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畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目: 基于Pro/E與ANSYS的1.5T電動叉車設計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程B07-1 學 生 姓 名: 辛國輝 導 師 姓 名: 王 強 開 題 時 間: 2011.3.14 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 辛國輝 系部 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程 B07-1 指導教師姓名 王 強 職稱 講師 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 基于Pro/E與ANSYS的1.5T電動叉車設計 一、課題研究現狀、選題目的和意義 1、研究現狀 叉車是一種以貨叉為標準取物裝置，通常能將貨物起升3米左右的特殊車輛。叉車的機體緊湊，軸距較短，轉向靈活，能在狹窄的場地和通道內作業(yè)，能通過比較低矮的艙門；貨物的升降采用液壓操控，使操作簡單，動作平穩(wěn)；在采用貨叉搬運成件貨物時自身具有裝卸功能。因此廣泛地利用于車間、倉庫、港口、車站等場所，進行裝卸、堆垛、拆垛和極短距離的搬運。叉車對于實現裝卸搬運作業(yè)的機械化，提高勞動生產率非常重要，是現代物流系統(tǒng)的重要裝備。電動叉車是以電力直流或交流為動力實施裝卸、起重、搬運、堆垛作業(yè)的車輛。八十年以來, 由于電動叉車具有易操作、作業(yè)靈活、安全、動力利用率高、噪聲小, 對環(huán)境污染小等優(yōu)點, 更適合于工礦企業(yè)作搬運機械使用, 因而倍受人們重視, 得到了迅速發(fā)展。 國外發(fā)達國家的叉車行業(yè)在技術方面基礎穩(wěn)固，外部環(huán)境中包括原材料、化工、液壓、電子元器件等基礎工業(yè)水平高，自主研發(fā)能力強，特別在電動叉車方面，國外叉車行業(yè)在外觀造型和表面處理，人機工程，電器系統(tǒng)，制動系統(tǒng)和動力轉向的能力特別強。國外著名叉車公司都生產全系列的電動叉車，包括三支點和四支點平衡重式叉車、前移式叉車、揀選車、三向堆垛機和托盤搬運車等；并投入大量的人力、財力于電動叉車的研發(fā)，使之成為現代高新技術產品。國外市場特別是歐美發(fā)達國家，由于受環(huán)保法規(guī)影響，電動叉車占到保有量的50%～60%，而我國目前的保有量約占15%～20%，有著廣闊的市場前景。 中國叉車產業(yè)是伴隨著中國經濟的增長而同步成長起來的，促使中國叉車行業(yè)快速壯大的主要因素有經濟增長和社會進步所帶來的旺盛市場需求，對外開放所帶來的技術和管理能力的提升，充分競爭環(huán)境下本土企業(yè)競爭能力不斷提高。在我國以安徽叉車集團公司、杭叉集團股份、大連叉車股份公司為首的國內叉車行業(yè)蓬勃發(fā)展，隨著一拖、柳工、廈工、山推等著名企業(yè)的加入，伴隨當今的改制、兼并和許多外資企業(yè)及私營企業(yè)股份制的加盟，使我國叉車行業(yè)進入新的春秋戰(zhàn)國時期。雖然內燃叉車應占據國內叉車市場的主導地位，但隨著企業(yè)環(huán)保意識逐漸增強，可靠性更高的電動叉車得到了越來越多的企業(yè)青睞。電動叉車是以直流電源(電瓶)為動力的裝卸及搬運車輛，其電動平衡叉車產品外形大多采用了流線型設計，造型更加美觀。我國電動叉車需求逐年上升，但技術落后，外資企業(yè)產品占據大部分市場份額。未來幾年，中國將繼續(xù)采取積極的宏觀經濟政策，以保持經濟平穩(wěn)較快增長。在宏觀經濟全面恢復的背景下，國家的經濟總量在穩(wěn)步提高；工業(yè)化程度在不斷加深；物流業(yè)呈現高速發(fā)展的態(tài)勢；全社會的固定資產投資將持續(xù)保持在較高水平。這些，都為叉車產業(yè)的發(fā)展提供了更為廣闊的市場空間。宏觀經濟因素將保證叉車行業(yè)在未來穩(wěn)步前行。 Pro/E軟件和ANSYS軟件是本次設計所用的關鍵的兩個軟件，因為他們有各自的優(yōu)勢和特點。Pro/E操作軟件是美國參數技術公司旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數化著稱，是參數化技術的最早應用者，在目前的三維造型軟件領域中占有著重要地位，Pro/E作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣。是現今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國內產品設計領域占據重要位置。Pro/E采用了模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設計、鈑金設計、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進行選擇使用。ANSYS軟件是美國ANSYS公司研制的大型有限元分析軟件，它是世界范圍內增長最快的CAE軟件，能夠進行包括結構、熱、聲、流體以及電磁場等學科的研究，在核工業(yè)、鐵道、石油化工、航空航天、機械制造、能源、汽車交通、國防軍工、電子、土木工程、造船、生物制藥、輕工、地礦等領域有著廣泛的應用。ANSYS的功能強大，操作簡單方便，現在它已成為國際最流行的有限元分析軟件。目前，中國100多所理工院校采用ANSYS軟件進行有限元分析或者作為標準教學軟件。 本設計需利用AutoCAD軟件完成叉車變速器二維結構設計、貨叉部分結構設計，并進行校核計算，結合叉車的造型設計現狀，利用Pro/E軟件完成整車的造型設計，利用ANSYS軟件對貨叉部分關鍵零件進行有限元分析。 2、選題目的和意義 我國加入WTO之后，物流行業(yè)發(fā)展的越來越快，叉車是物流領域的主要工具，叉車也迎來巨大的市場需求，但是我國在叉車方面的技術比較落后，目前在歐美國家叉車領域中，電動車輛占了很大比例，而我國的比例仍然較低。但這種反差現象在未來可逐步得到改變，兩者之間的差距就是電動車輛的市場機會。未來中國叉車行業(yè)廠家間競爭的主戰(zhàn)場，將逐漸從當前的內燃叉車轉到電動車輛領域，因此對電動叉車的設計研究具有重要意義。 本次設計選此課題的目的是希望通過對叉車的變速箱貨叉的設計，鞏固自己學過的知識，加強對電動叉車的結構、功能進行了解掌握。通過對變速器的設計和校核，可以加強對變速器的密封、潤滑和齒輪的設計等方面進行掌握，通過對升降油缸的設計，可以對液壓系統(tǒng)的工作原理和油缸的工作狀態(tài)等方面進行理解掌握，通過對貨叉的設計校核，掌握貨叉的材料、結構和力學性質等方面的知識。運用Pro/E軟件完成電動叉車的整車造型和運動仿真，利用ANSYS軟件對貨叉部分關鍵零件進行有限元分析，提高對軟件運用的熟練程度。 在電動叉車產品設計中運用了AutoCAD、Pro/E、ANSYS等軟件，能夠加強對這些軟件的掌握程度，對產品進行模擬仿真、關鍵零件進行有限元分析，可以發(fā)現并更正設計缺陷，完善設計方案，縮短開發(fā)周期，提高設計質量和效率。通過對本課題的研究能夠使學生了解叉車總成部件設計校核的方法，使學生可以完成專業(yè)課程的實踐總結，掌握一種流行的設計方法和軟件，獲得一定的工程設計工作方法。運用計算機仿真技術對電動叉車進行虛擬設計，在產品制造之前就可以發(fā)現并更正設計缺陷，完善設計方案，縮短開發(fā)周期，提高設計質量和效率，為生產實際提供理論支持。 二、設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題 1、設計主要內容 （1）叉車總體方案設計及校核； （2）利用AutoCAD軟件完成叉車變速器、貨叉設計及校核； (3) 利用Pro/E軟件完成貨叉三維建模及整車三維造型； （4）利用ANSYS軟件對貨叉部分關鍵零部件進行強度、剛度及穩(wěn)定性校核。 2、擬解決的主要問題 （1）叉車變速器、叉車貨叉的設計及校核； （2）叉車變速器、貨叉二維總體結構設計； （3）貨叉三維建模及整車三維造型。 三、技術路線（研究方法） 四、進度安排 （1）調研，資料收集，完成開題報告；　　　　　 第1～2周（2月28日～3月13日） （2）總體二維結構設計及校核； 　 第3～5周（3月14日～4月3日） （3）Pro/E貨叉實體建模；　　　 　　 第6～7周（4月4日～4月17日） （4）ANSYS有限元分析； 第8～10周（4月18日～5月8日） （5）Pro/E整車三維造型；　　 第11～12周（5月9日～5月22日） （6）撰寫說明書； 　　　　 　第13～14周（5月23日～6月5日） （7）設計說明書的審核、修改； 　　　 　　　 第15～16周（6月6日～6月19日） （8）畢業(yè)設計答辯準備及答辯。 　　 　　 第17周（6月20日～6月26日） 五、參考文獻 [1] 陳家瑞.汽車構造(上，下冊)[M].北京：人民交通出版社，1994. [2] 余志生.汽車理論[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000. [3] 王望予.汽車設計（第四版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004. [4] 張魁元，高慶學.叉車變速器掉擋的處理和撥叉桿的改進[J].工程機械與維修,2006,(3). [5] 衛(wèi)良保，魯永春.叉車門架三維數字化設計[J]. 太原科技大學學報,2010,(4). ? [6] 杜峰坡,穆希輝，張寶富.經濟型防爆電動叉車設計技術研究[J].機械設計與制造,2010,(6). [7]吳迪清,盧炎麟,陳宛兵,傅飛均.基于有限元的叉車車架模態(tài)分析及優(yōu)化[J]. 輕工機械,2010,(4). ? [8]楊秀彪.伸縮臂式叉車屬具的設計[J].叉車技術,2010,(1). ? [9]侯忠明,胡犇,王佑君. 某型伸縮臂叉車穩(wěn)定性驗算[J].起重運輸機械,2010,(2). [10]李建江.一種叉車防護機具的設計與應用[J].工程機械,2009,(12). [11]王建江，胡仁喜，劉英林.ANSYS 11.0 結構與熱力學有限元分析[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008,(4). [12]陶元芳，衛(wèi)良保.叉車的構造與設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010,(3). [13]和青芳，徐征.Pro/E產品設計與結構動力學分析[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004,(1). [14] Choi, Chin-Bong; Park, Peom; Kim, Young-Ho; Susan Hallbeck, M.; Jung, Myung-Chul. Comparison of visibility measurement techniques for forklift truck design factors[M]. Applied Ergonomics, Mar2009, Vol. 40 Issue 2, p280-285. [15] Fuel Cells Bulletin, Triple-hybrid forklift truck from Proton Power[J]. Nov2007, Vol. 2007 Issue 11, p4-5, 2p. [16] Fuel Cells Bulletin, Raymond updates on fuel cell forklift project[J]. Feb2008, Vol. 2008 Issue 2, p2-2, 1p. 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日