液压支架三维CAD系统 毕业设计指导书

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1、机电学院毕业设计指导书课 题 名 称液压支架三维CAD系统教学系、部、室专 业指 导 教 师XXXX大学机电学院毕业设计指导书一、设计题目液压支架三维CAD系统下设三个子课题：1.液压支架三维CAD系统的开发2.液压支架三维模型库的建立3.液压支架的动态特性分析二、设计参数1.原始条件：顶 压： 2000KN煤层厚度： 25m煤层倾角： 8顶板性能： 中等稳定、平整底板性能： 中硬瓦斯含量不大2.主要技术特征：架型：支撑掩护式放顶煤液压支架放煤形式： 双输送机、插板式支架高度： 1.62.4m支架宽度： 1.2201.270m中心距： 1.250m初撑力（31.4MPa）： 1540KN工作阻

2、力（40.74MPa）： 2000KN支护强度： 0.510.62MPa底板比压： 1.6MPa立柱型式： 单伸缩立柱缸径/活柱直径 125mm/105mm3.系统设计目标：三维参数化建模：根据选定的液压支架架型，完成液压支架的三维参数化实体建模，实现液压支架的整机装配（此为公共模块）。三维参数化CAD：由用户输入基本设计参数，系统能自动生成液压支架的三维参数化实体构件模型和整机模型。三维模型库的建立：建立液压支架的三维模型库，能实现液压支架三维模型的存储、查询、浏览、删除等管理功能。液压支架的动态特性分析：建立液压支架的虚拟样机，并对样机施加工作载荷，对液压支架的动态特性进行仿真和分析。三、

3、设计要求液压支架是目前我国井下采煤工作面使用最多的支护设备。它以高压液体为动力，由金属构件和若干液压元件组成，能实现支撑、切顶、自移和推溜等工序，并与大功率采煤机、大运量的可弯曲刮板输送机组成回采面的综合机械化设备。因此，要求液压支架在工作时，支护性能好、强度高、移架迅速、安全可靠，以提高劳动生产率、降低成本、减轻工人的劳动强度、实现安全生产。三维参数化建模：根据选定的架型和三维参数化设计软件，在液压支架结构设计的基础上，实现液压支架相关零部件结构尺寸的标准化、系列化，并进行参数化描述，建立起各结构要素之间的约束关系和各零部件之间的关联关系，实现液压支架各零部件的三维参数化建模和整机装配，要求

4、结构合理，尺寸准确，无任何干涉现象。三维参数化CAD：利用VC+ 2005语言和Pro/Toolkit工具包，对Pro/E野火版4.0进行二次开发，创建友好的人机界面，调用Pro/Toolkit的底层函数，建立液压支架的三维CAD系统。届时，由用户输入液压支架的基本设计参数，即可自动生成液压支架的三维参数化模型。要求：界面友好、操作简单、使用方便，能极大地降低设计难度，提高设计效率。三维模型库的建立：在完成模型库结构设计的基础上，利用SQL Server 2005语言开发三维液压支架模型库，对已建立的液压支架三维模型实现存取、查询、浏览、编辑、维护等管理工作，以实现设计数据的最大继承和重复利用

5、，避免重复设计。要求模型库：功能齐全、结构合理，高效存取、操作简便。液压支架的动态特性分析：在三维参数化建模的基础上，利用ADAMS软件建立液压支架的虚拟样机，并对样机施加工作载荷，实现液压支架工作状况下的应力、应变进行仿真，对液压支架的动态特性进行分析。要求：方法科学、数据可靠、分析合理，与实际情况基本一致。四、设计内容及工作量1.将先进的设计理念、先进的设计技术和手段，应用于支撑掩护式放顶煤液压支架之产品设计中，完成“液压支架三维CAD系统”的开发。2.技术关键：产品构件的参数化描述及自动化编程技术Pro/E二次开发技术及用户接口技术虚拟设计方法与技术有限元网格划分与有限元分析1.具体设计

6、任务完成三维CAD系统的总体方案的论证及设计总体开发平台的选择； 开发工具及语言的选择； 接口的选择；软件总体结构的设计（菜单结构设计）。完成液压支架三维参数化建模液压支架整机及主要部件的结构分析，确定整机及主要部件的设计参数；整机及主要零部件结构尺寸的标准化、系列化，并进行参数化描述；完成液压支架主要零部件的三维参数化建模；完成液压支架的整机装配与干涉检查。完成液压支架主要零部件的三维CAD主要零部件（顶梁、尾梁、插板、底座、推杆、立柱、护帮等）的程序设计；相关菜单、对话框、按钮的程序设计；数据接口的设计；安装与注册程序的设计。完成液压支架三维模型库的建立三维模型库的结构设计；三维模型库的功

7、能设计与实现；相关菜单、对话框、按钮的程序设计；数据接口的设计。完成液压支架的动态特性分析建立液压支架的三维虚拟样机；对液压支架的工况进行动态仿真；对液压支架主要零部件的应力、应变，以及动态特性进行分析。每个参加设计的学生还必须完成以下任务：工程绘图量不少于折合成图幅为A0号的图纸3张（其中手工绘图不少于1张）。完成计算机辅助设计或计算机辅助计算的程序1份。完成与课题有关的2万印刷字符的外文资料翻译，约5000个汉字，外文翻译单独装订，不得与设计说明书装订在一起。完成设计说明书1份（正文字数不少于2万字，约40页以上）、设计光盘1张。参阅相关文献20篇以上，其中外文不少于3篇。推荐参考书籍清单

8、1张继春、杨建国著装配设计与运动仿真及Pro/E实现国防工业出版社2006.12云杰媒体工作室编著Pro/ENGINEER Wildfire装配设计北京大学出版社2004.123宁松、黄小龙、段大高等编著计算机辅助设计Pro/ENGINEER Wildfire实用教程中国水利水电出版社2005.64马希青等主编机械制图机械工业出版社2010.75吴相宪、王正为、黄玉堂主编实用机械设计手册中国矿业大学出版社1993.56孙训方、方孝淑、关来泰编材料力学高等教育出版社1995.4 7杨振复、罗恩波主编放顶煤开采技术与放顶煤液压支架煤炭工业出版社1995.78机械工程手册编辑委员会编机械工程手册机械

9、工业出版社1982.39中国机械设计大典编委会编中国机械设计大典江西科学技术出版社2002.110中国焊接学会编焊接手册机械工业出版社1992.311张家鉴、陈享文、伊长德编液压支架煤炭工业出版社1985.1012丁绍南编著采煤工作面液压支架设计世界图书出版公司1992.413王国法等著液压支架技术煤炭工业出版社1999.914吴立军 陈波编著Pro/ENGINEER二次开发技术基础电子工业出版社2006.715李世国编著Pro/TOOLKIT程序设计机械工业出版社2003.716严子翔编著VRML虚拟现实网页语言清华大学出版社2001.817张武军等编著VRML虚拟现实技术基础与实践教程冶金

10、工业出版社2008.918其他五、设计中应遵守的法规1推荐使用国产正版设计软件和开发平台；保护国家知识产权。2保证设计资料的绝对安全，不泄露企业和相关单位的技术机密。3所有图纸都必须满足国家制图标准。4其他要求。六、已学过的相关理论知识提要以及与设计题目有关的新知识机械制图、机械设计基础、煤矿机械、计算机文化基础、计算机绘图、VC+程序设计，实体设计等相关课程。CAXA电子图版2007、Auto CAD2004、Pro/ENGINEER野火版4.0、VC+2005、Pro/Toolkit工具包、SQL Server 2005数据库、ADAMS等软件。七、可行方案的筛选方法提要1.概念设计一个产

11、品的设计，首先应该考虑的是要实现什么功能和怎样更好地实现所需的功能，然后才是如何使产品具有优良的性能。概念设计要解决的主要问题，是找到实现产品功能要求的原理方案，为后续的设计工作寻求理论支持。概念设计又称“构思”设计，其重点正是在于提出创新构思。设计者应从实现产品功能的根本目标出发，寻求基于各种原理的创新方案。概念设计对产品设计的成败起到决定性的作用，因此，必须广泛收集信息资料，充分利用已有的研究成果，积极构思、大胆尝试、勇于创新。2.可行性分析需求分析的目的是提供调查研究和分析，这包括技术性分析、经济分析和社会分析，从而得出产品开发的可行性研究成果。可行性报告的主要内容有：从市场需求预测出发

12、，论述该设计项目的必要性；该产品目前国内外研究应用现状及水平；产品的功能需求、技术规格、性能参数和约束条件；该产品的关键技术、解决的途径和技术路线；预期达到的技术、经济、社会效益；预期投资资金和项目进度计划。3功能分解将系统的总功能分解为一系列的子功能，而子功能可再分解，直至成为最小的功能元。总功能是分层、逐次分解的。各子功能之间的结构关系有并联、串联和环形结构三种情况。4子功能求解与综合选优一般来说，子功能、尤其是元功能的求解已是现成的成熟技术。所以，主要的问题不是子功能的求解，而是多方案子功能的综合问题。为此，需在功能分解的基础上，建立功能结构图，明确各子功能结构，提出实现各子功能的各种可

13、能性，并通过对各种可能进行的组合来构成满足总功能的最终解。八、指导方式和大致的进度安排1指导方式学生在设计期间，必须独立完成教师指定的设计任务。教师在指导毕业设计期间，实行制度管理、过程管理、规范管理。2进度安排熟悉课题、总体方案的论证 0.5周液压支架的结构分析和参数化描述 1.0周液压支架三维参数化建模 1.5周各模块设计与开发 3.5周系统调试与集成 2.5周工程图绘制 1.0周外文翻译 0.5周撰写设计说明书 1.0周设计说明书评阅（学生准备答辩） 0.5周毕业答辩 1.0周共计16周（含3周毕业实习）九、本题目的重点和难点以及与同组其它学生所做题目的关系1重点及难点三维参数化建模与整

14、机装配；三维CAD系统的开发；三维模型库的建立；液压支架的虚拟样机与动态特性分析。2与同组其他学生所做题目的关系本题目需要7名学生完成。所有学生均参与总体方案的论证与设计，均参与三维参数化建模。本课题共分三个子课题，每个子课题又分为2-3个不同的模块；每名学生都将承担其中的一个公共模块和一个独立模块的设计；每名学生都将完成不同的工程图和外文翻译等。但每名学生之间又有非常密切地联系，共同完成整个设计题目。十、参考资料的使用方法1在图书馆“工程技术类”书库借阅相关书籍（可先利用计算机检索）。2在图书馆“现刊”和“过刊”查看相关论文及外文资料。3在互联网上的数字图书馆中，利用作者名称、关键词等进行检

15、索和下载。4利用已获得的相关参考资料后面列出的“参考文献”，进一步获得相关资料。十一、对工程图纸的具体要求要求图纸中必须有图框、标题栏、技术要求等内容，标题栏中必须填写学生姓名、绘图比例、零件材料、日期、学校及班级名称等；图纸中字体为仿宋体、字迹要工整、大小要适中，尺寸要准确，线型要正确，图形要清晰，各种符号要规范、图面要整洁、表达方法要合理。计算机绘图软件，应使用Auto CAD2004或CAXA电子图板2007及其以上版本。十二、答辩之前学生应做的准备工作提要。一是事先拟好提纲，以便在规定的时间内清晰、准确、层次分明地把自己的设计内容和创造性成果充分表达出来。答辩提纲的内容及顺序如下：设计

16、题目及指导教师所完成的主要工作及工作量国内外的发展概况题目要解决的问题，解决该问题的思路、方法和手段主要技术指标及总体方案的确定所进行的主要设计计算或理论推导结论和成果、创新之处本设计存在的不足之处或尚需进一步改进的问题致谢二是针对回答问题的准备。设计的可实现性，即所做设计在现实中是否可行；设计的指导思想和方法以及结构和工艺设计的合理性；计算与验证的方法和依据；与本设计有关的基础知识、基本概念以及重点、难点和疑点等；图纸的质量及其正确性。三是模拟答辩。通过模拟答辩，发现问题、及时弥补。四是要高度重视、认真对待，答辩时要沉着应对、临阵不乱，谦虚谨慎、实事求是。机电学院毕业实习指导书课 题 名 称

17、液压支架三维CAD系统教学系、部、室专 业指 导 教 师毕业实习指导书1带领学生认真学习实习大纲，明确实习目的、实习计划、实习任务和实习要求。2向学生宣布实习的时间、集合地点、行动路线、目的地，以及食宿等问题，宣读学校和实习单位的有关规章制度和实习期间的其他注意事项。3请企业和实习单位的工程技术人员上课，介绍机械设备在生产过程中的作用和使用情况，介绍设备的使用操作规程，听取工程技术人员对设备进行改造和改进的意见和建议。4在实习单位工程技术人员的安排下，仔细阅读有关的图纸和资料。5在实习单位工程技术人员的带领下，对实习单位的相关生产车间、技术科室、管理部门进行参观，熟悉设备的规划、设计、安装、运

18、行和检修等的基本内容。在尽可能的情况下，请现场工作人员进行实际操作演示，或由学生实际操作。6由学生提出问题，请现场工作人员予以解答。7由学生整理实习笔记，并进行归纳总结，按要求写出实习报告。8根据学生在实习中的表现（包括态度、出勤，纪律等）及实习报告的质量等情况，对学生实习进行综合评定，按二级制（通过、不通过）给出实习成绩。9实习结束。毕业设计实习（调研）提纲一、实习（调研）目的毕业实习是教学过程中的一个重要的实践环节，是全面贯彻党的教育方针，培养德、智、体、美、劳全面发展人才的一项重要措施。通过实习，使学生更进一步了解社会、接触生产实际、开阔视野、增长见识，获得实际生产技能和现代生产管理知识

19、，提高分析问题和解决问题的能力，为后续的毕业设计做好充分的技术准备。因此，毕业实习对学生强化劳动就业观念、树立科技创新意识、理论联系实际具有重要意义，对提高教育教学质量具有重要作用。毕业实习是学生在校期间学完本专业的全部课程之后、毕业设计之前进行的一次较深入的现场专业实习，对随后的毕业设计影响巨大，因此，必须搞好这一教学环节，防止搞形式、走过场。毕业实习的目的和任务是：1.理论联系实际。参加实习的学生，必须认真学习、研究实习现场的生产、技术及管理情况，虚心向生产第一线的工人师傅和工程技术人员请教，结合自己所学的专业知识，积极发现问题，并能解决问题，提高自己的专业技能和业务素质。2.接受思想道德

20、教育。学生在参加实习期间，必须态度端正，认真学习和借鉴现场工程技术人员的先进的设计思想和丰富的工作经验，学习他们扎实的工作作风、高尚的职业道德，学习他们集体协作、艰苦创业、无私奉献的精神，强化劳动就业观念、树立科技创新意识，作“四有”新人。3.深入调查研究。要不辞辛苦，深入生产第一线，广泛开展调查研究，结合研究课题，搜集和整理所需的各种文献资料，初步酝酿和考虑设计方案。在实习前，要发动学生认真学习、积极准备，明确大纲规定的任务、目的和要求。在整个实习过程中，要进行生产安全教育，牢固树立安全第一的思想；要充分发挥学生的主观能动性，激发他们的工作热情，培养他们的独立思考、独立钻研、独立工作的能力。

21、要与现场的工作人员建立良好的协作关系，求得他们的支持、帮助和指导，保证学生按时、按质、按量完成毕业实习任务。二、实习（调研）地点1实习地点：峰峰液压支架厂、邯郸矿务局机修厂、校内实验室2实习时间：为期3周三、实习（调研）内容1.实习内容了解液压支架在现场的应用现状和当前技术研究与应用现状。掌握液压支架的结构、工作原理。获得液压支架的主要性能参数指标。了解液压支架零部件的材料、主要加工方法、技术要求及装配工艺。了解液压支架目前在设计、使用中所存在的主要问题，提出改进设想。2.调研与搜集资料了解当前CAD/CAM的研究及应用水平，了解其今后的发展方向。了解当前PRO/E的二次开发水平及数据库管理的

22、应用情况。搜集相关的技术论文、专题报告、经验总结等技术资料。搜集相关的图纸、设计说明书、使用说明书、操作规程等技术资料。四、实习（调研）要求1学生实习期间，要做有心人，要注意做好实习笔记，要注意收集和积累各种信息资料，要及时进行整理、归纳和总结，圆满完成规定的毕业实习任务，为从事毕业设计打好基础。2学生在实习结束后的三天内，应写出书面实习报告。3实习带队教师应在实习结束后的一周内，根据每个实习学生的实际表现、实习报告等情况，实事求是地评定出学生成绩，并上报存档。4学生实习期间，必须积极参加实习队安排的各项活动，要认真学习，虚心求教，要理论联系实际，要大胆思考问题、积极解决问题，要注意培养自己的

23、素质和能力。五、实习（调研）报告实习报告是检查和考核学生毕业实习效果的重要手段和方法，实习学生必须认真完成。实习报告要求字迹清晰，叙述清楚，语言简练。实习报告的内容及撰写要求: 提出设计思路(前言)； 调查实习对象简介； 涉及题目的现实情况及图纸资料的摘编； 阅读文献资料的摘录与心得； 对实习对象的合理性、先进性、经济性等方面的分析论证意见； 结论（设计方案的提出与分析）。其撰写格式见附表。六、实习（调研）注意事项1学生实习期间，要注意团结合作、互助友爱，要爱护公物、文明实习。2学生实习期间，必须严格遵纪守法，遵守社会道德规范，遵守交通秩序，遵守生产单位的各项规章制度，不做有损学校和集体荣誉的事情。3学生实习期间，必须按照实习单位的规定进行着装和佩带安全帽，高度注意现场设立或张贴的安全警示牌。牢固树立安全第一的思想，一切行动听指挥，严格遵守操作规程，未经允许，绝对不准触摸或摆弄现场的各种设备和器械。4学生实习期间，要严格执行请假制度，做到有事向带队教师请假，要按时上下班，不准无故迟到、早退或矿工。5要注意防水、防电、防火，时刻注意生产安全和人身安全，出现险情要及时撤离现场并报告或报警。必要时应当协助专业人员从事灭灾和营救工作。以上各条款如有违背，轻者，将给予严肃的批评教育；重者，当严格按照校规校纪进行处理。