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1、礦山隧道用巖石裝載機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 開(kāi)題報(bào)告 學(xué)生姓名：宮信 學(xué) 號(hào)： 0812106494 專(zhuān) 業(yè)：車(chē)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(lái)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 三、設(shè)計(jì)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(jì)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(guó)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(duì) 加快工程建設(shè)速度、減輕 勞動(dòng)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(dòng)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(dòng)橋又成為傳動(dòng)系設(shè)計(jì) 的關(guān)鍵所在。 2.課題目的 利用所掌握的基礎(chǔ)理論知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，通過(guò)資料 搜集與 分析，全面了解裝載機(jī)傳動(dòng)系形式及結(jié)構(gòu)。 結(jié)合所學(xué)知識(shí)并查閱相關(guān)資料，確定所要設(shè)計(jì)的傳 動(dòng)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(shí)體建模功能， 建立三維實(shí)體模型，并進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)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(dòng)系的動(dòng)力學(xué)模型，模擬傳 動(dòng)系的工作過(guò)程，分析各相關(guān)參數(shù)對(duì)傳動(dòng)過(guò)程的影 響。 3課題意義
3、 傳動(dòng)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(gè)重要指標(biāo)。 本課題通過(guò)查閱大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，可以了解裝載機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng) 的形式結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)方法。 通過(guò)本課題的設(shè)計(jì)，可以鍛煉自己提出、分析、解決問(wèn)題的 能力。 通過(guò) Pro/Engineer、 ADAMS等計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用，可以提 高實(shí)體建模和仿真分析的能力。 二、近年來(lái)國(guó)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(dòng)系的型式格 局也隨之框定，小型機(jī)多 采用機(jī)械式傳動(dòng)，中型和 大型裝載機(jī)采用動(dòng)力換擋 (液力機(jī)械或全液壓傳動(dòng) )， 超大型裝載機(jī) (礦山開(kāi)挖 ) 采用電拖動(dòng)及電動(dòng)
4、輪方式 (如美國(guó)馬拉松公司的產(chǎn) 品 )。 液力機(jī)械傳動(dòng)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(lèi)是以卡特彼勒為代 表的行星式。 國(guó)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(jì)方案的可行性分析和預(yù)期目標(biāo) 1.研究?jī)?nèi)容： 搜集資料，針對(duì)當(dāng)前不同型號(hào)裝載機(jī)傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分 類(lèi)比較。 結(jié)合所學(xué)知識(shí)并查閱相關(guān)資料，了解廠家所提供的傳動(dòng)系的 形式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 根據(jù)廠家提出的問(wèn)題，考慮解決問(wèn)題的方
5、案。 利用 Pro/Engineer， ANSYS， ADAMS等軟件進(jìn)行實(shí)體建模、 模態(tài)分析、仿真分析，進(jìn)行傳動(dòng)系的運(yùn)動(dòng)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(wèn)題的具 體措施。 2.技術(shù)路線： 了解裝載機(jī)傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu) 形式、設(shè)計(jì)方法 了解廠家所提供的傳動(dòng)系 的形式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 結(jié)合所學(xué)知識(shí)并查閱相關(guān) 資料，確定所要設(shè)計(jì)的傳 動(dòng)系的形式和關(guān)鍵部件的 形式，完成傳動(dòng)系的設(shè)計(jì) 充分考慮傳動(dòng)系效率和可靠 性等問(wèn)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(jì)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(jì)相關(guān)的參數(shù)交給控制系 統(tǒng)設(shè)計(jì)部門(mén)，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(jì) 反之，將結(jié)果反饋給結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)人員對(duì)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(guò) ADAMS與 MATLAB的 接口，將上述變量傳輸?shù)?MATLAB的 SIMULINK模塊 中，在這個(gè)模塊中對(duì)控制 部門(mén)設(shè)計(jì)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(jì)過(guò)程完畢 反之，將信息傳給控制系 統(tǒng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)部
7、門(mén)進(jìn)行修改，重復(fù)上述過(guò) 程，直到滿意為止。 3可行性分析： 該設(shè)計(jì)方案在硬件方面需要的設(shè)備較少，充分考慮 了設(shè)計(jì)成本。在軟件方面，該方案需要 UG的實(shí)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(jì)方案注重裝載機(jī)傳動(dòng)系的仿真分析，避免了 試驗(yàn)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(shí)降低了成本。 該方案能夠結(jié)合具體車(chē)型數(shù)據(jù)，分析研究不同傳動(dòng) 系可靠性問(wèn)題，具有一定的通用性。通過(guò)本方案模 擬分析得到的結(jié)果，可以與已有的試驗(yàn)所得結(jié)論進(jìn) 行分析對(duì)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(dòng)系工作過(guò)
8、程中存在的各種問(wèn)題。 了解各因素的作用機(jī)理與作用方式，通過(guò)對(duì)傳動(dòng)系的優(yōu)化抑 制各因素對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的影響。 通過(guò)仿真分析得到的數(shù)據(jù)對(duì)整車(chē)及其傳動(dòng)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(wèn)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(jì)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(jì) .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(huì)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(dòng)機(jī)與 底盤(pán)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(jì)劃
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