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本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
論 文 題 目： 小型秸稈堆垛及搬運機設(shè)計學(xué) 院 ：專 業(yè) 、班 級： 學(xué) 生 姓 名： 指導(dǎo)教師（職稱）：
畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告要求
開題報告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文
（設(shè)計）的有效保證。為了使這項工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。一、選題依據(jù)
1. 論文（設(shè)計）題目及研究領(lǐng)域；
2. 論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值；
3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢。二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容1.重點解決的問題；
2. 擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路）；
3. 本論文（設(shè)計）預(yù)期取得的成果。三、論文（設(shè)計）工作安排
1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)）；
2. 論文（設(shè)計）進度計劃。四、文獻查閱及文獻綜述
學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻資料，并在此基礎(chǔ)上通過分析、研究、綜合，形成文獻綜述。必要時應(yīng)在調(diào)研、實驗或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報告。綜述或報告作為開題報告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。
五、其他要求
1. 開題報告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計）工作開始后的前四周內(nèi)完成；
2. 開題報告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會審查通過；
3. 開題報告不合格或沒有做開題報告的學(xué)生，須重做或補做合格后，方能繼續(xù)論文（設(shè)計）工作，否則不允許參加答辯；
4. 開題報告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師；
5. 開題報告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。?
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一、選題依據(jù)1、研究領(lǐng)域
機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、3D 建模、堆垛機。
2、論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值
秸稈堆垛是將壓縮好的秸稈進行放置的機械。近年來，農(nóng)作物秸稈成為農(nóng)村面源污染的新源頭。每年夏收和秋冬之際，總有大量的小麥、玉米等秸稈在田間焚燒，產(chǎn)生了大量濃重的煙霧，不僅成為農(nóng)村環(huán)境保護的瓶頸問題，甚至成為殃及城市環(huán)境的罪魁禍?zhǔn)?。?jù)有關(guān)統(tǒng)計，我國作為農(nóng)業(yè)大國，每年可生成 7 億多噸秸稈，成為“用處不大”但必須處理掉的“廢棄物”。在此情況下，完全由農(nóng)民來處理，就出現(xiàn)了大量焚燒的現(xiàn)象。因此，急需一個可以將秸稈進行處理并進行再加工的機械。針對目前在中小型農(nóng)場中處理秸稈的問題展開，為了節(jié)省大量人力和開支，為農(nóng)場帶來一定的經(jīng)濟效益，為及時處理收割后的秸稈提供幫助，同時為相關(guān)機器的研發(fā)提供有益的參考。故本研究具有一定的應(yīng)用價值及研究必要性。小型秸稈堆垛及搬運機是為了節(jié)省人力、提高效率 。通過對主體結(jié)構(gòu)設(shè)計、水平運動機構(gòu)設(shè)計、機械爪設(shè)計、起升機構(gòu)設(shè)計、導(dǎo)向裝置設(shè)計來控制秸稈的堆垛及搬運?，F(xiàn)擬定設(shè)計方向：主體結(jié)構(gòu)設(shè)計、水平運動機構(gòu)設(shè)計、起升機構(gòu)設(shè)計、導(dǎo)向裝置設(shè)計。通過上述設(shè)計實現(xiàn)待處理秸稈的投搬運及堆垛，為秸稈處理的自動化提供了一定的幫助。
3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢
堆垛起重機是用貨叉或串桿攫取、搬運和堆垛或從高層貨架上存取單元貨物的專用起重機。小型秸稈堆垛機是為了處理秸稈而將堆垛起重機簡單化，小型化以適應(yīng)中小型農(nóng)場的使用。目前我國的秸稈堆垛機存在自動化程度低、價格昂貴、操作及維修復(fù)雜等弊端。針對這種現(xiàn)狀，有必要開發(fā)自動化程度高、成本低廉、易于操作和維修的小型起重堆垛機械。堆垛機按立柱形式分為單立柱堆垛機、雙立柱堆垛機、梯形立柱堆垛機。堆垛機由行走機構(gòu)、起升機構(gòu)、載物臺、取存機構(gòu)、司機室、安全保護裝置、電器設(shè)備組成。在目前國內(nèi)大噸位起重機成熟的設(shè)計、制造經(jīng)驗基礎(chǔ)上,借鑒和吸收了汽車起重機及國外起重機的先進技術(shù)和設(shè)計理念,從主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)的選取入手, 通過調(diào)查和分析傳統(tǒng)起重機的設(shè)計、運用情況,對本機的主要鋼結(jié)構(gòu)、動力與傳動裝置、液壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向架、司機室等重要部分進行了改進和創(chuàng)新。利用計算機輔助設(shè)計手段進行優(yōu)化,確定了該車的設(shè)計方案,進行了起重機主要鋼結(jié)構(gòu)的有限元靜強度分析計算、起重機穩(wěn)定性分析計算和車輛動力學(xué)性能分析計算,并根據(jù)分析結(jié)果對整機的細部
結(jié)構(gòu)和重量控制進行了合理的優(yōu)化設(shè)計,提高了設(shè)計結(jié)構(gòu)的可靠性和整機起重性能?；?ANSYS 的定柱式旋臂起重機的有限元分析進行設(shè)計，并進行強度校核。
由于塔式起重機在建筑施工中的重要性和廣泛使用，其安全性、可靠性就顯得尤為重要，塔機主要采用桿系金屬結(jié)構(gòu)承受載荷，金屬結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性就成為設(shè)計人員關(guān)注的主要問題。然而，很長時間以來，塔機的結(jié)構(gòu)設(shè)計周期很漫長，從方案設(shè)計到結(jié)構(gòu)初步計算，經(jīng)常需要多次返工，設(shè)計人員采用手工計算，如果結(jié)構(gòu)初步計算不滿足要求，必須重新選擇材料并重新進行計算，這樣就增加設(shè)計者的勞動強度，而且耽誤了設(shè)計時間。而且，雖然國內(nèi)塔機生產(chǎn)廠家很多，但是只有少數(shù)幾家實力雄厚的廠家具有獨立研發(fā)塔機能力，其它大多數(shù)廠家不具備這樣的能力，只有都通過購買設(shè)計圖紙的方式來生產(chǎn)塔機，這樣的廠家在市場上始終處于劣勢地位。
二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容1.重點解決的問題
(1). 水平運動機構(gòu)設(shè)計；
(2). 機械爪設(shè)計（連桿機構(gòu)）； (3).起升動力裝置的設(shè)計； (4).導(dǎo)向裝置的設(shè)計。
2. 擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路） (1). 主體框架設(shè)計；
(2). 水平運動機構(gòu)設(shè)計；
(3). 整理已開展的工作，中期檢查； (4).機械爪設(shè)計（連桿機構(gòu)）； (5).起升動力裝置的設(shè)計；
(6).起升機構(gòu)的總體設(shè)計； (7).導(dǎo)向裝置的設(shè)計。
3. 本論文（設(shè)計）預(yù)期取得的成果
查閱相關(guān)文獻，收集資料，了解設(shè)計內(nèi)容，分析歸納文獻，確定研究方法，完成堆垛機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)功能部件的設(shè)計，對關(guān)鍵部件的強度進行有限元分析。系統(tǒng)整合，進行總裝配；生成、完善 2D 和 3D 圖紙。
三、論文（設(shè)計）工作安排
1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)）；
首先采用文獻研究法，通過閱讀有關(guān)論文、圖書及相關(guān)資料，針對具體的設(shè)計要求，著重從理論及結(jié)構(gòu)上對國內(nèi)外現(xiàn)有秸稈堆垛機進行全面的了解；第二，采用自上而下的設(shè)計方法，進行整機功能劃分；第三，利用 3D 設(shè)計方法，逐一進行各機構(gòu)、部件的設(shè)計，確定零件尺寸及進行干涉檢查；第四，有限元分析法，利用有限元分析模塊對關(guān)鍵部件進行強度分析。
2. 論文（設(shè)計）進度計劃
第 1 周：尋找閱讀相關(guān)文獻，收集有關(guān)資料，了解設(shè)計內(nèi)容；
第 2 周：翻譯外文文獻；
第 3 周：分析歸納文獻，寫文獻綜述，選定研究方法，擬寫開題報告；
第 4 周：整理開題報告、文獻綜述，開題報告答辯；
第 5 周：主體框架設(shè)計；
第 6 周：水平運動機構(gòu)設(shè)計；
第 7 周：整理前幾周的工作，并進行中期檢查；
第 8 周：機械爪設(shè)計（連桿機構(gòu)）；
第 9 周：起升動力裝置的設(shè)計；
第 10 周：起升機構(gòu)的總體設(shè)計；
第 11 周：導(dǎo)向裝置的設(shè)計；
第 12 周：系統(tǒng)的整合，進行裝配；
第 13 周：生成、更改完善 2D 和 3D 圖紙； 第 14 周：修改完善設(shè)計說明書；
第 15 周：修改完善畢業(yè)設(shè)計各項內(nèi)容，做好答辯 PPT，提交論文，準(zhǔn)備答辯。
四、需要閱讀的參考文獻
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附：文獻綜述
文獻綜述
隨著化石能源的日益枯竭，其替代品新能源和可再生能源的開發(fā)及利用成為各國研究的重點，而對中國這樣人均能源資源占有量很低，且分布極不均勻的發(fā)展中國家來說則顯得尤為重要。我國作為農(nóng)業(yè)大國，植物秸稈資源豐富，因此，秸稈能源將會成為一種發(fā)展前景非?？捎^的替代能源。
起重機是工程建設(shè)中廣泛使用的重要設(shè)備，對保證工程建設(shè)順利進行有著重要作用。近年來，隨著工程機械行業(yè)的發(fā)展，起重機產(chǎn)品型號和品牌不斷增加，如何選擇最合適的起重機成為廣大用戶關(guān)心的問題。要做出正確的決策首先要對起重機產(chǎn)品進行客觀的評價，對起重機的評價往往針對其綜合性能，而起重機的性能體現(xiàn)在多個方面，考慮的指標(biāo)較多，評價具有一定的復(fù)雜性。因此，研究起重機指標(biāo)體系及評價方法，利用科學(xué)的評價方法得到客觀、合理的評價結(jié)果，具有重要的現(xiàn)實意義。
在了解了起重機伸縮臂發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢的基礎(chǔ)上,研究起重機臂架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理,建立伸縮臂架受力的數(shù)學(xué)模型和物理模型,完成箱型臂架的組合優(yōu)化設(shè)計, 實現(xiàn)了臂架結(jié)構(gòu)自動設(shè)計、分析、計算、優(yōu)化的全過程。
一、我國秸稈堆垛機設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀
起重機是建筑、石化、能源、交通等行業(yè)中廣泛使用的起重設(shè)備，工程中常用的起重機主要有輪胎式、履帶式、桅桿式、塔式等種類。起重機械經(jīng)歷了漫長的發(fā)展過程，現(xiàn)代的起重機已經(jīng)成為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，科技含量高的大型機械產(chǎn)品。利波海爾、特雷克斯德馬格、馬尼托瓦克等是歐美主要的起重機生產(chǎn)商，這些企業(yè)發(fā)展較早，技術(shù)先進、產(chǎn)品性能較高，在國際上占有重要地位。日本的神鋼和日立住友等起重機企業(yè)， 主要生產(chǎn)中小噸位的起重機，具有一定的市場地位。隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，國內(nèi)起重機行業(yè)的技術(shù)水平有了大幅度的提高。在國內(nèi)市場的帶動下，國內(nèi)主要的起重機企業(yè)徐工集團、中聯(lián)重科、三一重工等發(fā)展迅速，一些產(chǎn)品達到了國際先進水平，在國際市場上也具有一定的地位。近年來，隨著建筑、冶金、石化、化工、交通、能源等行業(yè)的加速發(fā)展，我國起重機行業(yè)發(fā)展迅速，起重機市場不斷擴大。以履帶起重機為例， 自 2005 年以來，履帶起重機得到迅速發(fā)展，當(dāng)年銷售 237 臺；到 2007 年，銷量達到歷史最高的 1648 臺，同比增長 64%。與此同時，產(chǎn)品進口迅速減少，出口大幅增長。2000 年進口量為 128 臺，出口量僅為 23 臺，而 2010 年上半年出口量就達到了 223
臺，出口金額為 10102.8 萬美元。進入“十二五”，隨著國內(nèi)需求的增加和出口的拉動，未來起重機行業(yè)將會繼續(xù)保持較快發(fā)展。
近幾年，國內(nèi)一些高等院校在塔式起重機結(jié)構(gòu)設(shè)計和推廣現(xiàn)代設(shè)計方法方面做了許多有成效的工作，如山東建筑工程學(xué)院張青等發(fā)表的文章“具有學(xué)習(xí)功能計算機輔助塔式起重機設(shè)計計算系統(tǒng)”，采用面向?qū)ο蠛统绦蚪涌诘姆椒▽⑺C設(shè)計計算與CAE 系統(tǒng)集成，開發(fā)出一套具有學(xué)習(xí)功能的塔機設(shè)計計算系統(tǒng)。南京工業(yè)大學(xué)車輛與工程機械研究所鄭東華、殷晨波發(fā)表的文章“塔式起重機計算機輔助系統(tǒng)”，采用面向?qū)ο蟮姆椒ň幹扑C的總體設(shè)計軟件；具有塔機的總體設(shè)計計算、參數(shù)化圖形自動生成和自動生成設(shè)計計算書等功能。 中國塔機始于 20 世紀(jì) 50 年代。綜觀 50 年發(fā)展史，我國塔機行業(yè)從無到有，從小到大，逐步形成了較為完整的體系，塔機成為建筑施工中的關(guān)鍵設(shè)備，塔機行業(yè)也成為我國發(fā)展最快的建筑機械行業(yè)之一。 我國塔機經(jīng)過五十年的發(fā)展與先進國家水平差距大為縮小，并成為生產(chǎn)和使用的大國，但在總體的結(jié)構(gòu)、性能、質(zhì)量等方面與國外比還存在一定問題，主要有以下幾個方面：
① 設(shè)計方面，國外塔機設(shè)計普遍采用計算機輔助和組合設(shè)計，大大提高了設(shè)計水平和設(shè)計速度，而我國塔機計算機輔助設(shè)計及組合設(shè)計處于初級階段，有待于進一步提高。
② 制造方面，國外企業(yè)非常重視制造工藝及加工設(shè)備的先進性。例如，法國 Potain 公司的塔機鋼材料加工采用了數(shù)控切割機和電視監(jiān)控切割，鋼材焊接采用自動或半自動焊，焊接時普遍都采用混合氣體保護焊，以保證焊接表面平整，飛濺小；德國 Liebherr 公司采用高壓無氣噴漆方式，噴漆室是完全封閉結(jié)構(gòu)。在機加工方面，數(shù)控機床已普遍使用，因而塔機在外觀質(zhì)量上我國與國外還存在著較大差距。
③ 整機可靠性差距較大，國產(chǎn)塔機故障較多，返修率較高，國內(nèi)塔機工作機構(gòu)作業(yè)循環(huán)可靠性一般在 300～5000 次，而法國 Potain 公司的塔機工作機構(gòu)作業(yè)循環(huán)可靠性在 8000 次以上。
④ 國內(nèi)塔機自重大，自重利用系數(shù)偏高，即同樣起重能力的塔機比國外產(chǎn)品消耗的材料多，造成自重大，經(jīng)濟效益差。 因此，采用現(xiàn)代化的設(shè)計手段、實施智能化技術(shù)是獲得最佳設(shè)計效果和提高產(chǎn)品設(shè)計效率的重要保證。本文研究的目的就是想在這方面進行探討，以尋求更好的解決方法，提高我國的塔式起重機設(shè)計水平。
二、世界秸稈堆垛機設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀
起重機發(fā)明于二十世紀(jì)之初的歐洲，距今已有一百多年的歷史，在這個過程中， 塔機的承載結(jié)構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、取物裝置、控制系統(tǒng)及安全裝置等各方面都有了很大的發(fā)展，其設(shè)計理論、制造工藝、檢測手段等都逐漸趨于完善和規(guī)范化，并已經(jīng)成為一種較完善的機械。但由于生產(chǎn)發(fā)展提出新的使用要求，塔機的種類、形式也需要相應(yīng)地發(fā)展和創(chuàng)新，性能參數(shù)也需要不斷變化與究善。由于現(xiàn)代化設(shè)計方法的建立和計算輔助設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計手段的應(yīng)用，使塔機設(shè)計思維觀念和方法有了進一步的更新，其它技術(shù)領(lǐng)域和相鄰工業(yè)部門不斷取得的新科技成果在塔機上的滲透、推廣應(yīng)用等，更使塔機的各方面不斷地豐富更新。因此，塔機將向現(xiàn)代化、智能化、更安全可靠方便的方向發(fā)展。
早在 20 世紀(jì) 80 年代前后，就先后有設(shè)計人員利用計算機繪圖來代替手工畫圖， 目前，計算機輔助設(shè)計 CAD (Computer Aided Design)己逐步深入到產(chǎn)品設(shè)計的各個階段和設(shè)計工作所涉及的各個領(lǐng)域。不僅能利用計算機運算速度快、計算精度高、存儲信息量大和邏輯推理能力強等優(yōu)點代替人工進行方案選擇、計算分析與繪圖，而且還能通過人機交互，最大限度地發(fā)揮設(shè)計人員的創(chuàng)造力和經(jīng)驗。美國，德國、日本等一些塔式起重機公司都廣泛應(yīng)用 CAD，徹底拋棄了傳統(tǒng)圖板。并且還與計算機輔助工藝過程設(shè)計(CAPP)和計算機輔助制造(CAM)相銜接，做到了無圖化生產(chǎn)。
三、我國與世界強國的差距
我國堆垛機經(jīng)過五十年的發(fā)展與先進國家水平差距大為縮小，并成為生產(chǎn)和使用的大國，但在總體的結(jié)構(gòu)、性能、質(zhì)量等方面與國外比還存在一定問題。
四、未來 10～15 年中國秸稈堆垛機的發(fā)展趨勢。結(jié)構(gòu)優(yōu)化
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的應(yīng)用領(lǐng)域己從航空航天擴展到船舶、橋梁、汽車、機械、水利、建筑等更廣泛的工程領(lǐng)域,解決的問題從減輕結(jié)構(gòu)重量擴展到降低應(yīng)力水平、改進結(jié)構(gòu)性能和提高安全壽命等更多方面。
綜合性能提高
起重機產(chǎn)品的綜合性能包括作業(yè)性能、經(jīng)濟性、安全可靠性、維修保障性等多個方面，各方面的性能又通過不同的指標(biāo)體現(xiàn)出來。