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開題報告
學(xué) 生 姓 名：
學(xué) 院： 機電工程學(xué)院
專業(yè)及班級： 機械設(shè)計制造及其自動化五班
學(xué) 號：
指導(dǎo)教師：
年 4 月 12 日
屆畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
題 目
1500米海洋探礦絞車主傳動系統(tǒng)設(shè)計
作者姓名
學(xué)號
所學(xué)專業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
1、 研究的意義，同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題
研究意義
隨著世界經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，能源的消耗量也在大幅度的增長。我國從改革開放以來，國家的工業(yè)化不斷提高，能耗企業(yè)也相對增多，對能源的開發(fā)和利用日益緊迫。我國海岸線長，海洋資源十分豐富，很多資源尚未開發(fā)，在探索、研究、開發(fā)海洋資源的過程中，需要各種深海探測裝置。遙控水下機器人（Remotely Operated Vehicle,ROV）作為一種重要手段，在人類探索、研究、開發(fā)海洋資源的過程中承擔(dān)著重要的任務(wù)。海洋探礦絞車通過臍帶纜和ROV相連，從母船獲得動力并傳輸信息，這條纜通常也是ROV的起吊纜。海洋探礦絞車是深海探測裝置入水和回收的重要設(shè)備，絞車傳動系統(tǒng)作為整個海洋絞車的核心部件，為絞車提供足夠的動力和扭矩，并為其儲存臍帶纜，絞車的滾筒容纜量直接決定探礦的深度。目前我國用于潛水器調(diào)運系統(tǒng)，海洋調(diào)查水文絞車、海洋平臺起重機等重要度較高的高性能、高可靠性海洋絞車還較多的依賴進口。因此設(shè)計出國產(chǎn)裝備的海洋絞車迫在眉睫。此設(shè)計其意義重大。
作為大四的學(xué)生，通過這次畢業(yè)設(shè)計，我們可以達到以下目的：
1、 鞏固、擴大和深化我們大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識
2、 培養(yǎng)我們綜合分析、理論聯(lián)系實際的能力；
3、 培養(yǎng)我們調(diào)查研究，正確熟練運用國家標準、手冊、圖冊等資料、工具的能力；
4、 鍛煉自己的設(shè)計計算、數(shù)據(jù)處理、編寫技術(shù)資料繪圖等獨立工作的能力
國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：
（1） 國外絞車傳動研究概述：
國外絞車研究較早，礦用絞車應(yīng)用普遍，生產(chǎn)廠家也很多。雖然海洋絞車發(fā)展時間并不長，但其他國家，例如美國、日本、瑞典憑借在礦用絞車領(lǐng)域成熟的經(jīng)驗和先進的技術(shù)，在海洋絞車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（MERMAC R40AHC型，）主傳動系統(tǒng)以及英國的Slingsby Aviation公司生產(chǎn)的絞車，其結(jié)構(gòu)形式基本上都是經(jīng)過反復(fù)優(yōu)化設(shè)計，并經(jīng)過實踐檢驗的。許多國外制造商應(yīng)用計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)及模塊化設(shè)計，盡量使用標準件組合安裝，減少非標準件的加工制造，這樣做有助于減少成本。
（2） 國內(nèi)絞車傳動研究概述：
我國絞車只是經(jīng)歷了仿制，自行設(shè)計兩個階段。我國在絞車研究領(lǐng)域起步較晚，主要是學(xué)習(xí)國外的先進經(jīng)驗，在學(xué)習(xí)的同時進行自主設(shè)計。例如株洲立達公司設(shè)計的一款絞車就是參考丹麥MacArtney絞車傳動結(jié)構(gòu)而設(shè)計出的。但也因為研究時間并不長，所以沒有形成完整，規(guī)范的設(shè)計體系，主要根據(jù)《機械設(shè)計手冊》進行類似的設(shè)計計算。
2、 研究目標、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題
研究內(nèi)容：
（1） 通過對深海絞車的功能原理及絞車設(shè)計的原則了解，并在研究大量國內(nèi)外有關(guān)深海絞車的設(shè)計、使用等方面的資料基礎(chǔ)上，確定了深海絞車傳動系統(tǒng)的主要組成形式，并設(shè)計深海絞車傳動系統(tǒng)的方案。
（2） 通過借鑒國內(nèi)外先進絞車參數(shù)，確定深海絞車傳動系統(tǒng)的基本參數(shù)，同時對絞車傳動系統(tǒng)的主要組成部件如電動機、滾筒、減速器、齒輪進行參數(shù)設(shè)計。
(3) 根據(jù)深海絞車的使用環(huán)境及工作要求的需要，完成深海絞車傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，分別對深海絞車傳動系統(tǒng)的主要部件如變速系統(tǒng)總成和滾筒軸總成進行設(shè)計；對組成絞車傳動系統(tǒng)的主要零件如滾筒軸、滾筒進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計，并在SolidWorks中對其進行三維建模。
(4) 應(yīng)用有限元軟件建立深海絞車傳動系統(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，對滾 筒、滾筒軸和滾筒軸裝配體進行了有限元計算分析，從有限元分析結(jié)果中分析滾筒和滾筒軸設(shè)計是否滿足絞車的正常工作要求。
關(guān)鍵問題：
卷筒和機架的強度校核，齒輪參數(shù)的計算以及軸與軸承的校核
3、 特色與創(chuàng)新之處
通過參考《機械設(shè)計手冊》，設(shè)計制造出用于海洋勘探的海洋絞車傳動系統(tǒng)。由于海洋絞車的作用不僅僅是提升重物，更要起到傳遞信息的作用。因為我們采用臍帶纜而不是鋼絲繩，所以我們不能單純的按照書本上的知識和礦用絞車設(shè)計的經(jīng)驗。我們的設(shè)計更加嚴謹，更為超前，很多參數(shù)的選擇不僅僅局限于《機械設(shè)計手冊》。此外，由于海洋絞車獨特的工作環(huán)境，對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
研究方法：
1、在學(xué)校圖書館查閱相關(guān)資料
2、通過老師的指導(dǎo)
3、通過瀏覽網(wǎng)上相關(guān)資料
4、通過對相關(guān)資料和數(shù)據(jù)的理論計算和分析
5、利用計算機SolidWorks和CAD繪制相關(guān)圖
步驟：
1、 通過所給的條件初步確定整體結(jié)構(gòu)布局方式
2、 確定卷筒的類型及幾何尺寸
3、 選取合適的電機和減速器
4、 設(shè)計卷筒與減速器之間的齒輪
5、 選取合適的軸承
6、 設(shè)計卷筒軸
7、 設(shè)計機架和整體布局
8、 進行有限元分析
5、 擬使用的主要設(shè)計、分析軟件及儀器設(shè)備
本次主要設(shè)計的是海洋絞車的主傳動系統(tǒng)，主要用到的軟件有SolidWorks、CAD、ANSYS。由于我們主要是對絞車傳動系統(tǒng)進行三維建模，然后對其進行仿真分析，所以不需要太多的設(shè)備。
6、參考文獻
[1]成大先 .機械設(shè)計手冊.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1
[2]蒲良貴，紀名剛.機械設(shè)計.8版.北京：高等教育出版社，2006.5
[3]陳育喜，張竺英.深海ROV臍帶纜絞車設(shè)計研究.機械設(shè)計與制造.2010年第四期：39——41
[4]A.JI.多佐爾采夫，A.Y.薩福諾夫.多層繞索絞車卷筒尺寸的確定.
[5]張敬，樊巖松，戴克文等.JC70DB型海洋絞車.石油礦場機械.2008年第37卷第7期第90頁
[6]李睿明.海洋平臺9000米絞車的技術(shù)和研究.東北石油大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文.2013.4
注：
1、開題報告是本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）的一個重要組成部分。學(xué)生應(yīng)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書的要求和文獻調(diào)研結(jié)果，在開始撰寫論文之前寫出開題報告。
2、參考文獻按下列格式（A為期刊，B為專著）
A：[序號]、作者（外文姓前名后，名縮寫，不加縮寫點，3人以上作者只寫前3人，后用“等”代替。）、題名、期刊名（外文可縮寫，不加縮寫點）年份、卷號（期號）：起止頁碼。
B：[序號]、作者、書名、版次、（初版不寫）、出版地、出版單位、出版時間、頁碼。
3、表中各項可加附頁。
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