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1、 毕业设计（论文）毕业设计（论文）题目：光学仪器装配与调整的计算机模拟题目：光学仪器装配与调整的计算机模拟 （双筒望远镜的装配与调试）（双筒望远镜的装配与调试）学 生 姓 名： 学号：学 部 （系）： 专 业 年 级： 指 导 教 师： 职称或学位：20112011 年年 5 5 月月 2626 日日目 录摘要 VI关键字 VIAbstract .VIIKeywords VII1 1 绪绪 论论 11.1 引言 11.2 国内外发展趋势 11.3 课题研究的意义 21.4 课题研究的主要内容 22 2 望远镜的结构望远镜的结构 .42.1 望远镜的两种光学结构 42.2 机械零件结构 53 3
2、 仪器组装的原则和要求仪器组装的原则和要求 83.1 装配工艺规程 83.2 一般装配工作 94 4 光学仪器装配校正的一般过程光学仪器装配校正的一般过程 .114.1 初装 .114.2 精装 .134.3 总装 .134.4 对装配好的仪器进行密封和干燥 .134.5 成品光学仪器的检查 .135 5 SOLIDWORKS 使用研究使用研究.155.1 solidworks 2009 配置要求和界面 .155.2 solidworks 的基本功能 165.3 solidworks2009 使用心得 176 6 使用计算机软件模拟双筒望远镜的装配使用计算机软件模拟双筒望远镜的装配 .186.
3、1 物镜组的组成与装配 .186.2 目镜组的组成与装配 .236.3 普罗棱镜组的组成与装配 .286.4 望远镜镜体总成 .336.5 双筒望远镜总装 .397 7 总总 结结 .41致 谢 42参考文献 43光学仪器装配与调整的计算机模拟（双筒望远镜的装配与调试）摘 要随着科学的发展，社会信息化程度越来越高，人们对机械设备的设计研发，从原来的“在研发中知道” ，到现在的“在研发前知道” ，计算机的贡献功不可没，各种大型机械软件在当今社会的生产设计之中起到了很大的作用。在光学仪器的设计领域，同样有各种计算机模拟的应用，比如 tracePRO 和SOLIDWORKS 在光学仪器乃至整个仪器机
4、械设计领域得到了非常广泛的应用。同时，大型软件之间的联合协作（如 solidworks、pro-E 和 UG）也使得当代的设计工作变得更加轻松准确高效，使得整个机械设计领域产生了巨大的变革。本文就是从以计算机软件（SOLIDWORKS）为设计工具，对光学仪器（望远镜）进行虚拟化装配调试，并结合相应的光学仪器设计法则，对光学仪器现代化研发做出大致的概括。关键字关键字：光学仪器；装配调试；计算机模拟；solidworks The computer simulation of the optical instrument assembling and debugging（The assembly a
5、nd debugging of the binoculars）AbstractWith the development of science, the social informatization achieve higher degree, so in the mechanical equipment , people from the original “to know it after do it“, to now “to know it before do it “, computer made a great contribution in this great changes, v
6、arious of engineering software had been used in the production design works which are play a very significant role today. In the field of optical instruments,there are a variety of computer simulations been applied, such as tracePRO and SOLIDWORKS had been widely used in the works of optical instrum
7、ents designing .At the same time,the cooperation between the large software systems(suck as,solidworks,pro-E and UG) had made the design working became more relax,exact and efficient in the present age This paper is based on the applications of the computer software (solidworks),according to the rul
8、es,to design ,combine and debugging the optical instrument (telescope)on the computer, and make roughly generalizations for this modern design idea .Keywords: optical instrument； assembly and debugging； computer simulation；solidworks1 绪 论1.1 引言9随着生产和科学技术的发展，光学精密机械已经广泛的应用于国民经济和国防工业的许多部门，同时，随着相关部门对于相应
9、光学仪器的需求的加大，在光学仪器的设计生产领域也在应时代的发展悄无声息的发生了革命性的变化，其中大型计算机机械设计软件在这个历史性变革中起到了推波助澜的作用。自 1750 年西方资本主义国家的工业革命以来，人类对于机械的需求与日俱增，相应的机械设计领域也在那时如雨后春笋一般的蓬勃发展，历经几百年的变革，机械设计领域也顺应时代要求向更加安全、高效和经济的方向发展着，过去那种在不断的尝试中需求最佳设计方案的理念已经适应不了如今的市场经济社会了，于是，类似solidworks、pro-E 和 UG 之类的大型计算机 3D 模拟机械设计软件进入了人们的生活，冲击着设计界，同时也改变着光学机械领域的设计
10、方式。1.2 国内外发展趋势915近年来，我国光学仪器行业迅速发展，朝着高性能、高精度、高灵敏、高可靠性、智能化、自动化等方向发展，体现出如下几方面的特点:一是培育了一批特色优势产品，二是产业区位集聚程度较高，三是具有比较灵活的经营机制，四是技术水平不断提高，五是产品应用范围越来越广泛。同时也存在不少问题，我国光学仪器产品大多属中低档水平，高档产品依赖进口，生产现状不尽人意。高档、大型仪器设备几乎全部依赖进口，中档产品以及许多关键零部件，国外公司占有国内市场过半的市场份额。虽然技术水平不断提高，但仍与国外存在差距，自 20 世纪 90 年代初期开始，高技术含量的光学仪器领域，参与竞争的主要是引
11、进、合资的产品。在引进、合资、国产化过程中，国内企业缺乏对产品关键技术的研究，不能独立地对产品进行升级换代，重复引进现象严重。另产、学、研、金（融） 、政（府） 、用（户）有机结合的体制和政策没有形成，专业人才的缺乏，企业劳动生产率低等都是产业发展中迫需解决的问题。为了适应这种大环境的改变，光学机密机械的设计制造，必须更加的精确，直观，快速。随着大型计算机模拟软件在精密机械领域的应用，人们获得了与传统设计方式完全不同的设计路径。目前国内的很多光学精密机械生产厂家在光学机械的设计方式上，从传统的二维图纸和实物测试，转换到了最新的计算机三维建模和计算机模拟上，这种转变大大提高了设计的精度和效率。使
12、用三维 CAD 系统，可以在装配环境中设计新零件，也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件，既方便又快捷，避免了单独设计零件导致装配的误差。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来，使人一目了然。运用传统设计方法进行机械产品的创新设计是件十分困难的事情，而三维 CAD技术在方案设计阶段，充分利用专家系统，建立多种机构进行构型对比，立体感强、效果逼真，使创新设计有了科学的工具，更能激发设计人员的新颖构思。在设计过程中，资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系，若装配不正确即予以显示，另外，零件还可以隐藏，在隐藏了外部零件的时候，可清楚地看到内部的装配结构。整个机
13、器装配模型完成后还能进行运动演示，对于有一定运动行程要求的，可检验行程是否达到要求，及时对设计进行更改，避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。采用三维 CAD 技术能够大幅度地提高设计效率。比如对产品进行改型或更改设计，部分零部件改动相关尺寸链上的大部分零部件都会自动改动相关尺寸，使设计的效率提高了 35 倍。借助于三维 CAD 系统高度变型设计能力，能够通过快速重构，得到一种全新的机械产品。三维 CAD 使机械设计更加科学和先进，如有限元受力分析、产品的虚拟设计、运动仿真和优化设计等同时也保证了产品的设计质量，使设计更加合理和少出差错。工程设计人员都知道，一个大中型产品的设计不是一个人或是
14、少数几个人能够完成的，三维 CAD 技术使得设计人员之间的研讨交流更加直观和容易，有利于集思广益，充分发挥团队的力量，集体的智慧。三维设计软件是当今最先进的 CAD 软件，计算机技术在设计中的应用已从以往的绘图发展到当今的三维建模、虚拟制造、智能设计及 CAD/CAE/CAM 集成阶段。在发达国家与工程设计有关的各个领域得到了广泛应用。比如：美国福特公司应用三维CAD 技术后将新型汽车开发周期从 18 个月压缩到 12 个月，减少了 90%的实物模型，减少新产品的设计更改 50%以上，减少新汽车试制成本 50%，提高投资效益 30%。波音公司新一代 777 客机生产中实现了“无图纸设计” ，其
15、先进的 CAD/CAM 技术走在了全世界的前面。三维 CAD 软件是工程师进行机械设计的现代化工具和科学方法，大大缩短了机械产品设计周期，提高效率、降低成本，提高设计质量。三维 CAD 技术从根本上改变了机械设计的方法和质量，引进了现代设计理念对传统机械设计进行了创新式变革，意义重大而深远。1.3 课题研究的意义随着工业设计的发展，人们需要更加高效和低成本的设计方式，计算机模拟是当今社会工业设计的发展趋势，作为一名新时代的大学生，必须顺应时代的需求，通过自己的不断学习，完善自己的只是架构，以适应时代的快速变化。 通过了解和学习双筒望远镜的光学结构、机械结构、零部件的组成和配合，并使用 soli
16、dworks2009 对仪器进行虚拟装配，来对现代工业光学精密机械设计进行一个基础的研究和认识，锻炼将理论设计和工业生产相结合的能力，以便自己能够在今后的工作和学习中更加得心应手。151.4 课题研究的主要内容1要设计出一台望远镜必须先了解望远镜的工作原理和基本结构，这里主要研究望远镜的光学结构和机械结构，重点在于望远镜的机械部分的组成部件的介绍。2了解学习如何装配出一台合格的仪器，必须遵守哪些装配原则和要求，这里主要是研究现代的仪器生产制造中，关于仪器的装配的规则规范。3通过学习前人的设计经验，研究一般光学仪器的结构组成，同时学习光学零件和机械零件之间是如何配合的，不同用途的光学仪器对应的怎样的配合方式。4学习使用大型三维计算机机械设计模拟软件进行光学精密机械设计。5研究学习双筒望远镜的结构，光学部分和机械结构的配
