文档介绍：机械工程及自动化专业导论机械设计及理论篇
第一部分机械设计专业导论
第一讲机械产品设计基本概念
设计目的和要求----产品的用途和达到技术水平;
市场和技术调研----通过市场调研分析用户需求和现有产品的技术状态;
方案设计(总体设计)----通过方案的构思、分析和论证,确定一组可行原理性方案;
机构设计----确定各运动部件的机构形式,进行机构的运动参数分析计算和优化;
结构设计(详细设计)----确定设计对象的细节结构,进行零部件的结构设计,完成产品的工程描述;
产品试制和测试----完成产品样机生产及有关测试项目,并进行设计反馈与修改;
市场(用户)反馈意见
产品改进、完善、定型
传统机械产品设计方法
用纸、铅笔或二维绘图软件
建造实验环境,用传感器测量载荷、变形和运动状态
设计绘图
制造实物样机
实物样机实验
产品定型生产
制造实物零件并装配
发现问题、重新修改设计
现代机械产品设计方法
产品概念设计
三维结构设计
运动学、动力学仿真分析
有限元分析、尺寸、结构优化
虚拟样机
验证产品中的运动机构原理是否正确
验证产品是否有强刚度振动等问题
运动学问题
动力学问题
第二讲现代机械产品设计基本概念
1. CAD----Computer Aided Design (计算机辅助设计),使用计算机系统进行设计的全过程,包括资料检索、方案构思、零件造型、工程分析、工程制图、文档汇编
CAD概念的产生和发展
20世纪60年代初,美国麻省理工学院开发了名为Sketchpad的计算机交互图形处理系统,形成了CAD的最初概念:科学计算、绘图。
20世纪70年代中期,CAD开始进入实用阶段,主要技术特点是二维、三维线框造型,只能表达基本的几何信息。不能有效表达几何数据的拓扑关系,价格昂贵。
20世纪70年代后期,CAD进入发展时期。飞机和汽车制造中的大量自由曲面问题促进了CAD的自由曲面造型技术发展。曲面造型系统为人类带来了第一次CAD技术革命。
20世纪80年代初,CAD实现了实体造型技术,能够精确表达零件的属性(如质量、质心、惯性矩等)。称之为CAD发展史上第二次革命。
20世纪80年代中期,CAD实现了参数化实体造型技术,其特点是:基于特征、全尺寸约束、全数据相关、尺寸驱动设计修改等。参数化技术的应用主导了CAD发展史上的第三次技术革命。
20世纪90年代初期,由于参数化技术存在许多不足,提出了比参数化更为先进的实体造型技术----变量化技术。CAD技术发展的第四次技术革命。
CAD的定义:
1973年国际信息联合会:CAD是将人和机器混编在解题作业中的一种技术,从而使人和机器的最好特性联系起来。
20世纪80年代初,第二届国际CAD会议:CAD是一个系统的概念,包括计算、图形、信息自动交换、分析和文件处理五个方面。
1984年国际设计及综合讨论会:CAD不仅是设计手段,而且是一种新的设计方法和思维。