計算機輔助機械設計

計算機輔助機械設計第1頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四1.主要內(nèi)容

CAD的概念、應用及發(fā)展，CAD技術在機械設計領域中應用的基礎知識、設計零件的一般步驟2.重點、難點提示充分認識CAD技術在機械設計領域中的應用和發(fā)展，掌握CAD設計的基本方法本章知識導讀第2頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四14.1.1CAD技術發(fā)展概況計算機輔助設計（ComputerAidedDesign，簡稱CAD）技術是電子信息技術的一個重要組成部分這一新興學科能充分運用計算機高速運算和快速繪圖的強大功能為工程設計及產(chǎn)品設計服務，徹底改變了傳統(tǒng)的手工設計繪圖方式，極大地提高了產(chǎn)品開發(fā)的速度和精度，使得科技人員的智慧和能力得到了延伸它把計算機所具有的運算快、計算精度高、有記憶、邏輯判斷、圖形顯示以及繪圖等特殊功能與人們的經(jīng)驗、智慧和創(chuàng)造力結(jié)合起來，從而減輕設計人員的體力勞動，提高設計質(zhì)量，縮短設計周期14.1CAD簡介第3頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四

CAD系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。硬件系統(tǒng)是計算機輔助設計技術的物質(zhì)基礎;軟件系統(tǒng)是計算機輔助設計技術的核心，它決定了系統(tǒng)所具有的功能。硬件和軟件的組合形成了CAD系統(tǒng)。14.1.2CAD系統(tǒng)的組成

CAD系統(tǒng)的硬件一般由計算機主機、常用外圍設備、圖形輸入設備和圖形輸出設備組成。圖形輸入和輸出設備種類很多，可根據(jù)需要進行選配1.CAD系統(tǒng)硬件的基本組成第4頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四

軟件可分為系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應用軟件三個層次

系統(tǒng)軟件對計算機資源進行自動管理和控制，它處于整個軟件的核心內(nèi)層，主要包括操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)等

支撐軟件是幫助人們高效率開發(fā)應用軟件的軟件工具系統(tǒng)，亦稱為軟件開發(fā)工具

應用軟件是用戶利用計算機以及它所提供的各種系統(tǒng)軟件和支撐軟件，自行編制的用于解決各種實際問題的程序2.CAD系統(tǒng)軟件的組成第5頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四1.主機系統(tǒng)（Mainframe-basedsystem）這種系統(tǒng)一般以大型機為主機，集中配備某些公司的外部設備，如繪圖機、打印機、磁帶機等，同時接出許多用戶工作站及字符終端14.2CAD系統(tǒng)的硬件分類主機系統(tǒng)

第6頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四

這種系統(tǒng)與上圖所示的主機系統(tǒng)在形式上非常類似，只不過用小型機或超小型機代替主機，用戶工作站數(shù)量較少，一般在4～6個。這種小型機大都具有32位字長，操作系統(tǒng)采用虛擬存儲技術，成本低、體積小，便于操作使用。后來用超小型機在速度、精度、存儲、計算能力等方面完全滿足了復雜CAD/CAM的要求2.小型機系統(tǒng)（Minicomputer-basedsystem）

一個微型機系統(tǒng)的構(gòu)成，一般每臺微型機只配一個圖形終端，以保證對操作命令的快速響應3.微型機系統(tǒng)（Microcomputer-basedsystem）微型機系統(tǒng)第7頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四

這種系統(tǒng)設計遵循這樣一種思想:

一個工程師可以使用一臺計算機，也可以使用所有的計算機前半句話意味著摒棄了多用戶分時系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，后半句話意味著采用網(wǎng)絡技術，由于系統(tǒng)的單用戶性質(zhì)，保證了優(yōu)良的時間響應，提高了用戶的工作效率系統(tǒng)的另一個特色是工作站本身具有強大的分布式計算功能，能夠支持復雜的CAD作業(yè)和多任務進程。但由于硬件技術的飛速發(fā)展，使工作站與微型機系統(tǒng)的界限變得模糊了4.工作站系統(tǒng)（Workstation-basedystem）第8頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四14.3.1機械零件程序設計的一般步驟

（1）建立數(shù)學模型:一般機械零件基本都有現(xiàn)成的數(shù)學模型，但對沒有數(shù)學模型的則首先要建立正確的數(shù)學模型（2）設計程序框圖:程序框圖根據(jù)手工計算的步驟來設計（3）用高級語言編制程序:根據(jù)程序框圖來編程（4）程序調(diào)試:程序編好后，先仔細檢查源程序，然后將其輸入計算機進行試算，再對程序適用范圍的邊界、轉(zhuǎn)折點進行試算，要求與手算結(jié)果完全吻合14.3典型機械零件的程序設計第9頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四14.3.2漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動的程序設計1.程序編制任務和說明（1）已知條件:傳遞功率P、傳動比i、小齒輪轉(zhuǎn)速n1

、原動機工作情況和工作機械的載荷特性（2）可選齒輪材料:45鋼正火、45鋼調(diào)質(zhì)、40Cr調(diào)質(zhì)、35SiMn調(diào)質(zhì)四種牌號（3）模數(shù)和齒數(shù):標準模數(shù)m按GB1357—1987第一系列選擇，取2～50mm。小齒輪齒數(shù)z1=20～30，共輸出11種參數(shù)不同的方案，可根據(jù)實際需要選擇（4）設計準則:按齒面接觸疲勞強度設計，按齒根彎曲疲勞強度校核（5）設計要求:雙向傳動的單級外嚙合漸開線標準直齒圓柱齒輪閉式軟齒面?zhèn)鲃拥脑O計計算第10頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四