液壓支架三維CAD系統(tǒng)畢業(yè)設計指導書

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1、- 機電學院畢業(yè)設計指導書 課 題 名 稱 液壓支架三維CAD系統(tǒng) 教學系、部、室 專 業(yè) 指 導 教 師 ****大學機電學院畢業(yè)設計指導書 一、設計題目 液壓支架三維CAD系統(tǒng) 下設三個子課題： 1.液壓支架三維CAD系統(tǒng)的開發(fā) 2.液壓支架三維模型庫的建立 3.液壓支架的動態(tài)特性分析 二、設計參數(shù) 1.原始條件： ⑴頂 壓： 2000KN ⑵煤層厚度： 2~5m ⑶煤層傾角： ≤8o ⑷頂板性能： 中等穩(wěn)定、平整 ⑸底板性能： 中硬 ⑹瓦斯

2、含量不大 2.主要技術特征： 架型：支撐掩護式放頂煤液壓支架 放煤形式： 雙輸送機、插板式 支架高度： 1.6~2.4m 支架寬度： 1.220~1.270m 中心距： 1.250m 初撐力〔31.4MPa〕： 1540KN 工作阻力〔40.74MPa〕： 2000KN 支護強度： 0.51~0.62MPa 底板比壓：

3、 1.6MPa 立柱型式： 單伸縮 立柱缸徑/活柱直徑 125mm/105mm 3.系統(tǒng)設計目標： ⑴三維參數(shù)化建模：根據(jù)選定的液壓支架架型，完成液壓支架的三維參數(shù)化實體建模，實現(xiàn)液壓支架的整機裝配〔此為公共模塊〕。 ⑵三維參數(shù)化CAD：由用戶輸入根本設計參數(shù)，系統(tǒng)能自動生成液壓支架的三維參數(shù)化實體構件模型和整機模型。 ⑶三維模型庫的建立：建立液壓支架的三維模型庫，能實現(xiàn)液壓支架三維模型的存儲、查詢、瀏覽、刪除等管理功能。 ⑷液壓支架的動態(tài)特性分析：建立液壓支架的虛擬樣機，并對樣機施

4、加工作載荷，對液壓支架的動態(tài)特性進展仿真和分析。 三、設計要求 液壓支架是目前我國井下采煤工作面使用最多的支護設備。它以高壓液體為動力，由金屬構件和假設干液壓元件組成，能實現(xiàn)支撐、切頂、自移和推溜等工序，并與大功率采煤機、大運量的可彎曲刮板輸送機組成回采面的綜合機械化設備。因此，要求液壓支架在工作時，支護性能好、強度高、移架迅速、平安可靠，以提高勞動生產率、降低本錢、減輕工人的勞動強度、實現(xiàn)平安生產。 ⑴三維參數(shù)化建模：根據(jù)選定的架型和三維參數(shù)化設計軟件，在液壓支架構造設計的根底上，實現(xiàn)液壓支架相關零部件構造尺寸的標準化、系列化，并進展參數(shù)化描述，建立起各構造要素之間的約束關系和各零部件

5、之間的關聯(lián)關系，實現(xiàn)液壓支架各零部件的三維參數(shù)化建模和整機裝配，要求構造合理，尺寸準確，無任何干預現(xiàn)象。 ⑵三維參數(shù)化CAD：利用VC++ 2005語言和Pro/Toolkit工具包，對Pro/E野火版4.0進展二次開發(fā)，創(chuàng)立友好的人機界面，調用Pro/Toolkit的底層函數(shù)，建立液壓支架的三維CAD系統(tǒng)。屆時，由用戶輸入液壓支架的根本設計參數(shù)，即可自動生成液壓支架的三維參數(shù)化模型。要求：界面友好、操作簡單、使用方便，能極降低設計難度，提高設計效率。 ⑶三維模型庫的建立：在完成模型庫構造設計的根底上，利用SQL Server 2005語言開發(fā)三維液壓支架模型庫，對已建立的液壓支架三維模型

6、實現(xiàn)存取、查詢、瀏覽、編輯、維護等管理工作，以實現(xiàn)設計數(shù)據(jù)的最大繼承和重復利用，防止重復設計。要求模型庫：功能齊全、構造合理，高效存取、操作簡便。 ⑷液壓支架的動態(tài)特性分析：在三維參數(shù)化建模的根底上，利用ADAMS軟件建立液壓支架的虛擬樣機，并對樣機施加工作載荷，實現(xiàn)液壓支架工作狀況下的應力、應變進展仿真，對液壓支架的動態(tài)特性進展分析。要求：方法科學、數(shù)據(jù)可靠、分析合理，與實際情況根本一致。 四、設計容及工作量 1.將先進的設計理念、先進的設計技術和手段，應用于支撐掩護式放頂煤液壓支架之產品設計中，完成“液壓支架三維CAD系統(tǒng)〞的開發(fā)。 2.技術關鍵： ⑴產品構件的參數(shù)化描述及自動化

7、編程技術 ⑵Pro/E二次開發(fā)技術及用戶接口技術 ⑶虛擬設計方法與技術 ⑷有限元網(wǎng)格劃分與有限元分析 1.具體設計任務 ⑴完成三維CAD系統(tǒng)的總體方案的論證及設計 ⑴總體開發(fā)平臺的選擇；⑵開發(fā)工具及語言的選擇；⑶接口的選擇； ⑷軟件總體構造的設計〔菜單構造設計〕。 ⑵完成液壓支架三維參數(shù)化建模 ⑴液壓支架整機及主要部件的構造分析，確定整機及主要部件的設計參數(shù)； ⑵整機及主要零部件構造尺寸的標準化、系列化，并進展參數(shù)化描述； ⑶完成液壓支架主要零部件的三維參數(shù)化建模； ⑷完成液壓支架的整機裝配與干預檢查。 ⑶完成液壓支架主要零部件的三維CAD ⑴主要零部件〔頂梁、尾梁

8、、插板、底座、推桿、立柱、護幫等〕的程序設計； ⑵相關菜單、對話框、按鈕的程序設計； ⑶數(shù)據(jù)接口的設計； ⑷安裝與注冊程序的設計。 ⑷完成液壓支架三維模型庫的建立 ⑴三維模型庫的構造設計； ⑵三維模型庫的功能設計與實現(xiàn)； ⑶相關菜單、對話框、按鈕的程序設計； ⑷數(shù)據(jù)接口的設計。 ⑸完成液壓支架的動態(tài)特性分析 ⑴建立液壓支架的三維虛擬樣機； ⑵對液壓支架的工況進展動態(tài)仿真； ⑶對液壓支架主要零部件的應力、應變，以及動態(tài)特性進展分析。 ⑹每個參加設計的學生還必須完成以下任務： ⑴工程繪圖量不少于折合成圖幅為A0號的圖紙3〔其中手工繪圖不少于1〕。 ⑵完成計算機輔助設計

9、或計算機輔助計算的程序1份。 ⑶完成與課題有關的2萬印刷字符的外文資料翻譯，約5000個漢字，外文翻譯單獨裝訂，不得與設計說明書裝訂在一起。 ⑷完成設計說明書1份〔正文字數(shù)不少于2萬字，約40頁以上〕、設計光盤1。 ⑸參閱相關文獻20篇以上，其中外文不少于3篇。 推薦參考書籍清單 [1]繼春、建國著．?裝配設計與運動仿真及Pro/E實現(xiàn)?．國防工業(yè)．2006.1 [2]云杰媒體工作室編著．?Pro/ENGINEER Wildfire裝配設計?．大學．2004.12 [3]寧松、黃小龍、段大高等編著．?計算機輔助設計——Pro/ENGINEER Wildfire實用教程?．中國水利

10、水電．2005.6 [4]馬希青等主編．?機械制圖?．機械工業(yè)．2021.7 [5]吳相憲、王正為、黃玉堂主編．?實用機械設計手冊?．中國礦業(yè)大學．1993.5． [6]訓方、方孝淑、關來泰編．?材料力學?．高等教育．1995.4 [7]振復、羅恩波主編．?放頂煤開采技術與放頂煤液壓支架?．煤炭工業(yè)．1995.7 [8]機械工程手冊編輯委員會編．?機械工程手冊?．機械工業(yè)．1982.3 [9]中國機械設計大典編委會編．?中國機械設計大典?．科學技術．2002.1 [10]中國焊接學會編．?焊接手冊?．機械工業(yè)．1992.3 [11]家鑒、享文、伊長德編．?液壓支架?．煤炭工業(yè)

11、．1985.10 [12]丁紹南編著．?采煤工作面液壓支架設計?．世界圖書出版公司．1992.4 [13]王國法等著．?液壓支架技術?．煤炭工業(yè)．1999.9 [14]吳立軍 波編著．?Pro/ENGINEER二次開發(fā)技術根底?．電子工業(yè)．2006.7 [15]世國編著．?Pro/TOOLKIT程序設計?．機械工業(yè)．2003.7 [16]嚴子翔編著．?VRML虛擬現(xiàn)實網(wǎng)頁語言?．清華大學．2001.8 [17]武軍等編著．?VRML虛擬現(xiàn)實技術根底與實踐教程?．冶金工業(yè)．2021.9 [18]其他 五、設計中應遵守的法規(guī) 1．推薦使用國產正版設計軟件和開發(fā)平臺；保護國家知識

12、產權。 2．保證設計資料的絕對平安，不泄露企業(yè)和相關單位的技術。 3．所有圖紙都必須滿足國家制圖標準。 4．其他要求。 六、已學過的相關理論知識提要以及與設計題目有關的新知識 機械制圖、機械設計根底、煤礦機械、計算機文化根底、計算機繪圖、VC++程序設計，實體設計等相關課程。 CA*A電子圖版2007、Auto CAD2004、Pro/ENGINEER野火版4.0、VC++2005、Pro/Toolkit工具包、SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫、ADAMS等軟件。 七、可行方案的篩選方法提要 1.概念設計 一個產品的設計，首先應該考慮的是要實現(xiàn)什么功能和怎樣更好地實現(xiàn)所需

13、的功能，然后才是如何使產品具有優(yōu)良的性能。概念設計要解決的主要問題，是找到實現(xiàn)產品功能要求的原理方案，為后續(xù)的設計工作尋求理論支持。 概念設計又稱“構思〞設計，其重點正是在于提出創(chuàng)新構思。設計者應從實現(xiàn)產品功能的根本目標出發(fā)，尋求基于各種原理的創(chuàng)新方案。概念設計對產品設計的成敗起到?jīng)Q定性的作用，因此，必須廣泛收集信息資料，充分利用已有的研究成果，積極構思、大膽嘗試、勇于創(chuàng)新。 2.可行性分析 需求分析的目的是提供調查研究和分析，這包括技術性分析、經(jīng)濟分析和社會分析，從而得出產品開發(fā)的可行性研究成果?？尚行詧蟾娴闹饕萦校? ⑴從市場需求預測出發(fā)，論述該設計工程的必要性； ⑵該產品目前國

14、外研究應用現(xiàn)狀及水平； ⑶產品的功能需求、技術規(guī)格、性能參數(shù)和約束條件； ⑷該產品的關鍵技術、解決的途徑和技術路線； ⑸預期到達的技術、經(jīng)濟、社會效益； ⑹預期投資資金和工程進度方案。 3．功能分解 將系統(tǒng)的總功能分解為一系列的子功能，而子功能可再分解，直至成為最小的功能元?？偣δ苁欠謱印⒅鸫畏纸獾?。各子功能之間的構造關系有并聯(lián)、串聯(lián)和環(huán)形構造三種情況。 4．子功能求解與綜合選優(yōu) 一般來說，子功能、尤其是元功能的求解已是現(xiàn)成的成熟技術。所以，主要的問題不是子功能的求解，而是多方案子功能的綜合問題。為此，需在功能分解的根底上，建立功能構造圖，明確各子功能構造，提出實現(xiàn)各子功能的各

15、種可能性，并通過對各種可能進展的組合來構成滿足總功能的最終解。 八、指導方式和大致的進度安排 1．指導方式 學生在設計期間，必須獨立完成教師指定的設計任務。 教師在指導畢業(yè)設計期間，實行制度管理、過程管理、規(guī)管理。 2．進度安排 ⑴熟悉課題、總體方案的論證0.5周 ⑵液壓支架的構造分析和參數(shù)化描述 1.0周 ⑶液壓支架三維參數(shù)化建模 1.5周 ⑷各模塊設計與開發(fā) 3.5周 ⑸系統(tǒng)調試與集成 2.5周 ⑹工程圖繪制 1.0周 ⑺外文翻譯

16、 0.5周 ⑻撰寫設計說明書 1.0周 ⑼設計說明書評閱〔學生準備辯論〕 0.5周 ⑽畢業(yè)辯論 1.0周 共計16周〔含3周畢業(yè)實習〕 九、此題目的重點和難點以及與同組其它學生所做題目的關系 1．重點及難點 ⑴三維參數(shù)化建模與整機裝配； ⑵三維CAD系統(tǒng)的開發(fā)； ⑶三維模型庫的建立； ⑷液壓支架的虛擬樣機與動態(tài)特性分析。 2．與同組其他學生所做題目的關系 此題目需要7名學生完成。所有學生均參與總體方案的論證與設計，均參與三維參數(shù)化建模。本課題共分三個子課題，每個子課

17、題又分為2-3個不同的模塊；每名學生都將承當其中的一個公共模塊和一個獨立模塊的設計；每名學生都將完成不同的工程圖和外文翻譯等。但每名學生之間又有非常密切地聯(lián)系，共同完成整個設計題目。 十、參考資料的使用方法 1．在圖書館“工程技術類〞書庫借閱相關書籍〔可先利用計算機檢索〕。 2．在圖書館“現(xiàn)刊〞和“過刊〞查看相關論文及外文資料。 3．在互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)字圖書館中，利用作者名稱、關鍵詞等進展檢索和下載。 4．利用已獲得的相關參考資料后面列出的“參考文獻〞，進一步獲得相關資料。 十一、對工程圖紙的具體要求 ⑴要求圖紙中必須有圖框、標題欄、技術要求等容，標題欄中必須填寫學生、繪圖比例、零件

18、材料、日期、學校及班級名稱等； ⑵圖紙中字體為仿宋體、字跡要工整、大小要適中，尺寸要準確，線型要正確，圖形要清晰，各種符號要規(guī)、圖面要整潔、表達方法要合理。 ⑶計算機繪圖軟件，應使用Auto CAD2004或CA*A電子圖板2007及其以上版本。 十二、辯論之前學生應做的準備工作提要。 一是事先擬好提綱，以便在規(guī)定的時間清晰、準確、層次清楚地把自己的設計容和創(chuàng)造性成果充分表達出來。辯論提綱的容及順序如下： ⑴設計題目及指導教師 ⑵所完成的主要工作及工作量 ⑶國外的開展概況 ⑷題目要解決的問題，解決該問題的思路、方法和手段 ⑸主要技術指標及總體方案確實定 ⑹所進展的主要設計計

19、算或理論推導 ⑺結論和成果、創(chuàng)新之處 ⑻本設計存在的缺乏之處或尚需進一步改良的問題 ⑼致 二是針對答復下列問題的準備。 ⑴設計的可實現(xiàn)性，即所做設計在現(xiàn)實中是否可行； ⑵設計的指導思想和方法以及構造和工藝設計的合理性； ⑶計算與驗證的方法和依據(jù)； ⑷與本設計有關的根底知識、根本概念以及重點、難點和疑點等； ⑸圖紙的質量及其正確性。 三是模擬辯論。通過模擬辯論，發(fā)現(xiàn)問題、及時彌補。 四是要高度重視、認真對待，辯論時要沉著應對、臨陣不亂，謙虛慎重、實事。 機電學院畢業(yè)實習指導書 課 題 名 稱 液壓支架三維CAD系統(tǒng) 教學系、部、室 專

20、業(yè) 指 導 教 師 畢業(yè)實習指導書 1．帶著學生認真學習實習大綱，明確實習目的、實習方案、實習任務和實習要求。 2．向學生宣布實習的時間、集合地點、行動路線、目的地，以及食宿等問題，宣讀學校和實習單位的有關規(guī)章制度和實習期間的其他考前須知。 3．請企業(yè)和實習單位的工程技術人員上課，介紹機械設備在生產過程中的作用和使用情況，介紹設備的使用操作規(guī)程，聽取工程技術人員對設備進展改造和改良的意見和建議。 4．在實習單位工程技術人員的安排下，仔細閱讀有關的圖紙和資料。 5．在實習單位工程技術人員的帶著下，對實習單位的相關生產車間、技術科室、管理部門進展參觀，熟悉設備的規(guī)劃、設

21、計、安裝、運行和檢修等的根本容。在盡可能的情況下，請現(xiàn)場工作人員進展實際操作演示，或由學生實際操作。 6．由學生提出問題，請現(xiàn)場工作人員予以解答。 7．由學生整理實習筆記，并進展歸納總結，按要求寫出實習報告。 8．根據(jù)學生在實習中的表現(xiàn)〔包括態(tài)度、出勤，紀律等〕及實習報告的質量等情況，對學生實習進展綜合評定，按二級制〔通過、不通過〕給出實習成績。 9．實習完畢。 畢業(yè)設計實習〔調研〕提綱 一、實習〔調研〕目的 畢業(yè)實習是教學過程中的一個重要的實踐環(huán)節(jié)，是全面貫徹黨的教育方針，培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面開展人才的一項重要措施。通過實習，使學生更進一步了解社會、接觸生產實際、開闊視野

22、、增長見識，獲得實際生產技能和現(xiàn)代生產管理知識，提高分析問題和解決問題的能力，為后續(xù)的畢業(yè)設計做好充分的技術準備。因此，畢業(yè)實習對學生強化勞動就業(yè)觀念、樹立科技創(chuàng)新意識、理論聯(lián)系實際具有重要意義，對提高教育教學質量具有重要作用。 畢業(yè)實習是學生在校期間學完本專業(yè)的全部課程之后、畢業(yè)設計之前進展的一次較深入的現(xiàn)場專業(yè)實習，對隨后的畢業(yè)設計影響巨大，因此，必須搞好這一教學環(huán)節(jié)，防止搞形式、走過場。 畢業(yè)實習的目的和任務是： 1.理論聯(lián)系實際。參加實習的學生，必須認真學習、研究實習現(xiàn)場的生產、技術及管理情況，虛心向生產第一線的工人師傅和工程技術人員請教，結合自己所學的專業(yè)知識，積極發(fā)現(xiàn)問題，并

23、能解決問題，提高自己的專業(yè)技能和業(yè)務素質。 2.承受思想道德教育。學生在參加實習期間，必須態(tài)度端正，認真學習和借鑒現(xiàn)場工程技術人員的先進的設計思想和豐富的工作經(jīng)歷，學習他們扎實的工作作風、高尚的職業(yè)道德，學習他們集體協(xié)作、艱辛創(chuàng)業(yè)、無私奉獻的精神，強化勞動就業(yè)觀念、樹立科技創(chuàng)新意識，作“四有〞新人。 3.深入調查研究。要不辭辛苦，深入生產第一線，廣泛開展調查研究，結合研究課題，搜集和整理所需的各種文獻資料，初步醞釀和考慮設計方案。 在實習前，要發(fā)動學生認真學習、積極準備，明確大綱規(guī)定的任務、目的和要求。在整個實習過程中，要進展生產平安教育，結實樹立平安第一的思想；要充分發(fā)揮學生的主觀能動

24、性，激發(fā)他們的工作熱情，培養(yǎng)他們的獨立思考、獨立鉆研、獨立工作的能力。要與現(xiàn)場的工作人員建立良好的協(xié)作關系，求得他們的支持、幫助和指導，保證學生按時、按質、按量完成畢業(yè)實習任務。 二、實習〔調研〕地點 1．實習地點：峰峰液壓支架廠、礦務局機修廠、校實驗室 2．實習時間：為期3周 三、實習〔調研〕容 1.實習容 ⑴了解液壓支架在現(xiàn)場的應用現(xiàn)狀和當前技術研究與應用現(xiàn)狀。 ⑵掌握液壓支架的構造、工作原理。 ⑶獲得液壓支架的主要性能參數(shù)指標。 ⑷了解液壓支架零部件的材料、主要加工方法、技術要求及裝配工藝。 ⑸了解液壓支架目前在設計、使用中所存在的主要問題，提出改良設想。 2.調研

25、與搜集資料 ⑴了解當前CAD/CAM的研究及應用水平，了解其今后的開展方向。 ⑵了解當前PRO/E的二次開發(fā)水平及數(shù)據(jù)庫管理的應用情況。 ⑶搜集相關的技術論文、專題報告、經(jīng)歷總結等技術資料。 ⑷搜集相關的圖紙、設計說明書、使用說明書、操作規(guī)程等技術資料。 四、實習〔調研〕要求 1．學生實習期間，要做有心人，要注意做好實習筆記，要注意收集和積累各種信息資料，要及時進展整理、歸納和總結，圓滿完成規(guī)定的畢業(yè)實習任務，為從事畢業(yè)設計打好根底。 2．學生在實習完畢后的三天，應寫出書面實習報告。 3．實習帶隊教師應在實習完畢后的一周，根據(jù)每個實習學生的實際表現(xiàn)、實習報告等情況，實事地評定出

26、學生成績，并上報存檔。 4．學生實習期間，必須積極參加實習隊安排的各項活動，要認真學習，虛心求教，要理論聯(lián)系實際，要大膽思考問題、積極解決問題，要注意培養(yǎng)自己的素質和能力。 五、實習〔調研〕報告 實習報告是檢查和考核學生畢業(yè)實習效果的重要手段和方法，實習學生必須認真完成。實習報告要求字跡清晰，表達清楚，語言簡練。 實習報告的容及撰寫要求: 2 提出設計思路(前言)； 2 調查實習對象簡介； 2 涉及題目的現(xiàn)實情況及圖紙資料的摘編； 2 閱讀文獻資料的摘錄與心得； 2 對實習對象的合理性、先進性、經(jīng)濟性等方面的分析論證意見； 2 結論〔設計方案的提出與分析〕。 其撰寫格式見

27、附表。 六、實習〔調研〕考前須知 1．學生實習期間，要注意團結合作、互助友愛，要保護公物、文明實習。 2．學生實習期間，必須嚴格遵紀守法，遵守社會道德規(guī)，遵守交通秩序，遵守生產單位的各項規(guī)章制度，不做有損學校和集體榮譽的事情。 3．學生實習期間，必須按照實習單位的規(guī)定進展著裝和佩帶平安帽，高度注意現(xiàn)場設立或貼的平安警示牌。結實樹立平安第一的思想，一切行動聽指揮，嚴格遵守操作規(guī)程，未經(jīng)允許，絕對不準觸摸或擺弄現(xiàn)場的各種設備和器械。 4．學生實習期間，要嚴格執(zhí)行請假制度，做到有事向帶隊教師請假，要按時上下班，不準無故遲到、早退或礦工。 5．要注意防水、防電、防火，時刻注意生產平安和人身平安，出現(xiàn)險情要及時撤離現(xiàn)場并報告或報警。必要時應當協(xié)助專業(yè)人員從事滅災和營救工作。 以上各條款如有違背，輕者，將給予嚴肅的批評教育；重者，當嚴格按照校規(guī)校紀進展處理。 . z