多層板刨床的方案設(shè)計(jì)計(jì)算案例1.1多層板刨床的黑箱圖給定的任務(wù)是對(duì)多層板刨床進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，按照刨削的工藝要求、進(jìn)料速度、將待加工的材料放在可升降托平臺(tái)上，利用傳動(dòng)系統(tǒng)將材料輸送到主刨刀軸處進(jìn)行加工，滿足生產(chǎn)要求。需要我對(duì)該刨床進(jìn)行總體設(shè)計(jì)、傳動(dòng)設(shè)計(jì)、機(jī)架等主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算等。整機(jī)設(shè)計(jì)操作方便，符合人體工程學(xué)，噪聲較小。刨床的總體方案分析，包括對(duì)社會(huì)、環(huán)境、法律法規(guī)和安全等因素的考慮。刨床傳動(dòng)系統(tǒng)、工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)、主要零部件設(shè)計(jì)、計(jì)算與分析。主要內(nèi)容包括整機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理、基本結(jié)構(gòu)、工作原理、動(dòng)力傳遞、關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)任務(wù)抽象化的一種方式,是用黑盒子圖來(lái)表達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)要求,黑箱圖是只了解輸入量與輸出量,而不了解其內(nèi)容機(jī)構(gòu)的方式表述設(shè)計(jì)任務(wù)的另一種模式,用黑盒明確表達(dá)了設(shè)計(jì)任務(wù)的基本功能要求與主要約束條件。設(shè)計(jì)流程是逐步揭開黑箱,進(jìn)而確定該設(shè)計(jì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),把輸入量轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際輸出的步驟。其多層板刨床黑箱圖如下圖2.1：未加工的粗糙木料未加工的粗糙木料能量驅(qū)動(dòng)信息加工完成的木料機(jī)構(gòu)能量顯示信號(hào)噪聲振動(dòng)濕度溫度多層板刨床（黑箱）圖2.1多層板刨床黑箱圖1.2形態(tài)學(xué)矩陣功能載體,是指進(jìn)行功能轉(zhuǎn)換的實(shí)體結(jié)構(gòu)。通過(guò)同一功能轉(zhuǎn)換,人們可以找到不同的功能載體。功能載體的各種集合將獲得不同的總體方案,并使用形態(tài)學(xué)方式構(gòu)建形態(tài)學(xué)矩陣。形態(tài)學(xué)矩陣把系統(tǒng)中的所有或各功能都視為目標(biāo)標(biāo)記,各功能的不同解法則作為目標(biāo)特征如下表2.1：分功能功能解123A（動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置）異步電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)液動(dòng)機(jī)B（傳動(dòng)裝置）鏈傳動(dòng)皮帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)C（送、出料）輥筒D（升降平臺(tái)）機(jī)械式氣動(dòng)式手動(dòng)式E（固定物料）壓緊夾緊F（機(jī)架材料）鑄鐵鑄造碳鋼鑄造鋁合金表2.1形態(tài)學(xué)矩陣2.3初步方案的確定依據(jù)多層板刨床的結(jié)構(gòu)功能分析，可構(gòu)成多層板刨床的形態(tài)學(xué)矩陣，來(lái)求出多層板刨床的設(shè)計(jì)方案為：N=3×3×1×3×2×3=162種。依據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，分析多層板刨床工作的環(huán)境條件、和安裝各個(gè)零部件的具體位置、查閱借鑒現(xiàn)有市場(chǎng)的產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)方法等選出2至3個(gè)較為可行的方案，然后再用加權(quán)評(píng)分的方法選出最優(yōu)方案。最終根據(jù)設(shè)計(jì)的相容性，即各個(gè)分功能相容，不存在沖突與矛盾，都能夠很好的各自所需求的功能，否則不允許。與優(yōu)先選用的分功能最佳的解以及刪除不滿足設(shè)計(jì)要求和約束條件的解作為初選原則，形成以下的三個(gè)方案是少數(shù)整體方案的初選，供評(píng)價(jià)決策使用。方案：A1+B2+C+D3+E1+F1方案：A2+B2+C+D2+E1+F2方案：A3+B1+C+D1+E2+F31.3方案優(yōu)選及選擇計(jì)算采用加權(quán)綜合評(píng)分法進(jìn)行方案選擇：設(shè)定不同分功能的評(píng)價(jià)指標(biāo)：功能、可靠性、便捷性、成本。對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)綜合評(píng)分。確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)在系統(tǒng)中重要度并且分配權(quán)重，權(quán)重一般可用0~1的正實(shí)數(shù)表示，評(píng)價(jià)指標(biāo)越大則其分配權(quán)重也越大?？倷?quán)重。評(píng)價(jià)指標(biāo)功能可靠性便捷性成本權(quán)重0.40.30.20.1計(jì)算各方案的加權(quán)綜合評(píng)分值為了評(píng)價(jià)更加直觀，將值用矩陣形式表示。值大的方案及為確定的最終的優(yōu)選方案。 評(píng)價(jià)指標(biāo)綜合評(píng)分權(quán)重0.40.30.20.1方案10.80.60.80.840.80.60.40.60.640.610.80.40.74動(dòng)力源選擇異步電動(dòng)機(jī)，因其結(jié)構(gòu)輕巧，工作平穩(wěn)，制造較易，價(jià)格便宜，可靠性高，使用壽命長(zhǎng)，運(yùn)行成本低，因此作為多層板刨床的常用電機(jī)。主要傳動(dòng)方式采用帶傳動(dòng)，輸送帶結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，能連續(xù)化高效率運(yùn)輸，本次設(shè)計(jì)要求的刨削木料橫截面積不大，傳送木料體積偏小，故可以選用帶傳動(dòng)，當(dāng)然也會(huì)用到其他傳動(dòng)方式。進(jìn)料、出料采用輥筒進(jìn)行，這是壓刨床傳送物料的常用方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便安裝，同時(shí)刨床出現(xiàn)故障時(shí)易于維修和維護(hù)，該設(shè)計(jì)的刨床具有可調(diào)節(jié)的升降臺(tái)，升降臺(tái)結(jié)構(gòu)主要有以下三種結(jié)構(gòu)形式，分別是機(jī)械式升降、氣動(dòng)式升降、手動(dòng)組合式升降等，對(duì)于多層板刨床來(lái)說(shuō)升降范圍不需太大，應(yīng)盡量使其具有簡(jiǎn)潔性，經(jīng)濟(jì)性，便利性，方便維護(hù)所以宜選擇手動(dòng)式升降的結(jié)構(gòu)。固定物料的方式采用壓緊，在送料過(guò)程中便能進(jìn)行刨削，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作方便。機(jī)架材料選用鑄鐵，鑄鐵