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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
設(shè)計(jì)（論文）題目: 基于Pro/E與ANSYS的1.5T電動(dòng)叉車設(shè)計(jì)
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級(jí): 車輛工程B07-1
學(xué) 生 姓 名: 辛國(guó)輝
導(dǎo) 師 姓 名: 王 強(qiáng)
開(kāi) 題 時(shí) 間: 2011.3.14
指導(dǎo)委員會(huì)審查意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名
辛國(guó)輝
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程 B07-1
指導(dǎo)教師姓名
王 強(qiáng)
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(dòng)叉車設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1、研究現(xiàn)狀
叉車是一種以貨叉為標(biāo)準(zhǔn)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(jī)體緊湊，軸距較短，轉(zhuǎn)向靈活，能在狹窄的場(chǎng)地和通道內(nèi)作業(yè)，能通過(guò)比較低矮的艙門；貨物的升降采用液壓操控，使操作簡(jiǎn)單，動(dòng)作平穩(wěn)；在采用貨叉搬運(yùn)成件貨物時(shí)自身具有裝卸功能。因此廣泛地利用于車間、倉(cāng)庫(kù)、港口、車站等場(chǎng)所，進(jìn)行裝卸、堆垛、拆垛和極短距離的搬運(yùn)。叉車對(duì)于實(shí)現(xiàn)裝卸搬運(yùn)作業(yè)的機(jī)械化，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率非常重要，是現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要裝備。電動(dòng)叉車是以電力直流或交流為動(dòng)力實(shí)施裝卸、起重、搬運(yùn)、堆垛作業(yè)的車輛。八十年以來(lái), 由于電動(dòng)叉車具有易操作、作業(yè)靈活、安全、動(dòng)力利用率高、噪聲小, 對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn), 更適合于工礦企業(yè)作搬運(yùn)機(jī)械使用, 因而倍受人們重視, 得到了迅速發(fā)展。
國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的叉車行業(yè)在技術(shù)方面基礎(chǔ)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(chǔ)工業(yè)水平高，自主研發(fā)能力強(qiáng)，特別在電動(dòng)叉車方面，國(guó)外叉車行業(yè)在外觀造型和表面處理，人機(jī)工程，電器系統(tǒng)，制動(dòng)系統(tǒng)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向的能力特別強(qiáng)。國(guó)外著名叉車公司都生產(chǎn)全系列的電動(dòng)叉車，包括三支點(diǎn)和四支點(diǎn)平衡重式叉車、前移式叉車、揀選車、三向堆垛機(jī)和托盤搬運(yùn)車等；并投入大量的人力、財(cái)力于電動(dòng)叉車的研發(fā)，使之成為現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)品。國(guó)外市場(chǎng)特別是歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，由于受環(huán)保法規(guī)影響，電動(dòng)叉車占到保有量的50%～60%，而我國(guó)目前的保有量約占15%～20%，有著廣闊的市場(chǎng)前景。
中國(guó)叉車產(chǎn)業(yè)是伴隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)而同步成長(zhǎng)起來(lái)的，促使中國(guó)叉車行業(yè)快速壯大的主要因素有經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)進(jìn)步所帶來(lái)的旺盛市場(chǎng)需求，對(duì)外開(kāi)放所帶來(lái)的技術(shù)和管理能力的提升，充分競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下本土企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力不斷提高。在我國(guó)以安徽叉車集團(tuán)公司、杭叉集團(tuán)股份、大連叉車股份公司為首的國(guó)內(nèi)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(dāng)今的改制、兼并和許多外資企業(yè)及私營(yíng)企業(yè)股份制的加盟，使我國(guó)叉車行業(yè)進(jìn)入新的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期。雖然內(nèi)燃叉車應(yīng)占據(jù)國(guó)內(nèi)叉車市場(chǎng)的主導(dǎo)地位，但隨著企業(yè)環(huán)保意識(shí)逐漸增強(qiáng)，可靠性更高的電動(dòng)叉車得到了越來(lái)越多的企業(yè)青睞。電動(dòng)叉車是以直流電源(電瓶)為動(dòng)力的裝卸及搬運(yùn)車輛，其電動(dòng)平衡叉車產(chǎn)品外形大多采用了流線型設(shè)計(jì)，造型更加美觀。我國(guó)電動(dòng)叉車需求逐年上升，但技術(shù)落后，外資企業(yè)產(chǎn)品占據(jù)大部分市場(chǎng)份額。未來(lái)幾年，中國(guó)將繼續(xù)采取積極的宏觀經(jīng)濟(jì)政策，以保持經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快增長(zhǎng)。在宏觀經(jīng)濟(jì)全面恢復(fù)的背景下，國(guó)家的經(jīng)濟(jì)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(xiàn)高速發(fā)展的態(tài)勢(shì)；全社會(huì)的固定資產(chǎn)投資將持續(xù)保持在較高水平。這些，都為叉車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了更為廣闊的市場(chǎng)空間。宏觀經(jīng)濟(jì)因素將保證叉車行業(yè)在未來(lái)穩(wěn)步前行。
Pro/E軟件和ANSYS軟件是本次設(shè)計(jì)所用的關(guān)鍵的兩個(gè)軟件，因?yàn)樗麄冇懈髯缘膬?yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。Pro/E操作軟件是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，Pro/E作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣。是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置。Pro/E采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。ANSYS軟件是美國(guó)ANSYS公司研制的大型有限元分析軟件，它是世界范圍內(nèi)增長(zhǎng)最快的CAE軟件，能夠進(jìn)行包括結(jié)構(gòu)、熱、聲、流體以及電磁場(chǎng)等學(xué)科的研究，在核工業(yè)、鐵道、石油化工、航空航天、機(jī)械制造、能源、汽車交通、國(guó)防軍工、電子、土木工程、造船、生物制藥、輕工、地礦等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。ANSYS的功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)單方便，現(xiàn)在它已成為國(guó)際最流行的有限元分析軟件。目前，中國(guó)100多所理工院校采用ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析或者作為標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)軟件。
本設(shè)計(jì)需利用AutoCAD軟件完成叉車變速器二維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、貨叉部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行校核計(jì)算，結(jié)合叉車的造型設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，利用Pro/E軟件完成整車的造型設(shè)計(jì)，利用ANSYS軟件對(duì)貨叉部分關(guān)鍵零件進(jìn)行有限元分析。
2、選題目的和意義
我國(guó)加入WTO之后，物流行業(yè)發(fā)展的越來(lái)越快，叉車是物流領(lǐng)域的主要工具，叉車也迎來(lái)巨大的市場(chǎng)需求，但是我國(guó)在叉車方面的技術(shù)比較落后，目前在歐美國(guó)家叉車領(lǐng)域中，電動(dòng)車輛占了很大比例，而我國(guó)的比例仍然較低。但這種反差現(xiàn)象在未來(lái)可逐步得到改變，兩者之間的差距就是電動(dòng)車輛的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。未來(lái)中國(guó)叉車行業(yè)廠家間競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)，將逐漸從當(dāng)前的內(nèi)燃叉車轉(zhuǎn)到電動(dòng)車輛領(lǐng)域，因此對(duì)電動(dòng)叉車的設(shè)計(jì)研究具有重要意義。
本次設(shè)計(jì)選此課題的目的是希望通過(guò)對(duì)叉車的變速箱貨叉的設(shè)計(jì)，鞏固自己學(xué)過(guò)的知識(shí)，加強(qiáng)對(duì)電動(dòng)叉車的結(jié)構(gòu)、功能進(jìn)行了解掌握。通過(guò)對(duì)變速器的設(shè)計(jì)和校核，可以加強(qiáng)對(duì)變速器的密封、潤(rùn)滑和齒輪的設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行掌握，通過(guò)對(duì)升降油缸的設(shè)計(jì)，可以對(duì)液壓系統(tǒng)的工作原理和油缸的工作狀態(tài)等方面進(jìn)行理解掌握，通過(guò)對(duì)貨叉的設(shè)計(jì)校核，掌握貨叉的材料、結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)等方面的知識(shí)。運(yùn)用Pro/E軟件完成電動(dòng)叉車的整車造型和運(yùn)動(dòng)仿真，利用ANSYS軟件對(duì)貨叉部分關(guān)鍵零件進(jìn)行有限元分析，提高對(duì)軟件運(yùn)用的熟練程度。
在電動(dòng)叉車產(chǎn)品設(shè)計(jì)中運(yùn)用了AutoCAD、Pro/E、ANSYS等軟件，能夠加強(qiáng)對(duì)這些軟件的掌握程度，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模擬仿真、關(guān)鍵零件進(jìn)行有限元分析，可以發(fā)現(xiàn)并更正設(shè)計(jì)缺陷，完善設(shè)計(jì)方案，縮短開(kāi)發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。通過(guò)對(duì)本課題的研究能夠使學(xué)生了解叉車總成部件設(shè)計(jì)校核的方法，使學(xué)生可以完成專業(yè)課程的實(shí)踐總結(jié)，掌握一種流行的設(shè)計(jì)方法和軟件，獲得一定的工程設(shè)計(jì)工作方法。運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)電動(dòng)叉車進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)，在產(chǎn)品制造之前就可以發(fā)現(xiàn)并更正設(shè)計(jì)缺陷，完善設(shè)計(jì)方案，縮短開(kāi)發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，為生產(chǎn)實(shí)際提供理論支持。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題
1、設(shè)計(jì)主要內(nèi)容
（1）叉車總體方案設(shè)計(jì)及校核；
（2）利用AutoCAD軟件完成叉車變速器、貨叉設(shè)計(jì)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(duì)貨叉部分關(guān)鍵零部件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性校核。
2、擬解決的主要問(wèn)題
（1）叉車變速器、叉車貨叉的設(shè)計(jì)及校核；
（2）叉車變速器、貨叉二維總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
（3）貨叉三維建模及整車三維造型。
三、技術(shù)路線（研究方法）
四、進(jìn)度安排
（1）調(diào)研，資料收集，完成開(kāi)題報(bào)告； 第1～2周（2月28日～3月13日）
（2）總體二維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核； 第3～5周（3月14日～4月3日）
（3）Pro/E貨叉實(shí)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(shuō)明書(shū)； 第13～14周（5月23日～6月5日）
（7）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的審核、修改； 第15～16周（6月6日～6月19日）
（8）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯。 第17周（6月20日～6月26日）
五、參考文獻(xiàn)
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[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(dǎo)教師意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日