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《河北科技大学》 2016年
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基于Pro/E的四连杆液压支架优化设计及其三维参数化设计系统开发

崔坚  
【摘要】:液压支架是地下采矿或隧道工程的关键设备,它主要用于支护顶板,防止顶板垮落,为施工人员和设备提供安全可靠的工作空间。随着CAD技术的广泛深入应用,探索液压支架的优化设计及其三维参数化设计系统开发技术具有重要的工程实际意义。本文首先针对液压支架设计与应用的现状以及发展趋势展开详细研究。在此基础上进行了以下研究工作:(1)采用经典设计理论完成了四连杆型液压支架零部件的设计。(2)运用优化设计理论,实现了液压支架四连杆机构的优化设计。(3)采用VC++语言及Pro/e二次开发技术,开发了“液压支架三维参数化设计系统”。用户只需根据系统提示输入基本参数,便可获得该型液压支架各构件优化设计参数和结构尺寸,可自动生成液压支架的三维零件与整机装配体的模型。四连杆型液压支架设计的优化设计及其三维参数化设计系统开发,大大降低了液压支架的设计难度,减少了重复性设计工作,提高了设计效率,实现了该机械产品设计的参数化、系列化及其智能化。该方法不仅适用于液压支架的研究开发,对其他机械产品的研发也具有很好的参考价值。
【关键词】:液压支架 三维参数化设计 优化设计 Pro/E VC++ Pro/Toolkit
【学位授予单位】:河北科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TD355.4;TP391.72
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 第1章 绪论9-13
  • 1.1 液压支架的现状及发展趋势9-10
  • 1.2 课题的确立及研究内容10-11
  • 1.3 关键技术及创新点11-12
  • 1.3.1 关键技术11
  • 1.3.2 创新点11-12
  • 1.4 本章小结12-13
  • 第2章 液压支架理论设计及优化四连杆机构13-33
  • 2.1 概述13
  • 2.1.1 主要结构及其功能13
  • 2.1.2 选择架型及基本参数的依据13
  • 2.2 设计整体结构尺寸13-15
  • 2.2.1 计算支架高度13-14
  • 2.2.2 计算支架间距14
  • 2.2.3 计算底座长度14-15
  • 2.2.4 计算顶梁长度15
  • 2.2.5 立柱与柱窝的分布15
  • 2.3 受力分析与强度校核15-24
  • 2.3.1 两端集中加载15-19
  • 2.3.2 扭转加载19-24
  • 2.4 四连杆机构的优化24-32
  • 2.4.1 四连杆机构的功能和作用24-25
  • 2.4.2 四连杆机构的优化数学模型25-29
  • 2.4.3 优化方法的选择29
  • 2.4.4 复合形法算法29-31
  • 2.4.5 优化结果分析31-32
  • 2.5 本章小结32-33
  • 第3章 液压支架的三维参数化建模33-43
  • 3.1 概述Pro/E33
  • 3.2 参数化设计的概念及原理33-34
  • 3.2.1 技术特征33-34
  • 3.2.2 需要注意的问题34
  • 3.3 三维参数化建模34-36
  • 3.3.1 参数及约束34-36
  • 3.3.2 建模原则36
  • 3.4 建模过程36-41
  • 3.4.1 顶梁的建模36-38
  • 3.4.2 顶梁的参数化设定38-41
  • 3.5 装配体模型建立41-42
  • 3.6 本章小结42-43
  • 第4章 Pro/E二次开发方法与技术43-65
  • 4.1 Pro/E二次开发方法43
  • 4.2 Pro/Toolkit概述43-45
  • 4.2.1 工作模式43-44
  • 4.2.2 Pro/Toolkit的相关概念及术语44
  • 4.2.3 Pro/Toolkit程序结构44-45
  • 4.3 动态链接库与应用程序接口45-47
  • 4.3.1 DLL45
  • 4.3.2 MFC框架45-46
  • 4.3.3 Pro/Toolkit与MFC接口技术46-47
  • 4.4 Pro/E二次开发程序设计47-64
  • 4.4.1 建立基本框架47-48
  • 4.4.2 用户菜单设计48-52
  • 4.4.3 MFC对话框的创建与调用52-55
  • 4.4.4 主要功能程序设计55-61
  • 4.4.5 程序的编译和连接61-63
  • 4.4.6 注册与运行应用程序63-64
  • 4.5 本章小结64-65
  • 第5章 三维参数化CAD系统65-78
  • 5.1 系统的组织结构及功能65-66
  • 5.2 三维参数化CAD系统应用66-77
  • 5.2.1 支架选型设计66
  • 5.2.2 支架分析系统66-72
  • 5.2.3 支架零部件三维设计72
  • 5.2.4 支架装配体设计72-73
  • 5.2.5 支架的运动仿真73-77
  • 5.3 本章小结77-78
  • 结论78-79
  • 参考文献79-82
  • 致谢82-83
  • 个人简历83

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