内容摘要：在目前的手工绘图中，大多只能绘制直线和圆而椭圆的绘制却相当的难以去绘制因此本文就画椭圆的问题进行研究，并设计了这种椭圆规机构本机构采用动杆联接两回转副，固定导杆联接两移动副，导杆呈十字形，动杆上各点轨迹为长短径不同的椭圆的原理，并根据此原理制成本机构具有制作简单,使用方便,画出来的椭圆精确的特点此次通过对此机构的设计和改良，并以此编制相应的加工工艺和程序，并最终加工出椭圆规实物关键词：椭圆规 机构 设计 制作；Abstract：In the current manual drawing, most can only draw a straight line and circle. And elliptic's drawing is quite difficult to draw. Therefore elliptic problem is studied in this paper, picture, and the elliptic customs agency. This institution adopts the lever connects two rotary vice, fixed piston rod connecting two mobile vice, piston rod is cross, lever trajectory length for different points on the principle of different diameter of ellipse, and according to this principle. This institution has made simple and easy to use, and draw out of the oval characteristics of accurate. The through the design of this mechanism and improvement, and to prepare the corresponding process and procedures, and finally work out elliptical customs forms. Key words：elliptic trammels gear design preparation；一、概述（一）、椭圆规的介绍 1、椭圆规的简介对于机械专业类的学生和岗位来说，绘图是必不可少的经常性工作。
对于一般的直线、圆弧或圆，利用直尺、圆规即可马上绘制，但在绘制椭圆的时候，一般的作法是利用“四弧连接原理”借助圆规绘制、甚至徒手绘图，可以近似画出来，但毕竟最近似的也不光滑而且难看又费时如果有椭圆绘图仪，就可以方便地进行椭圆绘制，而且光滑好看于是便产生了椭圆规椭圆规机构具有制作简单,使用方便,画出来的椭圆精确等特点，非常适合椭圆类图纸的绘制2、椭圆规当前状况椭圆规有着广泛的应用,但其作图颇为繁琐,且不易准确.多年来国内外有不少人从事这方面的探讨和研究 它属于一种画椭圆的工具，适用于教学、工程制图、工程制造以及需要画椭圆的地方只要已知椭圆的长轴、短轴、焦距三个量中的两个量，即可准确画出具有准确焦点位置的椭圆本设计实用新型具有制作简单、使用方便、画出来的椭圆精确、应用领域广等特点椭圆规机构的设计制作涉及原理设计、结构设计及机械加工制造等多方面专业知识，通过对常用结构件或装置的分析，可以检验学生对本专业相关基础专业知识掌握情况，学会理论联系实际，提高综合知识应用能力，通过独立完成设计内容，为未来就业打下一定基础椭圆规机构的设计主要是其零部件的设计制作，所制作零件应符合造价低廉、设计及制作简易等条件，以便适用与学生。
二）、设计椭圆规的要求完成此次毕业设计需要根据任务书和预期目标的要求，通过搜集和整理椭圆规机构及工艺的有关资料，结合自己所学知识，确定整体设计方案，并依次进行椭圆规机构的设计，使所设计的椭圆规机构结构简单，转动灵活，使用方便，能准确完成椭圆的绘制通过对椭圆规机构的使用现状、需求情况以及使用寿命的调查，以及对常用结构件或装置的分析，查看相关资料，结合自己所学的《机械设计基础》、《机械制图》、《机械制造技术》等专业课程，掌握一定的相关信息，在比较和借鉴的基础上，设计制造出一种机构更加简单合理、高质量、高效率、以及使用成本更加低廉的椭圆规机构，来满足课程设计对于椭圆规机构的设计与制造，我想通过指导教师的精心指导，再结合查阅的相关资料及自己所学本专业相关基础知识、专业知识和技能，利用现有的工具书，根据分析结果提出椭圆规机构的设计方案，并修改加工对椭圆规机构来说，为演示它的运动可行性来进行数据分析，可选用CAXA进行设计三）、本课题涉及的重点与解决方法1、本课题重点及关键在于以下几点：（1）、椭圆方程的计算；（2）、椭圆规的配合方式；（3）、椭圆规的底槽设计；（4）、椭圆规的连杆设计；（5）、椭圆规的制作；2、根据以上设计重点相应的解决方案有以下几点：（1）、计算椭圆上各点的方程及椭圆的圆心率；（2）、联系到椭圆规数学原理，通过调整连杆间距画出不同尺寸的椭圆；（3）、考虑到连杆的设计方式为连杆机构，支架的设计必须满足连杆连接的基本需求；（4）、考虑到椭圆规制作的简易适用性、灵活性及受力等综合性能方面的要求，制作的椭圆规的整体厚度、重量，材料等的考虑；（5）、椭圆规零部件制作及组装；二、椭圆规机构的原理设计(一)、椭圆规的原理椭圆规的工作过程如图2.1图2.1模型图2.2数学模型其数学证明过程如下：设 PA=a, PB=b, 和 t=∠ABO（O为十字形中心）以十字形构建直角坐标系。
则点P的坐标是(a cos t, b sin t) ，点P的轨迹是以2a和2b为轴心的椭圆椭圆面积S=π×a×b 范施古登定理：在一个三角板中，如果两个角的顶点沿着一个固定的两边滑动，则第三个角顶的轨迹是一个椭圆二）、椭圆的轨迹分析连杆滑块式的原理图如下图2.3所示，设AM=BM=0M，M为AB的中点，OM的长度不变滑块B沿X轴水平移动，滑块A沿Y水平移动，那么AB上任一点P相对于定坐标的运动轨迹为：两式移项后的平方和为：图2.3 椭圆原理图三、椭圆规机构各部件的设计（一）、十字板的设计十字板是椭圆规机构的基本零件，由椭圆形成原理可知，绘制椭圆的零件都是在十字板中的，通过使滑块在十字板中滑动以绘出椭圆十字板的设计形式是直槽，设计直槽是因为各种条件所限但也因此使得直槽更容易加工和装配考虑到加工条件和实际使用情况，我们选择美观且轻便的铝作为制作材料十字板的设计图如下所示 图3.1十字板考虑到工件的美观和实际的耐用度我们选用圆底板，这样的设计对于使用和存放也有一定的便利但同时对于加工却又增加了几分难度由于是圆外形，所以在铣削加工的夹持和对刀等加工步骤中会不可避免的带来一些麻烦由于毛坯表面很差，又考虑到椭圆规表面的美观情况，所以我们在加工前对毛坯表面首先进行了车削和铣削进行处理，进而进行对椭圆规底板的正式加工。
根据以上的分析我们得到了以下的工艺卡片和刀具卡片表3.1 十字板数控加工工序卡片产品名称零件名称材料夹具名称使用设备程序编号零件图号椭圆规十字板铝三爪卡盘普通车床、加工中心O0001;O0002图3.1工步号工步内容刀具号刀具规格／mm主轴转速／（r／min）进给量 ／（mm／min）／（mm／r）背吃刀量／mm备注1车削外圆T014000.20.52车削端面T014000.20.53铣削十字槽T02Φ1010003006编制李鑫审核杨杨批准杨杨共一页第一页表3.2 十字板数控加工刀具卡片产品名称零件名称零件图号程序编号椭圆规十字板3.1o0001;o0002工步号刀具号刀具名称备注1T0190度外圆车刀2T0190度外圆车刀3T02Φ10立铣刀编制李鑫审核杨杨批准杨杨共一页第一页程序如下O0001;G90 G54 G21;M03 S1000 F300;G00 Z100.;X100. Y1.;Z5.;G01 Z1.;M98P3L2;G00 Z100.;X100. Y100.;M30;O0002;G91 G01 Z-6.;G90 G01 X-100.;G01 Y-1.;G01 X100.;G00 Y100.;G00 X1.;G01 Y-100.;;G01 X-1.;G01 Y100.;M99;（二）、滑块的设计滑块是椭圆规中的运动部件，通过在十字板中运动获得椭圆，粗糙度好的滑块可在十字板中自然的滑动，滑块质量的好坏决定了绘图过程的效率与工作质量。
为了保证加工质量和美观，我们选择铝作为加工材料，加工机床采用加工中心由于条件所限，我们的滑块采用直滑块，也因此滑块的加工更容易保证质量在加工滑块之前，首先对毛坯表面进行加工，以保证表面的平整与美观接下来对其进行加工，直到加工到理想尺寸和表面质量滑块设计图如下：图3.2滑块下面是对加工滑块所做的工艺卡片和刀具卡片表3.3 滑块数控加工工序卡产品名称零件名称材料夹具名称使用设备程序编号零件图号备注椭圆规滑块铝虎钳加工中心o0003;o0004图3.2工步号工步内容刀具号刀具规格／mm主轴转速／（r／min）进给量 ／（mm／min）背吃刀量／mm1铣削滑块表面T01Φ10100020062加工滑块T01Φ1010002006编制梁梓鸣审核杨杨批准杨杨共一页第一页表3.4 滑块数控加工刀具卡产品名称零件名称零件图号程序编号椭圆规滑块图3.2o0003;o0004工步号刀具号刀具名称备注1T01Φ10立铣刀2T02Φ6麻花钻编制梁梓鸣审核杨杨批准杨杨共一页第一页加工程序如下：O0003;G90 G54 G21;M03 S1000 F300;G00 Z100;X100 Y100;Z5;X20 Y1;G01 Z0;M98P4L2;G00 Z100;M30;O0004; G91 G01 Z-3;G01 X-20;Y-2;X20;M99；（三）、导杆的设计导杆是连接两滑块的部件，是椭圆规中的制图运动部件。
导杆上的螺钉连接两滑块，两滑块的距离会影响到椭圆规画出的椭圆的尺寸导杆的加工精度直接影响到椭圆规画出椭圆的尺寸精度经过讨论，我们决定将导杆设计为可调类型在滑块与导杆连接处进行打孔，然后在两孔之间再打一些孔用以调节椭圆尺寸图3.3导杆以下是我们关于导杆的工艺表与刀具表：表3.5 导杆数控加工工艺卡产品名称零件名称材料。