浅谈excel在机械设计中的运用

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1、浅谈Excel在机械设计中的运用摘要：通过对excel在机械设计过程中的实际应用，列举excel在机械系统设计、抗弯截而系数、零件重量算等方而计的应用。实践证明，在机械设计过程中合理运用excel进行计算，有利于节省时间，提爲效率，从而缩短整过产品开发周期和降低设计成本。关键词：excel；机械系统；抗弯截面系数；重量计算1前言在机械设计中，一部机器的设计程序通常包括计划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、技术文件编制阶段⑴。在这些阶段中，坟费时、费力口又易出错的环节，应当是技术设计阶段，其包括机械系统选型计算、零件的设计

2、计算和校核计算、零件工作图的绘制及零件重量的计算等，其中零件工作图的绘制己被广人设计者应用有关绘图软件（如AutoCAD）来处理，其较大地提高了绘图的速度和设计质量。日前还没有较好的软件系统处理机械系统中的选型计算、零件的设计计算和校核计算以及零件至量计算等问题，用编程或三维软件虽然可以解决某些具体问题，而通常又过于复朵3因此，寻找右效手段提高解决上述问题的速度及其准确性，对减轻机械设计人员的计算量、加快产品设计速度有很大的意义和价值。2excel在机械设计中的应用Excel主要是应用于经济统计和财务报表及其数据的汁算处

3、理，随着人们对excel深入使用，其强大的数据处理功能、图表功能及数据库管理功能逐步被人们发现如果运用得当，excel也可为机械设计计算捉供有力的帮助，从而减少设计的计算工作量,提高计算的准确性。对于减少计算难度和时间、缩短机械设计周期，从而加快产品开发的速度，乃至节约开发成本有很大的价值。其至出现了各种基于excel计算模块件，如液压缸设计计算、型钢参数计算、齿轮设计计算、轴设计计算等等。然纵观这些计算模块，基木上是棊于某些特定的常规性设计计算模块，对于整个机械设计过程中应用excel进行计算涉及较少。本文作者将就其在

4、机械设计中对excel的运用进行较为详细的阐述。2.1excel在机械系统设计计算的应用本文作者在起重机械的设计工作中，完成了起重机械中主要计算部分的excel程序化（图1）。图1起重机计算目录在起升机构设计中，通过对起吊重量、起升速度、工作级别等参数定义以及根据《起重机设计规范》编制出相应excelik算模块（图2）,通过不同颜色的设置，标记定义提供值、初算值、授终值便于区分，通过输入各项参数，完成起升机构的设计及对电机、减速器、制动器等的选型。THMITI.图2起重机起升机构计算同样，在卷筒设计以及运行机构设计中，分

5、别通过起重量、起升高度、滑轮倍率、钢丝绳直径和破断力等参数定义，以及根据《起重机设计规范》编制相应excel计算模块，通过不同颜色的设置，标记定义提供值、初算值、最终值便于区分，通过输入各项参数，完成设计计算。类似此类产品设计计算，均可编制成excel程序计算模块，在同类产品设计时调川即可，做到省时、省力，从而缩短整过产品设计周期，节约设计成本，提高产品竞争力。2.2excel计算结构件截面抗弯截面系数-•般來说，结构设计方而工作都需要计算结构件的抗弯截而系数、抗弯强度等等，对于没有专门计算软件的公司或个人来讲，运川好e

6、xcel—样能达到省时、省力、计算准确的「I的。如在设计桥式起重机主梁过程屮，需要计館主梁最危险截而（图3）的应力。由公式％—育，其屮为主梁受到最大弯矩，W为抗弯截面系数，y^，»为惯性矩，y-x为y方向故大值。⑵Iy=Iyc+a2AV根据材料力学书中计算惯性矩、抗弯截面系数的公式Iz=Iz+b2A7[23,编制出excel主梁截而特性□=%+E计算表（表一），设置优化参数，进行优化设计。同时，也可通过CAXA命令得到^=12568455.3889622cm1,『血x=136.25cm,通过计算可得抗弯截面系数为W二92

7、245.54413915cm'。表一主梁截血特性计算表相比上述两种计算方法，excel模块在初次设置难度较大，计算模块设置止确后，相当方便，且可以用于优化设计和产品开发；CAXA命令可川于校核计算，其对初始设计不方便。2.3excel计算零件重量从事机械设计工作者都知道，设计零件应当计算其重量，销售、生产、制造都需要了解零件重量，依据零件重塑进行报价、核算成木等。如果零件不多，一般计算或通过三维绘图来得到其重量。如果数十甚至上百的零件需要计算重量，再通过上述方法去计算就耗时费力，相当麻烦；而选择用excel简单的计算函数

8、來计算其重量，就显得简捷和准确。就形状而言，机械零件町分为圆形、方形及不规则形状；从构建三维实体角度而言，大多数零件都是拉伸或旋转获得棊体，而后通过在基体上切除形成。因此对于拉伸类零件，可以这样计算其重量：重量二慕而而积X高度X密度；结合excel非常方便计算其重量，以笔者设计的某金属零件（图4）为例：此零件如果要计