文档设计减速器零部件的参数化造型(二)

;（3）模拟与试验  可以实现设计者在显示屏幕上边设计、边修改和边验算，并且可被设计产品的运动模拟和功能模拟试验。
 （4）自动绘图  产品与工程设计工作中，绘图工作量约占总设计工作量的50%-60%，因此，提高绘图速度和绘图质量是提高设计效率的关键。
 2．CAD的工作过程
向CAD系统输入设计要求，选择合理的科学原理或构造原理，进行产品总图的初步设计、产品的造型和外观初步设计；从总图派生出零部图，对零部件的造型、尺寸、色彩等进行设计。利用应用程序库对产品进行优化设计，用有限元方法对结构尺寸进行分析计算，使结构尺寸与应力相适应，并确定产品零部件的主要参数。
 （1）根据产品的实际工作条件对产品进行运动模拟或功能模拟。从模拟过程中发现制造中的问题，进而提出对零部件的修改方案，并对产品性能做出分析、评价。
 （2）利用交互图形程序库，以人机交互作业方式对初步的图形进行实时修改，满意后绘制出零件的工作图。
 （4）在计算机上编制零件的加工工艺规程。
 （5）编制零件的数控加工程序。
 3．CAD的特点
 计算机辅助设计能利用计算机运算速度快、计算精度高、存储信息量大、逻辑推理能力强等优点，代替热工进行计算与绘图，并且通过人机交互，最大限度地发挥设计人员的创造力。改变单独由设计者进行全部设计工作的情况，人与计算机密切配合，各尽所长，发挥人的主导作用。
 （1）大大地减少了设计计算、制图和制表所需时间，提高了设计工作效率，缩短设计周期，加快产品的更新换代。
 （2）可以从诸多设计方案中进行比较，选择最佳方案，提高设计质量，并可以在设计时预估产品的性能。
 （3）图样输出格式统一，质量高，修改设计方便。
 （4）使设计人员从烦琐重复的设计劳动中解放出来，以便将精力投入到新技术开发、现代设计方法的研究之中，进行计算机所不能替代的创造性工作。
 （5）有利于产品的标准化、系列化、通用化，加速产品的开发和投产过程，使新产品更快投入市场，提高市场的竞争能力。
 （6）有利于计算机辅助制造的发展。通过CAD/CAM集成化，实现产品设计和制造的一体化。
 4．CAD的发展趋势 
 （1）建模系统的改进研究  几何模型包括的几何、拓扑信息等内容仍满足不了集成生产系统的要求，为此要求建立一个产品模型，它应包括与生产过程有关的所有信息，而且在结构上还能清楚表达这些信息之间的关联。
 （2）CAD接口的研究  进行CAD系统与其它系统的有效联结，特别是CAD/CAPP接口研究在CAD与CAM一体化中起着关键性作用。
 （3）工程数据库研究  使工程数据库管理系统图形化、关系化、分布化、集成化、动态化和智能化。
 （4）标准化研究  通信网络标准、图形核心系统标准GKS和PHIGS、不同CAD系统间图形数据和产品定义数据交换标准的制定 和实行。
 （5）CAD技术的改进和完善
 （6）基于知识的专家系统  专家系统是一个具有大量知识与经验的程序系统。它应用人工智能技术，使计算机代替专家进行推理、判断，模拟人类专家设计的思维过程，从而解决那些以前必须由人类专家决定的复杂问题。专家系统的出现，将使CAD的应用推向一个新的发展阶段。
 （7）利用软件工程辅助工具开发软件。
 （8）多媒体技术引起CAD技术的飞跃发展，正文、图形、图象和声音等不同媒体可随意切换操作，通过多种媒体使用户接受信息的原型。）
 （二）CAD系统组成
 1．CAD硬件系统组成
 （1）主机  由CPU、内存储器和总线结构组成，是整个CAD系统的核心。CPU负责执行指令所规定的算术运算和逻辑运算，负责解释指令，控制指令的执行顺序，访问存储器。内存储器是用来存放指令和数据。当运行程序时，可迅速地提供给CPU要求的指令和数据进行运算。各模块之间的信息是通过总线传递的。
 （2）外存储器  是将暂不运行的程序和数据存储起来。在需要时再成批地与内存交换信息。其特点是存储量大，价格低，但存取速度较低。常用的外存储器有磁带、磁盘、光盘。磁盘有软磁盘和硬磁盘两种。硬磁盘是计算机系统中使用较为普遍的大容量外存储器。硬磁盘系统是密封的部件，它包括驱动器和控制卡两部分。硬磁盘的制造非常精密，可靠性高，存储信息的容量大，存取速度较快。目前常用的硬磁盘容量达到210MB-1.2GB。光盘具有存储容量大、可靠性高、信息存储成本低和可进行快速的随机存取等优点。随着CAD技术的发展，光盘辉为比较流行的存储设备。
 （3）输入设备 
 1）键盘  它是一种最常用的输入设备，可用于输入设计参数、图形的坐标值、命令和字符。
 2）鼠标器是一种手动输入和屏幕指示装置。它用于移动光标在屏幕上的位置，以便于在该位置上输入图形、字符，或从屏幕菜单上选择需要的项目。它分机械式和光电式两种。当鼠标在平面上移动时，电位器分别检测到X及Y方向的移动量，并经转换成数据量后送入计算机。
 3）数字化仪是由一块尺寸为A4-A0的图板和一个类似于鼠标器的定位器或触笔组成。主要用于输入图形，跟踪、控制光标位置和选择菜单。
 7）扫描仪  近年来，国内外的CAD用户十分重视用扫描仪将工程图样自动输入计算机的技术研究。这种技术分为三部分
 4）用扫描仪对图样进行扫描，经二值化处理后，形成点阵的图象文件。
 经过有关软件处理，点阵图象转换成矢量化图形，大大节约内存，并建立了与图形系统连接的图形数据库。将图形信息和文本、符号分离识别。扫描仪及其处理软件是进行上述工作的必要条件。其主要技术指标有：分辨率    每英寸200~1600点。
 （4）输出设备
 1）图形显示器  所显示的图形和文字，都是由一系列按一定规律排列的点组成的。这些点叫做象素（pixel）。若每行由1024个点组成，共有1024行，则该显示器的分辨率为1024×1024。图形显示器只有通过显示处理单元或图形控制器和主机的CPU连接，才能显示图形。显示处理单元和图形控制器常由一块图形卡组成，并插在主机内。显示器的分辨率由显示器和图形卡来决定。普通图形卡有：CGA（320×200）、EGA（640×350）、VGA（640×480），AGC（1024×1024）卡。这种卡的图形处理完全由主机CPU完成，价格低廉。
 为了使显示器有彩色和浓淡的变化，还需要有位面。当有8个位面，就有256种颜色。位面愈多，彩色（或灰度）种类愈多。
 2）打印机  主要是用来打印文字和数据组成的文件和表格。目前一般采用点阵打印机。在部分高档CAD系统中也常用激光打印机，它是一种速度快

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