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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:⑴顶压:2000KN⑵煤层厚度:2~5m⑶煤层倾角:≤8º⑷顶板性能:中等稳定、平整⑸底板性能:中硬⑹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:1.6~2.4m支架宽度:1.220~1.270m中心距:1.250m初撑力(31.4MPa):1540KN工作阻力(40.74MPa):2000KN支护强度:0.51~0.62MPa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:⑴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)。⑵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。⑶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。⑷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、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。⑴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,要求结构合理,尺寸准确,无任何干涉现象。⑵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。⑶三维模型库的建立:在完成模型库结构设计的基础上,利用SQLServer2005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,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。⑷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:⑴产品构件的参数化描述及自动化编程技术⑵Pro/E二次开发技术及用户接口技术⑶虚拟设计方法与技术⑷有限元网格划分与有限元分析1.具体设计任务⑴完成三维CAD系统的总体方案的论证及设计⑴总体开发平台的选择;⑵开发工具及语言的选择;⑶接口的选择;⑷软件总体结构的设计(菜单结构设计)。⑵完成液压支架三维参数化建模⑴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;⑵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;⑶完成液压支架主要零部件的三维参数化建模;⑷完成液压支架的整机装配与干涉检查。⑶完成液压支架主要零部件的三维CAD⑴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;⑵相关菜单、对话框、按钮的程序设计;⑶数据接口的设计;⑷安装与注册程序的设计。⑷完成液压支架三维模型库的建立⑴三维模型库的结构设计;⑵三维模型库的功能设计与实现;⑶相关菜单、对话框、按钮的程序设计;⑷数据接口的设计。⑸完成液压支架的动态特性分析⑴建立液压支架的三维虚拟样机;⑵对液压支架的工况进行动态仿真;⑶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。⑹每个参加设计的学生还必须完成以下任务:⑴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)。⑵完成计算机辅助设计或计算机辅助计算的程序1份。⑶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。⑷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。⑸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[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.2006.1[2]云杰媒体工作室编著.《Pro/ENGINEERWildfire装配设计》.北京大学出版社.2004.12[3]宁松、黄小龙、段大高等编著.《计算机辅助设计——Pro/ENGINEERWildfire实用教程》.中国水利水电出版社.2005.6[4]马希青等主编.《机械制图》.机械工业出版社.2010.7[5]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.1993.5.[6]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.1995.7[8]机械工程手册编辑委员会编.《机械工程手册》.机械工业出版社.1982.3[9]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.2002.1[10]中国焊接学会编.《焊接手册》.机械工业出版社.1992.3[11]张家鉴、陈享文、伊长德编.《液压支架》.煤炭工业出版社.1985.10[12]丁绍南编著.《采煤工作面液压支架设计》.世界图书出版公司.1992.4[13]王国法等著.《液压支架技术》.煤炭工业出版社.1999.9[14]吴立军陈波编著.《Pro/ENGINEER二次开发技术基础》.电子工业出版社.2006.7[15]李世国编著.《Pro/TOOLKIT程序设计》.机械工业出版社.2003.7[16]严子翔编著.《VRML虚拟现实网页语言》.清华大学出版社.2001.8[17]张武军等编著.《VRML虚拟现实技术基础与实践教程》.冶金工业出版社.2008.9[18]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、AutoCAD2004、Pro/ENGINEER野火版4.0、VC++2005、Pro/Toolkit工具包、SQLServer2005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:⑴从市场需求预测出发,论述该设计项目的必要性;⑵该产品目前国内外研究应用现状及水平;⑶产品的功能需求、技术规格、性能参数和约束条件;⑷该产品的关键技术、解决的途径和技术路线;⑸预期达到的技术、经济、社会效益;⑹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⑴熟悉课题、总体方案的论证0.5周⑵液压支架的结构分析和参数化描述1.0周⑶液压支架三维参数化建模1.5周⑷各模块设计与开发3.5周⑸系统调试与集成2.5周⑹工程图绘制1.0周⑺外文翻译0.5周⑻撰写设计说明书1.0周⑼设计说明书评阅(学生准备答辩)0.5周⑽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⑴三维参数化建模与整机装配;⑵三维CAD系统的开发;⑶三维模型库的建立;⑷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⑴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;⑵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。⑶计算机绘图软件,应使用AutoCAD2004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:⑴设计题目及指导教师⑵所完成的主要工作及工作量⑶国内外的发展概况⑷题目要解决的问题,解决该问题的思路、方法和手段⑸主要技术指标及总体方案的确定⑹所进行的主要设计计算或理论推导⑺结论和成果、创新之处⑻本设计存在的不足之处或尚需进一步改进的问题⑼致谢二是针对回答问题的准备。⑴设计的可实现性,即所做设计在现实中是否可行;⑵设计的指导思想和方法以及结构和工艺设计的合理性;⑶计算与验证的方法和依据;⑷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;⑸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液压支架三维CAD系统教学系、部、
本文标题:液压支架三维CAD系统毕业设计指导书
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