電動搬運車轉(zhuǎn)向控制實驗臺設(shè)計（機械部分）【開題報告】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文開題報告</b></p><p>　　機械設(shè)計制造及其自動化</p><p>　　電動搬運車轉(zhuǎn)向控制實驗臺設(shè)計（機械部分）</p><p>　　1　選題的背景與意義</p><p>　　近幾年來，隨著物流倉儲業(yè)的飛快發(fā)展，企業(yè)的技術(shù)改造投入加大，老庫房的改造和新庫房的建立大量增加，各

2、個城市超市的數(shù)量急劇增加。這使得各種類型的搬運、裝卸、堆垛、牽引的工業(yè)車輛的市場需求量也大量增加，如手動托盤搬運、手動叉車、電動托盤搬運車、半電動和全電動叉車、電動堆高機及電動牽引車等。由于這些工業(yè)車輛產(chǎn)品要進入車間、庫房、超市等，因此不僅要求車輛結(jié)構(gòu)輕巧，無污染、低噪音，同時對車輛的性能和搬運的效率也提出了更高的要求[1]。</p><p>　　轉(zhuǎn)向環(huán)節(jié)是搬運車輛的性能指標之一，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型主要包括機械轉(zhuǎn)向、

3、液壓助力轉(zhuǎn)向和電動助力轉(zhuǎn)向。現(xiàn)代電瓶類搬運車普遍采用電動助力轉(zhuǎn)向（EPS）和電動液壓助力轉(zhuǎn)向（EHPS），這兩種轉(zhuǎn)向均由電腦控制，如圖1和圖2。EPS是在EHPS的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)量大大減少，純粹依靠電動機通過減速機構(gòu)直接驅(qū)動轉(zhuǎn)向機構(gòu)，增強了可靠性。</p><p>　　圖1　電動助力轉(zhuǎn)向（EPS）</p><p>　　1　轉(zhuǎn)向盤　2　轉(zhuǎn)向閥　3　扭桿　 4　進、出油

4、管路　 5　限壓閥</p><p>　　6　電動機　7　液壓泵　8　儲油罐　9　轉(zhuǎn)向節(jié)臂　10　液壓動力缸</p><p>　　11　齒輪齒條轉(zhuǎn)向器　12　車輪　13　轉(zhuǎn)速傳感器　14　車速傳感器</p><p>　　圖2　電動液壓助力轉(zhuǎn)向（EHPS）</p><p>　　到目前為止，國內(nèi)外關(guān)于電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究也取得了一些成果。早在20世紀

5、80年代中期，美國TRW公司就開始了對電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究，并取得了一些成果。日本于20世紀90年代初制造出了真正意義上的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，當時只裝用于小型汽車上，如Suzuki。此后，歐洲、日本、美國的許多汽車零部件供應(yīng)商都開發(fā)出了自己的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，裝于不同的車輛中。國內(nèi)方面，浙江杭叉采用DC它勵、AC交流控制器、EHPS動力轉(zhuǎn)向等先進技術(shù)，外觀造型與現(xiàn)代轎車相媲美的新一代叉車，已經(jīng)陸續(xù)投放市場[2]。</p><p&

6、gt;　　轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是電動搬運車的重要組成部分，其性能直接關(guān)系到電動搬運車的操縱穩(wěn)定性和舒適性。針對搬運車復(fù)雜的工作環(huán)境，良好的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠很大的提高搬運車的工作效率，減輕工作人員的勞動強度，保證駕駛員的人身安全。</p><p>　　目前基于轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的研究基本上應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，針對電動車轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的研究除了上文中提到的一些技術(shù)，也非常少。本課題的目的是結(jié)合目前國內(nèi)電動搬運車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的技術(shù)現(xiàn)狀，利用電動助力轉(zhuǎn)

7、向（EPS）技術(shù)完成轉(zhuǎn)向試驗臺的設(shè)計。</p><p>　　2　研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題</p><p><b>　　2.1　轉(zhuǎn)向系統(tǒng)</b></p><p>　　這一部分包括三個環(huán)節(jié)：驅(qū)動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)。。</p><p>　　2.1.1　驅(qū)動系統(tǒng) </p><p>　　電機作

8、為轉(zhuǎn)向環(huán)節(jié)的驅(qū)動裝置，在轉(zhuǎn)向時通過輸出扭矩為駕駛員提供助力，提高轉(zhuǎn)向的操縱穩(wěn)定性和舒適性。</p><p>　　2.1.2　傳動系統(tǒng) </p><p>　　在該系統(tǒng)中，減速器作為傳動系統(tǒng)，作用是實現(xiàn)由電機的轉(zhuǎn)速向搬運車轉(zhuǎn)向速度的轉(zhuǎn)化?？紤]到實際所需的速比較大，因此采用一個2級減速器。在高速級采用斜齒輪傳動，低速級采用蝸輪蝸桿傳動。</p><p>　　2.1.3　執(zhí)

9、行系統(tǒng)</p><p>　　轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向輪是該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)。通過在轉(zhuǎn)向軸上施加扭矩，從而帶動轉(zhuǎn)向輪完成轉(zhuǎn)向。 </p><p>　　2.2　轉(zhuǎn)向?qū)嶒炁_架</p><p>　　實驗臺架對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)起支撐作用，并設(shè)計有加載裝置，模擬實際的轉(zhuǎn)向環(huán)境進行分析研究。</p><p><b>　　2.3　主要問題</b><

10、/p><p>　　(1) 根據(jù)要求確定轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的減速器的速比。</p><p>　　(2) 結(jié)合搬運車實際的工作環(huán)境進行設(shè)計，確保機構(gòu)的合理性和可靠性。</p><p>　　3　研究的方法與技術(shù)路線</p><p>　　3.1　本課題研究的方法</p><p>　　先根據(jù)搬運車的發(fā)展現(xiàn)狀進行轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的總體方案設(shè)計。再根據(jù)實

11、驗臺所要實現(xiàn)的性能指標，完成具體的機械結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計，進行具體零部件的選取。具體的方法如下：</p><p>　　(1) 查閱相關(guān)資料和文獻，結(jié)合目前市場上已有的電動搬運車的轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，提出自己的轉(zhuǎn)向設(shè)計方案。</p><p>　　(2) 根據(jù)初步的設(shè)計方案，考慮實際的路面情況和受到的載荷對轉(zhuǎn)向的影響，進行一定的分析計算，完成轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和主要零件的選取。</p><

12、;p>　　(3) 根據(jù)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)，完成實驗臺架的結(jié)構(gòu)設(shè)計。</p><p>　　(4) 畫出轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的零件圖和裝配圖，完成設(shè)計說明書。</p><p><b>　　3.2　技術(shù)路線</b></p><p>　　技術(shù)路線示意圖如圖3。</p><p>　　3.2.1　轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總體方案設(shè)計</p>

13、<p>　　結(jié)合目前國內(nèi)電動搬運車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的技術(shù)現(xiàn)狀，利用電動助力轉(zhuǎn)向（EPS）技術(shù)完成轉(zhuǎn)向?qū)嶒炁_的設(shè)計。選取電機作為轉(zhuǎn)向的動力系統(tǒng)，輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。設(shè)計一個減速器作為傳動系統(tǒng)，使電機的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)速形成一定的比例關(guān)系。最后，通過機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。本課題的最終目的是設(shè)計一個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實驗臺，模擬電動搬運車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，進行實驗研究。</p><p>　　3.2.2　轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p&

14、gt;<p>　　(1) 受力分析：考慮到搬運車實際的工作情況（包括廠房的路面情況、電動搬運車自身的重量和最大的載重量），分析轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各個部分的受力情況。</p><p>　　(2) 選取驅(qū)動系統(tǒng)（電機）：根據(jù)搬運車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)受力分析的結(jié)果選取電機，保證電機能在搬運車轉(zhuǎn)向時提供足夠的助力。</p><p>　　(3) 設(shè)計傳動系統(tǒng)（減速器）：根據(jù)所選用的電機的轉(zhuǎn)速和搬運車的轉(zhuǎn)向

15、速度計算出減速器的速比。實際傳動比的大小確定減速器的傳動方式。最后，完成減速器中的輸入、輸出軸的設(shè)計和齒輪、蝸輪、蝸桿的設(shè)計。</p><p>　　(4) 設(shè)計執(zhí)行系統(tǒng)：根據(jù)搬運車的性能指標設(shè)計轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向軸部分，使搬運車能夠按一定的轉(zhuǎn)向速度和轉(zhuǎn)向半徑完成轉(zhuǎn)向。</p><p>　　3.2.3　轉(zhuǎn)向?qū)嶒炁_架的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　根據(jù)上文設(shè)計的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，設(shè)計

16、實驗臺架的具體結(jié)構(gòu)。這里要求轉(zhuǎn)向機構(gòu)在實驗臺上布局合理，并保證實驗臺能夠?qū)崿F(xiàn)加載等功能。</p><p>　　畫裝配圖和零件圖，完成設(shè)計說明書</p><p>　　根據(jù)設(shè)計的轉(zhuǎn)向?qū)嶒炁_的具體結(jié)構(gòu)，畫出裝配圖和零件圖，最終完成詳細的設(shè)計說明書。</p><p>　　圖3　技術(shù)路線示意圖</p><p>　　4　研究的總體安排與進度</p&

17、gt;<p>　　1. 2011年2月前完成開題報告,文獻綜述和外文翻譯。</p><p>　　2. 2011年3月完成課題的方案設(shè)計。</p><p>　　3. 2011年4月完成課題的裝配圖設(shè)計。</p><p>　　4. 2011年5月完成設(shè)計說明書。</p><p><b>　　參考文獻</b>&l

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