高空作業(yè)車的轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及有限元分析【含圖紙】

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徐 州 師 范 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告及工作實(shí)施計(jì)劃 院 系　 機(jī) 電 學(xué) 院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自化 年級(jí) 、 班級(jí) 03 機(jī) 制 44 班 姓 名 鄒 學(xué) 花 指 導(dǎo) 教 師 蔣 紅 旗 開題報(bào)告日期 07年4月12日 徐州師范大學(xué)教務(wù)處印制 填 表 須 知 1、開題報(bào)告由學(xué)生本人領(lǐng)取后，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下填寫此表； 2、工作實(shí)施計(jì)劃應(yīng)由指導(dǎo)教師填寫； 3、本表一式三份，一份交院（系）教務(wù)部門，一份由教研室保存，一份裝訂到畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料袋中。 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 設(shè)計(jì)（論文）題目 高空作業(yè)車的轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及有限元分析 研 究 方 向 機(jī)械設(shè)計(jì)、CAE 課 題 來 源 國家 部委 省 市 廠礦 自選 備注 √ 課 題 類 型 理論 研究 應(yīng)用 研究 工程 技術(shù) 跨學(xué)科 研 究 其他 √ 一、課題綜述及研究意義 高空作業(yè)車作為一種工程機(jī)械設(shè)備，目前廣泛應(yīng)用在船舶、建筑、市政建設(shè)、消防、港口等行業(yè)，有著廣闊的發(fā)展前景。 本課題以徐州海倫哲工程機(jī)械有限公司研制開發(fā) “GKZ14型高空作業(yè)車” 為研究對(duì)象，對(duì)該車上的重要結(jié)構(gòu)----回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和有限元分析。 高空作業(yè)車轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)、回轉(zhuǎn)減速器及回轉(zhuǎn)發(fā)小齒輪、回轉(zhuǎn)支承等組成。進(jìn)行回轉(zhuǎn)時(shí)，液壓馬達(dá)輸出動(dòng)力，通過回轉(zhuǎn)減速器減速后帶動(dòng)輸出軸上的小齒輪旋轉(zhuǎn)，小齒輪與回轉(zhuǎn)支承的齒圈嚙合，由于回轉(zhuǎn)支承的齒圈與車架剛性連接，因而回轉(zhuǎn)減速器帶動(dòng)與之相連的轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)臺(tái)是高空作業(yè)車的主要承載構(gòu)件之一，構(gòu)造及受力復(fù)雜。轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)對(duì)高空作業(yè)小車在工作時(shí)有著極為重要的作用。 轉(zhuǎn)臺(tái)傳統(tǒng)的手工計(jì)算方法，通常是將轉(zhuǎn)臺(tái)底板作為固定，臂鉸點(diǎn)軸孔受力的一個(gè)簡支懸臂梁來計(jì)算。一般取幾個(gè)截面來計(jì)算其強(qiáng)度、剛度，計(jì)算復(fù)雜，且未考慮變幅集中力等載荷的影響，誤差大，難以反映轉(zhuǎn)臺(tái)真正的受力狀況。隨著有限元理論的不斷完善和有限元軟件功能的不斷提高，有限元法在工程實(shí)踐得到越來越廣泛的應(yīng)用。以有限元方法為工具對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行強(qiáng)度和剛度有限元分析，其分析結(jié)果對(duì)產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。 二、課題擬采取的研究方法和技術(shù)路線 本課題擬采用有限元法對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并通過建立有限元模型，進(jìn)行轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度分析，確定危險(xiǎn)截面或危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力分布及變形，找出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的不合理因素，并對(duì)之進(jìn)行改進(jìn)，為同類型產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和改造提供了科學(xué)的理論依據(jù)。 本課題所采用是技術(shù)路線： 首先，通過大量的調(diào)查研究，比較不同回轉(zhuǎn)支承的優(yōu)劣，根據(jù)作業(yè)車的工作特點(diǎn)和受載狀況，制定回轉(zhuǎn)支承方案。 然后，對(duì)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)主體由高腹板鋼板和大小箱形相互連接而成?？傮w設(shè)置采用倒形的高鉸點(diǎn)布置。變幅液壓缸下鉸點(diǎn)布置在回轉(zhuǎn)中心前或后，與主立板連接而成箱形。變幅集中力通過主立板均勻地?cái)U(kuò)散后作用在轉(zhuǎn)臺(tái)底板上，轉(zhuǎn)臺(tái)底板用螺栓與回轉(zhuǎn)支承連接，回轉(zhuǎn)支承固定在底架上。在變幅平面內(nèi)，吊載荷通過轉(zhuǎn)臺(tái)、回轉(zhuǎn)支承傳遞給車架，使轉(zhuǎn)臺(tái)產(chǎn)生較大的彎矩，同時(shí)，作業(yè)臂可能承受側(cè)載，轉(zhuǎn)臺(tái)還應(yīng)具有抗扭的能力。 第三，在AUTOCAD或PRO/E中對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)建立三維模型，然后導(dǎo)入有限元分析軟件件中，選擇BRICK45單元，確定材料屬性，劃分網(wǎng)格，施回載荷和約束，進(jìn)行結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度分析，確定危險(xiǎn)截面或危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力分布及變形。 第四，根據(jù)有限元分析結(jié)果，找出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的不合理因素，提出改進(jìn)方案，并對(duì)改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，對(duì)兩種分析結(jié)果進(jìn)行比較。 第五，在上述分析研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行總結(jié)，得出轉(zhuǎn)臺(tái)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、有限元模型的建立、鉸點(diǎn)位置的確定、單元類型選擇等方面的可靠數(shù)據(jù)，為同類型產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和改造提供了科學(xué)的理論依據(jù)。 三、主要參考文獻(xiàn) 1.單斗液壓挖掘機(jī)第二版、同濟(jì)大學(xué)主編，中國建筑工業(yè)出版社 1986年12月。 2曹善華等:單斗挖掘機(jī)，機(jī)械工業(yè)出版社，1989年11月。 3.洪昌銀:變量泵驅(qū)動(dòng)的液壓挖掘機(jī)最佳轉(zhuǎn)速計(jì)算， 液壓挖掘機(jī)論文集，1992年9月。 4.乾孝保;液壓挖掘機(jī)的節(jié)能措施，19860 5計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，1994年10月。 6.王述彥:變量系統(tǒng)掖壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)分析CAD, 2001 7.機(jī)械設(shè)計(jì)，西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理教研室編，高等教育出版社， 9，何存興:液壓元件華中工學(xué)院，械工業(yè)出版社，1984年10月。 10.黎啟柏等二液壓元拌手冊(cè)，冶金工業(yè)出版社，機(jī)械工業(yè)出版社， 11．機(jī)械工程師手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，2000年5月。 12．液壓傳動(dòng)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)液壓教研室編 1975年10月 13．周秋等:現(xiàn)代工程機(jī)械應(yīng)用技術(shù)，長沙，國防科技人學(xué)出版社， 14．張光裕等:工程機(jī)械底盤構(gòu)造與設(shè)計(jì)，北京，中國建筑工業(yè)出版 社，1986年12月。 15．唐經(jīng)世.工程機(jī)械.中國鐵道出版社，1996 16．劉希平.工程機(jī)械構(gòu)造圖冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，1990 17．鄭訓(xùn)，劉杰.工程機(jī)械性能.人民交通出版社，1998 18．宋占偉，聞邦椿.21世紀(jì)工程機(jī)械發(fā)展趨勢(shì).建筑機(jī)械，1999 19．候?qū)?影響回轉(zhuǎn)支承承載能力的四個(gè)參數(shù).建筑機(jī)械，2002(1) 20．陳強(qiáng)業(yè)，苗臻光.工程機(jī)械，機(jī)械工業(yè)出版社，1993 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作實(shí)施計(jì)劃 （一）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的理論分析與軟硬件要求及其應(yīng)達(dá)到的水平與結(jié)果 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中：主要是針對(duì)高空作業(yè)車轉(zhuǎn)臺(tái)部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化。要求設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)合理簡單設(shè)計(jì)方便的同時(shí)，要能保證小車作業(yè)時(shí)的安全性，可靠性，以及結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性。 在設(shè)計(jì)過程中要充分使用計(jì)算機(jī)，對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)應(yīng)采用有限元進(jìn)行分析，從而來判斷設(shè)計(jì)的是否合理，再加以優(yōu)化達(dá)到一個(gè)理想的設(shè)計(jì)結(jié)果。在對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)要充分發(fā)揮工具書的作用，根據(jù)工具書上的相關(guān)知識(shí)來確定方案。 在圖形的處理上主要采用的AUTOCAD制圖軟件進(jìn)行繪圖，PROE進(jìn)行圖形的建模。 要求設(shè)計(jì)的結(jié)果能達(dá)到預(yù)期的效果可以在指導(dǎo)老師的幫助下，以及本組同學(xué)的大力配合下完成，且質(zhì)量和水平上達(dá)到老師的要求。 （二）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度與安排 起訖日期 工 作 內(nèi) 容 和 要 求 備 注 1-2周 主要是針對(duì)性的找相關(guān)資料 3-4周 主要是進(jìn)行結(jié)構(gòu)的建模 5-6周 主要是將草圖在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行畫圖 5張零件圖 7周 主要是將裝配圖準(zhǔn)備好 1張裝配圖 8周 準(zhǔn)備畢業(yè)論文 設(shè)計(jì)說明書 9周 整理資料準(zhǔn)備答辯 三、對(duì)開題報(bào)告的審閱意見 指導(dǎo)教師綜合意見 課題擬采用有限元法對(duì)高空作業(yè)車回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過建立有限元模型，進(jìn)行轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度分析，確定危險(xiǎn)截面或危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力分布及變形，找出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的不合理因素，并對(duì)之進(jìn)行改進(jìn)，為同類型產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和改造提供了科學(xué) 的理論依據(jù)。 課題在選題上貼近生產(chǎn)實(shí)際，有一定的生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值。課題難易適中，研究內(nèi)容清楚明確；所采用的研究方法和技術(shù)路線切實(shí)可行；工作進(jìn)度安排詳細(xì)合理。 同意開題！ 指導(dǎo)教師（簽名） 年 月 日 開題報(bào)告審議意見 教研室主任（簽名） 年 月 日 院 系 意 見 教 學(xué) 院 長（簽名） 年 月 日