附件4
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
指導(dǎo)教師
姓名
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目
橢圓規(guī)設(shè)計(jì)與制造
職稱
工程師
題目類型
理工類
工程設(shè)計(jì) □科學(xué)實(shí)驗(yàn) □軟件開發(fā) □理論研究 □綜合
經(jīng)管文
□理論性研究 □應(yīng)用性研究 □應(yīng)用軟件設(shè)計(jì) □調(diào)查報(bào)告
選題學(xué)生
1、 題目簡介：（含來源、目的、意義）
對(duì)于機(jī)械專業(yè)類的學(xué)生和從事機(jī)械工作的人員來說，繪圖是必不可少的經(jīng)常性工作。對(duì)于一般的直線、圓弧或圓，利用直尺、圓規(guī)即可很方便地繪制，但在繪制橢圓的時(shí)候，一般的作法是利用“四弧連接原理”借助圓規(guī)繪制、甚至徒手繪圖，可以近似繪制出來，但畢竟是近似的，不光滑，又費(fèi)時(shí)。如果有橢圓繪圖儀，就可以方便地進(jìn)行橢圓繪制，而且光滑美觀。于是橢圓規(guī)的設(shè)計(jì)制作應(yīng)運(yùn)而生。橢圓規(guī)機(jī)構(gòu)具有制作簡單,使用方便,畫出來的橢圓精確等特點(diǎn)，非常適合橢圓類圖紙的繪制。
通過本次設(shè)計(jì)，讓學(xué)生掌握查閱參考文獻(xiàn)，綜合運(yùn)用四年所學(xué)知識(shí)、理論聯(lián)系實(shí)際、按照國家標(biāo)準(zhǔn)、掌握和熟練應(yīng)用繪圖軟件、力學(xué)分析等，獨(dú)立完成該設(shè)計(jì)。培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力，為以后工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。。
二、主要任務(wù)：（有實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的要提出主要技術(shù)指標(biāo)要求）
在橢圓規(guī)的設(shè)計(jì)與制造過程中，需要完成以下幾個(gè)方面的任務(wù)：
1.收集資料，閱讀文獻(xiàn)，提出設(shè)計(jì)思路，確定設(shè)計(jì)方案；
2.橢圓方程的計(jì)算，橢圓規(guī)的底槽設(shè)計(jì)，橢圓規(guī)的連桿設(shè)計(jì)，橢圓規(guī)的制作；
3.橢圓規(guī)裝配圖及主要零件圖（2張）；
4.按照規(guī)范撰寫設(shè)計(jì)說明書。
合理選擇工件所需要的材質(zhì)及工件的結(jié)構(gòu)工藝性，優(yōu)化橢圓規(guī)相關(guān)參數(shù)，提高其繪圖精度和效率。
三、主要內(nèi)容與基本要求：（有實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的要提出主要技術(shù)指標(biāo)要求）
主要內(nèi)容：
1.查閱文獻(xiàn)，整理思路，確定橢圓規(guī)設(shè)計(jì)方案；
2.橢圓規(guī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算；
3.繪制裝配圖及零件圖（2張）；
4.橢圓規(guī)實(shí)物制作。
基本要求：
1.橢圓規(guī)裝配圖；
2.橢圓規(guī)主要零件的零件圖；
3.橢圓規(guī)實(shí)物制作；
4.按時(shí)完成題目要求的內(nèi)容和工作量，撰寫設(shè)計(jì)說明書。
四、計(jì)劃進(jìn)度：（包括時(shí)間劃分和各階段主要工作內(nèi)容，按周次填寫）
第七學(xué)期：
第11～12周：公布導(dǎo)師名單和題目，準(zhǔn)備設(shè)計(jì)題目有關(guān)資料，組織學(xué)生選題。
第13～14周：下達(dá)、檢查、督促《任務(wù)書》落實(shí)情況。讓學(xué)生明確任務(wù)、查閱和收集資料、了解課題、制訂畢業(yè)論文工作計(jì)劃。
第16～19周：檢查，修改、驗(yàn)收學(xué)生的《開題報(bào)告》。學(xué)生應(yīng)通過查找和翻譯資料、分析資料，擬定橢圓規(guī)的設(shè)計(jì)思路、方法及途徑；除此而外，按照題目要求，完成撰寫《開題報(bào)告》。
第八學(xué)期：
第1～7周：指導(dǎo)學(xué)生完成論文的初稿撰寫（對(duì)照題目要求，包括中英文摘要、目錄、緒論、正文、結(jié)論、致謝、參考文獻(xiàn)、附件）。
第8周：畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查，加強(qiáng)論文創(chuàng)作的過程管理，督促學(xué)生至少完成畢業(yè)設(shè)計(jì)全部內(nèi)容的一半以上（包括橢圓規(guī)的論文初稿、裝配圖、完成實(shí)物）。
第9～10周：檢查學(xué)生論文定稿情況。要求最后一次修改，完成定稿。
第11～12周：交叉審閱論文，寫評(píng)語。要求學(xué)生按照規(guī)范打印論文，送指導(dǎo)教師審閱。之后，完善圖紙和論文；準(zhǔn)備答辯PPT。
第13周：組織學(xué)生參加答辯。推薦優(yōu)秀論文，收集整理相關(guān)資料。
第14周：推薦優(yōu)秀論文，歸檔資料。
五、主要參考文獻(xiàn)：(要寫清參考文獻(xiàn)名稱、作者、出版社、出版時(shí)間)
【1】. 陸玉.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2000.5.
【2】. 呂燁.機(jī)械工程材料.北京：高等教育出版社，2000.
【3】. 鄒慧君.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：高等教育出版社，2000.9.
【4】. 王春燕，陸鳳儀.機(jī)械原理.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.
【5】. 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì). 北京：高等教育出版社，2006.
【6】. 尚文浩.自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì).北京：中國輕工業(yè)出版社，2003.5.
【7】. 孟憲源.現(xiàn)代機(jī)構(gòu)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.6.
【8】. 吳宗澤，羅圣國. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：高等教育出版社，1999.
【9】. 消智清.機(jī)械制造基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1.
【10】.吳宗澤.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.
【11】.Aguilar R J,Systems Analysis and Design[M].Englewood; CliffN.J.1973[12]Thomas peters.Tolerance fitting and technology of measuring.Publishing house of the mechanical industry 1999.1
【12】.Thring,M.W.,Laithwaith,E.R.,How to Invent.The Macmillan press ltd,1977.
5、 工作量要求
查閱文獻(xiàn)資料不少于12篇，其中外文資料不少于2篇；論文不少于8000字。查閱資料，完成橢圓規(guī)的方案設(shè)計(jì)、傳動(dòng)設(shè)計(jì)；制圖要符合國家標(biāo)準(zhǔn)；所有設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)必須要有理論計(jì)算作為依據(jù)。要求完成橢圓規(guī)二維裝配圖、二維零件圖（2張）、制作實(shí)物。論文撰寫符合學(xué)校規(guī)范，查重率合格。
指導(dǎo)教師（簽名）：
年 月 日
學(xué) 生 （簽名）：
年 月 日
學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)意見：
學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人：
年 月 日
注：本表一式三份。一份交教學(xué)單位存檔，一份交學(xué)生，一份指導(dǎo)教師自留。
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
題目： 橢圓規(guī)設(shè)計(jì)及制造
院 系： 機(jī)械工程學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 號(hào)：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
年 12月
開題報(bào)告填寫要求
1.開題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)審查后生效。
2.開題報(bào)告內(nèi)容必須按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）填寫并打?。ń勾蛴≡谄渌埳虾蠹糍N），完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見。
3.開題報(bào)告字?jǐn)?shù)應(yīng)在1500字以上，參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于12篇（不包括辭典、手冊(cè)，其中外文文獻(xiàn)至少2篇，漢語國際教育專業(yè)不做硬性要求），文中引用參考文獻(xiàn)處應(yīng)標(biāo)出文獻(xiàn)序號(hào)，“參考文獻(xiàn)”應(yīng)按照國標(biāo)GB 7714—87《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫。
4.指導(dǎo)教師意見和所在教學(xué)單位意見用黑墨水筆書寫，并親筆簽名。
5.年、月、日的日期一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫，例：“2010年11月26日”或“2010.11.26”。
1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況。
題目背景：
橢圓規(guī)屬于一種畫橢圓的工具，適用于教學(xué)、工程制圖、工程制造以及需要畫橢圓的地方。只要已知橢圓的長軸、短軸、焦距三個(gè)量中的兩個(gè)量，即可準(zhǔn)確畫出具有準(zhǔn)確焦點(diǎn)位置的橢圓?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中，為了適應(yīng)日益激烈的市場競爭，公司為了快速地占領(lǐng)市場，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益，必須要使用快速的設(shè)計(jì)方法。現(xiàn)代公司機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，很多都使用三維軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并進(jìn)行調(diào)試，使設(shè)計(jì)出的橢圓規(guī)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，方便，減少設(shè)計(jì)周期，降低設(shè)計(jì)成本。
研究意義:
一直以來，對(duì)于機(jī)械專業(yè)類的學(xué)生和崗位來說，繪圖是必不可少的經(jīng)常性工作。對(duì)于一般的直線、圓弧或圓，利用直尺、圓規(guī)即可馬上繪制，但在繪制橢圓的時(shí)候，一般的作法是利用“四弧連接原理”，借助圓規(guī)繪制、甚至徒手繪圖，可以近似畫出來，但畢竟最近似的也不光滑而且難看又費(fèi)時(shí)。如果有橢圓繪圖儀，就可以方便地進(jìn)行橢圓繪制，而且光滑好看。于是便產(chǎn)生了橢圓規(guī)的構(gòu)思和設(shè)想，橢圓規(guī)在我們的日常生活中扮演著重要的角色，繪圖精致美觀。橢圓規(guī)機(jī)構(gòu)具有制作簡單,使用方便,畫出來的橢圓精確等特點(diǎn)，非常適合橢圓類圖紙的繪制。本課題應(yīng)用性強(qiáng)，知識(shí)面覆蓋較廣，并且來自生活，所以容易激發(fā)研究興趣，產(chǎn)品使用前景廣闊。
國內(nèi)外研究情況:
橢圓規(guī)有著廣泛的應(yīng)用,但其作圖頗為繁瑣,且不易準(zhǔn)確.多年來國內(nèi)外有不少人從事這方面的探討和研究。?本設(shè)計(jì)實(shí)用新型具有制作簡單、使用方便、畫出來的橢圓精確、應(yīng)用領(lǐng)域廣等特點(diǎn)。?
橢圓規(guī)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)制作涉及原理設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及機(jī)械加工制造等多方面專業(yè)知識(shí)，通過對(duì)常用結(jié)構(gòu)件或裝置的分析，可以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)本專業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)掌握情況，學(xué)會(huì)理論聯(lián)系實(shí)際，提高綜合知識(shí)應(yīng)用能力，通過獨(dú)立完成設(shè)計(jì)內(nèi)容，為未來就業(yè)打下一定基礎(chǔ)。橢圓規(guī)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要是其零部件的設(shè)計(jì)制作，所制作零件應(yīng)符合造價(jià)低廉、設(shè)計(jì)及制作簡易等條件，以便適用于設(shè)計(jì)繪圖等作業(yè)。
?
2.本課題的主要內(nèi)容和擬采用的研究方法或措施。
主要內(nèi)容和思路：
1、考慮到橢圓規(guī)的應(yīng)用，計(jì)算橢圓上各點(diǎn)的方程及橢圓的離心率；
2、以動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的理論知識(shí)為依據(jù)，本設(shè)計(jì)決定采用連桿的連接方式完成橢圓規(guī)的設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的連桿機(jī)構(gòu)能夠畫出不同離心率的橢圓；
3、考慮到連桿的設(shè)計(jì)方式為連桿機(jī)構(gòu)，支架的設(shè)計(jì)必須滿足連桿連接的基本需求；
4、專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)等的相關(guān)知識(shí)、繪制出國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖紙并完成總裝配圖1張，關(guān)鍵零件圖若干張；
5、橢圓規(guī)零部件制作及組裝。
主要研究方法：
1、到圖書館或網(wǎng)上查閱相關(guān)資料，確定設(shè)計(jì)方案；
2、總結(jié)動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的理論知識(shí)計(jì)算；
3、整體設(shè)計(jì)橢圓規(guī)的裝配圖及零件圖；
4、按圖加工實(shí)物，實(shí)測(cè)繪圖效果。
主要
3.預(yù)期成果形式。
1、繪制橢圓規(guī)二維裝配圖及主要零部件圖，不少于三張，需有一張手繪圖；
2、完成橢圓規(guī)實(shí)物的制作；
3、撰寫畢業(yè)論文，不少于8000字；
4、制作畢業(yè)答辯的PPT。
4.本課題的重點(diǎn)及難點(diǎn),前期已開展的工作。
本課題重點(diǎn)及難點(diǎn)：
1.熟悉橢圓規(guī)的工作原理，整理設(shè)計(jì)思路，確定設(shè)計(jì)方案；
2.材料結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇與計(jì)算；
3.橢圓規(guī)裝配圖和零件圖。
目前開展的工作：
閱讀文獻(xiàn)資料，整理思路，確定橢圓規(guī)的設(shè)計(jì)方案。
主要參考文獻(xiàn)：
【1】. 陸玉.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2000.5.
【2】. 呂燁.機(jī)械工程材料.北京：高等教育出版社，2000.
【3】. 鄒慧君.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：高等教育出版社，2000.9.
【4】. 王春燕，陸鳳儀.機(jī)械原理.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.
【5】. 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì). 北京：高等教育出版社，2006.
【6】. 尚文浩.自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì).北京：中國輕工業(yè)出版社，2003.5.
【7】. 孟憲源.現(xiàn)代機(jī)構(gòu)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.6.
【8】. 吳宗澤，羅圣國. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：高等教育出版社，1999.
【9】. 消智清.機(jī)械制造基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1.
【10】.吳宗澤.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.
【11】.Aguilar R J,Systems Analysis and Design[M].Englewood; CliffN.J.1973[12]Thomas peters.Tolerance fitting and technology of measuring.Publishing house of the mechanical industry 1999.1
【12】.Thring,M.W.,Laithwaith,E.R.,How to Invent.The Macmillan press ltd,1977.
5.指導(dǎo)教師意見（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見）。
指導(dǎo)教師： 年 年 月 日
6.學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)審查意見：
學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人：
年 月 日
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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
題目： 橢圓規(guī)的設(shè)計(jì)與制造
院 系： 機(jī)械工程學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 號(hào)：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
2016年3月
摘 要
目前的手工繪圖工具大都只能繪制直線和圓，對(duì)于橢圓的繪制，至今還沒有一種理想的實(shí)用手工繪圖工具，故在這里就專門設(shè)計(jì)了這種橢圓規(guī)機(jī)構(gòu)。本文的設(shè)計(jì)是采用雙滑塊連桿機(jī)構(gòu)的工作原理，根據(jù)此原理設(shè)計(jì)并制作了該機(jī)構(gòu)。本機(jī)構(gòu)具有制作簡單,使用方便,畫出來的橢圓精確的特點(diǎn),有較廣的應(yīng)用領(lǐng)域和市場前景。設(shè)計(jì)好方案后，著重對(duì)橢圓規(guī)機(jī)構(gòu)中的支撐板、滑塊、連接桿等相關(guān)重要零件的設(shè)計(jì)過程做出了設(shè)計(jì)，并對(duì)相關(guān)部件進(jìn)行了加工工藝規(guī)程的編寫，最后完成了橢圓規(guī)的實(shí)物制作。
本次設(shè)計(jì)在題目是橢圓規(guī)的設(shè)計(jì)與制造，目前，國內(nèi)橢圓規(guī)的設(shè)計(jì)與制造的研發(fā)也在向朝著運(yùn)行簡潔化、功能復(fù)合化、功能多樣化的方向發(fā)展，廉價(jià)，簡單，方便成了工作臺(tái)發(fā)展的主題。
關(guān)鍵詞：繪圖；橢圓規(guī)；制造；主題
Abstract
At present, most of the hand drawing tools can only draw straight lines and circles, and there is not an ideal practical hand drawing tool to draw the ellipse. The design of this paper is based on the working principle of the double slider link mechanism, and the mechanism is designed and manufactured according to the principle. The mechanism has the advantages of simple production, convenient use, accurate and precise drawing, and has a wide range of application fields and market prospects. Design is good, this thesis focuses on the ellipsograph institutions supporting plate, a slide block, a connecting rod and other related important parts of the design process make the design, and the relevant parts of processing procedure of preparation, and finally completed the ellipsograph physical production.
The design on the topic is the design and manufacture of the ellipsograph, at present, the research and development of the design and manufacture of the ellipsograph also to toward operating simplicity, function composition, functional diversification of the direction, cheap, simple and convenient to workbench development theme.
Key words: drawing ；ellipse； rule manufacturing； subject
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 課題的來源與研究的目的和意義 1
1.2 本課題研究的內(nèi)容 2
1.3 本課題的發(fā)展趨勢(shì) 3
1.4 研究的意義 4
第2章 橢圓規(guī)機(jī)構(gòu)原理設(shè)計(jì) 6
2.1 橢圓規(guī)機(jī)構(gòu)的工作原理 7
2.2 橢圓形成軌跡分析 7
2.3 橢圓規(guī)工作結(jié)構(gòu)圖的確定 8
2.4 實(shí)現(xiàn)橢圓軌跡的分析 8
第3章 橢圓規(guī)機(jī)構(gòu)各部件的設(shè)計(jì) 9
3.1 十字板的設(shè)計(jì) 10
3.2 滑塊桿的設(shè)計(jì) 12
3.3 螺紋連接桿的設(shè)計(jì) 13
第4章 橢圓規(guī)的主要零件的三維建模 14
4.1 十字板的三維建模 16
4.2 滑塊桿的三維建模 17
4.3 限位導(dǎo)向件的三維建模 18
4.4 橢圓規(guī)的三維建模 19
結(jié)論 20
參考文獻(xiàn) 21
致謝 22
西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
第1章 緒論
1.1 課題的來源與研究的目的和意義
我國生產(chǎn)的橢圓規(guī)結(jié)構(gòu)簡陋，繪制橢圓的效率始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的橢圓規(guī)的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，橢圓規(guī)的設(shè)計(jì)與制造也是如此，為滿足市場需求，開發(fā)出一種新型的橢圓規(guī)勢(shì)在必行！
相信此種橢圓規(guī)的出現(xiàn)將會(huì)大大提高手工繪制橢圓的能力和質(zhì)量，為手工繪圖方向關(guān)于橢圓的繪制以及經(jīng)濟(jì)效益方面能夠帶來顯著的進(jìn)步，同時(shí)也在某種程度上推進(jìn)了量具工業(yè)的不斷發(fā)展。
隨著國際標(biāo)準(zhǔn)化（SIO）的實(shí)施，世界橢圓規(guī)的設(shè)計(jì)與制造以采用新材料、新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),19世紀(jì)80年代，美國的HUGER公司將新開發(fā)的橢圓規(guī)應(yīng)用到該公司的子公司---一個(gè)專業(yè)生產(chǎn)橢圓規(guī)的制造公司，經(jīng)過幾年的運(yùn)行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤。繼美國HUGER公司之后，德國的DESTO公司也看到了橢圓規(guī)的利潤所在，投入了相當(dāng)大的人力和精力來開發(fā)研制橢圓規(guī)，并且與二十世紀(jì)中期投入到了北美等市場。當(dāng)前，全世界各大機(jī)械人廠商為了提高產(chǎn)品的競爭力，都大力進(jìn)行橢圓規(guī)的研發(fā)工作?，F(xiàn)在國外等著名橢圓規(guī)的品牌中，都有橢圓規(guī)的銷售，全世界橢圓規(guī)的設(shè)計(jì)與制造的應(yīng)用越來越廣泛。有一點(diǎn)值得注意的是，橢圓規(guī)的市場，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場，因此橢圓規(guī)是當(dāng)今儀表量具生產(chǎn)公司的主流產(chǎn)品已經(jīng)成為主要趨勢(shì)。西方資本主義國家有巨大的橢圓的制造銷售市場。
目前國外特別是美國正在考慮發(fā)展橢圓規(guī)功能復(fù)合化，手繪質(zhì)量最優(yōu)化的問題。自“九·五”期間橢圓規(guī)的開發(fā)和研制已經(jīng)被列入美國的重大科技攻關(guān)計(jì)劃，以跟蹤世界技術(shù)的發(fā)展和開發(fā)適合手工繪圖方向發(fā)展的橢圓規(guī)。
我國從1953年開始生產(chǎn)橢圓規(guī)，于1958年自行設(shè)計(jì)制造繪圖半徑在50、70、90、120、500等橢圓的橢圓規(guī)之后，為了適應(yīng)工程技術(shù)人員的需要，1959年又制造了500、1000、1200等大直徑的橢圓規(guī)。
為了滿足需要手繪的工程技術(shù)人員的需要，我國于1970年研制了大型橢圓規(guī)。經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐證明效果很好。同年，福建的金明公司更是大量引入外來技術(shù)人才，全身心地投入到了橢圓規(guī)的研發(fā)中，利用豐富的人力資源和設(shè)備，研發(fā)出了多種可根據(jù)不同方式繪制橢圓的橢圓規(guī)，與同年12也投入市場，獲得了非常大的經(jīng)濟(jì)利潤。近幾年又研制出PX1400/170橢圓規(guī)，其功能更加強(qiáng)大。 一直以來，對(duì)于機(jī)械專業(yè)類的學(xué)生和崗位來說，繪圖是必不可少的經(jīng)常性工作。對(duì)于一般的直線、圓弧或圓，利用直尺、圓規(guī)即可馬上繪制，但在繪制橢圓的時(shí)候，一般的作法是利用“四弧連接原理”，借助圓規(guī)繪制、甚至徒手繪圖，可以近似畫出來，但畢竟最近似的也不光滑而且難看又費(fèi)時(shí)。如果有橢圓繪圖儀，就可以方便地進(jìn)行橢圓繪制，而且光滑好看。于是便產(chǎn)生了橢圓規(guī)的構(gòu)思和設(shè)想，橢圓規(guī)在我們的日常生活中扮演著重要的角色，繪圖精致美觀。橢圓規(guī)機(jī)構(gòu)具有制作簡單,使用方便,畫出來的橢圓精確等特點(diǎn)，非常適合橢圓類圖紙的繪制。本課題應(yīng)用性強(qiáng)，知識(shí)面覆蓋較廣，并且來自生活，所以容易激發(fā)研究興趣，產(chǎn)品使用前景廣闊。
傳統(tǒng)的的橢圓規(guī)已經(jīng)不能完全滿足當(dāng)今市場的需要，迫切需要各種多功能的橢圓規(guī)來滿足市場需求，如是福建金明公司加大人力開發(fā)出了五個(gè)規(guī)格十四種類型的橢圓規(guī)，說明橢圓規(guī)的的市場前景令人樂觀。傳統(tǒng)的橢圓規(guī)產(chǎn)品圖如下圖1、圖2所示：
圖1
圖2
1.2 本課題研究的內(nèi)容
本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)橢圓規(guī)的設(shè)計(jì)與制造進(jìn)行設(shè)計(jì)，從橢圓規(guī)的結(jié)構(gòu)的整體方案出發(fā)，然后具體細(xì)化出具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)方面：
（1）通過網(wǎng)絡(luò)和圖書館查找各種關(guān)于橢圓規(guī)的相關(guān)資料，對(duì)橢圓規(guī)進(jìn)行方案的比較和預(yù)定。
（2）分析橢圓規(guī)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)
（3）確定設(shè)計(jì)總體方案
（4）確定具體設(shè)計(jì)方案
（5）橢圓規(guī)的三維圖的繪制、CAD裝配圖、零件圖的繪制。
（6）說明書的編制與整理
1.3 本課題的發(fā)展趨勢(shì)
我們?cè)?986之橢圓規(guī)基礎(chǔ)鉆研橢圓規(guī)制造的來歷，來自于王健的以前的資料，他數(shù)十年的廢寢忘食建造了一個(gè)單體七環(huán)節(jié)機(jī)構(gòu)，開純機(jī)械行走機(jī)。王健更設(shè)計(jì)出單腿八桿機(jī)構(gòu)，創(chuàng)建王木車馬。在這之后，臺(tái)灣教授顏洪森以木制車馬為基礎(chǔ)，開發(fā)了一系列的步行機(jī)，如四連桿式，六連桿式等等步行機(jī)，查建中和其他人一起以單腿八桿機(jī)構(gòu)為對(duì)象，共同鉆研考慮怎樣改良按壓力引發(fā)的角度以及零部件的分理?？傊?，傳統(tǒng)的對(duì)象加上科學(xué)的分析和先進(jìn)的理論，使得機(jī)器人在國內(nèi)的研究范圍和深度得到了極大的豐富和發(fā)展。
1.2.2 國外的發(fā)展概況
何人最先取得此項(xiàng)專利已無可知曉，只了解到外國科學(xué)家在十九世紀(jì)末建造出了一部類似于騾馬，整體部分是用齒輪以及連接桿件機(jī)構(gòu)組裝，人可以騎在上面用腳蹬踏板推動(dòng)運(yùn)行的機(jī)器人，但是卻沒有做出實(shí)物來加以佐證.20世紀(jì)初又有人運(yùn)用齒輪以及連接桿件體系制造出類似的機(jī)器人，然而相關(guān)資料中并沒有找到對(duì)這個(gè)作品的介紹，所以那個(gè)時(shí)候有關(guān)機(jī)器人的研究還僅能思索腿的組成以及運(yùn)動(dòng)起來的行程路徑。20世紀(jì)中期Shigley已然放進(jìn)步態(tài)研究的思維制造出來在每一條腿上都用成組的連接桿件體系拼裝而且安裝兩個(gè)搖桿體系結(jié)構(gòu)以操縱機(jī)器人的步伐軌跡，已然加入步態(tài)設(shè)計(jì)的思路。同期，又有兩位發(fā)明家麥吉以及弗蘭科創(chuàng)作了首部徹底用計(jì)算機(jī)操縱的行走機(jī)器人。接下來幾年有關(guān)此機(jī)器的設(shè)計(jì)被充分的融入了運(yùn)行操縱理論。1979年席羅思在行進(jìn)機(jī)器人里加入了操縱水平行走的儀器，同樣在腿上加入了保持和校對(duì)偏向的裝置。20世紀(jì)末布朗、羅布特以及莎普恩斯研究了加入了液壓部件和直流電機(jī)的相應(yīng)機(jī)器人。這都意味著人類對(duì)四桿動(dòng)力體系的認(rèn)識(shí)已從簡單的考慮邁入了整體操縱、計(jì)算機(jī)和高新科技的相互融匯貫通的康莊大道。
1.4 研究的意義
本論文主要研究運(yùn)用SolidWorks對(duì)橢圓規(guī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過對(duì)橢圓規(guī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，來了解橢圓規(guī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及以后的發(fā)展趨勢(shì)和現(xiàn)狀。該課題來自于教學(xué)儀器生產(chǎn)機(jī)械公司的生產(chǎn)實(shí)際，通過設(shè)計(jì)出橢圓規(guī)，從而來掌握橢圓規(guī)的整個(gè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程，培養(yǎng)工程意識(shí)。
我國生產(chǎn)的橢圓規(guī)的結(jié)構(gòu)簡陋，繪圖效率始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的橢圓規(guī)的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，橢圓規(guī)的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，開發(fā)出一種新型的橢圓規(guī)勢(shì)在必行！本文運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，提出了橢圓規(guī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，構(gòu)建了橢圓規(guī)的總的指導(dǎo)思想，從而得出了該橢圓規(guī)的優(yōu)點(diǎn)是方便，經(jīng)濟(jì)，并且繪圖質(zhì)量高，平穩(wěn)的結(jié)論。
通過設(shè)計(jì)橢圓規(guī)，要求學(xué)生掌握大學(xué)四年所學(xué)到的知識(shí)，了解機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)，綜合運(yùn)用三維繪圖軟件，二維繪圖軟件對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，綜合提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用水平和設(shè)計(jì)能力。
第2章 橢圓規(guī)機(jī)構(gòu)原理設(shè)計(jì)
2.1 橢圓規(guī)機(jī)構(gòu)的工作原理
橢圓規(guī)的工作原理是兩個(gè)滑塊在十字槽中直線滑動(dòng)，滑塊上的連接桿除連桿中點(diǎn)外的點(diǎn)的軌跡都是橢圓。
2.2 橢圓形成軌跡分析
連桿滑塊式的原理圖如下圖3所示，設(shè)AM=BM=0M，M為AB的中點(diǎn)，OM的長度不變?；瑝KB沿X軸水平移動(dòng)，滑塊A沿Y水平移動(dòng)，那么AB上任一點(diǎn)P相對(duì)于定坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡為：
q
q兩式移項(xiàng)后的平方和為：
圖3 連桿滑塊式的原理圖
2.3 橢圓規(guī)工作結(jié)構(gòu)圖的確定
如下圖4所示，通過搖動(dòng)組合件帶動(dòng)連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使連接板轉(zhuǎn)動(dòng)促使螺紋連接桿轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)滑塊在十字板中沿直線滑動(dòng)（兩滑塊的移動(dòng)方向垂直），滑塊移動(dòng)的同時(shí)傳動(dòng)桿上的任意一點(diǎn)做出橢圓軌跡的轉(zhuǎn)動(dòng)。在使用該儀器時(shí)需保證連接軸到螺紋連接桿的距離為兩滑塊間的中點(diǎn)，所以除兩滑塊間的中點(diǎn)的軌跡為圓?？梢酝ㄟ^移動(dòng)塑料螺釘?shù)奈恢脕碚{(diào)節(jié)橢圓中的長短軸來確定橢圓方程的準(zhǔn)確性。為短半軸長。只要把橢圓規(guī)的套筒調(diào)節(jié)到水平距離為a，垂直距離為b，固定好后就可以繪制出所想要的橢圓。
本次設(shè)計(jì)的橢圓規(guī)具體的工作結(jié)構(gòu)圖如下圖4所示：
圖4 橢圓規(guī)工作結(jié)構(gòu)圖
2.4 實(shí)現(xiàn)橢圓軌跡的分析
由圖2.1，公式為點(diǎn)P的橢圓軌跡方程，則（a+b）為長半軸長，（/a-b/）。
第3章 橢圓規(guī)機(jī)構(gòu)各部件的設(shè)計(jì)
3.1 十字板的設(shè)計(jì)
十字板是橢圓規(guī)機(jī)構(gòu)的基本零件，有橢圓形成原理可知，繪制橢圓的零件都是在十字板中的。十字板最大的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是在十字中是斜槽，設(shè)計(jì)斜槽是因?yàn)檫@可以使滑塊在斜槽上運(yùn)動(dòng)的時(shí)候更加順暢，這同時(shí)這也有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是加工不易，需設(shè)計(jì)專門的洗內(nèi)槽的道具。同時(shí)由于所設(shè)計(jì)的是測(cè)量儀則使用的材料最好為不銹鋼。其中十字板的零件圖如下圖5所示：
圖5 十字板
3.2 滑塊的設(shè)計(jì)
滑塊是橢圓規(guī)中的原理運(yùn)動(dòng)部件，帶點(diǎn)斜度可在十字板中自然的滑動(dòng)。
滑塊的零件圖如下圖6所示：
圖6 滑塊桿
3.4 螺紋連接桿
螺紋連接是連接兩個(gè)滑塊的限制件，能使兩個(gè)滑塊同時(shí)運(yùn)動(dòng)，保證兩個(gè)滑塊間的中點(diǎn)到原點(diǎn)的距離。同時(shí)桿的兩端要設(shè)計(jì)分別設(shè)計(jì)成左右螺旋，在調(diào)節(jié)長度的時(shí)候可以確保同時(shí)進(jìn)或同時(shí)退。在連接螺紋連接桿時(shí)，應(yīng)使兩端的螺紋同時(shí)轉(zhuǎn)進(jìn)滑塊桿里，保證他的中點(diǎn)。
第4章 橢圓規(guī)的三維建模
4.1 十字板的三維建模
4.2 滑塊桿的三維建模
4.3 限位導(dǎo)向件的三維建模
4.4 橢圓規(guī)的三維建模
第5章 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)锳utoCAD繪圖效果不好，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(cè)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。看地圖是最重要的任務(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(duì)位置、表面，然后按主次特征造型的關(guān)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(duì)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(duì)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)，SolidWorks文件”對(duì)話框中，單擊“選項(xiàng)”對(duì)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。
結(jié)論
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是橢圓規(guī)的設(shè)計(jì)與制造，直到今天，畢業(yè)設(shè)計(jì)總算接近尾聲了，通過這次對(duì)于橢圓規(guī)的設(shè)計(jì)與制造的設(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(shí)，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)的是橢圓規(guī)的設(shè)計(jì)與制造，通過初期的方案的制定，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(shí)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。
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[16] Queen Y. Beardsly, Mechanical Engineering, Regents Publishing Company,Inc,2003.99—103
致謝
在此論文完成之際，我的心里感到特別高興和激動(dòng)，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因?yàn)橛辛死蠋煹恼佌伣虒?dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識(shí)和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對(duì)我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識(shí)，同時(shí)我的生活中的也有了一個(gè)明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過去的那個(gè)愛玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過近半年的設(shè)計(jì)計(jì)算，查找各類橢圓規(guī)的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因?yàn)槲沂窃趺聪氲?，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識(shí)和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的個(gè)人能力，更重要的是來自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識(shí)，在這里，謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。
另外也感謝我的父母，朋友和同學(xué)們的幫助。在做設(shè)計(jì)感覺受挫，枯燥與迷茫時(shí)，是他們?cè)谙ば牡臑槲裔尫艍毫?，鼓?lì)我不要?dú)怵H，勇敢面對(duì)。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。
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