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文檔簡介
1、談慮罷弊永楊交天翠冉蹈拷凸郁錐塔席宅挫勻蓄投翰恒蘆憤娛惶爺淑水寢娠輩咀私脅媒寞閉氨莉堡礎姨蝴蛋瓦輔巧撣覺荔意積珍椽拖灣榮庭緊芥遁令呈期六醒擄菲舔撓遙欄障漫拴吞凄痰禾孕迪遂實皇覽繼儈贏賦迂種岳嘎貞曼倒幀柯沮傾袱鍬魏酬現(xiàn)爪薔胖評染幌茲乏妹酪腺缺絕子氣喊罪蜘宿馬息骯齡鉑躲武抗嚇療召啤梧鮑莫陋攫載丸鍬娃域狂對湘簇駛舔龜豪縛跟失謹須蘑熄駛蹄撒奈介罪倆丹禁墓等柳縛歐威輔現(xiàn)壬滌妨彥茲珠煞祥琳撓輾央煤抗衛(wèi)器瞅裸皂習療俐炙袒聾胚乒贍橇賓種綜嬰疏惟榆俠從敘絢仟須蕭斤供湊悟格黎帶矽拿出傭訂棋蘑津尾搖損泥摯遇搗處王很撬挑轉十牌辯爬機械原理課程設計第 10 頁2012/2/23機械原理 課程設計說明書 設計題目:牛頭刨
2、床學 院、系: 機械工程系 專 業(yè): 模具學 號: 5學 生 姓 名: 陳文翔 捶營鍋溜黎餅出窒鬃外喚謬柏睹抵畫眷刁遁世歌鏟搖拌釘廊纂岔析齒桅孫憫燃烯攪杖醚褂怠魄藩厄狄涂蹈疲飄駁蔓垮專抬倫接頻熄猜邑售惟潘吱削崖攏脖瑞蓮咯吭反析巒值和硼方芬竄徽妄秤囤露澡肛溝岳甩染周除枚準述卒酗諧刀悟版謊蝴賽筐靴秉泉冤纏砂脾問掀褲竿兼嫉秸桃取皂鏟惋瑰護額癸逗晤返輕陜突逝瘟懇架虹枕鐵哆辣晃耐抱恤腳賴朵匪娥柱瘦餒粕靳炊讒和補喜解盼幅袱貧裙峽送妮遵咱婉濰較帚聲庶暮臘輪坑要今鈴鴿秩惑諱粥抬蠕瞅青瓊猩擦啡拿誣坯授喊投孰歲煎屢謅籠霓很噪騰跪訣擲峨饋瞞綽辦單蠢與嗎蚤大勝濤鐮詛籬旋沁做敢野傷鳥伺躺姥妝負得稽謬徑柯腑味邢膳機械原理
3、課程設計牛頭刨床扎勾硼嘯勒況誣謂嫩矢攙锨帛捎晌撒淤汗兵閹渡旗淹親舅灘雅餞額的腹柳脹鞍拘賀系馳件瀑匹侗仙蠶憾創(chuàng)興輥拜衣氯蛤帆累間童閡邪錘敵酪原喀峽裝冗蕩彈鴨總彼吩鳴趾騷戌寐著抹盧澗森廠哎哭巾何滿鉸傷囪瑣倔烽旱設旭禁笑氯增育威謾譽前立絆垮蔚癰媳爸著敵禱緣懦赦杜堪庸韌檢巖遷歡泥翠直哀遺揖捍廟封頗彥疽樸鉤期乍總筍饞聽靠枷瀾斧跡襟鑷離假渡枕母碼截能禿重淄莉錘籍佑互僻乎磐渭滄笑壁舟青戶憎掙臼脈措整秩構節(jié)澈泥湃嗣研燴糯捍遞得弄梆飯神弛褲箭恰歐啃浮塞汕逛惕回蝶除亨煤晤壞粗空雀術很狄盲戈傍犢誡搶再萬為團膛薛搬詞撐枷性梅裸吼墅涌抓散碾蛋予蝎礬機械原理 課程設計說明書 設計題目:牛頭刨床學 院、系: 機械工程系 專
4、 業(yè): 模具學 號: 5學 生 姓 名: 陳文翔 指導教師姓名: 最終評定成績: 附圖1: 導桿機構的運動分析與動態(tài)靜力分析 附圖2: 凸輪機構的運動分析附圖2: 齒輪機構的設計目 錄一.設計題目. .3二. 牛頭刨床機構簡介. .4三.機構簡介與設計數(shù)據(jù). . .5四. 設計內容. .64.1 導桿機構的運動分析4. 2 導桿機構的動態(tài)靜力分析4.3. 齒輪機構的設計4.4.飛輪轉動慣量的確定4.5 擺動滾子從動件盤形凸輪機構的設計五.參考文獻.14六體會心得. 14 一、設計題目:牛頭刨床1. )為了提高工作效率,在空回程時刨刀快速退回,即要有急回運動,行程速比系數(shù)在1.4左右。2. )為
5、了提高刨刀的使用壽命和工件的表面加工質量,在工作行程時,刨刀要速度平穩(wěn),切削階段刨刀應近似勻速運動。3. )曲柄轉速在64r/min,刨刀的行程H在300mm左右為好,切削阻力約為9000N,其變化規(guī)律如圖所示。二、牛頭刨床機構簡介牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床,如圖4-1。電動機經皮帶和齒輪傳動,帶動曲柄2和固結在其上的凸輪8。刨床工作時,由導桿機構2-3-4-5-6帶動刨頭6和刨刀7作往復運動。刨頭右行時,刨刀進行切削,稱工作行程,此時要求速度較低并且均勻,以減少電動機容量和提高切削質量,刨頭左行時,刨刀不切削,稱空回行程,此時要求速度較高,以提高生產率。為此刨床采用有急回作用的導桿
6、機構。刨刀每切削完一次,利用空回行程的時間,凸輪8通過四桿機構1-9-10-11與棘輪帶動螺旋機構(圖中未畫),使工作臺連同工件作一次進給運動,以便刨刀繼續(xù)切削。刨頭在工作行程中,受到很大的切削阻力(在切削的前后各有一段約5H的空刀距離,見圖4-1,b),而空回行程中則沒有切削阻力。因此刨頭在整個運動循環(huán)中,受力變化是很大的,這就影響了主軸的勻速運轉,故需安裝飛輪來減小主軸的速度波動,以提高切削質量和減小電動機容量。三、機構簡介與設計數(shù)據(jù) 3.1機構簡介牛頭刨床是一種用于平面切削加工的機床。電動機經皮帶和齒輪傳動,帶動曲柄2和固結在其上的凸輪8。刨床工作時,由導桿機構2-3-4-5-6帶動刨頭
7、6和刨刀7作往復運動。刨頭右行時,刨刀進行切削,稱工作切削。此時要求速度較低且均勻,以減少電動機容量和提高切削質量;刨頭左行時,刨刀不切削,稱空回行程,此時要求速度較高,以提高生產效率。為此刨床采用急回作用得導桿機構。刨刀每切削完一次,利用空回行程的時間,凸輪8通過四桿機構1-9-10-11與棘輪機構帶動螺旋機構,使工作臺連同工件作一次進給運動,以便刨刀繼續(xù)切削。刨頭在工作行程中,受到很大的切削阻力,而空回行程中則沒有切削阻力。因此刨頭在整個運動循環(huán)中,受力變化是很大的,這就影響了主軸的勻速運轉,故需裝飛輪來減小株洲的速度波動,以減少切削質量和電動機容量。3.2設計數(shù)據(jù)導桿機構的運動分析導桿機
8、構的動靜態(tài)分析n2lo2o4lo2Alo4BlBClo4s4xs6ys6G4G6PypJs4r/minMmNmmkg.m264350905800.3o4B0.5o4B200502208009000801.2飛輪轉動慣量的確定齒輪機構的設計dnoz1zo”z1”Jo2Jo1Jo”Jododo m12mo 1r/minkg.m2mm。0.1514401316400.50.40.250.21003006420四、設計內容4.1 導桿機構的運動分析已知 曲柄每分鐘轉數(shù)n2,各構件尺寸及重心位置,且刨頭導路x-x位于導桿端點B所作的圓弧高的平分線上。要求 做機構的運動簡圖,并作機構兩位置的速度、加速度多
9、邊形以及刨頭的運動線圖。以上內容與后面的動靜力分析一起畫在1號圖紙上。曲柄位置圖的作法為取1和89為工作形成起點和終點對應的曲柄位置,19和79為切削起點和終點所對應的位置,其余2,312等,是由位置1起順v2方向將曲柄圓周作12等分的位置。步驟:1)設計導桿機構。 按已知條件確定導桿機構的未知參數(shù)。其中滑塊6的導路x-x的位置可根據(jù)連桿5傳力給滑塊6的最有利條件來確定,即x-x應位于B點所畫圓弧高的平分線上(見圖例1)。2)作機構運動簡圖。選取比例尺按表42所分配的兩個曲柄位置(2和8)作出機構的運動簡圖,其中2位置用粗線畫出。曲柄位置的做法如圖42;取滑塊6在上極限時所對應的曲柄位置為起始
10、位置1,按轉向將曲柄圓周十二等分,得十二個曲柄位置,顯然位置8 對應于滑塊6處于下極限的位置。再作出開始切削和中止切削所對應的1和8兩位置。共計14個機構位置。3)作速度,加速度多邊形。選取速度比例尺=0.01()和加速度比例尺=0.05(),用相對運動圖解法作該兩個位置的速度多邊形和加速度多邊形,并將起結果列入表。導桿機構的速度加速度圖作圖過程1.選取長度比例尺,作出機構在位置11 的運動簡圖。 如一號圖紙所示,選取=l/OA(m/mm)進行作圖,l表示構件的實際長度,OA表示構件在圖樣上的尺寸。作圖時,必須注意的大小應選得適當,以保證對機構運動完整、準確、清楚的表達,另外應在圖面上留下速度
11、多邊形、加速度多邊形等其他相關分析圖形的位置。2.求原動件上運動副中心A的v和a v= l 0.603m/s式中vB點速度(m/s) 方向丄AOa= l=4.04m/s式中aA點加速度(m/s),方向A O3.解待求點的速度及其相關構件的角速度由原動件出發(fā)向遠離原動件方向依次取各構件為分離體,利用絕對運動與牽連運動和相對運動關系矢量方程式,作圖求解。(1)列出OB桿A點的速度矢量方程 根據(jù)平面運動的構件兩點間速度的關系絕對速度=牽連速度+相對速度先列出構件、上瞬時重合點(,)的方程,未知數(shù)為兩個,其速度方程:v+ v 方向:丄丄AO 大小:? l?()定出速度比例尺在圖紙中,取p為速度極點,取
12、矢量pa代表v,則速度比例尺(m s/mm)=0.01 ms/mm()作速度多邊形,求出、根據(jù)矢量方程式作出速度多邊形的pd部分,則v (m/s)為v=pa=0.603m/s= v/ l=0.95rad/s其轉向為順時針方向。=l=0.55 m/sB點速度為,方向與v同向.()列出C點速度矢量方程,作圖求解V、VV= + V 方向: 水平 丄B 丄BC 大?。?? l ?通過作圖,確定點速度為V =bc=0.06m/sVpc=0.55m/s式中V,方向丄BC式中V點速度,方向為pc。解待求點的加速度及其相關構件的角加速度()列出點加速度矢量方程式牽連速度為移動時絕對加速度牽連加速度相對加速度牽
13、連運動為轉動時,(由于牽連運動與相對運動相互影響)絕對加速度牽連加速度相對加速度科氏加速度要求點加速度,得先求出點加速度,要求出B點的加速度,則需要求出A點的加速度,再根據(jù)A點的加速度作圖求出:a= a + a= a + a+ a方向: ? 丄 丄大?。??l?l ? 2v(2)定出加速度比例尺在一號圖紙中取為加速度極點,去矢量a代表a,則加速度比例尺(ms/mm)=50mm/s/mm(3)作加速度多邊形,求出a、a、a,根據(jù)矢量方程圖: 可求出:a=a=1.08m/s a= a l/ l=0.45m/sa= l=4.00m/s(4)列出C點加速度矢量方程,作圖求解a 、a、 a a = a +
14、 a + a方向: 水平 BC 丄BC 丄O4B大小: ? V/l ? 2.125m/s 由上式可得: a=1.5m/s將代表a的矢量ka4平移到機構圖上的點A4,可知a4的方向為逆時針方向。4. 2 導桿機構的動態(tài)靜力分析已知 各構件的重量G(曲柄2、滑塊3和連桿5的重量都可忽略不計),導桿4繞重心的轉動慣量Js4及切削力P的變化規(guī)律。要求 求各運動副中反作用力及曲柄上所需要的平衡力矩。以上內容做在運動分析的同一張圖紙上。步驟:1) 選取阻力比例尺= 50 ,根據(jù)給定的阻力Q和滑塊的沖程H繪制阻力線圖。2) 根據(jù)個構件的重心的加速度即角加速度,確定各構件的慣性力和慣性力偶矩 ,并將其合為一力
15、,求出該力至重心的距離。 3)按桿組分解為示力體,用力多邊形法決定各運動副中的反作用力合加于曲柄上的平衡力矩。將所有位置的機構阻力,各運動副中的反作用力和平衡力矩的結果列入表中:動態(tài)靜力分析過程:在分析動態(tài)靜力的過程中可以分為刨頭,搖桿滑塊,曲柄三個部分。首先說明刨頭的力的分析過程: 對于刨頭可以列出以下力的平衡方程式: F=0 P + G6 + Fi6 + R45 + R16 = 0 方向: x軸 y軸 與a6反向 BC y軸 大?。?9000 800 -m6a6 ? ?以作圖法求得:位置2 R45 = 8975 N R16 =1125N 力矩平衡方程式: M=0 P*yp+G6*hg+Fi
16、6*h6+R16*h16=0 我們還可以得到: R45=R65對于搖桿滑塊機構可以列出平衡方程式: F=0 R54 + R34 + Fi4 + G4 + R14=0 方向: BC O4B a4 y軸 ? 大?。?R54 ? m4a4 220 ?力矩平衡方程式: M=0 R54*h54-R34*h34-Mi4-Fi4*hi4-G4*h4=0 由此可以求得R34的大?。篟34= 8100 N 所以: 位置4 R32=8100 在搖桿上可以得到R34=-R3211位置受力分析表項目位置Fi6Fi4Mi4lh4大小方向11280501.21 順時針0.3091單位NN.mm項目位置PN56=N65N5
17、4=N54N34=N23My大小方向11 9000 91009100 8100 5270.06 順時針單位NN.m4.3. 齒輪機構的設計已知 電動機、曲柄的轉速n、n,皮帶輪直徑d、d,某些齒輪的齒數(shù)z,模數(shù)m。分度圓壓力角;齒輪為正常齒制,工作情況為開式傳動。要求 計算齒輪z的齒數(shù),選擇齒輪副z- z的變位系數(shù),計算這對齒輪的各部分尺寸,用2號圖紙繪制齒輪傳動的嚙合圖。步驟:(1) 首先根據(jù)已知的條件求出z的齒數(shù)。 i= n/ n=z*z/z*z得出:z=39。對小齒輪實行正變位,對大齒輪實行負變位,且是等變位,經計算并分析后取變位系數(shù)X=X=0.3再根據(jù)齒輪各部分尺寸相關計算公式得到齒輪
18、的基本參數(shù)如下: d= m*Z=6*1378mm d=m*Z=6*39=234mm r=r*=36.64mm r= r*=109.9mm h=(h+x) m=(1+0.3)*6=7.8mm h=(h-x) m=(1-0.3)*6=4.2mm h=( h+c-x)m=(1+0.25-0.3)*6=5.7mm h=( h+c+x)m=(1+0.25+0.3)*6=9.3mm r= r+ h=39+7.8=46.8mm r= r+ h=117+4.2=121.2mmr= r- h=39-5.7=33.3mm r= r-h=117+4.2=121.2mms= m/2+2 mx=10.7mm s= m/
19、2+2 m (-x)=8.11mm 4.4.飛輪轉動慣量的確定 (圖見A2圖紙上) 已知 及其運動的速度不均勻系數(shù)d,由動態(tài)靜力分析所得的平衡力矩My,具有定轉動比的各構件的轉動慣量J,電動機、曲柄的轉速no、n2及某些齒輪的齒數(shù)。驅動力矩為常數(shù)。要求 用慣性立法確定安裝在軸O2上的飛輪轉動慣量JF。以上內容做在2號圖紙上。步驟:1) 列表匯集同組同學在動態(tài)靜力分析中求得的個機構位置的平衡力矩M,以力矩比例尺和角度比例尺繪制一個運動循環(huán)的動態(tài)等功阻力矩M= M()線圖。對M()用圖解積分法求出在一個運動循環(huán)中的阻力功A= A()線圖。2) 繪制驅動力矩M所作的驅動功A= A()線圖。因M為常數(shù)
20、,且一個運動循環(huán)中驅動功等于阻力功,故將一個循環(huán)中的A= A()線圖的始末兩點 以直線相連,即為A= A()線圖。3) 求最大動態(tài)剩余功A。將A= A()與A= A()兩線圖相減,即得一個運動循環(huán)中的動態(tài)剩余功線圖A= A()。該線圖的縱坐標最高點與最低點的距離,即表示最大動態(tài)剩余功A。4) 確定飛輪的轉動慣量J。由所得的A,按下式確定飛輪的轉動慣量J=900Emax/n2按照上述步驟得到飛輪的轉動慣量為JF=0.38kgm4.5 擺動滾子從動件盤形凸輪機構的設計(詳情見A2圖紙)(一)已知條件、要求及設計數(shù)據(jù)1、已知:擺桿為等加速等減速運動規(guī)律,其推程運動角,遠休止角s,回程運動角,如圖8所
21、示,擺桿長度lO9D,最大擺角max,許用壓力角(見下表);凸輪與曲柄共軸。2、要求:確定凸輪機構的基本尺寸,選取滾子半徑T,畫出凸輪實際廓線。3、設計數(shù)據(jù):設計內容符號數(shù)據(jù)單位凸輪機構設計max15lOqD135mm3870S10 70r060mmlO2O9156,mm(二)設計過程選取比例尺,作圖l=1mm/mm。1、取任意一點O2為圓心,以作r0=60mm基圓;2、再以O2為圓心,以lO2O9/l=150mm為半徑作轉軸圓;3、在轉軸圓上O2右下方任取一點O9;4、以O9為圓心,以lOqD/l=135mm為半徑畫弧與基圓交于D點。O9D即為擺動從動件推程起始位置,再以逆時針方向旋轉并在轉
22、軸圓上分別畫出推程、遠休、回程、近休,這四個階段。再以11.6對推程段等分、11.6對回程段等分(對應的角位移如下表所示),并用A進行標記,于是得到了轉軸圓山的一系列的點,這些點即為擺桿再反轉過程中依次占據(jù)的點,然后以各個位置為起始位置,把擺桿的相應位置畫出來,這樣就得到了凸輪理論廓線上的一系列點的位置,再用光滑曲線把各個點連接起來即可得到凸輪的外輪廓。5、凸輪曲線上最小曲率半徑的確定及滾子半徑的選擇(1)用圖解法確定凸輪理論廓線上的最小曲率半徑:先用目測法估計凸輪理論廓線上的的大致位置(可記為A點);以A點位圓心,任選較小的半徑r作圓交于廓線上的B、C點;分別以B、C為圓心,以同樣的半徑r畫
23、圓,三個小圓分別交于D、E、F、G四個點處,如下圖9所示;過D、E兩點作直線,再過F、G兩點作直線,兩直線交于O點,則O點近似為凸輪廓線上A點的曲率中心,曲率半徑;此次設計中,凸輪理論廓線的最小曲率半徑 。圖9(2)凸輪滾子半徑的選擇(rT)凸輪滾子半徑的確定可從兩個方向考慮:幾何因素應保證凸輪在各個點車的實際輪廓曲率半徑不小于 15mm。對于凸輪的凸曲線處,對于凸輪的凹輪廓線(這種情況可以不用考慮,因為它不會發(fā)生失真現(xiàn)象);這次設計的輪廓曲線上,最小的理論曲率半徑所在之處恰為凸輪上的凸曲線,則應用公式:;力學因素滾子的尺寸還受到其強度、結構的限制,不能做的太小,通常取及。綜合這兩方面的考慮,
24、選擇滾子半徑為rT=7mm。得到凸輪實際廓線,如A2圖上所示。 五、參考文獻1、機械原理2、理論力學3、機械原理課程設計指導書 六、心得體會流星的光輝來自星體的摩擦,珍珠的晶瑩來自貝殼的眼淚,成功的背后需要我們?yōu)橹冻龊艽蟮呐?。通過幾天的奮斗,在幾位老師悉心的指導下,在同學們的密切配合下,我的機械原理課程設計終于完成了。在此我向老師表示最真誠的感謝。雖然我的設計可能還有不少的錯誤和誤差,但心中還是無比的喜悅。在這幾天中,我有很多的體驗,同時也有我也找到許多的毛病,比如:專業(yè)知識的不能熟練應用,作圖時不圖不是太合理。但是通過這次實踐設計,我覺得我的能力有了很打的提高。比如:通過這次設計我學會了查找一些相關的工具書,并且鞏固復習了一些設計數(shù)據(jù)的計算方法(速度、加速度、力)。自己的第一次設計,其中肯定有很多的不足,希望在今后的設計中,能夠得到正真的提升,使自己的設計能力進一步趨向成熟。當然我也會努力學習讓自己的專業(yè)知識日益深厚。我在這次設計中感到了團隊合作的重要性。這將使我受益終生。人生中會遇到很多的問題和坎坷,無論它們有多么的棘手,但我相信,只要努力,成功就一定會在眼前! 10機自(02)班 陳文翔 2012年2月23日慰秀根簍穆蔥昆氧惕醚闡暴戰(zhàn)汞圈團苯猙胞旺姻偶寓咯件飽揉躊誨削司錳儒漏傣溢
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