模块现代机械设计方法简介

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1、模块12现代机械设计方法简介学习情境1计算机辅助设计学习情境2机电一体化设计学习情境3机械优化设计与创新设计【知识目标】了解现代机械设计常用方法；理解计算机辅助设计的内涵和应用；理解机械优化设计的原则，认识创新设计。模块12现代机械设计方法简介【技能目标】根据机构设计的需要，能选择合适设计方法；已知机械的几个参数，建立初步的优化原则；能进行简单的机械（机构）创新设计。模块12现代机械设计方法简介模块12现代机械设计方法简介学习情境1计算机辅助设计12.1.1计算机辅助设计相关概念计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，CAD），它是计算机科学技术发展和应

2、用中的一门重要技术。所谓CAD技术，就是利用计算机快速的数值计算和强大的图文处理功能来辅助工程师、设计师、建筑师等工程技术人员进行产品设计、工程绘图和数据管理的一门计算机应用技术，如制作模型、计算、绘图等。一般认为CAD的功能可归纳为四大类：建立几何模型、工程分析、动态模拟、自动绘图等。如图12-1所示为数字建模生成的图形，如图12-2所示为曲面建模生成的图形。12.1.1计算机辅助设计相关概念与计算机辅助设计（CAD）相关的概念有：1)CAE（ComputerAidedEngineering）：计算机辅助分析。2)CAM（ComputerAidedManufactur

3、e）：计算机辅助制造。把CAD、CAE、CAM结合起来，使得一项产品由概念、设计、生产到成品形成，节省了相当多的时间和投资成本，而且保证了产品质量（如图12-3所示）。12.1.2计算机辅助设计发展概况20世纪50年代，美国诞生了第一台计算机绘图系统，开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术。60年代初期，出现了CAD的曲面片技术，中期出现了商品化的计算机绘图设备。70年代，完整的CAD系统开始形成，后期出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器，产生了手动游标、图形输入板等多种形式的图形输入设备，促进了CAD技术的发展。80年代，工程工作站问世，CAD技术在

4、中小型企业逐步普及。80年代中期以来，CAD技术向标准化、集成化、智能化方向发展。12.1.3计算机辅助设计系统组成1.计算机辅助设计的硬件系统如图12-4所示为一个CAD系统硬件的基本构成，主要由微型计算机、图形输入设备和绘图输出设备三部分组成。12.1.3计算机辅助设计系统组成2.计算机辅助设计的常用软件系统1.AutoCADAutoCAD是美国Autodesk公司开发研究的一种通用计算机辅助设计软件包。Autodesk公司在1992年推出了AutoCAD的第一个版本V1.0，随后相继开发出多个版本，其中典型版本有R14、AutoCAD2000、AutoCAD200

5、2、AutoCAD2005等，目前最新的是AutoCAD2012版。AutoCAD的功能越来越强大和完善，是当今世界上最为流行的计算机辅助设计软件之一。12.1.3计算机辅助设计系统组成2.计算机辅助设计的常用软件系统2.PhotoshopPhotoshop是Adobe公司推出的一款功能十分强大、使用范围广泛的平面图像处理软件。目前，Photoshop是众多平面设计师进行平面设计，图形图像处理的首选软件。12.1.3计算机辅助设计系统组成2.计算机辅助设计的常用软件系统3.CorelDrawCorelDraw是Corel公司出品的世界一流的平面矢量绘图软件，被专业设计人

6、员广泛使用，它的集成环境（称为工作区）为平面设计提供了先进的手段和最方便的工具。在CorelDraw系列的软件包中，包含了CorelDraw、CorelPaintPhoto两大软件和一系列的附属工具软件，可以完成一幅作品从设计、构图、草稿、绘制到渲染的全部过程。CorelDraw是系列软件包中的核心软件，可以在其集成环境中集中完成平面矢量绘图。12.1.3计算机辅助设计系统组成2.计算机辅助设计的常用软件系统4.Pro/EngineerPro/Engineer系统是美国参数技术公司（PTC）的产品，它刚一面世（1988年），就以其先进的参数化设计、基于特征设计的实体造型

7、而深受用户的欢迎。Pro/Engineer整个系统建立在统一的数据库上，具有完整而统一的模型，能将整个设计与生产过程集成在一起，它一共有20多个模块供用户选择。基于以上原因，Pro/Engineer在最近几年已成为三维机械设计领域里最富魅力的系统。12.1.3计算机辅助设计系统组成2.计算机辅助设计的常用软件系统5.SolidWorksSolidWorks是由美国SolidWorks公司于1995年11月研制开发，最有代表性的三维CAD绘图软件，多用于外型设计。SolidWorks是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌