基于ProE的牛头刨床机构的运动仿真开题报告

青岛工学院毕业设计开题报告题 目 基于 Pro/E 的牛头刨床机构的运动仿真 系、中心专业年级姓 名学 号指导教师2014年 10月 16日一、选题依据课题来源、选题依据和背景情况；课题理论意义或应用价值1.课题来源：教师自拟题目2.选题依据和背景情况：随着经济全球化的发展，产品的市场竞争日趋激烈，客户对产品多样化和个性化的要求愈加迫切。 市场竞争的核心是产品创新，产品创新主要体现在对客户的响应速度和响应品质上。要想在市场竞争中获胜，缩短产品开发周期、快速响应市场，降低产品的生命周期成本，提高产品质量成为企业追求的目标。为了达到这样的目标,国内外采用最多的就是 Pro/E 技术。Pro/E 采 用 了 模 块 方 式 ， 可 以 分 别 进 行 草 图 绘 制 、 零 件 制 作 、 装 配 设 计 、钣 金 设计 、 加 工 处 理 等 ， 保 证 用 户 可 以 按 照 自 己 的 需 要 进 行 选 择 使 用 。一般牛头刨床工作原理是当曲柄匀速转动时， 摇杆左右摆动，使牛头刨床的刨刀沿着固定的轨迹运动，通过曲柄转动驱动刨头作往复移动。牛头刨床机构具有急回的特性，即牛头刨床工作时刨刀慢慢向前移动，完成一次工作后刨刀急速返回原来的位置。如何实现刨头在切削行程中速度平稳,，难以凭经验确定。而且机构的几何参数对切削行程刨头速度的平稳性的影响，也难以直接判断。为了确定牛头刨床的设计是否满足要求，就必须对其进行基于 Pro/E 的分析3. 课题理论意义及应用价值：牛头刨床主要用于单件小批生产中刨削中小型工件上的平面、成形面和沟槽。在工业生产中有广泛的应用，而对牛头刨床的设计、传动方法是设计-样机制造-试验，不但设计周期长、成本高。Pro/E 技术可缩短设计周期、降低设计成本、在机构运行前预先评估设计的作用和功效，快速并且直观的进行优化设计。利用 Pro/E 技术可以快速准确地对牛头刨床操纵稳定性能进行仿真，从而对其性能做出预测和评估，为设计和改型提供依据和参考，减少开发费用，缩短设计周期，提高产品竞争力，具有重要的现实及工程意义。选取该课题主要是为了研究牛头刨床的动态分析，利用 Pro/E 技术建立牛头刨床的虚拟样机模型，能够实现对整个系统的运动分析、动力分析、载荷及应力分析等。可以动态观察其运行情况，揭示机构的运动规律和受力状态，为设计分析提供一种全新的方法，可预测其整体性能，进而改进设计。二、文献综述国内外研究现状、发展动态；查阅的主要文献1.国内外研究现状、发展动态牛头刨床主要用于单件小批生产中刨削中小型工件上的平面、成形面和沟槽。滑枕带着刨刀，作直线住复运动的刨床，因滑枕前端的刀架形似牛头而得名。中 小 型 牛 头 刨 床 的 主 运 动 大 多 采 用 曲 柄 摇 杆 机 构 (见 曲 柄 滑 块 机 构 )传 动 ，故 滑 枕 的 移 动 速 度 是 不 均 匀 的 。 大 型 牛 头 刨 床 多 采 用 液 压 传 动 ， 滑 枕 基 本 上是 匀 速 运 动 。 滑 枕 的 返 回 行 程 速 度 大 于 工 作 行 程 速 度 。 由 于 采 用 单 刃 刨 刀 加工 ， 且 在 滑 枕 回 程 时 不 切 削 ， 牛 头 刨 床 的 生 产 率 较 低 。 机 床 的 主 参 数 是 最 大刨 削 长 度 。 牛 头 刨 床 主 要 有 普 通 牛 头 刨 床 、 仿 形 牛 头 刨 床 和 移 动 式 牛 头 刨 床等 。 普 通 牛 头 刨 床 (见 图 )由 滑 枕 带 着 刨 刀 作 水 平 直 线 住 复 运 动 ， 刀 架 可 在 垂直 面 内 回 转 一 个 角 度 ， 并 可 手 动 进 给 ， 工 作 台 带 着 工 件 作 间 歇 的 横 向 或 垂 直进 给 运 动 ， 常 用 于 加 工 平 面 、 沟 槽 和 燕 尾 面 等 。 仿 形 牛 头 刨 床 是 在 普 通 牛 头刨 床 上 增 加 一 仿 形 机 构 ， 用 于 加 工 成 形 表 面 ， 如 透 平 叶 片 。 移 动 式 牛 头 刨 床的 滑 枕 与 滑 座 还 能 在 床 身 (卧 式 )或 立 柱 (立 式 )上 移 动 ， 适 用 于 刨 削 特 大 型工 件 的 局 部 平 面 。 牛 头 刨 床 主 要 用 于 单 件 小 批 生 产 中 刨 削 中 小 型 工 件 上 的 平 面 、 成 形 面 和 沟槽 。 它 的 主 要 五 大 特 点 有 ： 1、 牛 头 刨 床 的 工 作 台 能 左 右 回 转 角 度 ， 工 作 台 具 有 横 向 和 升 降 的 快 速移 动 机 构 ； 用 以 刨 削 倾 斜 的 平 面 ， 从 而 扩 大 了 使 用 范 围 。 2、 刨 床 的 进 给 系 统 采 用 凸 轮 机 构 ， 有 10 级 进 给 量 。 改 变 走 刀 量 ， 也非 常 方 便 。 3、 牛 头 刨 床 在 走 刀 系 统 内 装 有 过 载 安 全 机 构 ， 当 由 于 操 作 不 慎 或 者 受到 外 力 影 响 与 切 削 超 载 时 ， 走 刀 自 行 打 滑 ， 无 损 机 件 保 证 机 床 的 正 常 运 行 。 4、 滑 枕 和 床 身 导 轨 间 以 及 具 有 速 度 的 齿 轮 付 和 主 要 的 滑 动 导 轨 面 ， 均有 油 泵 打 出 的 润 滑 油 进 行 循 润 滑 。 5、 牛 头 刨 床 装 有 离 合 器 及 制 动 停 车 机 构 ， 所 以 在 变 换 速 度 ， 启 动 机 床 及 停车 时 ， 可 不 必 切 断 电 源 ， 制 动 停 车 机 构 能 使 滑 枕 当 离 合 器 脱 开 时 之 惯 性 冲 程量 不 大 于 10 毫 米 。2.主要文献：1周四新，和青芳著.Pro/ENGINGEER Wildfire 3.0 基础设计M.北京：电子工业出版社，2007.12秦长海，夏素民，白乔等.Pro/ENGINGEER Wildfire 3.0 中文版 范例教程M.北京：清华大学出版社,2007.103梁玲，赵春章.中文版 Pro/ENGINGEER Wildfire 4.0 实用教程M.北京：清华大学出版社，2008.24马成习. 基于 Pro /E 的牛头刨床运动机构建模及其运动仿真分析J. 机械设计与制造,2008。105李旭荣,郑相周. 基于 ADAMS 的牛头刨床工作机构虚拟样机设计与动态仿真J. 中国工程机械学报,2007,5(4)6张洪国. 虚拟样机综述J. 机电产品开发与创新, 2008,57刘淑芬,刘辉. 机械领域虚拟样机技术综述J. 五金科技, 2009,28赵志平,李新勇. 虚拟样机技术及其应用和发展J. 机械研究与应用, 2006,19张晋西，郭学琴，林昌华，冯文杰. 牛头刨床工作机构虚拟样机分析，2006,910Zhengyan Zhang,Dingfang Chen,Min Feng. Dynamics Model and Dynamic Simulation of Overhead Crane Load Swing Systems Based on the ADAMSM.China Academic Journal Electronic Publishing House.1994:484-487.三、研究内容1论文（设计）构想与思路；主要内容及拟解决的关键问题（1） 研究并选定牛头刨床机构；（2） 对所选牛头刨床进行结构分析（包括运动副、自由度、约束等） ；（3） 对选定牛头刨床用 Pro/E 进行三维建模； （4） 运用 Pro/E 的仿真运动系统实现其运动仿真；主要内容及要解决的问题：通过实际观察及上网搜索了解牛头刨床工作装置的结构组成，各零部件的装配关系，以及如何运用 Pro/E 建立各零部件的实体模型，再完成装配图，最后实现其仿真运动。为设计和改型提供依据和参考，减少开发费用，缩短设计周期，提高产品竞争力。2拟采取的方案及可行性分析（1）查阅资料找到牛头刨床工作装置的结构图样。（2）每周集结问题向老师讨教；（3）同学之间相互研究讨论。（4）通过研究结构图样及工作装置的运动情况确定各零部件之间的装配关系。（5）运用 Pro/E 按一定比例完成三维造型，及在模拟真实环境中实现其运动仿