大学本科毕业设计开题报告

山东科技大学本科毕业设计（论文）开题报告题目公路管养作业多功能车工作装置设计学院名称交通学院专业班级学生姓名学号指导教师填表时间：2014年4月9日设计（论文）题目公路管养作业多功能车工作装置设计设计（论文）类型（划“√”）工程设计应用研究开发研究基础研究其它√本课题的研究目的和意义随着现代文明社会的发展，叉车的使用越来越普遍。叉车主要用途是进行装卸，堆垛和拆垛以及短途的搬动工作。由于叉车具有良好的机动性，又有较强的适用性。适用于货物多，货量大且必须迅速集散和周转的部门使用，因此叉车港口码头，铁路车站，仓库货场几乎不可缺少的机种。由于社会对叉车的需求不断加大，使叉车的性能得到了改善，其数目、品种和规格也不断增多，使用范围也不断扩大增多。例如在森林中木材工业方面，已在堆场方面使用叉车来装卸与搬运圆木，、方木和板料。在水泥以预制品的加工中,过去一直使用塔式起重机进行装卸和搬运工作，现在国外已大量使用叉车，获得了良好的效益。类似的情况还很多。为了全方位地满足不同用户的需求，国外工程机械在朝着系列化、特大型化方向发展的同时，已进入多用途、微型化发展阶段。一方面，工作机械通用性的提高，可使用户在不增加投资的前提下充分发挥设备本身的效能，能完成更多的工作；另一方面，为了尽可能地用机器作业替代人力劳动，提高生产效率，适应城市狭窄施工场所以及在货栈、码头、仓库、舱位、农舍、建筑物层内和地下工程作业环境的使用要求，小型及微型工程机械有了用武之地，并得到了较快的发展。为占领这一市场，各生产厂商都相继推出了多用途、小型和微型工程机械。这其中，多用途叉车发展较快，也得到了用户的广泛关注。目前的多用途叉车，可以实现叉车、装载车、拖车、扫雪车、高空作业车等功能实现于一体的多种工作方式的集成。可以用于建设、土木现场、房屋修理、街区作业、道路工程、农、畜牧、码头、国树农场、消防救灾等等。因此，叉车的应用范围扩大对叉车的机动性提出了更高的要求。如果叉车可以实现更好的机动性将对工业、生产带来更大的便利。本课题将设计一种机动性好且可以实现多用途的新型叉车。本课题的主要研究内容（提纲）本文对多功能叉车的工作装置进行了机械结构设计，包括工作装置的机械形式、尺寸、连接方式、动力来源等等。在设计机构的基础上进行三维建模，模型装配，运动分析干涉检查等。然后对重要的主要受力构件进行受力、变形分析。主要步骤概括为：机构设计：设计可以实现多个功能的机械装置。三维建模：对机械机构进行建模、装配。模型分析：对三维模型进行运动仿真、干涉检查。受力分析：主要部件进行仿真分析，校核强度。最后对分析结果进行评价，并对发现的问题进行改进设计。文献综述（国内研究情况及其发展）我国叉车工业起步于20世纪50年代末，当时主要仿制前苏联产品。从70年代后期到80年代中期，全行业先后组织了2次联合设计，各叉车生产厂纷纷引进国外先进技术，如北京叉车总厂引进日本三菱1~5t内燃平衡重叉车技术，大连叉车总厂引进日本三菱10~40t内燃平衡重叉车和集装箱叉车技术，天津叉车总厂引进保加利亚巴尔干车辆公司1.25~6.3t内燃叉车技术，杭州叉车总厂引进西德O&K公司静压传动叉车、越野叉车和电动叉车技术，合肥叉车总厂、宝鸡叉车公司引进日本TCM株式会社1~10t叉车技术，湖南叉车公司引进英国普勒班机械公司内燃防爆装置技术。自90年代开始，一些骨干企业在消化吸收引进技术的基叉车的技术水平参差不齐。其中，电动叉车因受基础技术落后的制约，整体水平与世界先进水平差距很大，每年仍要进口价值近2亿美元的叉车产品。中国叉车能否逐鹿国际市场，并在与世界强手的竞争中立于不败之地，将依赖于叉车整体技术水平的提高，特别是电动叉车技术的飞速发展。自90年代以来，国内工程机械进入了一个新的发展时期，目前国内工程机械发展总的趋势是：发展快、水平高。在广泛应用新技术的同时，不断涌现出新结构和新产品。继续完成提高整机可靠性。技术发展的重点在于增加产品的电子信息技术含量，在集成电路、微处理器、微型计算机及电子监控技术等方面都有广泛的应用。努力完善产品的标准化、系列化和通用化，改善驾驶人员的工作条件，向节能、环保方向发展，可靠性、安全性、舒适性、环保性得到了高度重视。向大型化和微型化方向发展。向多用途的方向发展。在这其中，叉车作为一种用途较广的小型工程机械，也出现了多用途的发展趋势。目前，全球约有250家叉车生产企业，年生产量保持在50万台左右。我国的一些外资叉车企业，如厦门林德、安徽TCM、北京汉拿、湖南德士达、烟台大宇重工、上海海斯特等，他们把具有世界20世纪90年代中期先进的产品和技术带到国内，促进了我国叉车技术的快速发展，同时对国内市场也造成了很大的冲击。目前我国叉车的保有量约18万台，实际年潜在需求量约10万台，而实际年销售量仅3万台左右，可见中国的叉车工业有待进一步发展。传统的叉车起升装置基本上是由外门架、内门架、两个起升油缸、倾斜油缸、两根链条、货叉架、滚轮、侧滚轮和货叉等部分构成。其起升工作装置的运动方式是：外门架固定在车架或驱动桥上，通过倾斜油缸的运动，实现起升工作装置整体的倾斜运动。内门架通过固定在内、外门架上的两个起升油缸顶推实现上下运动，内门架通过固定在其上的滚轮与固定在外门架上的滚轮相接触，滚轮在外门架的型钢面上滚动。两条链条一端固定在外门架上，另一端固定在货叉架上。货叉架通过两条链条在内门架的作用下上下运动，货叉架通过固定在其上的滚轮和内门架接触。所有滚轮在内、外门架的型钢面上滚动，表面接触形式为线接触。其起升工作装置的结构形式是内、外门架的结构形式属于开放式非箱型结构，外门架槽钢的结构形式是C型，内门架槽钢的结构形式是C型或J型。此类工作装置的优点是：①零部件容易获取，生产组织方便；②能实现多级门架互换，适应不同起升高度；③滚轮间为滚动摩擦，接触面小，运动噪音小；④两个起升油缸对称布置，受力均匀;⑤司机视野较好，等等。同时它也有一些缺点：①门架、货叉架结构复杂，门架焊接形位公差难以保证，制造成本较高；②滚轮与导轨(槽钢)的装配间隙大，其接触表面为线接触，接触挤压应力相应大，导轨容易变形，造成冲击和振动大。尤其是大吨位叉车，当叉装货物较重时，因冲击会造成滚轮损坏和门架变形，门架变形又加剧了冲击破坏。③两个起升油缸两侧对称布置，其下上两端固定点分别在外、内门架上，由于内、外门架的间隙和受力变形，容易造成两个起升油缸受力不均匀。尤其在偏载荷严重的工况，起升油缸受力不均匀会更明显，则可能存在工作动作不同步，加快构件受力变形。④装配、维修和保养比较困难，等等。目前也出现了一些的新型叉车。其中应用较广的主要有电动叉车、三点平衡式叉车等。如山东乘风机械有限公司的柴油叉车、夹抱叉车，北京华特实业有限公司的多用途合力叉车等等。拟解决的关键问题可以实现举升重物、拖车作业等功能的机械装置设计各用途工作装置间的拆卸、转换便捷，同时保证强度要求机械装置的三维建模与零部件装配工作装置的运动仿真5.主要受力零部件的受力分析研究思路和方法1、工作装置是叉车进行装卸作业的直接工作机构，它主要由下列部6分组成：取物工具。它是以货叉为代表的多种工作属具，用以叉取、夹取、铲取货物。(2)起重货架。用来安装货叉或其他工作属具，并拖动货物一起升降。门架。它是工作装置的骨架，工作装置的大部分零部安装在门架上。两节式门架由外门架和可沿外门架上、下升降的内门架组成；三节式门架由内、中、外3个门架组成。(4)门架倾斜机构。实现门架的前后倾斜，主要由倾斜油缸组成。(5)起升机构。拖动货物上、下升降的动力装置和牵引装置。主要由链轮、链条和带动货架升降的起升油缸组成。(6)液压操纵系统。它是对货物的升降和门架的倾斜以及对其他由液压系统完成的动作，实现适时控制装置的总合。它由液压元件、管路和操纵机构等组成。2、根据常见门架形式分为两级门架和三级门架（1）两级门架由内门架和外门架组成，内外门架排列形式分重叠式、并列式和综合式悬挂在叉架上的货叉和叉架一起借助于叉架滚轮沿内门架上下移动，带动货物起升或下降。内门架靠起升油缸驱动升降，亦由滚轮导向。门架后方的两侧设有倾斜油缸，可使门架前倾或后仰(门架最大前倾角约3´-6´，后仰角约为10´～13´)，以利叉取和堆放货物。只有两层轨道，第一层底部固定在驱动桥上，第二层的槽和第一层正好是插在一起的，可以上下伸缩，两边靠两根油缸支撑在第二层的顶部，货叉架安装在第二层轨道的槽里，靠链条连接在第一层轨道的顶端，在第二层门架两边安装有滑轮轴承，链条装在滑轮上，当油缸升起的时候，第二层门架就升高，由于连接于第一层门架的链条不会活动，所以另一边就会在滑轮带动链条的活动下提升货叉。（2）三级门架适用于采用具有加大的起升高度的二级门架仍不能满足所要求的起升高度的情况，在内架和外架这之间加了一个中间门架，起升油缸是两级的，各级行程与二级门架油缸行程相同。链轮装在外油缸体上端，与內架顶梁相连，链的两端固定在叉架上和中间缸体下端。起升开始时，第一级向上伸出，将内架顶起至中间门架上端，叉架则一直升到内架顶端，此后第二级油缸工作，将中间缸体连同中架內架和叉架一道顶出，直到货叉达到最大起升高度为止。3、叉车工作装置的安全要求:（1）门架不得有变形和焊缝脱焊现象，内外门架的滚动间隙应调整合理，不得大于1.5mm，滚轮转动应灵活，滚轮及轴应无裂纹、缺陷。轮槽磨损量不得大于原尺寸的10%。（2）两根起重链条张紧度应均匀，不得扭曲变形，端部联接牢靠，链条的节距不得超出原长度的4%，否则应更换链条。链轮转动应灵活。（3）货叉架不得有严重变形，焊缝脱焊现象。货叉表面不得有裂纹、焊缝开焊现象。货叉根角不得大于93°，厚度不得低于原尺寸的90%。左、右货叉尖的高度差不得超过货叉水平段长度的3%。货叉定位应可靠，货叉挂钩的支承面、定位面不得有明显缺陷，货叉与货叉架的配合间隙不应过大，且移动平顺。（4）起升油缸与门架联接部位应牢靠，倾斜油缸与门架、车架的铰接应牢靠、灵活，配合间隙不得过大。油缸应密封良好，无裂纹，工作平稳。在额定载荷下，lOmin门架自沉量不大于20mm，倾角不大于0.5°。满载时起升速度不应低于标准值的一半.（5）护顶架、挡货架须齐全有效。（6）货叉上下严禁站人，不允许用单支货叉叉取高过载荷的货物。六、本课题的进度安排本学期毕业设计共15周，具体安排如下：3-4周：毕业实习，进车间实地参观，确定研究课题5-6周：查阅相关资料，书写开题报告6-9周：学习并且掌握SolidWorks、ANSYS的基本操作，了解车辆外形总体尺寸法规与现有型号汽车底盘参数10-14周：运用SolidWorks进行机械装置零部件建模、零部件装配，以及运动仿真，并运用ANSYS对主要零部件进行受力分析14-15周：总结与展望，编写毕业设计技术文件，说明书16周：毕业答辩参考文献[1]陆值主编叉车设计.机械工业出版社1991.10[2]罗毅王清娟物流装卸搬运设备与技术.北京理工大学出版社.2007.7[3]《汽车构造》第五版人民交通出版社，陈家瑞，2005.9[4]《机械设计》第八版西北工业出版社，纪名刚，2006.5[5]李刚国内叉车行业的现状及发展趋势[J].物流技术与应用.2007.1[6]顾云青张立军电动汽车电动轮驱动系统开发现状与趋势[7]张洁仓储叉车国内和出口销售情况分析.《中国储运》2012年06期[8]孙靖圻叉车发展的机遇与挑战[J].叉车技术,2004.04[9]李刚国内叉车行业的现状及发展趋势[J].物流技术与应用.2007.1[10]张润林国内外电动叉车的结构特点分析.《工程机械》1999年08期[11]张莉后驱三支点电动叉车门架倾斜方式的革新设计.《叉车技术》2008年03期[12]周宏兵基于MATLAB和ANSYS的挖掘机工作装置结构静强度分析[J]．广西大学学报，2009：34-36．[13]张海滨基于ansys的机械臂刚度和应力分析[J]中国科学技术大学学报．2012，17(1)：14-17．[14]何锋杨宁等编著．汽车动力学[M]．贵阳：贵阳科技出版社，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