毕业设计（论文）-水泥砖测量机总体设计.doc

临沂师范学院工学院本科专业毕业生涯设计 目目 录录 第一部分第一部分.4 4 我的机械制造工程师职业生涯设计我的机械制造工程师职业生涯设计 .4 4 1 1 前言前言 .4 4 2 2 自我分析和评价自我分析和评价 .4 4 2.12.1 自我评价自我评价 .4 4 2.22.2 给自己一个理想给自己一个理想 .4 4 2.32.3 认识自己了解自己认识自己了解自己.5 5 3 3 职业分析职业分析 .5 5 4 4 机械工程师职业的总体发展趋势机械工程师职业的总体发展趋势 .6 6 5 5 创新和学习创新和学习机械工程师的基本品质机械工程师的基本品质 .7 7 6 6 机械工程师为实现价值而塑造自己机械工程师为实现价值而塑造自己.8 8 7 7 职业定位职业定位 .8 8 8 8 结论结论 .8 8 8.18.1 近期计划近期计划 .9 9 8.28.2 中期计划中期计划 .9 9 8.38.3 五年计划五年计划 .9 9 8.48.4 长期计划长期计划 .9 9 9 9 结束语结束语.9 9 第二部分第二部分.1111 水泥砖测量机总体设计水泥砖测量机总体设计 .1111 摘摘 要要.1111 ABSTRACTABSTRACT .1212 1 1 前言前言 .1313 1.11.1 机电一体化系统的概述：机电一体化系统的概述：.1313 1.1.11.1.1 机电一体化系统的功能原理设计机电一体化系统的功能原理设计 .1313 1.1.21.1.2 机电一体化系统的技术评价机电一体化系统的技术评价.1414 1.1.31.1.3 广义接口广义接口.1414 1.1.41.1.4 软件在控制系统中的作用软件在控制系统中的作用.1414 1.21.2 目的和任务目的和任务.1515 2 2 总体方案论证总体方案论证.1515 2.12.1 设计分析设计分析 .1515 2.22.2 总体方案的确定总体方案的确定 .1616 3 3 精密机械系统精密设计基础精密机械系统精密设计基础 .1818 3.13.1 精度设计中的主要原理及原则精度设计中的主要原理及原则.1818 3.1.13.1.1 阿贝误差原理阿贝误差原理.1818 3.1.23.1.2 运动学设计原理运动学设计原理 .1818 3.1.33.1.3 平均效应原理平均效应原理.1818 3.1.43.1.4 变形最小原则变形最小原则.1818 3.1.53.1.5 误差缩小和放大原理误差缩小和放大原理 .1919 3.1.63.1.6 误差配置原理误差配置原理.1919 3.23.2 随机误差和系统误差随机误差和系统误差.1919 3.2.13.2.1 随机误差随机误差 .1919 3.2.23.2.2 标准偏差的计算标准偏差的计算 .2020 3.2.33.2.3 系统误差系统误差 .2121 3.33.3 误差的综合误差的综合.2222 3.3.13.3.1 随机误差的合成随机误差的合成 .2222 3.3.23.3.2 系统误差的合成系统误差的合成 .2222 3.3.33.3.3 不同性质误差的合成不同性质误差的合成 .2222 4 4 机械传动部件的设计机械传动部件的设计 .2323 4.14.1 斜齿轮齿条传动斜齿轮齿条传动11 .2323 4.24.2 轴的设计轴的设计11 .2727 4.2.14.2.1 轴的材料轴的材料 .2727 4.2.24.2.2 轴径初步设计轴径初步设计.2727 4.2.34.2.3 安装要求安装要求 .3131 4.34.3 联轴器的选择联轴器的选择 .3131 4.44.4 减速机的选择减速机的选择 .3131 5 5 定位夹紧装置设计定位夹紧装置设计.3131 6 6 其它零部件设计及精度校核其它零部件设计及精度校核 .3232 6.16.1 电动机的选择电动机的选择 .3333 6.26.2 传感器的选择传感器的选择 .3333 6.36.3 测量机械的精度校核测量机械的精度校核 .3333 7 7 结论结论 .3333 参考文献参考文献.3535 致致 谢谢 .3636 临沂师范学院工学院本科专业毕业生涯设计 第一部分 我的机械制造工程师职业生涯设计 1 1 前言前言 在今天这个人才竞争的时代，职业生涯规划开始成为在人争夺战中的另一重要 利器。对企业而言，如何体现公司“以人为本”的人才理念，关注员工的人才理念， 关注员工的持续成长，职业生涯规划是一种有效的手段；而对每个人而言，职业生 命是有限的，如果不进行有效的规划，势必会造成生命和时间的浪费。作为当代大 学生，若是带着一脸茫然，踏入这个拥挤的社会怎能满足社会的需要，使自己占有 一席之地？因此，我试着为自己拟定一份职业生涯规划，将自己的未来好好的设计 一下。有了目标，才会有动力。 2 2 自我分析和评价自我分析和评价 2.1 自我评价 我是一个当代本科生， （平时）是家里最大的希望成为有用之才，性格外向、 开朗、活泼，业余时间爱交友、听音乐、外出散步等。喜欢看小说、散文，尤其爱 看杂志类的书籍，心中偶像是比尔盖茨，平时与人友好相处群众基础较好，亲人、 朋友、教师关爱，喜欢创新，动手能力较强做事认真、投入。当然本人自身仍存在 一些缺点，这对于我今后的就业会产生不利影响。比如，学习缺乏恒心，努力程度 不够，平常较少参加社会实践，社会实践经历少等。 不少人都曾经这样问过自己：“人生之路到底该如何去走？”记得一位哲人这 样说过：“走好每一步，这就是你的人生。 ”是啊，人生之路说长也长，因为它是 你一生意义的诠释；人生之路说短也短，因为你生活过的每一天都是你的人生。每 个人都在设计自己的人生，都在实现自己的梦想。河南中医学院是一个大的百花园， 我只是百花园里一棵不起眼的小草，可小小草有一个大大的理想，就让我在这里畅 想一下自己的职业生涯吧。 2.2 给自己一个理想 戴高乐曾经说过：“眼睛所看到的地方就是你会到达的地方。伟人之所以伟大， 是因为他们决心要做出伟大的事。 ”因此，要使自己的人生精彩些，首先应给自己 一个明确的理想，它有足够的难度，但又有足够的吸引力。你愿意为此全力以赴， 那么你就可能获得成功。我是一名大二的学生，从小受父母的教导，印象最深的格 言之一便是“没有规矩，不成方圆” 临沂师范学院工学院本科专业毕业生涯设计 2.3 认识自己了解自己 小时候的梦想，从来就不曾遗忘，做一位合格的机械工程师，在这个理想的激 励下，我不断的努力，当我遇到困难和挫折的时候，是它给了我力量和自信。俗话 说：“兴趣是最好的老师。 ”但是我知道，一个人如想做好一件事，只有兴趣是不 行的，尤其是对我将来的目标，不仅需要兴趣，还要学会勤奋和认真。一个人在社 会当中难免会遇到挫折与坎坷。此时，唯有继续勤奋地前进，认真地、脚踏实地地 朝着通往自己目标的道路上前进，才能不被困难击倒，才能取得成功。 人的能力如同地下的煤，需要去发现它并开发出来，这样它才有机会发光发热， 造福人类社会。世界上没有十全十美的人，每个人都有自己的缺点，我会在成长的 过程中克服自己的缺点，作一个乐观、开朗、自信、宽容、真诚的人，有了这些朋 友，在通向理想的道路上我在再大的困难面前也会信心百倍的。 3 3 职业分析职业分析 作为高等教育中老牌的工科专业，机械类专业好比是“振臂一呼，应者万千”的 龙头老大没有哪门现代工业离得开机械的支撑和帮衬。 未来 10 年将是中国机械行业发展的最佳、最快时期承接世界制造业的转移， 中国正在逐步成为世界工厂。美国、德国、日本、韩国等国家已经进入工业化发展 的高技术密集时代与微电子时代，钢铁、机械、化工等重工业正逐渐向发展中国家 转移。我国目前经济发展已经过了发展初期，正处于重化工业发展中期。美国、德 国的重化工业发展期延续了 18 年以上，美国、德国、日本、韩国四国重化工业发 展期平均延续了 12 年，由此来看，中国的重化工业发展期将至少延续 10 年。因此， 在未来 10 年内，国产机械产品的国际竞争力将不断增强，逐步替代进口，并加速 出口。目前，中国机械行业中的一些子行业，如，船舶、铁路、集装箱及集装箱起 重机制造等已经受益于国际间的产业转移，并将持续受益；电站设备、工程机械、 机床等将受益于产业转移，加快出口进程。2006 年 6 月 28 日国家发布了关于加 快振兴装备制造业的若干意见 ，提出未来将重点发展 16 大领域，即：发电、输变 电、石化、煤化工、薄板连轧、煤综采、造船、铁路与轨道交通、环保、工程机械、 自控和精密仪器、数控机床、纺机、农机、IT 设备、飞机，这不仅为装备制造业未 来的发展明确了方向和目标，还开出了一系列支持措施，包括税收优惠政策、资金 支持等，非常有利于机械行业的长期、健康、快速发展。在意见及其相关配套 政策和其他振兴政策的推动下，我国机械行业的内需持续保持旺盛增长。专家预测， 在未来 GDP 稳定增长的前提下，国内机械设备需求增速将超过 GDP 增速。我国人 口众多、地域辽阔，随着国家经济持续稳定的发展，设备替代人工是许多行业的必 临沂师范学院工学院本科专业毕业生涯设计 然趋势，因此机械设备需求也必将多品种、多样化。预计未来几年，很多机械产品 仍将保持旺盛需求，譬如，为了解决运输瓶颈，铁路发展投资持续增加，相关设备 需求旺盛；为了解决电力短缺，近几年国家加大电站及输变电建设力度，未来几年 电站建设仍将保持在高位，输变电建设将保持快速增长；新农村建设、城市轨道交 通建设等也都将拉动对工程机械的旺盛需求。 从就业市场上看，机械类专业是名副其实的热门专业，但是较为尴尬的是，因 为外界对机械类专业有着太多似是而非的误解，对它的看法多滞留在机床、电焊、 满身油污、嘈杂的车间等印象上，于是多数学生对机械类专业退避三舍，致使该专 业的招生远不如就业那么热门。 机械被称为工程之母，几乎所有的工程行业都需要机械人才。从设计、制造到 大规模生产一条龙，从地球的众多角落到宇宙空间，都有机械人才忙碌的身影。正 是因为机械的无处不在，大家对它过于熟悉，也就带来了人们对机械类专业认识的 局限性大多数人对机械的认识都停留在“巨大的车间笨重的机器忙碌 的工人”这些传统工业的印象上。其实，随着电气自动化、计算机技术、信息技术、 材料等与机械学科的交叉渗透，机械类专业早就不那么“机械”，机械类专业的学生 也在向着复合型人才的方向发展，就业早就不再局限于传统的机械行业，在很多尖 端科学领域，机械也是稳如磐石的基础，例如，在航空航天业，飞行机械师就是必 不可少的人才。 我国目前就业形势都趋向饱和，但我认为在机械设计和机械制造方面还需要更 多人才，而职业市场对技能型人才技能技术要求较高。同时面向这方面的人才也在 不断增多。 随着我国发展的不断深入，工业产品的需求不断增加，同时这方面技能人才的 需求也在不断增长，我认为只要掌握好一门技能，在机械行业也是可以找到一份好 的工作的。 4 4 机械工程师职业的总体发展趋势机械工程师职业的总体发展趋势 美国机械工程学会组织了一次有代表性的广泛调查，对 19962008 年美国分行 业机械工程师就业情况作出了预测，其主要结果是： 19962008 年美国机械工程师总体上将增加约 3.5 万人； 机械工程师将越来越多地就业于机械制造以外的行业，其中最大部分是在 服务行业，首先增加于工程管理服务和专业性服务； 机械制造部门所占机械工程师的比例虽将下降，但仍是其最大部门（占 53.7)。 香港 19931999 年人力需求的变化情况是： 临沂师范学院工学院本科专业毕业生涯设计 制造业人数由 86 8 万人下降到 24 4 万人，特别是操作工减少，而技术及专 业人员增加； 就业职工大量转向制造业中的电子工业、进出口贸易、交通运输仓储业、 通讯服务业、金融、保险、房地产服务业和公共服务业。 我国多数地区目前的情况，不同于发达国家，也不同于国际商业化都市。如上 海市发布的 2001 年度人才开发紧缺专业目录中，既有智能仪器仪表网络系统、数 控机床及机电一体化、微电子装备，也有汽车制造、发电与输变电设备、石化设备、 冷冻空调设备、现代农业装备、城市轨道交通装备、船舶与港口机械设备。相应所 需的专业则是机械设计制造及自动化、材料成型及控制工程、工业设计、过程装备 与控制工程、测控技术与仪器、热能与动力工程、电气工程及自动化、生态学、环 境工程、安全工程等。上海电气集团已与中科院签署科技合作协议，将微电子装备 技术、燃气轮机技术、循环流化床发电锅炉技术、工业机器人应用工程、机床主轴 和交流伺服电机系统等列为首批合作项目。很明显，在我国相当长的时期内，融入 和结合了信息技术的制造专业仍然是很需要的专业。值得我们参考的是，高考最热 门五大专业中，电机工程学列在法律、外文、医学、资讯工程之前，位居第一。 5 5 创新和学习创新和学习机械工程师的基本品质机械工程师的基本品质 在所有未来机械工程师必须具备的能力中，结合我国机械工程师的实际情况， 应该特别强调创新和学习能力是最重要的基本品质。江泽民主席指出：“创新是一 个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力” ；科技部长徐冠华不久前提到： “只有敢于打破常规、标新立异，才能获得不为旁人所知的真知灼见。因循守旧、 墨守成规都与创新无缘。 ”我们应该大力提倡国内外有些创新型公司所遵循的理念， 例如 KODAK 公司倡导的“想象的第一规则是不存在规则” 、 “换一个角度来看世界” 、 “将你的思维翻个个儿” 、 “用孩子的眼光来看世界”等。 终身学习、善于学习是机械工程师的必备品质。我们所处的新时期，最大的特 征就是机遇和挑战无限，学习永无止境。停止学习，就是被淘汰的开始。已有的知 识不更新将快速老化。 此外，对于工程师来说，在创新问题上排除纯技术观点十分重要。 “最好的技术 不一定能成功，市场最终还是要打败技术” （钱伯斯） 。而且，机械工程师不但要有 内容类知识（是什么、为什么） 、方法类知识（怎么做、谁来做） ，还要有规则类知 识（约束着怎么做和谁做、什么能做、什么不能做） 。哈佛商学院的传统是重 视得出结论的思考过程，而不是能否得出正确的答案。 “会学”重于“学会” ，方法 比知识更有用。 机械工程师应当保持发扬自己传统的优良品质：如认真严密、逻辑性强、全面 临沂师范学院工学院本科专业毕业生涯设计 权衡、追求准确性、系统性、结合实际、动手能力强等，同时克服机械思维、容易 见物不见人、技术至上忽视市场等弱点，全面加强信息技术和管理技术的学习掌握， 塑造成为新时期机械制造业和非机械产业都需要的复合型工程师，这也正是新形势 下我国机械工程师的新机遇。 6 6 机械工程师为实现价值而塑造自己机械工程师为实现价值而塑造自己 根据新时期的新要求，必须扩展思路来定位新时期的机械工程师。例如，已有 不少原先的机械工程师在银行系统里很好地发挥着作用；不少机械工程师从事经济 工作研究，成为以切合生产实际为特长的知名学者；制造业的工程师应用网络技术 比网络专家寻找应用实体显得更有成效等。 参考美国所作的调查，年轻的机械工程师在未来十年中的期望，最普遍的两项 是继续教育和职业引导（有经验的忠告、咨询、榜样） ；在中年机械工程师中，未 来十年的最大期望是继续教育、职业策划和能力更新；而对于有经验的机械工程师， 未来十年的主要期望是继续教育、寻求新职、策划前程。由此看出，在美国，新经 济的新要求反映到机械工程师对自己理想和前程的设计，都是首先希望继续教育和 职业转移，都是要求自己不断适应、不断学习提高并寻求更合适的自我实现。这是 大大不同于以往的就业观念、奋斗目标和择业理念的。如果稍为仔细一点观察我们 的周围，这样的趋向也在悄悄向我们走来。 7 7 职业定位职业定位 综合前面的自我分析和职业分析这两部分的内容，我得出本人的职业定位的 SWOT 分析如下： 内部环境因素优势因素（S）弱势因素（W） 工作认真负责，做事小心细致，有耐心。没有很好的语言表达能力。 外部环境因素机会因素（O）威胁因素（T） 在一个经济比较发达的地区，有多种的职业应聘。目前就业形势严峻。 8 8 结论结论 我希望将来从事机械设计或机械制图方面工作，进入国家企业或好一些的私营 企业，并通过自己不断的努力和学习来实现自己的目标，为国家的发展做出自己的 一份贡献，具体的路径如下： 职业目标：将来从事机械设计或机械制图的职业 职业发展策略：回自己家乡发展 职业发展路径：打好基础，循序渐进 临沂师范学院工学院本科专业毕业生涯设计 具体路径：初级工中级工技术人员 8.1 近期计划 20092010 年： 1)英语过六级，考研继续深造。增加英语阅读量，熟记词汇。多参与专业技 能培训，丰富计算机知识。 2)大一以适应大学生活为主，大二以专业课学习和技能为主，为实现总目表 坚持到底 3)掌握基本的职业技能 8.2 中期计划 20102012 年： 1)毕业后能找到发展自我专业类型的工作。 2)第一年以学习为主。第二年学习同时不段积累经验。 3)搞好人际关系，适应工作环境，在技能方面不段强化自己。 4)学习他人经验。多多实习。 5)进一步提高技能，积累经验 8.3 五年计划 20132018： 1)能成为一个中级或高级的技术人员。 2)学习更多的技能，能拿到高级证书。 3)积累更多的经验，多创新，多思考。 4)谦虚学习，多向有经验的师傅学习。 8.4 长期计划 创业！提高自己的管理水平。能招商引资，创建自己的企业。走专家的路线， 发扬党的精神和爱国精神。 9 9 结束语结束语 任何目标，只说不做到头来都会是一场空。然而，现实是未知多变的，定出的 目标计划随时都可能遭遇问题，要求有清醒的头脑。一个人，若要获得成功，必须 拿出勇气，付出努力、拼搏、奋斗。成功，不相信眼泪；未来，要靠自己去打拼！ 实现目标的历程需要付出艰辛的汗水和不懈的追求，不要因为挫折而畏缩不前，不 要因为失败而一蹶不振；要有屡败屡战的精神，要有越挫越勇的气魄；成功最终会 属于你的，每天要对自己说：“我一定能成功，我一定按照目标的规划行动，坚持 直到胜利的那一天。 ”既然选择了认准了是正确的，就要一直走下去。 临沂师范学院工学院本科专业毕业生涯设计 在这里，这份职业生涯规划也差不多落入尾声了，然而，我的真正行动才仅仅 开始。现在我要做的是，迈出艰难的一步，朝着这个规划的目标前进，要以满腔的 热情去获取最后的胜利。 临沂师范学院工学院本科专业毕业生涯设计 第二部分第二部分 水泥砖测量机总体设计水泥砖测量机总体设计 摘 要 本课题是设计在线自动测量水泥砖三维尺寸的测量机，以提高水泥砖测量的精 度和速度。 根据测量仪器设计的一般方法、步骤及基本原理，首先对课题进行了分析，根 据测量的要求拟定了测量的基本方案，然后进行总体结构方案论证。从机器系统组 成、总体结构、定位夹紧方法、工件上下料、动作控制、测量计算及可靠性，稳定 性，灵活性要求等多方面考虑，提出了多种方案进行论证，最后确定采用气动上下 料、下部气动定位夹紧、测量头自上而下进入测量位置、利用 PLC 进行动作控制、 单片机测量计算的方案。 对总体结构进行详细设计，特别是传动系统的设计和定位夹紧机构的设计，传 动部分采用了齿轮，齿条机构及气缸系统；测量系统采用电感式位移传感器。还对 机架、测头夹持与调整、定位夹紧机构等辅助部件进行设计。在结构设计中进行了 相关计算与校核，合理选择材料。 本机器具有通用性强、测量准确可靠、数据处理方便、测量速度快等优点，满 足了设计要求。 关键词：三维测量；齿轮齿条传动；气动；传感器；测控系统 临沂师范学院工学院本科专业毕业生涯设计 ABSTRACT The topic is to design a cement brick automatic measurements machine to improve online measurement accuracy and rapidity. According to general method and principle and steps of measurement instrument design, the measurement demands are analyzed. The measurement plan is determined. Afterwards, the overall structure plans are proposed and demonstrated. Considering the system composition, overall structure, location and clamp method, work-piece driving, action control, measure and calculation and other factors such as reliability, stability, and flexibility, several plans are proposed. Then we determine the plan as follows: work-piece is droved by hydraulic system, and clamped from underside, the measurement probes are drove from upside to measurement position, the actions are controlled by PLC, the measurement and calculation are controlled with single-chip computer. Then the detail structure is designed, especially the transmission system and location and clamp mechanism. The mechanism is driven by gear-gear stripe and cylinder system. The brick sizes are measured with inductance transducer. Then I designed the mechanisms of machine-body, probes clamp and adjust system, and location and other parts. During the process of design, I do correlative calculation and checking, and select parts material. The machine has following advantages: high measurement precision, easy to control, high measurement rapid and etc. the design fulfill the design requests. Key words: three-dimensional measurement; gear-gear stripe transmission; pneumatic system; sensor; measurement and control s