大學生機械畢業論文

時間：2021-10-19 09:43:58 論文我要投稿

大學生機械畢業論文

　　挖掘機器人是機液一體化的機械裝備，對挖掘機的開發涉及到機械和液壓等學科領域的技術。以下是小編精心準備的大學生機械畢業論文范文，大家可以參考以下內容哦！

大學生機械畢業論文

　　大學生機械畢業論文 1

　　摘要：利用三維實體建模軟件Pro/E與機械系統動力學仿真分析軟件ADAMS建立了挖掘機器人機械子系統、液壓子系統模型，并在ADAMS環境中利用參數關聯技術，將兩個子系統模型集成，建立起挖掘機液壓與機械一體化的虛擬樣機模型；在此基礎上進行了大量的運動學和動力學仿真。研究結果為預見設計方案的可行性及物理樣機的試制提供了一定參考；可提高產品開發速度和精度，降低開發成本；具有重要的理論與工程意義。

　　關鍵詞：挖掘機器人；液壓機械復合系統；虛擬樣機

　　挖掘機器人是機液一體化的機械裝備，對挖掘機的開發涉及到機械和液壓等學科領域的技術。傳統的物理樣機開發模式存在開發周期長、成本高、修改困難等多方面的問題。應用數字化虛擬樣機技術能有效地克服傳統物理樣機開發模式的缺陷，加快產品開發速度，節約開發成本，為機）液復合系統設計、產品復合性能評價提供了一種有效的手段。借此技術，工程設計人員可在建造物理樣機之前，在計算機上建立虛擬樣機模型，伴之以三維可視化處理，模擬現實環境下系統的運動和動力特性，并根據仿真結果對各種設計方案進行快速優化對比，在設計早期就能確定關鍵的設計參數，預測產品系統性能，以減少產品開發階段，物理樣機的試制、試驗次數，節省設計經費，縮短設計周期，提高產品質量及產品系統性能。

　　一、機械系統建模

　　利用三維實體建模軟件Pro/E和機械系統動力學仿真分析軟件ADAMS/View聯合建立挖掘機機械系統模型。

　　1.1Pro/E環境建模與裝配

　　機械系統模型的準確性是決定所設計的液壓系統是否具有實用性的前提條件，所以，建立的機械系統模型應盡可能準確，但考慮到仿真實時性要求，模型在基本適合所要求工況的前提下還應盡可能簡單。根據研究目的，建模時將挖掘機結構進行了合理的簡化和抽象，按照是否存在相對運動（暫不考慮行走運動）將挖掘機器人劃分為：轉臺1、動臂2、斗桿3、鏟斗4、鏟斗搖桿5、鏟斗連桿6、動臂液壓缸體7、動臂液壓活塞桿8、斗桿液壓缸體9、斗桿液壓活塞桿10、鏟斗液壓缸體11、鏟斗液壓活塞桿12共十二個大運動部件.

　　挖掘機三維實體建模包括所有零件的三維實體模型建立及整機裝配。利用Pro/E特征選項里的拉伸、旋轉、剪切、混合掃描等操作命令建立各零部件；然后按照挖掘機工作裝置的各零部件間裝配與配合關系，對各零件的三維實體模型進行裝配，得到挖掘機整機的三維實體裝配模型。

　　1.2機械系統模型從Pro/E傳到ADAMS/View中

　　ADAMS提供了與Pro/E軟件的數據交換接口Mechanism/Pro，Mechanism/Pro是MSC公司為ADAMS開發的與Pro/E軟件的專用接口程序，作為一個菜單，掛接在Pro/E環境中。該模塊是連接Pro/E與ADAMS之間的橋梁。二者采用無縫連接的方式，使用戶不需要退出Pro/E應用環境，就可以將裝配完畢的總成傳送到ADAMS/View中。利用該接口模塊解決了ADAMS環境中不易構建復雜模型的缺點，使用戶可以在其熟悉的CAD中建立三維機械系統模型，通過一個按鍵操作，就可將數據傳到ADAMS環境中，提高了工作效率。

　　三維實體模型進入ADAMS/View后，各零部件之間是毫無聯系地獨立存在于ADAMS/View環境中。這種狀態下即使全部零部件都已導入，也不能構成一臺具有現實意義的虛擬樣機。只有在此基礎上，借助ADAMS軟件再添加適當的連接、載荷、運動約束和力等模型特性，才能建立仿真模型即虛擬樣機。動臂下鉸點鉸接在轉臺上，利用動臂油缸的伸縮，使動臂繞動臂下鉸點轉動，依靠斗桿油缸使斗桿繞動臂的上鉸點擺動。

　　二、液壓系統建模

　　本文根據需要對液壓油路進行了簡化，并按功能劃分為結構相似的動臂、斗桿、鏟斗、回轉、行走五個工作回路.挖掘機舉升機構，即動臂的液壓工作回路，其是簡化的執行元件為液壓缸的典型液壓回路，其它幾個回路與此類似。當換向閥4由中位移至左位（下）時，壓力油經單向閥3進入液壓缸底部，液壓缸上腔里的液壓油回到油箱，活塞向上運動；反之，當換向閥4由中位移至右位（上）時，液壓油直接進入液壓缸上腔，使活塞向下運動，從液壓缸下腔流出的油通過閥6回到油箱，如達到一定壓力，則向液壓缸上腔補油。當換向閥處于中位時，閥5和閥6均關閉，活塞雙向鎖止，動臂處于某一固定位置。以下為基于流體傳動理論，利用ADAMS提供的數值算法和函數，創建液壓元件和液壓系統模型的過程。

　　2.1壓力源（泵）及油箱

　　壓力源是為整個液壓系統提供動力的元件。根據液壓系統的設計，壓力源的初始壓力設為11.4MPa。一般情況下，液壓系統工作時壓力源的壓力變化不大，故認為該壓力為定值，并將壓力變化函數設置為與初始壓力相同的數值，即設為定值；油箱被認為是一個很大容積的蓄能器，壓力可維持不變，故油箱模型只需設置壓力參數即可。

　　2.2方向控制閥（三位四通閥）

　　方向控制閥為整個系統的控制中樞。由操作人員直接控制，實現液壓缸的往復運動。所需設置的參數有閥芯的初始位置、閥開啟及關閉所需的時間、閥的泄漏系數和因閥所造成的壓力損失等。

　　2.3止回閥（單向閥）

　　止回閥在液壓系統中起到正向流通，反向截止的作用。對于止回閥來說，需要設置關閉時閥芯兩端的壓力差及流量，閥口心截面積變化率以及泄漏系數和響應時間等。

　　2.4背壓閥

　　背壓閥在液壓系統中主要起保壓和穩壓作用。在背壓閥屬性對話框中，需要設置閥口流通截面面積變化率、閥口初始位置、閥的泄漏系數和響應時間等參數。

　　三、結束語

　　從虛擬樣機系統仿真建模的角度來看，整個系統可以分為機械系統、液壓系統兩個大部分。通過對挖掘機液壓）機械系統分別建立虛擬樣機模型，而后利用參數關聯技術使機械系統和液壓系統成為有機的整體，實現了整機機）液復合系統的聯合動態仿真分析，打破了單純機械設計的局限性，仿真結果基本符合技術上的要求，為物理樣機的試制及其它型式機）液復合系統的設計和研究提供了很好的參考。可以用于研究液壓系統、機械系統參數改變對整機系統性能的影響及挖掘機復合系統設計、系統優化和方案論證；加快挖掘機產品的開發速度，降低開發成木，提高市場競爭力。

　　大學生機械畢業論文 2

　　一、概述

　　機械工程測試技術是機械類專業的一門重要的專業基礎課，該課程綜合了許多新技術、新知識，內容抽象，理論性和實踐性很強。長期以來，課程教學內容分散、雜亂，新內容新知識不能被及時擴充，總的教學學時不斷被縮減，教學方式單一，實驗和實踐教學環節非常薄弱，學生普遍反映該課程較難掌握。然而，面對測試技術在機械工程領域中的廣泛應用，為使學生能夠更好學好該門課程，適應高等教育培養創新型高素質工程應用人才的教學目標，進行《機械工程測試技術》課程的教學改革尤為必要。

　　二、存在問題

　　國外各高校非常重視《機械工程測試技術》課程教學，課堂教學與實驗教學同等重要，實驗環境比較開放，研究性和綜合性實驗比例較大，很好地培養了學生的動手能力。目前，我國的《機械工程測試技術》以課堂教學為主，實驗教學為輔，而且在教學內容、方式和實驗方面存在著一系列的問題。教學內容方面，教材老化，新知識和新技術難以及時擴充到教學中，使教學內容不能得到及時更新;目前課堂教學時間課時偏少，體現最新科技的章節內容部分沒有多余的課時進行講解。教學方式以多媒體、口述和板書為主，課堂上以教師為中心，學生被動的學習知識，很難培養出學生的創造思維和創新能力;考核方式單一，學生的考核以期末考試成績為主，基于非知識性因素平時成績為輔，學生的創新思維和動手能力得不到有效考核和體現。實驗教學方面，實驗設備陳舊，實驗手段落后，實驗內容偏少，多以原理驗證性實驗為主，研究性和綜合設計性實驗較少，不能很好地鍛煉學生的實踐能力和創新思維;考評方面，一直沿著講解、指導、批改實驗報告的模式，輕動手能力和創新思維的培養。面對機械工程測試技術快速發展，傳統的教學內容和教學模式很難適應時代發展的'潮流。因此，以特色名校建設為契機，有必要對我校機械工程測試技術課程在教學內容、方式和實驗方面加大教學改革力度，進一步提高我校人才培養質量，強化特色名校工程內涵建設。

　　三、課程教學改革

　　本文針對該課程教學中存在的上述問題，擬在教學內容、教學方式和實驗教學三個方面開展如下改革。

　　（一）機械工程測試技術教學內容的優化與完善

　　本課程教學內容比較分散，學習中不利于掌握整個知識體系，需要在教學中應盡量淡化各知識點的分界，注重教學內容的層次性和系統性。因此，以基本理論和方法為基礎，以信號流程為主線，以測試系統框圖為骨架，將各個模塊課程內容貫穿起來，使學生建立起完整的測試系統概念。教學過程中正確處理理論知識與實踐技術的關系，對教學內容進行優化與完善，課堂教學重點放在課程的基本概念、原理和方法上，同時通過穿插講解工程應用案例，并適當介紹本學科領域的新成果和新應用，既可以使學生打下堅實的基礎又可以開闊眼界，將會大大提高學生的學習興趣和積極性。

　　（二）機械工程測試技術教學方法改革

　　目前機械工程測試技術教學方法上以“教師”為主體，學生則被動吸收知識，該模式不利于培養學生的創造性思維和創新能力，已經不能完全適應新形勢下課程教學任務。為此，需要改變灌輸式的傳統教學模式，建立以“教師”為主導和以“學生”為主體的新型教學模式，充分發揮了教師的引導作用和學生的主觀能動性。在新型教學模式指導下，采用多元化教學手段，將多媒體教學、板書、演示和實物結合起來，應用文字、圖形、聲音、動畫等多種媒體素材使抽象和枯燥的理論形象化和生動化。針對不同的內容可以采用啟發式、參與式、基于問題、工程案例剖析與課堂討論相結合的方法，在教師的引導下，注重以生活實例和工程案例設疑式地啟發學生，教師創設問題情境，提出問題，以學生為主體對實例中所涉及到的基本原理和方法展開積極課堂討論，以此調動學生的學習積極性和主動性，培養學生理論聯系實際、分析和解決實際問題的能力，激發學生獨立思考和創造性思維能力。有條件的情況下，也可以結合虛擬儀器教學平臺，在課堂上綜合運用多媒體教學系統，建立一個理論與實踐一體的網絡化教學環境，加強教師與學生的互動，提高學生的學習興趣。此外，為了使學生能夠在課后可以及時溫習和回顧課堂知識，做到融會貫通和綜合應用，在每節理論課后，為學生留出適當的作業，在規定時間內完成學習報告，教師在課堂上對學習成果進行答辯，對出現的問題及時解答，使學生對學習內容進一步的深化和提高。在理論考核方面通過出勤、作業、課堂討論和期末考試進行綜合考評，改變傳統一考定結論的弊端。

　　（三）機械工程測試技術實驗教學改革與創新實踐能力培養

　　由于機械工程測試技術課程理論性強，應用過程抽象，實驗教學是深化本課程學習的必有途徑。目前國外將機械工程測試技術定位為實驗課，實驗教學尤為重要，主要通過實驗環節提高學生的綜合素質，國內實驗教學方便有所欠缺。為培養學生的實踐動手能力，應建立以學生為中心的多層次、應用型實驗模式，將開設實驗分為基礎性實驗、驗證性、研究性和綜合性四個不同的層次，增加研究性實驗和綜合性實驗的比例，滿足學生對該課程各階段學習的不同要求，以此提高學生的綜合素質、工程實踐能力和創新精神。有條件的情況下可以組織成立研究型學習小組，在課題組教師指導和幫助下，積極參與研究項目中的一些工作，完成項目研究報告，教師對項目成果給予評定。充分利用現代計算機技術和多媒體技術，開發網上虛擬實驗系統，為學生提供開放性實驗環境，在教師指導下由學生獨立完成自主實驗。基于該自主開放式研究性實驗平臺，可以擴展課堂教學內容，開闊學生的視野，全面提升學生的動手能力和創新精神。為學生構建基于虛擬儀器的創新設計平臺，開展虛擬儀器案例教學，將虛擬實驗與理論教學有機融合在一起，激發學生的學習積極性和主動性，培養學生動手能力和解決實際問題的能力。

　　四、結束語

　　本文分析了機械工程測試技術課程特點和在教學過程中出現的問題，有針對性的提出本課程在教學內容、教學方式和實驗手段方面的改革和實施方案。不斷優化與完善教學內容、創新教學方法和實驗手段，建立以學生為中心的機械工程測試技術課程教學內容體系，創新以培養學生動手能力和創新能力的教學手段，加強研究性和綜合性實驗教學。教學過程中形成師生良性互動，以此提高學生學習的興趣和主動性，對進一步提高人才培養質量，加強特色名校工程建設具有重要研究意義和推廣價值。

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