完成編程、生成刀具軌跡和G代碼;
第10—13周：利用仿真軟件進行刀具軌跡仿真與G代碼修改;
第14—15周：整理設計說明書;
第16周：準備答辯。
四、文獻查閱及文獻綜述
參考文獻
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機械開題報告（精選篇4）
1、課題名稱：數(shù)控銑床及加工中心產(chǎn)品設計
2、選題理由
制造技術(shù)是各國經(jīng)濟競爭的重要支柱之一，經(jīng)濟的成功在很大程度上得益于先進的制造技術(shù)，而機床是機械制造技術(shù)重要的載體，它標志著一個國家的生產(chǎn)能力和技術(shù)水平。機床工業(yè)是國民經(jīng)濟的一個重要先行部門，擔負這為國民經(jīng)濟各部門提供現(xiàn)代化技術(shù)裝備的任務，以1994年為例，全世界基礎(chǔ)的消費額達261.7億美元。其中美國的消費額56億美元、中國33.6億美元。所以，在我國國民經(jīng)濟建設中，機床工業(yè)起著重要的作用。然而在機械制造業(yè)中，大批大量生產(chǎn)時采用專用機床、組合機床、專用自動線等并配以相應的工裝，這些設備的初期投資費用大、生產(chǎn)準備時間長，并且不適應產(chǎn)品的更新?lián)Q代。單件小批生產(chǎn)時，由于產(chǎn)品多變而不宜采用專用機床，特別是在國防、航空、航天和深潛的部門，其零件的精度要求非常高，幾何形狀也日趨復雜，且改型頻繁，生產(chǎn)周期短，這就要求迅速適應不同零件的加工。書空機床就是在這樣的背景下產(chǎn)生和發(fā)展起來的一種新型自動化機床，它較好的解決了小批量、品種多變化、形狀復雜和精度高的零件的自動化加工問題。隨著計算機技術(shù)，特別是微型計算機技術(shù)的發(fā)展及其在數(shù)控機床上的應用，機床數(shù)控技術(shù)正從普通數(shù)控向計算機數(shù)控發(fā)展。一個國家數(shù)控機床的擁有量(相對值)，標志著這個國家機械制造業(yè)的現(xiàn)代化程度。數(shù)控銑床和加工中心因其特有的加工方式及其加工范圍廣在數(shù)控機床中占有重大的比例，因此研究《數(shù)控銑床及加工中心產(chǎn)品設計》具有重大意義。
3、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
當今世界，工業(yè)發(fā)達國家對機床工業(yè)高度重視，競相發(fā)展機電一體化、高質(zhì)量、高精、高效、自動化先進機床，以加速工業(yè)和國民經(jīng)濟的發(fā)展。長期以來，歐、美、亞在國際市場上相互展開激烈競爭，已形成一條無形戰(zhàn)線，特別是隨微電子、計算機技術(shù)的進步，數(shù)控機床在20世紀80年代以后加速發(fā)展，各方用戶提出更多需求，早已成為四大國際機床展上各國機床制造商競相展示先進技術(shù)、爭奪用戶、擴大市場的焦點。中國加入WTO后，正式參與世界市場激烈競爭，今后如何加強機床工業(yè)實力、加速數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實是緊迫而又艱巨的任務。數(shù)控機床出現(xiàn)至今的50年，隨科技、特別是微電子、計算機技術(shù)的進步而不斷發(fā)展。美、德、日三國是當今世上在數(shù)控機床科研、設計、制造和使用上，技術(shù)ZUI先進、經(jīng)驗ZUI多的國家。
例如：在19世紀初時是1mm級，到20世紀初時提高到了0.01mm級。而近30年來，普通機械加工的精度已從0.01mm提高到0.005mm級，精密加工的精度已從1um級提高到0.02um級，超精密加工的精度已從0～0.01um級進入納米級。在表面粗糙度方面，日本用螢光碳素泡沫拋光劑和細微SiO2粉末拋光工作，成功獲得了小于0.0005um的表面粗糙度。過去們只注意表面粗糙度、波度和紋理等表面特征，忽視了表面之下0.38mm范圍內(nèi)的內(nèi)部效應，即次表面效應對零件可靠性的影響。這方面尚需深入研究，采取相應措施，方能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命及可靠性。
中國於1958年研制出第一臺數(shù)控機床，發(fā)展過程大致可分為兩大階段。在1958～1979年間為第一階段，從1979年至今為第二階段。第一階段中對數(shù)控機床特點、發(fā)展條件缺乏認識，在人員素質(zhì)差、基礎(chǔ)薄弱、配套件不過關(guān)的情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳，無法用於生產(chǎn)而停頓。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實事求是的科學精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、臺灣省共11國(地區(qū))引進數(shù)控機床先進技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解決了可靠性、穩(wěn)定性問題，數(shù)控機床開始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。在20余年間，數(shù)控機床的設計和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓一批設計、制造、使用和維護的人才;通過合作生產(chǎn)先進數(shù)控機床，使設計、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進技術(shù)的差距;通過利用國外先進元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行設計及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動加工的數(shù)控機床，供應國內(nèi)市場的需求，但對關(guān)鍵技術(shù)的試驗、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術(shù)支撐，不能獨立發(fā)展，基本上處於從仿制走向自行開發(fā)階段，與日本數(shù)控機床的水平差距很大。存在的主要問題包括：缺乏象日本“機電法”、“機信法”那樣的指引;嚴重缺乏各方面專家人才和熟練技術(shù)工人;缺少深入系統(tǒng)的科研工作;元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套;企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。
4研究內(nèi)容：
1.按圖紙要求制定真確的工藝方案
2.選擇合理的刀具和切削工藝參數(shù)
3.編寫數(shù)控加工程序
5、研究方法：
首先閱讀大量相關(guān)文獻資料，教材及新聞背景資料，包括機械制造的原理及方法，質(zhì)量管理應用，數(shù)控機床現(xiàn)有技術(shù)水準，國際水平探討方面的書籍，報刊。以了解可靠性的內(nèi)容，質(zhì)量管理的概況和數(shù)控機床領(lǐng)域的基本知識體系。然后通過調(diào)研，進一步了解企業(yè)現(xiàn)狀及需求。接下來進行分析與設計。確定數(shù)據(jù)來源的真實準確。再進行系統(tǒng)設計
由于現(xiàn)有設備所采用的是分析設計方法，因此可以首先對原有設備進行適當?shù)臏y試與調(diào)試，然后使用快速原型方法來提高加工質(zhì)量，等得到企業(yè)有效的反饋信息后再可以考慮用統(tǒng)計分析法和棕合法進行接下去的再分析，再設計
6、進展按排：
1、準備階段(12月15日～12月30日)。搜集有關(guān)資料，準備參考資料
2、完成開題報告及論文大綱交老師批閱(1月1日～1月15日)
3、依據(jù)論文大綱完成論文一稿交老師批閱(1月16日～3月10日)
4、完成論文二稿交老師批閱(3月11日～4月10日)
5、完成三稿(4月11日～4月30日)
6、完成相關(guān)論文簡介、答辯提綱，準備答辯階段(5月1日～5月10日)
7、畢業(yè)設計答辯階段(5月中旬)
7、主要參考資料：
1、周昌治，楊忠鑒，趙之淵，陳廣凌，機械制造工藝學，重慶大學出版社出版，12月第6次印刷。
2、張麗華，馬立克，數(shù)控編程與加工技術(shù)，大連理工大學出版社，7月第2版
3、楊建明，數(shù)控加工工藝與編程，北京理工大學出版社，4月第3次印刷
4、呂天玉，宮波，公差配合與測量技術(shù)，大連理工大學出版社，7月第3次印刷
5、高波，機械制造基礎(chǔ)，大連理工大學出版社，8月第1次印刷
6、黃鶴汀，王芙蓉，金屬切削機床(上冊)，機械工業(yè)出版社，7月第1版第10次印刷
機械開題報告（精選篇5）
院(系)名稱：機電工程系
專業(yè)名稱：機電一體化
年級：09機電三班
學生姓名：夏__
學號：______
指導教師姓名：袁__
設計題目：電梯控制系統(tǒng)的PLC原理圖及梯形圖設計
電梯的國內(nèi)外研究動向及意義
從1887年美國奧的斯公司制造出世界上第一臺電梯，到中國ZUI早的一部電梯在上海出現(xiàn)，電梯行業(yè)在中國迅速發(fā)展，由此電梯變成了高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉庫等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。隨著社會的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多，對電梯也提出了更高的要求。
隨著科技的進步，電梯也更加安全、舒適。然而，人們的追求并沒有就此停止下來，仍在不斷地進行研究改進。21世紀開始國際開始強調(diào)“綠色”，綠色和平，綠色天然，綠色和諧。電梯是載人的機電設備，要實現(xiàn)綠色，也就是強調(diào)電梯更舒適、更安全地為人類的生產(chǎn)和生活服務，強調(diào)電梯與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。
目前意義上的“綠色”，一般是強調(diào)“天然”的一面，強調(diào)與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。電梯屬于純粹的工業(yè)產(chǎn)品，其天然性應表現(xiàn)為對環(huán)境影響的盡可能小，與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，以及電梯本身的人性化。這也應是綠色電梯的發(fā)展方向。
(1)智能化。我們這所說的智能化電梯是傳統(tǒng)的人工智能是無法勝任的。傳統(tǒng)的智能控制是一種技術(shù)的事先安排，說到底是一種程序控制，是一種周期性的系統(tǒng)自動控制，實際上還算不上智能。而真正的智能電梯應更具人性化特點，不僅具有傳統(tǒng)的人工智能的所有優(yōu)點，而且還有傳統(tǒng)的人工智能無法比擬的東西，具有動念和隨機處理各種問題的能力，諸如能根據(jù)轎廂內(nèi)的情況和各層的候梯信息，自動地制定每次的運動速度和停車政策;自動選擇運動方面;雙向語音交流;到達目的層的語音提示等，讓乘客有更多的主動性，使大樓交通運輸實現(xiàn)真正的人機對話。智能化要求電梯有自動安全檢測功能，讓電梯自己能夠檢測到電梯的故障所在，并及時報警予以排除。
(2)安全。運行安全是電梯的根本和關(guān)鍵?？梢哉f，電梯的全部其他工作都是以此為中心展開的，使電梯安全運行更有保障。運行安全不僅要消除電梯啟動時較強的電磁輻射，使用安全材料和運行穩(wěn)定，而且要有一種良好的視覺效果，讓每一位乘客在寬敞、明亮轎廂內(nèi)有安全、舒適的好心情。同時，電梯運行安全也要求電梯在運行中發(fā)生故障時，不但要使乘客容易與外界溝通聯(lián)系，而且電梯本身應當能自動播放讓乘客感到放松的音樂，徹底消除產(chǎn)生緊張不安的情緒。當小孩和老人乘坐時，電梯對他們應給予一種如同家人般的照顧，不但讓老人和孩子感到方便和舒適，而且更讓其家人感到放心。電梯運行安全還要求電梯有自動休眠功能，使電梯在保證運行效率的同時，使電梯能限度地得到休眠。
(3)與環(huán)境的協(xié)調(diào)和平衡，包括以下幾個方面：
①視覺協(xié)調(diào)。有人曾經(jīng)做過環(huán)境色彩是否對人有影響的研究。該研究發(fā)展：視覺不協(xié)調(diào)的環(huán)境色彩對人的情緒、精神影響非常大。色彩宜人，格調(diào)高雅，制作精良的電梯，乘客自然會有一種安全的感覺，有一種視覺上的舒適。用料低廉，款式陳舊，色彩沉悶，甚至破破爛爛的電梯，乘客視覺協(xié)調(diào)無從談起，乘坐電梯的第一感覺就是不安全。國內(nèi)的許多電梯公司對此的重視是遠遠不夠的，甚至不少通過引進國外技術(shù)國產(chǎn)化的電梯也顯露出一副土生土長的容貌。
②消除電磁輻射。如前所述，由于電梯是大樓里頻繁起制動的大容量電器是電磁干擾的元兇，所以綠色電梯必須是一個達到自身對大樓電磁干擾ZUI小，而又不被其他電磁干擾影響的建筑機電設備。這樣不僅可以保證乘客的身心健康，而且也可以保證大樓、大廈中的大樓的辦公自動化、樓宇自動化、通訊自動化的正常運轉(zhuǎn)。
③舒適感。通過采用高載頻波矢量靜音變頻器，可降低噪聲變換頻率及電壓。以CPU控制電壓及頻率的連續(xù)變換方式，按人體生理適應要求，利用計算機優(yōu)化設計而成的理想運行曲線，實現(xiàn)更穩(wěn)定、更舒適的運行。
對現(xiàn)代化電梯性能的衡量，主要著重于可靠性、安全性和乘坐的舒適性。此外，對經(jīng)濟性、能耗、噪聲等級和電磁干擾程度等方面也有相應要求。隨著時代的發(fā)展，相信電梯行業(yè)會越來越貼近生活。
研究的主要內(nèi)容及所解決的問題
目前，在電梯的控制方式上，主要有繼電器控制、PLC控制和微型計算機控制三種。而PlC實際上是一種專用計算機，它采用巡回掃描的方式分時處理各項任務，而且依靠程序運行，這就保證只有正確的程序才能運行，否則電梯不會工作;又由于PLC中的內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等實際上是PLC系統(tǒng)內(nèi)存工作單元，即無線圈又無觸點，使用次數(shù)不受限制，屬無觸點運行，因此，它比繼電器控制有著明顯的優(yōu)越性，運行壽命更長，工作更加可靠安全，自動化水平更高。PLC控制是三種控制方式中有可靠性、實用性和靈活性的控制方式，它更適合于用在電梯的技術(shù)改造和控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代，是電梯控制系統(tǒng)中理想的控制新技術(shù)。
電梯的控制是比較復雜的，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了廣闊的空間，隨著PLC應用技術(shù)的不斷發(fā)展，將使得它的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩(wěn)、可靠，抗干擾性能增強、機械與電氣部件有機地結(jié)合在一個設備內(nèi)，把儀表、電子和計算機的功能綜合在一起。它已經(jīng)成為電梯運行中的關(guān)鍵技術(shù)。因此，研究plc技術(shù)更具有了戰(zhàn)略性的意義。
Plc的研究內(nèi)容及措施
對于電梯的控制，可選用繼電-接觸系統(tǒng)或可編程控制器來完成，但是二者有各自的特點：
a:繼電-接觸系統(tǒng)：它的優(yōu)點是線路直觀，大部分電器均為常用電器，更換方便，價格較便宜。但是他觸點繁多，線路復雜，電器的電磁機構(gòu)及觸點動作較慢，能耗高，機械動作噪音大，而且可靠性差。
b:PLC在設計和制造上采取了許多抗干擾措施，使用方便，擴展容易。它使用了梯形圖和可編程指令，易于掌握?？傊?，PLC取代繼電-接觸系統(tǒng)已經(jīng)成為大的趨勢。
基于上述原因，我選擇用可編程控制器來完成對電梯的控制。
設計的內(nèi)容與要求：
概述：
隨著時代的發(fā)展，工業(yè)自動化程度的不斷提高，PLC行業(yè)已經(jīng)在工業(yè)市場上占有一大片領(lǐng)地。在此次設計中，我將利用PLC來實現(xiàn)對電梯的控制。其中包括對PLC硬件的設計，軟件設計，駐點路的設計，控制柜的設計，以及電梯惦記和其他設備的選擇，還有原理分析等。相信此次設計后，我對電梯的實際運行能有初步的了解。
控制要求：
1.電梯轎箱的控制要求：
a：選向：根據(jù)電梯各層內(nèi)選外呼信號的先后和停止時轎箱所在的樓曾位置決定電梯的運行方向。
b：選層換速：指電梯能夠根據(jù)轎內(nèi)所選層而決定運行方向，而且遵守或一直向上，或一直向下的原則。并且在每次平層的時候都能夠換速。
c：樓層位置的指示：選用了數(shù)碼管顯示的方法。由于FX2N系列已有內(nèi)部計數(shù)-譯碼驅(qū)動模塊，所以只要外部加上LED七段顯示管和電源就可以顯示樓層了。
2.電梯門的控制要求：
要求當電梯平層的時候，電梯門自動打開，經(jīng)過10秒鐘后電梯門自動關(guān)上。如果遇到有人在門中間的情況，電梯會因為光電開關(guān)的作用而自動開門。
3.補充要求：
除了上述兩個要求以外，還要注意的一點就是備用電梯電機的使用，一但曳引電機出現(xiàn)故障，備用電機將手動控制轉(zhuǎn)入運行狀態(tài)，避免因曳引電機出故障而引發(fā)的不必要的麻煩。
機械開題報告（精選篇6）
題目：四開膠印機著墨機構(gòu)三維設計
專業(yè)：印刷工程(設備)
班級：
學生學號：
學生姓名：
指導教師：
完成時間：g 年3月
一、畢業(yè)設計(論文)課題來源)
這次畢業(yè)設計的課題是根據(jù)自己的專業(yè)所長和自己的興趣選定的，屬于設計繪圖類題目，在江祖勇老師的指導下進行，課題屬于開發(fā)設計型。
二、選題的目的及意義
印刷工藝過程是借助印刷壓力將涂布在印版上的油墨轉(zhuǎn)移到印張上的過程。作為傳遞油墨和涂布油墨的著墨裝置，無論對哪種印刷機都是不可缺少的重要組成部分。為了獲得清晰的印品，油墨涂布要適量、均勻，沒有性能良好、工作正常、結(jié)構(gòu)合理的著墨裝置，任何印刷機都不能印出令人滿意的印品。
三、本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢
在早期的膠印機上不存在完整的供墨系統(tǒng)，由人工方式向版面提供和補充油墨，隨著膠印機的不斷改善，供墨系統(tǒng)從無到有，并發(fā)展到今天的自動化程度，成為膠印機上不可缺少的組成部分。目前的目標是在一些基本技術(shù)上取得突破，具體是：
控制方式的智能化，在高速膠印機上研發(fā)遠程診斷功能。提供遠程服務與工作流程，針對具體機器的故障點設計系統(tǒng)解決方案;
設備功能多元化，在大環(huán)境的變革下多元化、彈性化，且具有多種切換功能的包裝印刷設備，才能不斷滿足市場的需求;
結(jié)構(gòu)設計標準化、模塊化，利用原有機型模塊化設計，可在短時間內(nèi)轉(zhuǎn)換新機型;
機構(gòu)運動高精度化，通過應用馬達、編碼器及數(shù)字控制(NC)、動力負載控制(PLC)等高精度控制器來完成，并適當做好產(chǎn)品延伸，朝高科技產(chǎn)品的方向進行研發(fā);
無軸傳動技術(shù)。用“電子齒輪”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械齒輪，去掉傳動軸，其優(yōu)點在于避免由于傳動軸的扭曲以及齒輪間隙對印刷機張力及套印造成的影響，可實現(xiàn)更高程度的同步運轉(zhuǎn)，真正實現(xiàn)印刷機組模塊化;
針對特殊應用的混合技術(shù)和通過連線生產(chǎn)增加附加值;為了適應上述發(fā)展，輸墨機構(gòu)也必須同步發(fā)展。輸墨系統(tǒng)是技術(shù)上極其難于解決的復雜部分。
每一種膠印機的發(fā)展其主要內(nèi)容是設計著墨系統(tǒng)，傳墨系統(tǒng)能滿足一下要求：在印刷紙張縱向與橫向上獲得高度均勻的油墨層快速的調(diào)節(jié)敏感性各個分色圖像油墨層之間的分裂要小，也就是對分裂影響的低敏感性對油墨和濕潤溶液的數(shù)量具有大范圍的控制變量滿足經(jīng)濟效益要求等。
四、本課題主要研究內(nèi)容
1、畢業(yè)設計內(nèi)容
根據(jù)印刷工藝原理及印刷機操作程序的要求，膠印機必須把油墨均勻地適量地傳給印版表面，并根據(jù)需要進行離墨和著墨。為此本設計要求采用合適的機構(gòu)來完成離墨動作，選擇適當?shù)闹珪r間參數(shù)。
設計內(nèi)容
(1)分析膠印機的著墨工作過程，選擇合適的時間參數(shù);
(2)選擇合適的驅(qū)動機構(gòu);
(3)根據(jù)結(jié)構(gòu)選擇合理的結(jié)構(gòu)參數(shù);
(4)設計著墨詳細結(jié)構(gòu);
2、主要參數(shù)
印刷速度：10000/小時;
紙張尺寸(mm)：750x520;
ZUI小紙張尺寸(mm)：285x200。
五、完成論文的條件和擬采用的研究手段(途徑)
1、通過搜索相關(guān)的中外文資料，了解著墨機構(gòu)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢，撰寫綜述;閱讀并翻譯外文資料，并借助查閱相關(guān)的專業(yè)文獻完成開題報告。
2、通過在自主學習并在指導老師的指點和引導下，形成自己的設計思想，確定設計方案，完成設計計算，繪制三維機構(gòu)，并完成著墨機構(gòu)的電子圖稿。
六、本課題進度安排、各階段預期達到的目標：
第1—5周：調(diào)研、收集資料，擇寫綜述，閱讀、翻譯外文資料，對著墨機構(gòu)動作分析，確定著墨、離墨時間，對結(jié)構(gòu)類型進行分析，選擇合適機構(gòu)，并確定合適的參數(shù)時間，設計計算，完成開題報告。
第6—7周：設計結(jié)構(gòu)，校核。
第8—12周：繪制三維機構(gòu)。
第13周：在計算機上對所有設計機構(gòu)進行修改和調(diào)整。
第14周：根據(jù)三維圖繪制工程圖。
第15周：編寫設計說明書。
第16周：編寫設計說明書，編寫PowerPoint電子課件。
第17周：編寫PowerPoint電子課件，總結(jié)、答辯。
七、指導教師意見
對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計(論文)結(jié)果的預測：
指導教師：
八、所在專業(yè)審查意見
負責人：
機械開題報告（精選篇7）
題目：逆向工程在鼠標設計與制造中的應用
一、本課題研究的背景及意義
1、背景(課題涉及到的技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀)
逆向工程也稱反求工程或反向工程，是根據(jù)已存在的產(chǎn)品或零件原型構(gòu)造產(chǎn)品或零件的工程設計模型，并在此基礎(chǔ)上對已有的產(chǎn)品進行剖析、理解和改進，是對已有設計的再設計。
從廣義講，逆向工程可分以下三類:
(1)實物逆向：它是在已有產(chǎn)品實物的條件下，通過測繪和分折，從而再創(chuàng)造;其中包括功能逆向、性能逆向、方案、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等多方面的逆向。實物逆向的對象可以是整機、零部件和組件。
(2)軟件逆向：產(chǎn)品樣本、技術(shù)文件、設計書、使用說明書、圖紙、有關(guān)規(guī)范和標準、管理規(guī)范和質(zhì)量保證手冊等均稱為技術(shù)軟件。軟件逆向有三類:既有實物，又有全套技術(shù)軟件;只有實物而無技術(shù)軟件;沒有實物，僅有全套或部分技術(shù)軟件。
(3)影像逆向：設計者既無產(chǎn)品實物，也無技術(shù)軟件，僅有產(chǎn)品的圖片、廣告介紹或參觀后的印象等，設計者要通過這些影像資料去構(gòu)思、設計產(chǎn)品，該種逆向稱為影像逆向。
目前，國內(nèi)外有關(guān)逆向工程的研究主要集中在幾何形狀的逆向，即重建產(chǎn)品實物的CAD，稱為“實物逆向工程”。
逆向工程的數(shù)據(jù)測量技術(shù)是通過特定的測量設備和測量方法獲取產(chǎn)品表面離散點的幾何坐標數(shù)據(jù)，將產(chǎn)品的幾何形狀數(shù)字化。
現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集方法主要分為兩大類:
(1)接觸式數(shù)據(jù)采集方法接觸式數(shù)據(jù)采集方法包括使用基于力的擊發(fā)原理的觸發(fā)式數(shù)據(jù)采集和連續(xù)式掃描數(shù)據(jù)采集、磁場法、超聲波法。
(2)非接觸式數(shù)據(jù)采集方法非接觸式數(shù)據(jù)采集方法主要運用光學原理進行數(shù)據(jù)的采集，主要包括:激光三角形法、激光測距法、結(jié)構(gòu)光法以及圖像分析法等。
逆向工程的數(shù)據(jù)處理技術(shù)是逆向工程的一項重要的技術(shù)環(huán)節(jié)，它決定了后續(xù)CAD模型重建過程能否方便、準確地進行。根據(jù)測量點的數(shù)量，測量數(shù)據(jù)可以分為一般數(shù)據(jù)點和海量數(shù)據(jù)點;根據(jù)測量數(shù)據(jù)的規(guī)整性，測量數(shù)據(jù)又可以分為散亂數(shù)據(jù)點和規(guī)矩數(shù)據(jù)點;不同的測量系統(tǒng)所得到的測量數(shù)據(jù)的格式是不一致的，且?guī)缀跛械臏y量方式和測量系統(tǒng)都不可避免地存在誤差。因此，在利用測量數(shù)據(jù)進行CAD重建前必須對測量數(shù)據(jù)進行處理。數(shù)據(jù)處理工作主要包括:數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)化、多視點云的拼合、點云過濾、數(shù)據(jù)精簡和點云分塊等。
逆向模型重建技術(shù)在整個逆向工程中，產(chǎn)品的三位幾何模型CAD重建是ZUI關(guān)鍵、ZUI復雜的環(huán)節(jié)。
目前使用的造型方法主要有：
(1)曲線擬合造型:用一個多項式的函數(shù)通過插值去逼近原始的數(shù)據(jù)，ZUI終得到足夠光滑的曲面。
(2)曲面片直接擬合造型該方法直接對測量數(shù)據(jù)點進行曲面片擬合，獲得曲面片經(jīng)過過渡、混合、連接形成ZUI終的曲面模型。
(3)點數(shù)據(jù)網(wǎng)格化網(wǎng)絡化實體模型通常是將數(shù)據(jù)點連接成三角面片，形成多面體實體模型。
2、意義
隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)已成為產(chǎn)品設計人員進行研究開發(fā)的重要工具，其中的三維造型技術(shù)已被制造業(yè)廣泛應用于產(chǎn)品及模具設計、方案評審、自動化加工制造及管理維護各個方面。在實際開發(fā)制造過程中，設計人員接收的技術(shù)資料可能是各種數(shù)據(jù)類型的三維模型，但很多時候，卻是從上游廠家得到產(chǎn)品的實物模型。設計人員需要通過一定的途徑，將這些實物信息轉(zhuǎn)化為CAD模型，這就應用到了逆向工程技術(shù)(Reverse Engineering)。
逆向工程技術(shù)與傳統(tǒng)的正向設計存在很大差別。而逆向工程則是從產(chǎn)品原型出發(fā)，進而獲取產(chǎn)品的三維數(shù)字模型，使得能夠進一步利用CAD/ACE/CAM以及CIMS等先進技術(shù)對其進行處理。不同之處在于設計的起點不同，相應的設計自由度和設計要求也不相同。一般來說，產(chǎn)品逆向工程包括形狀反求、工藝反求和材料反求等幾個方面，在工業(yè)領(lǐng)域的實際應用中，主要包括以下幾個內(nèi)容：
(1)新零件的設計，主要用于產(chǎn)品的改型或彷型設計。
(2)已有零件的復制，再現(xiàn)原產(chǎn)品的設計意圖。
(3)損壞或磨損零件的還原。
(4)數(shù)字化模型的檢測，例如檢驗產(chǎn)品的變形分析、焊接質(zhì)量等，以及進行模型的比較。
逆向工程技術(shù)為快速設計和制造提供了很好的技術(shù)支持，它已經(jīng)成為制造業(yè)信息傳遞的重要而簡潔途徑之一。
二、本課題的文獻綜述
1、逆向工程
1980年始歐美國家許多學校及工業(yè)界開始注意逆向工程這塊領(lǐng)域。1990年初期包括臺灣在內(nèi)，各國學術(shù)界團隊大量投入逆向工程的研究并發(fā)表成果。 逆向工程的硬件ZUI早是運用仿制加工設備，制作出來的成品品質(zhì)粗糙。后來有接觸式掃瞄設備，運用探針接觸工件取得產(chǎn)品外型。再來進一步開發(fā)非接觸式設備，運用照相或激光技術(shù)，計算光線反射回來的時間取得距離。
逆向工程軟件部分品牌包括Surfacer(Imageware)、ICEM、CopyCAD、Rapid Form等。逆向軟件的演進約略可區(qū)分為三個階段。十一年前在逆向工程上，只能運用CATIA等CAD/CAM高階曲面系統(tǒng)。市場后來發(fā)展出兩套主流產(chǎn)品約在七、八年前技術(shù)成熟，廣為業(yè)界引用。到ZUI近四年來，發(fā)展出不同以往的逆向工程數(shù)學邏輯運算，速度快。
目前，逆向工程，逆向工程的應用已從單純的技巧性手工操作，發(fā)展到采用先進的計算機及測量設備，進行設計、分析、制造等活動，如獲取修模后的模具形狀、分析實物模型、基于現(xiàn)有產(chǎn)品的創(chuàng)新設計、快速仿形制造等。軟件的逆向工程是分析程序，力圖在比源代碼更高抽象層次上建立程序的表示過程，逆向工程是設計的恢復過程。逆向工程工具可以從已存在的程序中抽取數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)和程序設計信息。
2、三維造型：
三維造型: CAD的三維造型有三種層次的建立方法，即線框、曲面和實體，也就是分別對應于用一維的線，二維的面和三維的體來構(gòu)造形體。 通過計算機輔助設計建立的立體的、有光的、有色的生動畫面，虛擬逼真地表達大腦中的產(chǎn)品設計效果，比傳統(tǒng)的二維設計更符合人的思維習慣與視覺習慣。三維造型技術(shù)從ZUI初的三維CAD已發(fā)展到目前專用的基于特征造型的三維軟件，常用軟件有UG、SolidWorks、SolidEdge、MDT、Pro/E、3DS max等。
3、快速成型：
快速成型(RP)技術(shù)是九十年代發(fā)展起來的一項先進制造技術(shù)，是為制造業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)服務的一項關(guān)鍵共性技術(shù), 對促進企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新、縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品競爭力有積極的推動作用。自該技術(shù)問世以來，已經(jīng)在發(fā)達國家的制造業(yè)中得到了廣泛應用，并由此產(chǎn)生一個新興的技術(shù)領(lǐng)域。
RP技術(shù)是在現(xiàn)代CAD/CAM技術(shù)、激光技術(shù)、計算機數(shù)控技術(shù)、精密伺服驅(qū)動技術(shù)以及新材料技術(shù)的基礎(chǔ)上集成發(fā)展起來的。不同種類的快速成型系統(tǒng)因所用成形材料不同，成形原理和系統(tǒng)特點也各有不同。但是，其基本原理都是一樣的，那就是"分層制造，逐層疊加"， 類似于數(shù)學上的積分過程。形象地講，快速成形系統(tǒng)就像是一臺"立體打印機"。
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三、課題研究的方法及內(nèi)容
本課題是逆向工程在鼠標設計與制造中的應用，本設計選用UG軟件根據(jù)鼠標的點云數(shù)據(jù)進行鼠標的模型重建并用FDM對其進行快速成型加工的過程，在根據(jù)點云逆向設計中，結(jié)合設計需要進行了必要的正向設計修正，以得到理想的設計結(jié)果。
設計內(nèi)容貫徹數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)項預處理、文件讀取、邊界提取、曲面重構(gòu)、實體生成、STL模型重構(gòu)、快速成型機的操作和注意事項，并對建模過程及STL文件處理做了系統(tǒng)的論述。選用UG NX4.0軟件的Unigraphics CAD/CAM/CAE系統(tǒng)提供了一個基于過程的產(chǎn)品設計環(huán)境，使產(chǎn)品開發(fā)從設計到加工真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無縫集成，從而優(yōu)化了企業(yè)的產(chǎn)品設計與制造。由INSIGHT軟件進行的數(shù)據(jù)切片處理可直接傳送快速成型機，無需進行其他處理。
四、研究方案的具體設計
1、實體三維數(shù)據(jù)的獲得——掃描;
2、點云處理;
3、曲面重構(gòu);
4、實體建模：
(1)模型分析
(2)曲面造型
(3)實體外形修改
(4)各部件建模
(5)部件的裝配與干涉檢驗
5、基于INSIGHT快速成型切片的數(shù)據(jù)處理;
6、快速成型加工操作。
五、畢業(yè)設計(論文)進度計劃
1-2周
調(diào)研、查閱文獻，完成開題報告
3-7周 進行鼠標模型點數(shù)據(jù)的采集和模型的初步構(gòu)建
8周
中期檢查與整改
9-13周
在初步構(gòu)建的鼠標模型的基礎(chǔ)上進行修改并完成快速成型加工，撰寫畢業(yè)設計論文
14-15周 打印、裝訂、評閱、答辯資格審查
16周 畢業(yè)答辯