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1、礦山隧道用巖石裝載機(jī)傳動系統(tǒng) 設(shè)計 開題報告 學(xué)生姓名：宮信 學(xué) 號： 0812106494 專 業(yè)：車輛工程 指導(dǎo)教師：劉瑞軍 主要內(nèi)容 一、課題的背景、目的及意義 二、近年來國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 三、設(shè)計方案的可行性分析和預(yù)期目標(biāo) 四、所需要的儀器設(shè)備、材料 五、課題分階段進(jìn)度計劃 一、課題的背景、目的及意義 1.課題背景 裝載機(jī)廣泛應(yīng)用于建 筑、鐵路、公路、水電、 港口、礦山、農(nóng)田基本建 設(shè)及國防等工程中 ，它 具有作業(yè)速度快、效率高、 操作輕便等優(yōu)點(diǎn)，故其對 加快工程建設(shè)速度、減輕 勞動強(qiáng)度、提高工程質(zhì)量、 降低工程成本有著重

2、要的 作用。 傳動系統(tǒng)作為裝載機(jī)的重要組成部分，其性能的好壞直接 影響整機(jī)的使用性能。變速器、驅(qū)動橋又成為傳動系設(shè)計 的關(guān)鍵所在。 2.課題目的 利用所掌握的基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)知識，通過資料 搜集與 分析，全面了解裝載機(jī)傳動系形式及結(jié)構(gòu)。 結(jié)合所學(xué)知識并查閱相關(guān)資料，確定所要設(shè)計的傳 動系各組成部分的結(jié)構(gòu)形式。 結(jié)合所給數(shù)據(jù)，利用 Pro/Engineer實體建模功能， 建立三維實體模型，并進(jìn)行傳動系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)和動力 學(xué)仿真和關(guān)鍵零部件的疲勞壽命分析。 利用 ADAMS，建立傳動系的動力學(xué)模型，模擬傳 動系的工作過程，分析各相關(guān)參數(shù)對傳動過程的影 響。 3課題意義

3、 傳動系效率和性能直接關(guān)系到裝載機(jī)的性能發(fā)揮， 是衡量其 技術(shù)性能的一個重要指標(biāo)。 本課題通過查閱大量國內(nèi)外文獻(xiàn)，可以了解裝載機(jī)傳動系統(tǒng) 的形式結(jié)構(gòu)及設(shè)計方法。 通過本課題的設(shè)計，可以鍛煉自己提出、分析、解決問題的 能力。 通過 Pro/Engineer、 ADAMS等計算機(jī)軟件的應(yīng)用，可以提 高實體建模和仿真分析的能力。 二、近年來國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 20世紀(jì) 60年代初，裝載 機(jī)的特征結(jié)構(gòu)形式已基本 定型，其傳動系的型式格 局也隨之框定，小型機(jī)多 采用機(jī)械式傳動，中型和 大型裝載機(jī)采用動力換擋 (液力機(jī)械或全液壓傳動 )， 超大型裝載機(jī) (礦山開挖 ) 采用電拖動及電動

4、輪方式 (如美國馬拉松公司的產(chǎn) 品 )。 液力機(jī)械傳動的發(fā)展有兩種流派，一是以克拉克為代表的定 軸式，產(chǎn)品強(qiáng)度高、可靠、耐用：另一類是以卡特彼勒為代 表的行星式。 國內(nèi)外裝載機(jī)知名品牌 臨工 柳工 龍工 廈工 徐工 成工 卡特彼勒 晉工 沃爾沃 小松 三 .設(shè)計方案的可行性分析和預(yù)期目標(biāo) 1.研究內(nèi)容： 搜集資料，針對當(dāng)前不同型號裝載機(jī)傳動系結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分 類比較。 結(jié)合所學(xué)知識并查閱相關(guān)資料，了解廠家所提供的傳動系的 形式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 根據(jù)廠家提出的問題，考慮解決問題的方

5、案。 利用 Pro/Engineer， ANSYS， ADAMS等軟件進(jìn)行實體建模、 模態(tài)分析、仿真分析，進(jìn)行傳動系的運(yùn)動學(xué)仿真和關(guān)鍵零部 件的疲勞壽命分析，根據(jù)仿真模擬的結(jié)果提出解決問題的具 體措施。 2.技術(shù)路線： 了解裝載機(jī)傳動系的結(jié)構(gòu) 形式、設(shè)計方法 了解廠家所提供的傳動系 的形式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 結(jié)合所學(xué)知識并查閱相關(guān) 資料，確定所要設(shè)計的傳 動系的形式和關(guān)鍵部件的 形式，完成傳動系的設(shè)計 充分考慮傳動系效率和可靠 性等問題，利用 Pro/Engineer軟件根據(jù)總體 參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和幾何建 模 將建好的幾何模型傳入 ANSYS軟件中進(jìn)行有限元分 析，完成

6、強(qiáng)度校核和模態(tài)解 算 如果有限元分析結(jié)果符合要 求，就將模型和與控制系統(tǒng) 設(shè)計相關(guān)的參數(shù)交給控制系 統(tǒng)設(shè)計部門，根據(jù)這些參數(shù) 及總體參數(shù)進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè) 計 反之，將結(jié)果反饋給結(jié)構(gòu) 設(shè)計人員對結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改 得到滿意結(jié)果后，將有限 元模型及相關(guān)剛體模型傳 輸?shù)?ADAMS中進(jìn)行多體建 模并定義所需變量 通過 ADAMS與 MATLAB的 接口，將上述變量傳輸?shù)?MATLAB的 SIMULINK模塊 中，在這個模塊中對控制 部門設(shè)計的控制方案進(jìn)行 仿真 再將仿真結(jié)果傳回 ADAMS 中分析數(shù)據(jù)結(jié)果，如果結(jié) 果滿意，設(shè)計過程完畢 反之，將信息傳給控制系 統(tǒng)設(shè)計和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計部

7、門進(jìn)行修改，重復(fù)上述過 程，直到滿意為止。 3可行性分析： 該設(shè)計方案在硬件方面需要的設(shè)備較少，充分考慮 了設(shè)計成本。在軟件方面，該方案需要 UG的實體建 模功能， ANSYS的模態(tài)分析功能， ADAMS的仿真 分析功能。 該設(shè)計方案注重裝載機(jī)傳動系的仿真分析，避免了 試驗研究所存在的工作環(huán)境復(fù)雜、影響因素多 , 不可 重復(fù)性等缺點(diǎn)，同時降低了成本。 該方案能夠結(jié)合具體車型數(shù)據(jù)，分析研究不同傳動 系可靠性問題，具有一定的通用性。通過本方案模 擬分析得到的結(jié)果，可以與已有的試驗所得結(jié)論進(jìn) 行分析對比，使方案的正確性得到印證。 4預(yù)期目標(biāo)： 盡量全面地找出裝載機(jī)傳動系工作過

8、程中存在的各種問題。 了解各因素的作用機(jī)理與作用方式，通過對傳動系的優(yōu)化抑 制各因素對傳動系統(tǒng)的影響。 通過仿真分析得到的數(shù)據(jù)對整車及其傳動系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu) 化，采取適當(dāng)?shù)拇胧┍苊獬霈F(xiàn)的各種問題，達(dá)到課題的研究 目的。 四、所需要的儀器設(shè)備、材料 1、計算機(jī)、 ATOS設(shè)備， Pro/Engineer、 ADAMS、 ANSYS等軟件。 2、參考文獻(xiàn) 1吳慶鳴，何小新等 .工程機(jī)械設(shè)計 .武漢：武漢大學(xué) 出版社， 2006 2何正忠 .裝載機(jī) .北京：冶金工業(yè)出版社， 2000 3杜海若，黃松和，管會生等 .工程機(jī)械概論 .成都： 西南交通大學(xué)出版社， 2006 4陳新軒，展朝勇，鄭忠敏 .現(xiàn)在工程機(jī)械發(fā)動機(jī)與 底盤構(gòu)造 .北京：人民交通出版社， 2002 5王進(jìn) .工程機(jī)械概論 .北京：人民交通出版社， 2011 五、課題分階段進(jìn)度計劃