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機(jī)械設(shè)計軟件范文第1篇

在機(jī)械設(shè)計中運用三維設(shè)計軟件，首先是對所設(shè)計的產(chǎn)品進(jìn)行初步建模，做好機(jī)械設(shè)計前期的準(zhǔn)備工作，其次是對產(chǎn)品建立好的模型組裝成整體，將產(chǎn)品的整體模型進(jìn)行詳細(xì)解析，對所設(shè)計的產(chǎn)品整體有大致的了解，并且通過設(shè)計軟件特有的功能，對產(chǎn)品設(shè)計過程中存在的細(xì)節(jié)或者是一些沒有考慮到的問題進(jìn)行詳細(xì)分析，對產(chǎn)品設(shè)計的工作流程和設(shè)計的合理程度進(jìn)行檢驗，并由給出的分析結(jié)果，可做相應(yīng)的調(diào)整及優(yōu)化設(shè)計，將不正確的地方予以改正，最后設(shè)計出成品。以SolidWorks軟件為例，其設(shè)計過程我們可以分為三步來實現(xiàn)：首先是根據(jù)設(shè)計目標(biāo)的各項要求初步建立三維模型；其次是對初步建立的三維模型進(jìn)行模擬組裝運行；最后利用軟件對設(shè)計目標(biāo)進(jìn)行模擬分析及合理性檢測，從而達(dá)到最終的設(shè)計要求。它主要包括機(jī)械零件設(shè)計、裝配設(shè)計、動畫和渲染、有限元分析技術(shù)、設(shè)計優(yōu)化及鈑金制作等模塊，基本滿足各種機(jī)械設(shè)計的需求。此軟件采用參數(shù)化設(shè)計思路，各工具欄命令之間具有相應(yīng)的設(shè)計關(guān)聯(lián)性，對零件的設(shè)計修改具有快捷、準(zhǔn)確、可靠的特點，對零件的尺寸修改和相似零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計具有獨到的技術(shù)優(yōu)勢。在零件設(shè)計模塊中所做的更改可以自動、快速、準(zhǔn)確地反映到裝配、工程圖等相應(yīng)關(guān)聯(lián)模塊中去，同樣，在裝配模型和工程圖樣中，更大程度地減少設(shè)計的出錯率，提高了設(shè)計工作的效率。目前，諸如此類的三維設(shè)計軟件在機(jī)械設(shè)計中得到了廣泛的運用。

2三維設(shè)計軟件在機(jī)械設(shè)計中的優(yōu)勢

三維設(shè)計軟件具有出圖準(zhǔn)確、設(shè)計方便、效率高、功能強(qiáng)大、簡單易學(xué)等眾多優(yōu)勢。設(shè)計者可自由選擇相應(yīng)的設(shè)計工具和命令，采用最合適的設(shè)計方法，直觀、方便、高效、快捷地完成設(shè)計任務(wù)。在機(jī)械設(shè)計中，三維設(shè)計軟件的有限元分析模塊是設(shè)計者最好的設(shè)計助手之一。下面簡單介紹SolidWorks軟件有限元分析模塊?；赟olidWorksCOSMOSWorks有限元分析軟件的特點及強(qiáng)大功能，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中進(jìn)行靜態(tài)分析，并為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計提供可靠依據(jù)。COSMOSWorks是一套強(qiáng)大的有限元分析軟件，早期的有限元技術(shù)高高在上，只有一些國家的部門如宇航、軍事部門可以使用，只有少數(shù)專業(yè)人員才能有機(jī)會接觸，普通的工程師可望而不可及。然而自COSMOSWorks出現(xiàn)后，有限元分析的大門終于向普通工程師敞開了，把高高在上的有限元技術(shù)平民化，它易學(xué)易用、簡潔直觀，能夠在普通的電腦上運行，不需要專業(yè)的有限元經(jīng)驗。普通的工程師都可以進(jìn)行工程分析，迅速得到分析結(jié)果，從而最大限度地縮短設(shè)計周期，降低測試成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，加大利潤空間。傳統(tǒng)的方法在分析裝配體時是先把零件拆散，然后一個個分別處理，耗時耗力，又存在計算結(jié)果不精確的缺點。COSMOSWorks提供了多場/多組件的復(fù)雜裝配分析，從而大大簡化工程師的勞動，使得分析能夠更好地模擬真實情況，結(jié)果也就更精確。

有限元分析過程中幾乎所有的設(shè)計量，如厚度、長度、半徑等幾何尺寸、材料特性、載荷位置與大小等都可以用變量參數(shù)表示，只要改變這些變量參數(shù)的賦值就能獲得不同的設(shè)計方案的分析過程。經(jīng)軟件COSMOSWorks優(yōu)化設(shè)計后，頂面加厚，底面加強(qiáng)筋加厚及加高，應(yīng)力分布均勻，離屈服點更遠(yuǎn)，如圖2所示，優(yōu)化后的中心底面應(yīng)力擴(kuò)散，變形量減小，均在<1mm的范圍內(nèi)，可以滿足使用要求。三維設(shè)計軟件還包含鈑金、焊接、管道設(shè)計、模具、數(shù)控編程等多個模塊，機(jī)械設(shè)計工作者通過學(xué)習(xí)使用，為機(jī)械設(shè)計帶來方便，提高了工作效率。

3結(jié)語

機(jī)械設(shè)計軟件范文第2篇

【關(guān)鍵詞】VB；機(jī)械優(yōu)化設(shè)計；軟件；實現(xiàn)

VB機(jī)械優(yōu)化設(shè)計軟件是20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來的一門新學(xué)科，隨著數(shù)學(xué)規(guī)劃論和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，它與機(jī)械設(shè)計理論相結(jié)合，解決了在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域中最優(yōu)化設(shè)計問題。通過這種新的設(shè)計方法，可以從眾多的設(shè)計方案中尋找最佳的設(shè)計方案，從而大大減輕了設(shè)計人員的勞動強(qiáng)度并提高了設(shè)計效率。

一、VB機(jī)械優(yōu)化設(shè)計

1.含義。VB程序設(shè)計語言是一門面向?qū)ο蟮目梢暬幊陶Z言。機(jī)械優(yōu)化設(shè)計是最優(yōu)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域的移植和應(yīng)用，其基本思想是根據(jù)機(jī)械設(shè)計的理論、方法和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等建立反映工程設(shè)計問題和符合數(shù)學(xué)規(guī)劃要求的數(shù)學(xué)模型，然后采用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法和計算機(jī)計算技術(shù)自動找出設(shè)計問題的最優(yōu)方案。

2.現(xiàn)狀。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與機(jī)械設(shè)計水平的不斷提高，人們對機(jī)械工程結(jié)構(gòu)性能要求也越來越高。傳統(tǒng)的設(shè)計方法很難適應(yīng)這些要求，因此在工程設(shè)計中出現(xiàn)了多種現(xiàn)代設(shè)計方法。優(yōu)化設(shè)計方法就是其中之一。到目前為止，優(yōu)化設(shè)計方面的研究工作很大程度上仍然局限于拓寬和加深優(yōu)化方法領(lǐng)域。以數(shù)學(xué)方法為主并配以應(yīng)用程序，如多目標(biāo)優(yōu)化，混合離散變量優(yōu)化或?qū)⑷斯ぶ悄堋⑷斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)及基因遺傳等算法應(yīng)用于優(yōu)化。經(jīng)過多年的努力，優(yōu)化理論得到進(jìn)一步完善?，F(xiàn)行的各種優(yōu)化方法及其程序幾乎完全能使大多數(shù)設(shè)計問題得到解決。

從70年代起，優(yōu)化方法開始應(yīng)用于工程設(shè)計中，并利用計算機(jī)求解實際工程設(shè)計問題。隨之各專業(yè)的優(yōu)化研究工作有了不同程度的發(fā)展，出現(xiàn)了許多與各專業(yè)相聯(lián)系的工程優(yōu)化設(shè)計軟件。在機(jī)械行業(yè)中有許多用于工程設(shè)計的優(yōu)化軟件。目前最常見的優(yōu)化設(shè)計軟件有華中科技大學(xué)的《優(yōu)化方法程序庫OPB-2》和《優(yōu)化方法程序庫OPB-1》等。這類優(yōu)化軟件著重于優(yōu)化方法的研究和實現(xiàn)，提供了一批可處理混合離散設(shè)計變量優(yōu)化問題的方法和程序。其中《優(yōu)化方法程序庫OPB-2》包含了許多現(xiàn)代設(shè)計方法，如人工智能等方法，另外還有與機(jī)械專業(yè)聯(lián)系十分緊密的優(yōu)化設(shè)計軟件，如常見的減速器的優(yōu)化設(shè)計軟件等，基本為各應(yīng)用單位自己研制，有很強(qiáng)的針對性，這些應(yīng)用軟件豐富多樣，大大推動了優(yōu)化方法在機(jī)械工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用。

二、VB機(jī)械優(yōu)化設(shè)計軟件的研究與實現(xiàn)

1.設(shè)計步驟。VB機(jī)械優(yōu)化設(shè)計軟件設(shè)計步驟為：①將設(shè)計問題的物理模型轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)模型。建立數(shù)學(xué)模型時要選取設(shè)計變量、確定目標(biāo)函數(shù)、給出約束條件；②采用適當(dāng)?shù)淖顑?yōu)化方法求解數(shù)學(xué)模型；③編制優(yōu)化設(shè)計程序；④求解優(yōu)化結(jié)果；⑤分析優(yōu)化結(jié)果。

2.特點。VB是一個高級的矩陣/陣列語言，它包含控制語句、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、函數(shù)輸出和面向?qū)ο缶幊烫攸c。用戶可以在命令窗口中將輸入語句與執(zhí)行命令同步，也可以先編寫好一個較大的復(fù)雜的應(yīng)用程序后再一起運行。版本的VB新語言是基于最為流行的C++語言基礎(chǔ)上的，因此語法特征與C++語言極為相似，而且更加簡單，更加符合科技人員對數(shù)學(xué)表達(dá)式的書寫格式，更利于非計算機(jī)專業(yè)的科技人員使用。且這種語言可植性好、拓展性極強(qiáng)，這也是VB能夠深入到科學(xué)研究及工程計算各個領(lǐng)域的重要原因，VB由一系列工具組成，這些工具方便用戶使用VB的函數(shù)和文件，其中許多工具采用的是圖形用戶界面，包括VB桌面和命令窗口、歷史命令窗口、編輯器和調(diào)試器、路徑搜索和用于用戶瀏覽幫助、工作空間、文件的瀏覽器。簡單的編程環(huán)境提供了比較完備的調(diào)試系統(tǒng)，程序不必經(jīng)過編譯就可以直接運行，而且能夠及時地報告出現(xiàn)的錯誤及進(jìn)行出錯原因分析。

3.基于VB優(yōu)化設(shè)計教學(xué)軟件的程序編寫。本程序采用模塊化設(shè)計思想，設(shè)置一個主窗口程序和若干子窗口程序，各種優(yōu)化方法在子窗口程序中具體實現(xiàn)，使程序結(jié)構(gòu)變得清晰，簡化了程序設(shè)計結(jié)構(gòu)，運行中通過主程序調(diào)用各優(yōu)化方法的子窗口程序。程序以主窗口程序為核心，窗口中給出了本校機(jī)械專業(yè)大綱要求掌握的主要優(yōu)化算法，算法按照教材章節(jié)由易到難的順序依此給出了三類優(yōu)化問題的具體求解方法。選擇需要學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的優(yōu)化方法，點擊“下一步”按鈕，進(jìn)入子窗口程序。

三、結(jié)語

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計方法已不能滿足現(xiàn)代設(shè)計的需要。所以，實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計資源的廣泛共享，研究基于Internet的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。利用VB腳本語言和語言實現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計方法數(shù)據(jù)庫、優(yōu)化設(shè)計算法模塊、機(jī)械零件優(yōu)化設(shè)計模塊、設(shè)計軟件模塊和客戶留言模塊。系統(tǒng)界面優(yōu)美簡潔，易操作，具有很強(qiáng)的交互性，是集在線優(yōu)化設(shè)計計算、資料查詢和技術(shù)交流等功能為一體的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計資源服務(wù)系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]任曉丹.基于VB機(jī)械優(yōu)化設(shè)計軟件的研究與實現(xiàn).

[2]董立立，趙益萍.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計軟件包中的關(guān)鍵技術(shù)研究.

機(jī)械設(shè)計軟件范文第3篇

關(guān)鍵詞：Pro/e 軟件；機(jī)械設(shè)計與制造；模具設(shè)計與制造

前言

伴隨著市場激烈的競爭，機(jī)械設(shè)計和制造也發(fā)生了巨大變化。機(jī)械設(shè)計和制造的主導(dǎo)地位已經(jīng)從賣方市場轉(zhuǎn)向買方市場，現(xiàn)在的機(jī)械設(shè)計和制造應(yīng)滿足客戶的需求，這樣才能使用市場需求。這種轉(zhuǎn)化在某種程度上增加了設(shè)計工作量，是生產(chǎn)制造周期延長。按照傳統(tǒng)的設(shè)計模式，設(shè)計人員往往要在某些問題上花費很多精力卻效率很低，并且有的錯誤設(shè)計由于其隱蔽性通常不能及時發(fā)現(xiàn)，這樣就為生產(chǎn)造成不必要的損失。尤其在諸如推土機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械以及大型挖掘機(jī)等產(chǎn)品零部件的設(shè)計中，這些運動構(gòu)件的空間干預(yù)問題通常是設(shè)計人員的難題，如果我們可以運用計算機(jī)三維設(shè)計，就可以很有效地解決這些在傳統(tǒng)設(shè)計模式中不易解決的問題。

目前，市面上應(yīng)用比較廣泛的三維設(shè)計軟件有很多，主要包括MDT、AutoCAD、以及Pro/e等軟件。計算機(jī)設(shè)計CAD軟件的開發(fā)，在一定程度上使機(jī)械在設(shè)計和制造上節(jié)約了時間，減少了設(shè)計人員的工作量。雖然CAD軟件的開發(fā)應(yīng)用已經(jīng)成為一些企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)等領(lǐng)域的必備工具，但是，AutoCAD軟件在機(jī)械設(shè)計方面要求設(shè)計人員具有較好的空間想象空間，以及結(jié)構(gòu)各方面的尺寸計算能力等等?；贑AD軟件的不足，開發(fā)人員研發(fā)的三維軟件Pro/e軟件為設(shè)計師提供了一個三維設(shè)計實體平臺。該軟件不同于傳統(tǒng)的二維軟件的設(shè)計的枯燥性、空間感以及實體感不足的缺點，用高參數(shù)化的設(shè)計理念、形象的交互界面以及比較智能化的分析能力，一改傳統(tǒng)設(shè)計理念，使高效高質(zhì)開發(fā)成為可能，使我們設(shè)計更加直觀、有效、快捷[1]。因此，Pro/e軟件在機(jī)械設(shè)計以及制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用可以有效地提高產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量和效率，并使設(shè)計人員的勞動強(qiáng)度降低，

1. Pro/e軟件的介紹

Pro/e軟件是上世紀(jì)美國參數(shù)技術(shù)公司研發(fā)的一種三維工程設(shè)計軟件，由于三維軟件的功能強(qiáng)大，參數(shù)化特征成型，使得Pro/e軟件在產(chǎn)品零件設(shè)計、裝配、模具開發(fā)產(chǎn)品加工及制造、工業(yè)設(shè)計、汽車設(shè)計制造、玩具等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。Pro/e軟件是集Pro/Desinger、Pro/M的造型設(shè)計和仿真設(shè)計于一體的全方位的3D設(shè)計軟件?？梢允乖O(shè)計人員用較短的時間設(shè)計開發(fā)產(chǎn)品。下面我們就Pro/e軟件的特征和主要模塊進(jìn)行簡單的介紹。

主要特性：

1.1 全相關(guān)性：

所謂全相關(guān)性是指Pro/e軟件的全部模塊是全相關(guān)的。這也就是說，如果在開發(fā)某種產(chǎn)品時對某處進(jìn)行更改，就可以擴(kuò)展到整個產(chǎn)品的設(shè)計中，與此同時，諸如包裝體、制造數(shù)據(jù)以及設(shè)計圖紙等所有工程文檔都會更新。由于全相關(guān)性在開發(fā)周期的任一點進(jìn)行修改卻對設(shè)計來說沒有一點損失，還可以使并行工程成為可能性，所以Pro/e軟件可以實現(xiàn)開發(fā)后期的某些功能提前發(fā)揮[2]。

1.2 基于特征的參數(shù)化造型

Pro/e軟件的產(chǎn)品的幾何模型的構(gòu)造要素是以設(shè)計人員較為熟悉的特征。而且這些特征都是設(shè)計人員較為熟悉的通用機(jī)械對象，并且我們可以按照預(yù)先設(shè)置進(jìn)行修改。我們通過給在裝配、加工、制造和其他學(xué)科領(lǐng)域都使用的特征設(shè)置參數(shù)，然后再通過參數(shù)修改，很容易的進(jìn)行多次設(shè)計疊代，從而實現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)。

1.3 數(shù)據(jù)管理

為了實現(xiàn)產(chǎn)品盡快投入市場，我們必須在較短的時間內(nèi)開發(fā)最多的產(chǎn)品，為了達(dá)到這樣的目標(biāo)，我們需要更多學(xué)科的工程師在同一時間對一個產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)。基于此，數(shù)據(jù)管理模塊的研發(fā)成功使之成為可能。數(shù)據(jù)管理模塊就是用于管理并行工程中的同一時間進(jìn)行的所有工作[3]。

1.4 裝配管理模式

Pro/e軟件可以保證在實現(xiàn)一些直觀命令時較容易地把零件裝配起來，還可以保持產(chǎn)品設(shè)計意圖不變。Pro/e軟件的高級功能支持大型、復(fù)雜裝配體的管理以及構(gòu)造，并且這些裝配體中的零件數(shù)量不受到約束。Pro/e軟件還有一個鮮明的特點就是易于使用，菜單用直觀的方式聯(lián)級出現(xiàn)，并提供邏輯選項以及預(yù)先選取的常用選項。

2 Pro/e軟件的功能和應(yīng)用

2.1 Pro/e軟件可以直接畫出機(jī)械零件的三維圖

Pro/e軟件實現(xiàn)畫出三維圖形是通過在設(shè)計人員畫出機(jī)械二維圖形后，使用該軟件把二維截面圖進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、拉伸、倒角、放樣和布爾運算等操作后形成我們所需要的3D實體模型。這些模型在Pro/e軟件界面上可以直接顯示，并可以進(jìn)行尺寸的修改還可以檢查結(jié)構(gòu)等方面是否符合設(shè)計要求和標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 利用Pro/e軟件組建設(shè)備的三維裝配圖

設(shè)計人員是通過把機(jī)械零件組裝后，然后形成3D裝配圖，再通過該軟件上的組合鍵，從任意角度去觀察零件抑或裝配圖的三維視圖。并且通過3D裝配圖，設(shè)計人員可以較容易地發(fā)覺零件設(shè)計的是否合理、規(guī)范[4]。假如不合理，或者比例失衡，設(shè)計人員可以對其進(jìn)行及時的修改，這樣不僅使零件組裝達(dá)到合理性、協(xié)調(diào)性，還可以避免零件出現(xiàn)構(gòu)造上的干涉，即使出現(xiàn)了干涉，也可以即使修改，使之達(dá)到設(shè)計規(guī)范要求。這比傳統(tǒng)的設(shè)計方法省力、省時，且效率高。

2.3 Pro/e軟件計算零件、組件重量以及表面積

在設(shè)計人員完成一個零件或組件后，往往需要確定它的外形尺寸、重量、表面積等，我們利用Pro/e軟件就可以很方便地計算出零件或組件的外形尺寸、表面積或重量。

2.4 Pro/e軟件生成工程圖紙

在生成二維工程圖紙前，我們設(shè)計人員是在建立了3D實體模型后，利用Pro/e軟件對三維實體圖進(jìn)行各個方位的觀察，如果圖形符合設(shè)計要求就可以利用此三維實體模型，在生成三維視圖后，設(shè)計人員還可以生成任意位置的剖面視圖，然后對其進(jìn)行一些修改和尺寸標(biāo)注。

2.5 利用Pro/e軟件可以生成真實感較強(qiáng)的動畫圖像

在設(shè)計人員完成3D實體模型后，我們可以將該模型和3DMAX等軟件結(jié)合起來，通過調(diào)整燈光布置場景并加以一些材料等，可以生成真實的機(jī)器模型動畫圖像。

另外，我們利用Pro/e軟件可以對設(shè)計的機(jī)械零部件進(jìn)行動力學(xué)以及動力學(xué)的分析，通過分析得到每個點的運動學(xué)和動力學(xué)的參數(shù)，并且通過對機(jī)械零部件的曲率以及應(yīng)力撓度進(jìn)行分析從而得到機(jī)械機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計[5]。

另外，Pro/e軟件還建立了統(tǒng)一的且較為完善的數(shù)據(jù)管理模型。Pro/e軟件通過本身的極其強(qiáng)大的統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理和參數(shù)設(shè)計特點，實現(xiàn)了特征的尺寸驅(qū)動與三維實體和二維工程圖的雙方關(guān)聯(lián)驅(qū)動、標(biāo)準(zhǔn)件建立、零部件的組裝、動態(tài)仿真、實體模型的建模等功能，克服了2D圖像不能包含機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計信息的缺點。

3.Pro/e軟件3D實體造型的過程

3.1 零件模型的建立

我們以機(jī)械中的減速器為例子來說明零件模型的建立。減速器零件包括齒輪、軸、軸承、軸蓋以及箱體等。我們在建模時，首先要依據(jù)它的結(jié)構(gòu)特點，然后選擇合理的建模方法。對于軸以及軸蓋等回轉(zhuǎn)件，我們先畫出草圖，然后使用輪廓回轉(zhuǎn)的方法生成，再通過倒角、鍵槽部位的布爾運算等得到軸以及軸蓋的三維實體模型。我們應(yīng)根據(jù)參數(shù)畫出齒形草圖，再把草圖文件調(diào)入并對參數(shù)進(jìn)行修改最后得到漸開線齒輪的實體模型。對于箱體，由于其復(fù)雜性，我們需要經(jīng)過多次的草圖拉伸和布爾運算。為了在總參數(shù)變化時，可以保證所有零件的都能保持正確的幾何約束和尺寸，我們必須使用三維參數(shù)化技術(shù)，因此，我們要建立機(jī)械所有零部件的實例圖，還要依據(jù)零部件的幾何形狀和相互關(guān)系約束條件建立參數(shù)關(guān)系，使得機(jī)械各個零部件間在設(shè)計時保持正確的位置關(guān)系和約束。

生成了零件的方法有很多種，比如在生成軸時，我們可以使用輪廓回轉(zhuǎn)的方法得到，也可以采用分段拉伸方法得到；對于箱體的形成同樣有很多方法，比如可以選取草圖不同、布爾運算次序不同等都可以建立箱體的3D實體模型。由于考慮到設(shè)計變量的合理性和修改便捷等因素，我們在實際設(shè)計時就要選擇合理的建模方法。

3.2 零件的裝配

對于減速器來說，零件的裝配是指把在建模期間的軸、軸蓋、齒輪以及軸套等零件的3D模型按照需求經(jīng)過添加裝配約束，放入箱體的3D實體模型中。由于軸和齒輪孔、軸蓋和孔的配合、軸承和軸的配合都是軸和孔的配合，所以我們添加的約束應(yīng)該是插入約束；而鍵和鍵槽的約束是表面配合約束。我們在零件的裝配時要注意裝配的基準(zhǔn)的選取要統(tǒng)一。

在所有零件模型裝配完成后，我們設(shè)計人員就可以利用Info菜單下的模型分析對任意兩個零件間的間隙進(jìn)行干涉檢查。通過干涉檢查我們可以很精確的測量出零件間的最小縫隙并得到客戶所需要的零件組裝。此外，我們還可以進(jìn)行諸如質(zhì)量特性，計算零件質(zhì)量、體積、慣性矩等裝配分析。設(shè)計人員還可以通過把裝配后的零件分開，重新設(shè)定零件間的相對位置，再次通過模型分析顯示零部件間的結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系，這樣來建立零部件的分離圖，也就是爆炸圖。

3.3 二維工程圖的獲取

設(shè)計人員在零部件的裝配設(shè)計中，如果確定了零件間的運動關(guān)系和給定主動件的運動形式，就可以運用Pro/e軟件模擬顯示這個機(jī)構(gòu)的運動，再通過動態(tài)仿真就可以看出機(jī)器每個零部件間的位置約束情況和運動關(guān)系的合理性[6]。

上述簡要敘述了減速器3D實體模型的具體步驟，機(jī)械設(shè)計和制造中的其他產(chǎn)品的建模過程同樣可以按此步驟進(jìn)行。我們在設(shè)計3D實體模型時，可以和其他軟件結(jié)合使用，對產(chǎn)品的計算機(jī)輔助工程、數(shù)據(jù)管理、計算機(jī)輔助制造等進(jìn)行運用。以此使機(jī)械設(shè)計的周期縮短、提高效率，減低設(shè)計成本。因Pro/e軟件擁有對極其復(fù)雜零件的實體模型造型的能力、具有產(chǎn)品裝配和干涉檢查能力、具有設(shè)計分析和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的高密集性，我們在機(jī)械設(shè)計和制造中應(yīng)大力推廣Pro/e軟件的應(yīng)用并使該軟件為工程設(shè)計做出貢獻(xiàn)。

4結(jié)語

通過上文的分析和3D實體模型的建立，我們可以清楚的知道Pro/e軟件的功能優(yōu)越性，特別是Pro/e軟件在機(jī)械設(shè)計過程中用此軟件進(jìn)行三維實體模型的設(shè)計，最能體現(xiàn)、豐富和完善設(shè)計人員的設(shè)計意圖。通過對所建立的模型進(jìn)行產(chǎn)品分析，可以高效的獲得高質(zhì)量的設(shè)計產(chǎn)品。因此，我們把Pro/e軟件應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計和制造上有助于提高機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計能力和質(zhì)量，這也是機(jī)械設(shè)計和制造發(fā)展的大趨勢。

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機(jī)械設(shè)計軟件范文第4篇

【關(guān)鍵詞】藍(lán)牙技術(shù);協(xié)議棧;嵌入式軟件

引言

藍(lán)牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范，它以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)，為固定與移動設(shè)備通信環(huán)境建立一個特別連接。藍(lán)牙技術(shù)的實質(zhì)內(nèi)容是要建立通用的射頻接口及其控制軟件的公開標(biāo)準(zhǔn)，使通信和計算機(jī)進(jìn)一步結(jié)合，使不同廠家生產(chǎn)的移動電話、便攜式計算機(jī)以及各種便攜式通信設(shè)備的主機(jī)之間在沒有電線或電纜相互連接的情況下。也能在近距離范圍內(nèi)具有互用、相互操作的性能.實現(xiàn)無縫的資源共享。

1.藍(lán)牙協(xié)議棧結(jié)構(gòu)

藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范在使用通用無線傳輸模塊和數(shù)據(jù)通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，開發(fā)交互式服務(wù)和應(yīng)用。藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范的目的是使符合該規(guī)范的各種應(yīng)用之間能夠互通，本地設(shè)備與遠(yuǎn)端設(shè)備需要使用相同的協(xié)議，不同的應(yīng)用需要不同的協(xié)議，但是，所有的應(yīng)用都使用藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范中的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層協(xié)議。

完整的藍(lán)牙協(xié)議包括藍(lán)牙專利協(xié)議LMP（Link Manager Protoco1）、L2CAP（Logic Link Control and A―daptive Protoco1）和非專利協(xié)議。例如對象交換協(xié)議（OBEX）和用戶數(shù)據(jù)報文協(xié)議（UDP）。設(shè)計協(xié)議和協(xié)議棧的主要原則是盡可能利用現(xiàn)有的各種高層協(xié)議，保證現(xiàn)有協(xié)議與藍(lán)牙技術(shù)的融合以及各種應(yīng)用之間的互通性，充分利用兼容藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范的軟硬件系統(tǒng)。

2.藍(lán)牙協(xié)議棧開發(fā)平臺

本系統(tǒng)是在一塊帶有CPU的Nios開發(fā)板上進(jìn)行的，系統(tǒng)的硬件是基于FPGA開發(fā)的藍(lán)牙芯片，用來完成藍(lán)牙基帶中需要的復(fù)雜運算和實現(xiàn)射頻功能，并以函數(shù)調(diào)用的形式提供對這些功能的訪問。

3.藍(lán)牙協(xié)議棧的功能分析

藍(lán)牙的協(xié)議棧是運行在CPU核上面、管理系統(tǒng)資源、控制硬件、對通過HCI（Host Controller Interface）來自主機(jī)的命令進(jìn)行處理、完成藍(lán)牙功能的嵌入式軟件。由于本系統(tǒng)提供基帶的功能和實現(xiàn)鏈路管理器協(xié)議，主機(jī)是通過HCI層來控制藍(lán)牙的，L2CAP屬于上層的協(xié)議。所以系統(tǒng)要做的工作就是給主機(jī)提供HCI的接口，并且處理來自另一個藍(lán)牙設(shè)備的鏈路管理器協(xié)議的PDU（Prtocol Data Unit）包。在藍(lán)牙協(xié)議中，藍(lán)牙主機(jī)軟件實現(xiàn)了L2CAP功能和上層HCI的驅(qū)動程序;PPP、IP、TCP/UDP等協(xié)議歸屬于TCP/IP協(xié)議。已經(jīng)相當(dāng)成熟，并且被絕大多數(shù)操作系統(tǒng)實現(xiàn)，不在嵌入式協(xié)議棧的處理范圍之內(nèi)。

從一般軟件設(shè)計分類的角度來看，設(shè)備管理和系統(tǒng)資源管理是操作系統(tǒng)的任務(wù)。在綜合考慮系統(tǒng)簡單性和成本等因素之后，本系統(tǒng)中沒有使用獨立的實時操作系統(tǒng)，而是由嵌入式軟件完成部分應(yīng)該由操作系統(tǒng)完成的功能。

4.藍(lán)牙協(xié)議?？傮w設(shè)計

總體設(shè)計的內(nèi)容包括：結(jié)構(gòu)設(shè)計，功能設(shè)計，系統(tǒng)任務(wù)之間的通信和重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的確定等。

4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)采用單進(jìn)程的結(jié)構(gòu)。由主程序循環(huán)調(diào)用幾個任務(wù)。當(dāng)一個任務(wù)執(zhí)行完之后。才會進(jìn)入執(zhí)行下一個任務(wù)。在任務(wù)執(zhí)行期間，不屏蔽外部事件的中斷請求。因而外部事件可以被實時響應(yīng)。整個系統(tǒng)構(gòu)成典型的前后臺系統(tǒng)。這些任務(wù)包括：對HCI命令和PDU的處理，對LC（Link controler）的控制和管理。對Timer的管理和數(shù)據(jù)包的處理。

4.1.1 HCI和LC數(shù)據(jù)處理模塊

HCI和LC數(shù)據(jù)處理模塊主要完成數(shù)據(jù)包的分包和重組。HCI是UART接口。這里的數(shù)據(jù)包是L2CAP層傳送的上層應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)包;LC層可以傳送的數(shù)據(jù)包是藍(lán)牙協(xié)議規(guī)定的包類型。并且與建立連接時兩個設(shè)備的協(xié)商結(jié)果有關(guān)，所以。來自HCI的數(shù)據(jù)包可. 能與LC層可以傳送的數(shù)據(jù)包的大小不同。這就需要在發(fā)送來自HCI的數(shù)據(jù)包時。根據(jù)LC層可以使用的數(shù)據(jù)包的大小來重新組合和分包。以適合LC層的需要;當(dāng)收到LC層的固定類型的數(shù)據(jù)包時。還要根據(jù)HCI層規(guī)定來組合，以適合HCI層的傳送需要。

4.1.2 內(nèi)存管理模塊

內(nèi)存管理通常是操作系統(tǒng)的核心任務(wù)之一。由于本系統(tǒng)沒有使用實時操作系統(tǒng)。所以。這部分任務(wù)是系統(tǒng)必需而重要的任務(wù)。輸入的數(shù)據(jù)包必須保存在內(nèi)存中。由適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)做進(jìn)一步處理。

同時，應(yīng)用程序產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)也必須以數(shù)據(jù)包的形式存儲在內(nèi)存中。由硬件設(shè)備傳送出去。一般來說。協(xié)議軟件的有效性最終取決于如何管

理保存這些數(shù)據(jù)包的存儲器。一個良好的設(shè)計要做到快速分配存儲空間。并且避免數(shù)據(jù)包在各層協(xié)議之間移動時的數(shù)據(jù)復(fù)制。常用的分配方案有：緩沖區(qū)方案、鏈表方案、時鐘管理模塊、事件處理模塊。

4.2 任務(wù)之間的通信

任務(wù)之間的通信是協(xié)議棧軟件的重要部分，對協(xié)議的性能有很大的影響。對于操作系統(tǒng)來說，任務(wù)之間的通信通常采用的方法有信號量、郵箱、消息隊列、管道等。在我們的實現(xiàn)中，借鑒了管道的思想，亦即給所有需要通信的任務(wù)之間建立管道。為所有需要通信的任務(wù)建立管道，需要發(fā)送消息的任務(wù)把消息的內(nèi)容放入雙方已協(xié)商的管道中，然后由需要消息的任務(wù)從中取出。對管道中消息的存取和檢查都由一組統(tǒng)一的函數(shù)完成。

4.3 重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的確定

從對藍(lán)牙協(xié)議的分析可知，鏈路管理器的核心任務(wù)是管理和維護(hù)由數(shù)個藍(lán)牙設(shè)備組成的Piconet。Pi-conet的基本組成單元是兩個藍(lán)牙設(shè)備之間的連接，最基本的Piconet由兩個藍(lán)牙設(shè)備組成。因此，由兩個藍(lán)牙設(shè)備組成的一個連接是系統(tǒng)最基本的組成部分，對這種連接的建立、維護(hù)和參數(shù)管理是軟件最基本的功能。對這種連接的操作就是嵌入式軟件實現(xiàn)的核心任務(wù)。根據(jù)藍(lán)牙規(guī)范和連接的屬性，確定了描述這個對象的參數(shù)，用結(jié)構(gòu)TACLConnection來描述這個對象。

5.試驗結(jié)果分析

本系統(tǒng)利用Nios開發(fā)板，對所設(shè)計的軟件和藍(lán)牙基帶芯片進(jìn)行了測試，證明軟件可以完成藍(lán)牙基帶的基本功能。藍(lán)牙嵌入式通信協(xié)議棧的開發(fā)工作尚未全部結(jié)束，目前完成的是在兩個藍(lán)牙設(shè)備之間建立連接的工作。測試結(jié)果表明，在這個協(xié)議棧的開發(fā)工作中采取的一系列技術(shù)手段是基本成功的。這使得我們可以進(jìn)一步開發(fā)更加完善的協(xié)議棧。

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機(jī)械設(shè)計軟件范文第5篇

[關(guān)鍵詞]UG軟件；機(jī)械設(shè)計；CAD模塊；CAM模塊；CAE模塊

中圖分類號：TP391.72；TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）45-0365-01

一、引言

UG（Unigraphics）軟件是由美國UGS企業(yè)研制的，集合計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）、計算機(jī)輔助制造（CAM）以及計算機(jī)輔助工程（CAE）為一體的三維參數(shù)化多功能軟件。UG軟件是當(dāng)前世界上最為先進(jìn)的三維參數(shù)化軟件，具備強(qiáng)大的設(shè)計、制造和分析功能，能夠方便地對各種復(fù)雜實體進(jìn)行建構(gòu)，在當(dāng)前很多領(lǐng)域中都獲得了非常廣泛的應(yīng)用。本文通過對UG軟件的基本介紹以及對UG軟件中非常常用的CAD＼CAM＼CAE三大模塊在機(jī)械設(shè)計中的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討，希望可以為同類的UG軟件實踐應(yīng)用提供一定的借鑒。

二、UG軟件的相關(guān)概述

（1）UG軟件簡介

UG是由美國UGS企業(yè)研制的三維立體參數(shù)化多功能軟件，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的計算機(jī)輔助設(shè)計、制造軟件，在工業(yè)機(jī)械等眾多領(lǐng)域中獲得了非常廣泛的應(yīng)用。對于UG軟件來說，其不僅可以完成實體造型設(shè)計，而且可以有針對性的進(jìn)行有限元分析，從而為機(jī)械設(shè)計的可靠性提高貢獻(xiàn)了有效的分析方法。同時，UG軟件對于數(shù)控機(jī)床的加工與生產(chǎn)來說，可以很方便地為其三維模型建立相應(yīng)的數(shù)控代碼，從而提供極大的便利。除此之外，UG軟件根據(jù)各應(yīng)用領(lǐng)域的不同，提高了多種類型的開發(fā)模塊，以支持各級用戶開發(fā)專用系統(tǒng)，正是UG具備的這些突出優(yōu)勢，使得其在汽車、航空以及機(jī)械等眾多行業(yè)中獲得了非常廣泛而且深入的應(yīng)用。

（2）UG軟件的主要特征

UG軟件具有一系列突出的特征，首先，UG軟件具備交互式的軟件環(huán)境，可以顯著提升工作人員的工作效率。比如，UG軟件環(huán)境的局部可以完全根據(jù)操作人員的操作習(xí)慣進(jìn)行定制，而且信息化窗口友好，工具條可以隨意伸縮。在使用過程中，可以隨意調(diào)整右鍵的快捷菜單，并且常用的命令；其次，操作是根據(jù)工作流進(jìn)行交互的，不需要點擊太多次的鼠標(biāo)；第三，基于動態(tài)交互和智慧型的操作。前者允許設(shè)計人員在操作對象上快捷方便的進(jìn)行操作，而后者可以進(jìn)行快捷的選擇，減少設(shè)計的實踐，提升工作效率。

三、UG軟件在機(jī)械設(shè)計中的具體應(yīng)用

在上文中已經(jīng)論述，UG軟件之所以能夠?qū)崿F(xiàn)各種強(qiáng)大的功能，和其具備的各種功能模塊是分不開的，下文將結(jié)合這些功能模塊做詳細(xì)論述。

（1）UG軟件的CAD模塊

在CAD模塊中，基本環(huán)境、零件建模以及裝配和制圖是最基本的組成部分。

首先，對于基本環(huán)境來說，主要包含下表中的主要功能：打開、創(chuàng)建、存儲等文件操作；著色、消隱、縮放等視圖操作；視圖布局；圖層管理；繪圖及繪圖機(jī)隊列管理；表達(dá)式查詢；特征查詢；模型信息查詢、坐標(biāo)查詢、距離測量；曲線曲率分析；曲面光順分析；實體物理特性自動計算；用于定義標(biāo)準(zhǔn)化零件族的電子表格功能；Macro 宏命令自動記錄、回放功能；User Tools 用戶自定義菜單功能，使用戶可以快速訪問其常用功能或二次開發(fā)的功能。

其次，在零件建模時，設(shè)計人員可以結(jié)合不同零件的特征選用合適的零件設(shè)計方法，而且設(shè)計方法簡單，上手比較快。不同方法對應(yīng)的工具欄中具備相應(yīng)的工具和命令，設(shè)計人員能夠輕易、高效地完成對零件的設(shè)計工作。在CAD零件建模時，不同工具欄中的命令還具備一定的關(guān)聯(lián)特性，當(dāng)對零件進(jìn)行尺寸等的修改時，可以同時反饋到裝配和工程圖中，并作出相應(yīng)的修改，這和二維CAD制圖相比，大大提升了效率。因此，對于設(shè)計人員來說，可以將主要精力投放在方案結(jié)構(gòu)的研究上。

最后，UG軟件還具有專門的裝配設(shè)計模塊以及制圖模塊。裝配設(shè)計模塊中含有自下而上和自頂而下兩種主要的裝配方法。自下往上主要是由是由已設(shè)計好的各個零件、按各零件在裝配模型中的位置及配合要求直接裝配成符合設(shè)計意圖的設(shè)計模型的設(shè)計方法。對于該種方法來說，設(shè)計之前的零件尺寸、大小以及結(jié)構(gòu)等形式已經(jīng)被完全確定。設(shè)計人員可以靈活地將已經(jīng)設(shè)計完成的零件插入到裝配體模塊之中，并添加相關(guān)有效的配合關(guān)系。而自頂向下的裝配方法是直接在裝配模型中利用已有零件的點、邊線或面等幾何要素，根據(jù)設(shè)計思路，在現(xiàn)有零件的面或基準(zhǔn)面上創(chuàng)建零件草圖，從而根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，選用合適的零件設(shè)計方法，在裝配圖中直接創(chuàng)建新的零件設(shè)計方法。另外，CAD模塊還允許設(shè)計人員能夠結(jié)合實體模型針對產(chǎn)品進(jìn)行工程圖的繪制，在Unigraphic復(fù)合建模技術(shù)之下，建立與幾何模型相關(guān)的尺寸，這種情況下，如果實體模型被改變，圖也將自動被更新，減小繪制更新時間。

（2）UG軟件的CAM模塊

CAM模塊主要是基于易用的Motif環(huán)境的，是連接所有共同功能加工模塊的基礎(chǔ)。在CAM模塊中，各級用戶可以方便地根據(jù)自己的需要進(jìn)行刀具移動、圖形修改、編輯等的觀察功能。在CAM模塊中，還含有多種設(shè)計與加工任務(wù)的操作程序。其中任務(wù)的主要類型有鉆孔和攻絲等等。對于單一的用戶化對話框來說，可以根據(jù)用戶的實際需要進(jìn)行專用菜單的修改或者編入。明顯可以看出，在CAM模塊之下，用戶化的功能得到了非常明顯的增強(qiáng)。

（3）UG軟件的CAE模塊

CAE模塊具備高度集成特征的實用工具，在CAE模塊的環(huán)境中可以以較快的時間完成基于有限元的前后置處理。CAE模塊所承擔(dān)的任務(wù)主要是對有限元的分析，通過它不僅可以在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上進(jìn)行多重優(yōu)化，而且可以有效減少開發(fā)時間。CAE模塊提供了豐富的有限元分析理念模塊的分析工具，可以實現(xiàn)實體上的網(wǎng)格劃分和特定條件下的交互式劃分。除此之外，CAE模塊還提供了基本定義的功能。當(dāng)然前后置處理完成之后，CAE模塊還可以將有限元分析的結(jié)果輸送到解算器中進(jìn)行后續(xù)的計算。該步驟完成之后，就可以進(jìn)行結(jié)果的輸出，輸出的形式可以使圖形，也可以使動畫，輸出方式有云圖、等值線圖等多種形式，同時CAE模塊還具備動態(tài)仿真的功能。

四、結(jié)束語

綜上所述，正是UG軟件所具備的實體模型建構(gòu)的強(qiáng)大功能，使得其在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域中獲得了深入的應(yīng)用，并創(chuàng)造了很多良好的價值。采用UG軟件，不僅可以獲得近乎完美的設(shè)計方案，而且可以貼近實際角度入手分析，對各種問題進(jìn)行有效解決。筆者相信，隨著未來UG軟件的進(jìn)一步升級和完善，其給機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域所帶來的貢獻(xiàn)是不可估量的。

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