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開(kāi)題報(bào)告
學(xué) 生 姓 名：
學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院
專(zhuān)業(yè)及班級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化五班
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師：
年 4 月 12 日
屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
題 目
1500米海洋探礦絞車(chē)主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
作者姓名
學(xué)號(hào)
所學(xué)專(zhuān)業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
1、 研究的意義，同類(lèi)研究工作國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問(wèn)題
研究意義
隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，能源的消耗量也在大幅度的增長(zhǎng)。我國(guó)從改革開(kāi)放以來(lái)，國(guó)家的工業(yè)化不斷提高，能耗企業(yè)也相對(duì)增多，對(duì)能源的開(kāi)發(fā)和利用日益緊迫。我國(guó)海岸線(xiàn)長(zhǎng)，海洋資源十分豐富，很多資源尚未開(kāi)發(fā)，在探索、研究、開(kāi)發(fā)海洋資源的過(guò)程中，需要各種深海探測(cè)裝置。遙控水下機(jī)器人（Remotely Operated Vehicle,ROV）作為一種重要手段，在人類(lèi)探索、研究、開(kāi)發(fā)海洋資源的過(guò)程中承擔(dān)著重要的任務(wù)。海洋探礦絞車(chē)通過(guò)臍帶纜和ROV相連，從母船獲得動(dòng)力并傳輸信息，這條纜通常也是ROV的起吊纜。海洋探礦絞車(chē)是深海探測(cè)裝置入水和回收的重要設(shè)備，絞車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)作為整個(gè)海洋絞車(chē)的核心部件，為絞車(chē)提供足夠的動(dòng)力和扭矩，并為其儲(chǔ)存臍帶纜，絞車(chē)的滾筒容纜量直接決定探礦的深度。目前我國(guó)用于潛水器調(diào)運(yùn)系統(tǒng)，海洋調(diào)查水文絞車(chē)、海洋平臺(tái)起重機(jī)等重要度較高的高性能、高可靠性海洋絞車(chē)還較多的依賴(lài)進(jìn)口。因此設(shè)計(jì)出國(guó)產(chǎn)裝備的海洋絞車(chē)迫在眉睫。此設(shè)計(jì)其意義重大。
作為大四的學(xué)生，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們可以達(dá)到以下目的：
1、 鞏固、擴(kuò)大和深化我們大學(xué)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)
2、 培養(yǎng)我們綜合分析、理論聯(lián)系實(shí)際的能力；
3、 培養(yǎng)我們調(diào)查研究，正確熟練運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)、圖冊(cè)等資料、工具的能力；
4、 鍛煉自己的設(shè)計(jì)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、編寫(xiě)技術(shù)資料繪圖等獨(dú)立工作的能力
國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀：
（1） 國(guó)外絞車(chē)傳動(dòng)研究概述：
國(guó)外絞車(chē)研究較早，礦用絞車(chē)應(yīng)用普遍，生產(chǎn)廠家也很多。雖然海洋絞車(chē)發(fā)展時(shí)間并不長(zhǎng)，但其他國(guó)家，例如美國(guó)、日本、瑞典憑借在礦用絞車(chē)領(lǐng)域成熟的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的技術(shù)，在海洋絞車(chē)研究方向走在世界前列。例如丹麥MacArtney公司的新一代海洋絞車(chē)（MERMAC R40AHC型，）主傳動(dòng)系統(tǒng)以及英國(guó)的Slingsby Aviation公司生產(chǎn)的絞車(chē)，其結(jié)構(gòu)形式基本上都是經(jīng)過(guò)反復(fù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)的。許多國(guó)外制造商應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)及模塊化設(shè)計(jì)，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件組合安裝，減少非標(biāo)準(zhǔn)件的加工制造，這樣做有助于減少成本。
（2） 國(guó)內(nèi)絞車(chē)傳動(dòng)研究概述：
我國(guó)絞車(chē)只是經(jīng)歷了仿制，自行設(shè)計(jì)兩個(gè)階段。我國(guó)在絞車(chē)研究領(lǐng)域起步較晚，主要是學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，在學(xué)習(xí)的同時(shí)進(jìn)行自主設(shè)計(jì)。例如株洲立達(dá)公司設(shè)計(jì)的一款絞車(chē)就是參考丹麥MacArtney絞車(chē)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)出的。但也因?yàn)檠芯繒r(shí)間并不長(zhǎng)，所以沒(méi)有形成完整，規(guī)范的設(shè)計(jì)體系，主要根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》進(jìn)行類(lèi)似的設(shè)計(jì)計(jì)算。
2、 研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題
研究?jī)?nèi)容：
（1） 通過(guò)對(duì)深海絞車(chē)的功能原理及絞車(chē)設(shè)計(jì)的原則了解，并在研究大量國(guó)內(nèi)外有關(guān)深海絞車(chē)的設(shè)計(jì)、使用等方面的資料基礎(chǔ)上，確定了深海絞車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的主要組成形式，并設(shè)計(jì)深海絞車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的方案。
（2） 通過(guò)借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)絞車(chē)參數(shù)，確定深海絞車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的基本參數(shù)，同時(shí)對(duì)絞車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的主要組成部件如電動(dòng)機(jī)、滾筒、減速器、齒輪進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。
(3) 根據(jù)深海絞車(chē)的使用環(huán)境及工作要求的需要，完成深海絞車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分別對(duì)深海絞車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的主要部件如變速系統(tǒng)總成和滾筒軸總成進(jìn)行設(shè)計(jì)；對(duì)組成絞車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的主要零件如滾筒軸、滾筒進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并在SolidWorks中對(duì)其進(jìn)行三維建模。
(4) 應(yīng)用有限元軟件建立深海絞車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)主要零件滾筒、滾筒軸及滾筒軸裝配體的有限元模型，科學(xué)合理的確定它們的約束條件、載荷分布，對(duì)滾 筒、滾筒軸和滾筒軸裝配體進(jìn)行了有限元計(jì)算分析，從有限元分析結(jié)果中分析滾筒和滾筒軸設(shè)計(jì)是否滿(mǎn)足絞車(chē)的正常工作要求。
關(guān)鍵問(wèn)題：
卷筒和機(jī)架的強(qiáng)度校核，齒輪參數(shù)的計(jì)算以及軸與軸承的校核
3、 特色與創(chuàng)新之處
通過(guò)參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，設(shè)計(jì)制造出用于海洋勘探的海洋絞車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)。由于海洋絞車(chē)的作用不僅僅是提升重物，更要起到傳遞信息的作用。因?yàn)槲覀儾捎媚殠Ю|而不是鋼絲繩，所以我們不能單純的按照書(shū)本上的知識(shí)和礦用絞車(chē)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。我們的設(shè)計(jì)更加嚴(yán)謹(jǐn)，更為超前，很多參數(shù)的選擇不僅僅局限于《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》。此外，由于海洋絞車(chē)獨(dú)特的工作環(huán)境，對(duì)材料的選擇也有相應(yīng)的要求，必須耐腐蝕。
4、 擬采取的研究方法、步驟、技術(shù)路線(xiàn)
研究方法：
1、在學(xué)校圖書(shū)館查閱相關(guān)資料
2、通過(guò)老師的指導(dǎo)
3、通過(guò)瀏覽網(wǎng)上相關(guān)資料
4、通過(guò)對(duì)相關(guān)資料和數(shù)據(jù)的理論計(jì)算和分析
5、利用計(jì)算機(jī)SolidWorks和CAD繪制相關(guān)圖
步驟：
1、 通過(guò)所給的條件初步確定整體結(jié)構(gòu)布局方式
2、 確定卷筒的類(lèi)型及幾何尺寸
3、 選取合適的電機(jī)和減速器
4、 設(shè)計(jì)卷筒與減速器之間的齒輪
5、 選取合適的軸承
6、 設(shè)計(jì)卷筒軸
7、 設(shè)計(jì)機(jī)架和整體布局
8、 進(jìn)行有限元分析
5、 擬使用的主要設(shè)計(jì)、分析軟件及儀器設(shè)備
本次主要設(shè)計(jì)的是海洋絞車(chē)的主傳動(dòng)系統(tǒng)，主要用到的軟件有SolidWorks、CAD、ANSYS。由于我們主要是對(duì)絞車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行三維建模，然后對(duì)其進(jìn)行仿真分析，所以不需要太多的設(shè)備。
6、參考文獻(xiàn)
[1]成大先 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1
[2]蒲良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).8版.北京：高等教育出版社，2006.5
[3]陳育喜，張?bào)糜?深海ROV臍帶纜絞車(chē)設(shè)計(jì)研究.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造.2010年第四期：39——41
[4]A.JI.多佐爾采夫，A.Y.薩福諾夫.多層繞索絞車(chē)卷筒尺寸的確定.
[5]張敬，樊巖松，戴克文等.JC70DB型海洋絞車(chē).石油礦場(chǎng)機(jī)械.2008年第37卷第7期第90頁(yè)
[6]李睿明.海洋平臺(tái)9000米絞車(chē)的技術(shù)和研究.東北石油大學(xué)工程碩士專(zhuān)業(yè)學(xué)位論文.2013.4
注：
1、開(kāi)題報(bào)告是本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的一個(gè)重要組成部分。學(xué)生應(yīng)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)的要求和文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果，在開(kāi)始撰寫(xiě)論文之前寫(xiě)出開(kāi)題報(bào)告。
2、參考文獻(xiàn)按下列格式（A為期刊，B為專(zhuān)著）
A：[序號(hào)]、作者（外文姓前名后，名縮寫(xiě)，不加縮寫(xiě)點(diǎn)，3人以上作者只寫(xiě)前3人，后用“等”代替。）、題名、期刊名（外文可縮寫(xiě)，不加縮寫(xiě)點(diǎn)）年份、卷號(hào)（期號(hào)）：起止頁(yè)碼。
B：[序號(hào)]、作者、書(shū)名、版次、（初版不寫(xiě)）、出版地、出版單位、出版時(shí)間、頁(yè)碼。
3、表中各項(xiàng)可加附頁(yè)。
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