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開題報告
學 生 姓 名：
學 院： 機電工程學院
專業(yè)及班級： 機械設計制造及其自動化五班
學 號：
指導教師：
年 4 月 12 日
屆畢業(yè)設計（論文）開題報告
題 目
1500米海洋探礦絞車主傳動系統(tǒng)設計
作者姓名
學號
所學專業(yè)
機械設計制造及其自動化
1、 研究的意義，同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題
研究意義
隨著世界經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，能源的消耗量也在大幅度的增長。我國從改革開放以來，國家的工業(yè)化不斷提高，能耗企業(yè)也相對增多，對能源的開發(fā)和利用日益緊迫。我國海岸線長，海洋資源十分豐富，很多資源尚未開發(fā)，在探索、研究、開發(fā)海洋資源的過程中，需要各種深海探測裝置。遙控水下機器人（Remotely Operated Vehicle,ROV）作為一種重要手段，在人類探索、研究、開發(fā)海洋資源的過程中承擔著重要的任務。海洋探礦絞車通過臍帶纜和ROV相連，從母船獲得動力并傳輸信息，這條纜通常也是ROV的起吊纜。海洋探礦絞車是深海探測裝置入水和回收的重要設備，絞車傳動系統(tǒng)作為整個海洋絞車的核心部件，為絞車提供足夠的動力和扭矩，并為其儲存臍帶纜，絞車的滾筒容纜量直接決定探礦的深度。目前我國用于潛水器調(diào)運系統(tǒng)，海洋調(diào)查水文絞車、海洋平臺起重機等重要度較高的高性能、高可靠性海洋絞車還較多的依賴進口。因此設計出國產(chǎn)裝備的海洋絞車迫在眉睫。此設計其意義重大。
作為大四的學生，通過這次畢業(yè)設計，我們可以達到以下目的：
1、 鞏固、擴大和深化我們大學所學的專業(yè)知識
2、 培養(yǎng)我們綜合分析、理論聯(lián)系實際的能力；
3、 培養(yǎng)我們調(diào)查研究，正確熟練運用國家標準、手冊、圖冊等資料、工具的能力；
4、 鍛煉自己的設計計算、數(shù)據(jù)處理、編寫技術資料繪圖等獨立工作的能力
國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：
（1） 國外絞車傳動研究概述：
國外絞車研究較早，礦用絞車應用普遍，生產(chǎn)廠家也很多。雖然海洋絞車發(fā)展時間并不長，但其他國家，例如美國、日本、瑞典憑借在礦用絞車領域成熟的經(jīng)驗和先進的技術，在海洋絞車研究方向走在世界前列。例如丹麥MacArtney公司的新一代海洋絞車（MERMAC R40AHC型，）主傳動系統(tǒng)以及英國的Slingsby Aviation公司生產(chǎn)的絞車，其結構形式基本上都是經(jīng)過反復優(yōu)化設計，并經(jīng)過實踐檢驗的。許多國外制造商應用計算機輔助設計系統(tǒng)及模塊化設計，盡量使用標準件組合安裝，減少非標準件的加工制造，這樣做有助于減少成本。
（2） 國內(nèi)絞車傳動研究概述：
我國絞車只是經(jīng)歷了仿制，自行設計兩個階段。我國在絞車研究領域起步較晚，主要是學習國外的先進經(jīng)驗，在學習的同時進行自主設計。例如株洲立達公司設計的一款絞車就是參考丹麥MacArtney絞車傳動結構而設計出的。但也因為研究時間并不長，所以沒有形成完整，規(guī)范的設計體系，主要根據(jù)《機械設計手冊》進行類似的設計計算。
2、 研究目標、內(nèi)容和擬解決的關鍵問題
研究內(nèi)容：
（1） 通過對深海絞車的功能原理及絞車設計的原則了解，并在研究大量國內(nèi)外有關深海絞車的設計、使用等方面的資料基礎上，確定了深海絞車傳動系統(tǒng)的主要組成形式，并設計深海絞車傳動系統(tǒng)的方案。
（2） 通過借鑒國內(nèi)外先進絞車參數(shù)，確定深海絞車傳動系統(tǒng)的基本參數(shù)，同時對絞車傳動系統(tǒng)的主要組成部件如電動機、滾筒、減速器、齒輪進行參數(shù)設計。
(3) 根據(jù)深海絞車的使用環(huán)境及工作要求的需要，完成深海絞車傳動系統(tǒng)結構設計，分別對深海絞車傳動系統(tǒng)的主要部件如變速系統(tǒng)總成和滾筒軸總成進行設計；對組成絞車傳動系統(tǒng)的主要零件如滾筒軸、滾筒進行了結構設計，并在SolidWorks中對其進行三維建模。
(4) 應用有限元軟件建立深海絞車傳動系統(tǒng)主要零件滾筒、滾筒軸及滾筒軸裝配體的有限元模型，科學合理的確定它們的約束條件、載荷分布，對滾 筒、滾筒軸和滾筒軸裝配體進行了有限元計算分析，從有限元分析結果中分析滾筒和滾筒軸設計是否滿足絞車的正常工作要求。
關鍵問題：
卷筒和機架的強度校核，齒輪參數(shù)的計算以及軸與軸承的校核
3、 特色與創(chuàng)新之處
通過參考《機械設計手冊》，設計制造出用于海洋勘探的海洋絞車傳動系統(tǒng)。由于海洋絞車的作用不僅僅是提升重物，更要起到傳遞信息的作用。因為我們采用臍帶纜而不是鋼絲繩，所以我們不能單純的按照書本上的知識和礦用絞車設計的經(jīng)驗。我們的設計更加嚴謹，更為超前，很多參數(shù)的選擇不僅僅局限于《機械設計手冊》。此外，由于海洋絞車獨特的工作環(huán)境，對材料的選擇也有相應的要求，必須耐腐蝕。
4、 擬采取的研究方法、步驟、技術路線
研究方法：
1、在學校圖書館查閱相關資料
2、通過老師的指導
3、通過瀏覽網(wǎng)上相關資料
4、通過對相關資料和數(shù)據(jù)的理論計算和分析
5、利用計算機SolidWorks和CAD繪制相關圖
步驟：
1、 通過所給的條件初步確定整體結構布局方式
2、 確定卷筒的類型及幾何尺寸
3、 選取合適的電機和減速器
4、 設計卷筒與減速器之間的齒輪
5、 選取合適的軸承
6、 設計卷筒軸
7、 設計機架和整體布局
8、 進行有限元分析
5、 擬使用的主要設計、分析軟件及儀器設備
本次主要設計的是海洋絞車的主傳動系統(tǒng)，主要用到的軟件有SolidWorks、CAD、ANSYS。由于我們主要是對絞車傳動系統(tǒng)進行三維建模，然后對其進行仿真分析，所以不需要太多的設備。
6、參考文獻
[1]成大先 .機械設計手冊.北京:化學工業(yè)出版社，2004.1
[2]蒲良貴，紀名剛.機械設計.8版.北京：高等教育出版社，2006.5
[3]陳育喜，張竺英.深海ROV臍帶纜絞車設計研究.機械設計與制造.2010年第四期：39——41
[4]A.JI.多佐爾采夫，A.Y.薩福諾夫.多層繞索絞車卷筒尺寸的確定.
[5]張敬，樊巖松，戴克文等.JC70DB型海洋絞車.石油礦場機械.2008年第37卷第7期第90頁
[6]李睿明.海洋平臺9000米絞車的技術和研究.東北石油大學工程碩士專業(yè)學位論文.2013.4
注：
1、開題報告是本科生畢業(yè)設計（論文）的一個重要組成部分。學生應根據(jù)畢業(yè)設計（論文）任務書的要求和文獻調(diào)研結果，在開始撰寫論文之前寫出開題報告。
2、參考文獻按下列格式（A為期刊，B為專著）
A：[序號]、作者（外文姓前名后，名縮寫，不加縮寫點，3人以上作者只寫前3人，后用“等”代替。）、題名、期刊名（外文可縮寫，不加縮寫點）年份、卷號（期號）：起止頁碼。
B：[序號]、作者、書名、版次、（初版不寫）、出版地、出版單位、出版時間、頁碼。
3、表中各項可加附頁。
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