机械设计毕业论文—机械设计制造及其自动化发展方向的研究

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1、哈尔滨铁道学院机械设计制造及其自动化方向 机械设计制造及其自动化发展方向的研究姓 名 ：学 号 ：性 别 ：专 业 : 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化批 次 ：层 次 ：电 子 邮 箱 ：联 系 方 式 ：学 习 中 心 ：指 导 教 师 ：2011 年 11 月 19 日机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化 发 展 方 向 的 研 究摘 要本 文 主 要 对 传 统 的 机 械 设 计 制 造 和 机 械 自 动 化 相 比 较 ， 提 出 了 具 有 智 能化 的 特 征 是 现 代 机 械 和 传 统 的 机 械 在 功 能 上 的 本 质 区 别 。 根 据 机 械

2、自 动 化 在各 行 各 业 的 应 用 和 发 展 ， 显 现 出 了 机 械 自 动 化 产 品 的 优 点 和 效 益 。 即 多 功 能化 、 高 效 率 、 高 可 靠 性 、 省 材 料 、 省 能 源 ， 不 断 满 足 人 们 生 活 和 生 产 多 元 化需 求 。文 章 从 系 统 的 观 念 出 发 ， 综 合 运 用 机 械 技 术 、 微 电 子 技 术 ， 自 动 化 技 术 ，及 过 控 技 术 在 化 工 生 产 中 的 应 用 。 着 重 例 举 了 锅 炉 汽 包 水 位 的 控 制 和 冷 却 剂流 量 和 气 氨 排 量 的 最 佳 控 制 方 案 。

3、提 出 了 过 程 自 动 化 控 制 今 后 的 主 要 目 标 ，指 明 了 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化 的 发 展 方 向 。关 键 词 ： 设 计 制 造 ; 自 动 化 ; 产 品 ; 发 展 ; 方 向目 录第 一 章 前 械 自 动 化 的 产 生 和 定 义 械 自 动 化 的 科 学 技 术 5第 二 章 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化 符 合 设 计 原 则 足 对 机 器 的 功 能 要 求 用 先 进 技 术 不 断 创 新 6第 三 章 机 械 自 动 化 技 术 在 化 工 生 产 中 的 应 用 炉 汽 包 水 位 控 制 方 面 的

4、研 冲 量 控 制 系 统 冲 量 控 制 系 统 冲 量 控 制 系 统 却 器 控 制 方 案 的 研 究 制 冷 却 剂 的 流 量 制 气 氨 的 排 量 13第 四 章 机 械 自 动 化 系 统 的 优 点 与 效 益 产 能 力 和 工 作 质 量 的 提 高 用 安 全 性 和 可 靠 性 提 高 整 和 维 修 方 便 ， 使 用 性 能 改 善 有 复 合 功 能 ， 适 用 面 广 善 劳 动 条 件 ， 有 利 于 自 动 化 生 产 约 能 源 ， 减 少 耗 材 15第 五 章 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化 的 发 展 方 电 一 体 化 能 化 块

5、化 络 化 型 化 色 化 格 化17第 六 章 结 论 18参 考 文 献 19第 一 章 前 械 自 动 化 的 产 生 和 定 义早 在 1971 年 日 本 的 机 械 设 计 杂 志 副 刊 上 刊 登 了 机 电 一 体 化 这 一 名 词 ，后 来 随 着 机 电 一 体 化 的 发 展 而 被 广 泛 的 应 用 。 美 国 机 械 工 程 师 协 会 于 1984年 为 现 代 机 械 下 了 如 下 定 义 ：“ 由 计 算 机 信 息 网 络 协 调 与 控 制 的 ， 用 于 完 成 包括 机 械 力 、 运 动 和 能 量 流 等 动 力 学 任 务 的 机 械 和

6、（ 或 ） 机 电 部 件 相 互 联 系 的系 统 ” 。 它 与 前 面 提 及 的 机 电 一 体 化 是 一 致 的 ， 因 此 可 以 说 现 代 机 械 就 是 指 机电 一 体 化 系 统 。 20 世 纪 90 年 代 国 际 机 器 与 机 构 理 论 联 合 会 ， 给 出 了 这 样 的定 义 ， 机 电 一 体 化 是 精 密 机 械 工 程 、 电 子 控 制 和 系 统 思 想 在 产 品 设 计 和 制 造过 程 中 的 协 同 结 合 。 因 此 又 可 以 说 机 电 一 体 化 就 是 在 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动化 基 础 上 的 发 展 。

7、 械 自 动 化 的 科 学 技 术机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化 是 机 械 技 术 和 电 子 技 术 为 主 体 ， 多 门 技 术 学 科相 互 渗 透 、 相 互 结 合 的 产 物 ， 是 正 在 发 展 和 逐 渐 完 善 的 一 门 新 兴 的 边 缘 学 科 ，机 械 自 动 化 使 机 械 工 业 的 技 术 结 构 、 产 品 结 构 、 功 能 与 构 成 、 生 产 方 式 及 管理 体 系 发 生 了 巨 大 变 化 ， 使 工 业 生 产 由 “ 机 械 电 器 化 ” 迈 入 了 以 “ 机 械 自 动化 ” 为 特 征 的 发 展 阶 段 。它 的

8、 发 展 至 今 已 经 成 为 一 门 有 着 自 身 体 系 的 新 型 学 科 ， 随 着 生 产 和 科 学技 术 的 发 展 ， 还 将 不 断 被 赋 予 新 的 内 容 。 但 其 最 基 本 的 特 征 可 概 括 为 ： 机 械自 动 化 的 设 计 制 造 是 从 系 统 的 观 点 出 发 ， 综 合 运 用 机 械 技 术 、 微 电 子 技 术 、自 动 控 制 技 术 、 计 算 机 技 术 、 信 息 技 术 、 传 感 检 测 技 术 、 电 力 电 子 技 术 、 接口 技 术 、 信 息 变 换 技 术 以 及 软 件 编 程 技 术 等 群 体 技 术 ，

9、 根 据 系 统 功 能 目 标 和优 化 组 织 结 构 目 标 ， 在 多 功 能 、 高 质 量 、 高 可 靠 性 ， 低 能 耗 的 意 义 上 实 现 特定 功 能 价 值 并 使 整 个 系 统 最 优 化 的 系 统 工 程 技 术 。需 要 强 调 的 是 ， 机 械 自 动 化 技 术 是 基 于 上 述 群 体 技 术 有 机 融 合 的 一 种 综合 性 技 术 ， 而 不 是 机 械 技 术 ， 以 及 其 他 新 技 术 的 简 单 组 合 、 拼 凑 ， 这 就 是 现代 机 械 与 机 械 电 气 化 在 概 念 上 的 根 本 区 别 。 现 代 机 械 设

10、计 制 造 出 的 产 品 ， 不仅 是 人 和 手 与 肢 体 的 延 伸 ， 还 是 人 的 感 官 与 头 脑 的 延 伸 ， 具 有 智 能 化 的 特 征是 现 代 机 械 自 动 化 和 传 统 的 机 械 在 功 能 上 的 本 质 区 别 。第 二 章 机 械 设 计 制 造 及 自 动 化 的 符 合 设 计 原 足 对 机 器 的 功 能 要 求任 何 一 种 产 品 都 是 为 满 足 人 们 的 某 种 需 要 而 开 发 的 ， 都 必 须 具 有 某 种 主要 功 能 ， 不 同 的 产 品 具 有 不 同 的 主 要 功 能 。 概 而 言 之 ， 都 能 对 输

11、 入 的 物 质 、能 量 和 信 息 （ 即 所 谓 工 业 三 大 要 素 ） 进 行 某 种 处 理 ， 输 出 具 有 所 需 特 性 的 物质 、 能 量 与 信 息 。 因 此 ， 机 械 自 动 化 系 统 也 必 须 具 有 对 输 入 的 物 质 、 能 量 和信 息 进 行 某 种 处 理 ， 从 而 输 出 具 有 所 需 特 性 的 物 质 、 能 量 与 信 息 的 主 功 能 。如 图 2 示 :物 质能 量信 息系 统 主 功 能（ 变 换 、 传 递 、 存 储 ）物 质能 量信 息控 制 （ 人 ）工 业三 大 要 素具 有所 需 特 性图 2 械 自 动 化

12、 系 统 功 能 示 意 图如 上 所 述 ， 机 械 自 动 化 系 统 是 一 个 综 合 的 概 念 ， 包 含 了 机 电 一 体 化 技 术和 机 电 一 体 化 产 品 两 个 方 面 的 内 容 。 作 为 产 品 ， 又 包 含 着 设 计 、 制 造 和 特 定的 功 能 以 满 足 使 用 要 求 ， 而 功 能 是 由 其 内 部 有 机 联 系 的 结 构 所 决 定 的 。 用 先 进 技 术 不 断 创 新根 据 产 品 或 系 统 的 主 功 能 不 同 ， 可 对 产 品 或 系 统 进 行 分 类 。以 物 料 搬 运 、 加 工 为 主 。 输 入 物 质

13、、 能 量 和 信 息 ， 经 过 加 工 处 理 ， 主 要输 出 改 变 了 位 置 和 形 态 的 物 质 系 统 （ 或 产 品 ） 称 为 加 工 机 。 如 各 种 机 床 、 交通 运 输 机 械 、 食 品 加 工 机 械 、 起 重 机 械 、 纺 织 机 械 、 印 刷 机 械 、 轻 工 机 械 等 。以 能 量 转 换 为 主 ， 输 入 能 量 和 信 息 ， 输 出 不 同 能 量 的 系 统 （ 或 产 品 ） 称为 动 力 机 ， 其 中 输 出 机 械 能 的 为 原 动 机 。 如 电 动 机 、 水 轮 机 、 内 燃 机 等 。以 信 息 处 理 为 主

14、 ， 输 入 信 息 和 能 量 。 主 要 输 出 某 种 信 息 。 如 数 据 、 图 像 、文 字 、 声 音 等 的 产 品 称 为 信 息 机 。 如 各 种 仪 器 、 仪 表 、 计 算 机 、 传 真 机 以 及各 种 办 公 机 械 等 。机 械 自 动 化 系 统 除 了 具 备 上 述 必 须 的 主 功 能 外 ， 还 应 具 体 备 其 它 内 部 功能 、 即 动 力 功 能 、 检 测 功 能 、 控 制 功 能 、 构 造 功 能 。基 于 上 述 的 功 能 构 成 原 理 ， 既 有 利 于 设 计 或 分 析 各 种 机 械 自 动 化 的 产 品 ，又

15、 有 利 于 开 拓 思 路 ， 便 于 创 造 发 明 和 创 新 。 例 如 ， 根 据 3 种 不 同 的 主 功 能 及其 不 同 的 输 入 ， 组 合 起 来 可 形 成 9 大 类 型 的 系 统 产 品 。 如 表 2 示 ：表 2 同 主 功 能 及 输 入 的 组 合类 型 主 功 能 输 入 输 出 组 合 实 例123456789变 换传 递储 存变 换传 递储 存变 换传 递储 存物 质物 质物 质能 量能 量能 量信 息信 息信 息材 料 加 工 或 处 理 机交 通 运 输 机自 动 化 仓 库 、 包 装 机动 力 机 械机 械 或 流 体 传 动机 械 或 流 体 储 能 器储 存 器 、 录 像 机电 子 计 算 机 、 仪 表通 信 系 统 、 传 真 机此 外 ， 对 于 不 同 主 功 能 的 加 工 机 构 ， 其 运 动 方 式 不 同 ， 也 构 成 不 同 用 途的 机 械 。 例 如 ， 金 属 切 削 机 床 是 根 据 工 件 与 刀 具 相 对 运 动 产 生 切 削 作 用 的 原理 进 行 工 作 的 。 因 此 ， 工 件 与 刀 具 的 运 动 方 式 不 同 ， 便 产 生 不 同