龍門刨床畢業(yè)設(shè)計(jì)篇一：哈工大電氣傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)--龍門刨床

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課程設(shè)計(jì)說明書（論文）

課程名稱：設(shè)計(jì)題目：

院系：班級(jí)：設(shè)計(jì)者：學(xué)號(hào)：

指導(dǎo)教師：

設(shè)計(jì)時(shí)間：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)教務(wù)處

哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

1控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

1．1龍門刨床工作特點(diǎn)及設(shè)計(jì)目的

龍門刨的刨削過程是工件與刨刀相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過程。因此工作臺(tái)與工件必須頻繁地進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，切削加工只在正向工作行程中，返回行程刨刀提起，工作臺(tái)快速返回。在切削過程中刀架沒有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，只有在返回行程中才有刀架的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其中，工作臺(tái)與工件間的往復(fù)運(yùn)動(dòng)稱為主運(yùn)動(dòng)，橫梁、刀架的運(yùn)動(dòng)稱作輔助運(yùn)動(dòng)。本設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)刨臺(tái)的自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

1．2刨臺(tái)的調(diào)速要求

不同系列龍門刨床的調(diào)速范圍各異，通常的調(diào)速范圍為10－30。刨臺(tái)在刨削過程中不斷地作往復(fù)周期運(yùn)動(dòng)，往復(fù)一次為一個(gè)加工周期。一個(gè)周期中速度的變化情況如圖1-1所示。圖中畫出了刨臺(tái)在6個(gè)特征時(shí)刻的位置，以及工件與刀具的位置關(guān)系。下面的速度曲線（縱坐標(biāo)為速度v，橫坐標(biāo)為位置X）描述了刨臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程中，刨臺(tái)在不同位置及運(yùn)動(dòng)方向時(shí)速度的變化軌跡。

為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，在刨臺(tái)下方設(shè)置了4個(gè)接近開關(guān)S1~S4，用來檢測(cè)刨臺(tái)的位置。接近開關(guān)的動(dòng)作規(guī)律如下：當(dāng)刨臺(tái)運(yùn)動(dòng)到接近開關(guān)上方時(shí)，開關(guān)動(dòng)作，輸出為高電平，圖中用填充的矩形來表示。當(dāng)刨臺(tái)離開接近開關(guān)后，開關(guān)復(fù)位，輸出為低電平，圖中用空心的矩形來表示。4個(gè)接近開關(guān)將刨臺(tái)的運(yùn)動(dòng)行程劃分為5個(gè)區(qū)間，在速度曲線中用1～5來表示。在刨臺(tái)的左端定義了一個(gè)參考點(diǎn)，用圓點(diǎn)表示。將參考點(diǎn)所在的區(qū)間定義為刨臺(tái)所處的區(qū)間。

在上述定義基礎(chǔ)上，一個(gè)工作周期中，刨臺(tái)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和調(diào)速要求如下：

1）t1～t2段：刨刀切入工件階段。設(shè)一個(gè)工作周期從t1時(shí)刻開始，此時(shí)刨臺(tái)處于整個(gè)行程的最右端。從t1時(shí)刻開始，刨臺(tái)前進(jìn)，接近刨刀，為防止工件被崩壞，采用低速v0。

2）t2～t3段：刨削段。刨刀切入工件后，為提高加工效率，可將刨臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度提高為刨削速度vF。

3）t3～t4段：刨刀退出工件的階段。為防止將工件帶壞，采用低速v0。

4）t4～t5段：返回段。返回過程屬于空行程，為了節(jié)省返回時(shí)間，提高工作效率，返回速度應(yīng)盡可能高些，采用高速vR。

5）t5～t6段：緩沖段。刨臺(tái)返回結(jié)束位置前，為了減小沖力，使再次反向進(jìn)入下一周期時(shí)能夠比較平緩，應(yīng)將速度降至v0。

之后，便進(jìn)入下一周期，重復(fù)上述過程。

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圖1-1刨臺(tái)工作周期示意圖

1．3刨臺(tái)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的組成和控制要求

為了實(shí)現(xiàn)刨臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)控制，需組成刨臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。控制器采用西門子S7200系列PLC，刨臺(tái)拖動(dòng)電機(jī)為異步電動(dòng)機(jī)，采用西門子G120變頻器實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變頻調(diào)速。工作時(shí)，PLC根據(jù)操作面板上的發(fā)令元件（如啟動(dòng)按鈕）及刨臺(tái)位置傳感器的狀態(tài)，結(jié)合控制邏輯發(fā)出控制指令到變頻器，使變頻器驅(qū)動(dòng)刨臺(tái)拖動(dòng)電機(jī)按照期望的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。電機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)拖動(dòng)刨臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，滿足刨床的自動(dòng)加工要求。

刨臺(tái)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的控制要求如下：

1）工作方式選擇

利用操作面板（在模擬器上）上的開關(guān)S5實(shí)現(xiàn)工作方式選擇功能：自動(dòng)方式和手動(dòng)方式。

2）自動(dòng)方式下的控制要求

在自動(dòng)方式下，用操作面板上的PB1和PB2按鈕來控制系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止。系統(tǒng)啟動(dòng)后，PLC根據(jù)刨臺(tái)上接近開關(guān)的位置檢測(cè)信號(hào)及刨臺(tái)的調(diào)速要求，用開關(guān)量輸出來選擇變頻器的頻率給定源，從而調(diào)節(jié)電機(jī)的速度，實(shí)現(xiàn)刨臺(tái)往復(fù)周期運(yùn)動(dòng)。根據(jù)1.2節(jié)的調(diào)速要求，可將速度控制的邏輯關(guān)系歸納為表1-1。

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篇二：龍門刨床課程設(shè)計(jì)

材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)計(jì)算說明書

設(shè)計(jì)題目：龍門刨床門架計(jì)算

目錄

1.設(shè)計(jì)的目的、任務(wù)及要求。

2.課程設(shè)計(jì)題目。

3.超靜定部分分析求解。

4.門架強(qiáng)度的校核。

5.求解門架上加力點(diǎn)的水平、垂直位移。

6.C程序部分。

7.設(shè)計(jì)體會(huì)。

1.設(shè)計(jì)的目的、任務(wù)及要求。

1.1材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)的目的。

本課程設(shè)計(jì)是在系統(tǒng)學(xué)完材料力學(xué)課程之后，結(jié)合工程實(shí)際中的問題，運(yùn)用材料力學(xué)的基本理論和計(jì)算方法，獨(dú)立地計(jì)算工程中的典型零部件，以達(dá)到綜合運(yùn)用材料力學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問題的目的。同時(shí)，可以使學(xué)生將材料力學(xué)的理論和現(xiàn)代計(jì)算方法及手段融為一體，即從整體上掌握了基本理論和現(xiàn)代的計(jì)算方

法，又提高了分析問題、解決問題的能力；既是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，又為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，并初步掌握工程設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，使實(shí)際工作能力有所提高。具體有以下六項(xiàng)：

（1）使所學(xué)的材料力學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化、完整化。

（2）在系統(tǒng)全面復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用材料力學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際中的問

題。

（3）由于選題力求結(jié)合專業(yè)實(shí)際，因而課程設(shè)計(jì)可以把材料力學(xué)知識(shí)與專

業(yè)需要結(jié)合起來。

（4）綜合運(yùn)用以前所學(xué)的各門課程的知識(shí)，使相關(guān)學(xué)科的知識(shí)有機(jī)地聯(lián)系

起來。

（5）初步了解和掌握工程實(shí)踐中的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。

（6）為后續(xù)課程的教學(xué)打下基礎(chǔ)。

1.2材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求

參加設(shè)計(jì)者要系統(tǒng)復(fù)習(xí)材料力學(xué)課程的全部基本理論和方法，獨(dú)立分析、判斷設(shè)計(jì)題目的已知條件和所求問題，畫出受力分析計(jì)算簡圖和內(nèi)力圖，列出理論依據(jù)并導(dǎo)出計(jì)算公式，獨(dú)立編制計(jì)算程序，通過計(jì)算機(jī)給出計(jì)算結(jié)果，并完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。

（1）.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的要求

設(shè)計(jì)計(jì)算說明書是該題目設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)結(jié)果的說明，要求書寫工整，語言簡練，條理清晰、明確，表達(dá)完整。具體內(nèi)容應(yīng)包括：

①.設(shè)計(jì)題目的已知條件、所求及零件圖。

②.畫出結(jié)構(gòu)的受力分析計(jì)算簡圖，按比例標(biāo)明尺寸、載荷及支座等。

③.靜不定結(jié)構(gòu)要畫出所選擇的基本靜定系統(tǒng)和及與之相應(yīng)的全部求和過程。

④.畫出全部內(nèi)力圖，并標(biāo)明可能的各危險(xiǎn)截面。

⑤.危險(xiǎn)截面上各種

應(yīng)力的分布規(guī)律圖及由此判定各危險(xiǎn)點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)圖。

⑥.各危險(xiǎn)點(diǎn)的主應(yīng)力大小及主平面的位置。

⑦.選擇強(qiáng)度理論并建立強(qiáng)度條件。

⑧.列出全部計(jì)算過程的理論依據(jù)、公式推導(dǎo)過程以及必要的說明。

⑨.對(duì)變形及剛度分析要寫明所用的能量法計(jì)算過程及必要的內(nèi)力圖和單位力圖。

⑩.疲勞強(qiáng)度計(jì)算部分要說明循環(huán)特性，?max，?min，r，?m，?a的計(jì)算，所查κ，ε，β各系數(shù)的依據(jù)，疲勞強(qiáng)度校核過程及結(jié)果，并繪出構(gòu)件的持久極限曲線。

（2）.分析討論及說明部分的要求

①.分析計(jì)算結(jié)果是否合理，并討論其原因、改進(jìn)措施。

②.提出改進(jìn)設(shè)計(jì)的初步方案及設(shè)想。

③.提高強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性的措施及建議。

（3）.程序計(jì)算部分的要求

①.程序框圖。

②計(jì)算機(jī)程序（含必要的語言說明及標(biāo)識(shí)符說明）。

③打印結(jié)果（數(shù)據(jù)結(jié)果要填寫到設(shè)計(jì)計(jì)算說明書上）。

2.設(shè)計(jì)題目：龍門刨床門架計(jì)算

某龍門刨床門架示意圖如圖①所示，可簡化為圖②所示的鋼架，尺寸如圖②所示。危險(xiǎn)工況有最大切削力F，另外有兩種力矩Me1、Me2，作用位置及作用方式如圖所示。門架材料為灰鑄鐵（HT250）。

1）校核門架的強(qiáng)度。（取安全系數(shù)n=3）

2）求門架上加力點(diǎn)的水平、垂直位移。

數(shù)據(jù)：F=180kN，Me1=40kN·m，Me2=50kN·m。

設(shè)a=0.6m，l=0.8m,即龍門刨床寬為1.2m，高為1.6m。

查表得：E=100GPa，G=40GPa。

①②

③④

3．超靜定部分分析求解

判斷超靜定次數(shù)，此結(jié)構(gòu)為12次超靜定結(jié)構(gòu)。分析外載荷F、Me1、Me2分別單獨(dú)作用于結(jié)構(gòu)上的情況。

（1）最大水平切削力F單獨(dú)作用時(shí)，簡化受力圖如圖所示。

由圖可知，該結(jié)構(gòu)是一個(gè)平面—空間系統(tǒng)，因此，在結(jié)構(gòu)的任意橫截面處，作用在此結(jié)構(gòu)平面內(nèi)的內(nèi)力素均為零，此外，構(gòu)件形狀關(guān)于y軸對(duì)稱，外載荷關(guān)于y軸也對(duì)稱，所以，在結(jié)構(gòu)對(duì)稱面的橫截面處，反對(duì)稱內(nèi)力素也為零。

將構(gòu)件沿對(duì)稱面截開作為靜定基，加兩對(duì)多余約束力X1、X2，如圖所示。

建立多余約束處的變形協(xié)調(diào)條件，在截開的對(duì)