41计算机辅助机械设计.PPT

第4章 智能汽车设计基础—计算机辅助设计 4.1 计算机辅助机械设计 1 4.2 计算机辅助电路设计 2 思考题 3 第4章 智能汽车设计基础—计算机辅助设计 4.1 计算机辅助机械设计 1 4.1.1 机械设计原理 2 4.1.2 AUTOCAD 简介 4.1.1 机械设计原理 为了提高智能车的竞技性能，必须了解其机械结构，并且对其结构上的不足之处加以改进。通过对历届全国智能汽车竞赛中各高校的参赛智能车进行研究后发现，想要取得较好的成绩，智能车底盘的优化和硬件设备的可靠性所占的比重要大于软件程序及其控制策略所占的比重，因此有必要对智能车的机械原理进行一定的了解。 机械设计原理就是研究机械的基本理论及设计技术等问题。具体来说，研究内容主要有以下几个方面： 4.1.1 机械设计原理 （1）机械设计总论 主要介绍机械设计要求及机械设计中常用材料和选用原则、机械零件的强度验算、机械零件的磨损及润滑等理论，并对现代设计方法进行简单的介绍。 （2）常用机构及传动设计 研究机构的组成原理、运动分析及力分析方法，并重点介绍根据运动要求和工作条件设计常用机构及传动的技术和方法。 （3）通用零件设计 研究通用零件的设计和选用问题，包括零件工作能力设计和结构设计，以及标准零、部件的选用等问题。 （4）有关机械总体设计中的一些问题 介绍机械传动系统方案设计、控制系统设计及机座与箱体结构设计等问题。 4.1.1 机械设计原理 机械设计的基本要求包括以下几个方面： （1）功能要求 机械产品必须完成规定的功能，并保证功能参数在限定的范围内。 （2）可靠性要求 机械的可靠性通过可靠度来衡量。可靠度是指在规定的使用时间（寿命）内和预定的环境条件下，机械产品能够正常地完成其功能的概率。不同场合使用的机械，对其可靠度有不同的要求。 （3）经济性要求 所设计的机械应在设计、制造和使用的全过程中都应力求达到合理的成本范围内。主要的方法有：采用恰当的设计方法，缩短设计周期；构思合理的工作原理，简化结构；选用适当的原材料，减小尺寸和质量；制定合理的制造和装配工艺；注意最大限度地采用标准化、系列化及通用化的零、部件等。 4.1.1 机械设计原理 （4）社会性要求 机械产品的操作应方便、安全；外观造型和色彩应大方宜人；具有较强的市场竞争力；遵循国家及相关部门环境保护等有关法规。 （5）其他特殊要求 不同的机械还具有一些该机械所特有的要求。例如，对机床有长期保持精度的要求；对飞机有质量轻、飞行阻力小而运载能力大的要求等。 通过对参赛智能车机械设计的调查分析发现，并不是所有的调整都对提高智能车的性能具有明显的作用，其中前轮定位参数优化、转向舵机力臂增大和底盘重心位置对于智能车的机械性能有着较大的影响。 4.1.2 AutoCAD 简介 AutoCAD是机械设计中常用的软件之一，它是一种可自定义、可扩展的CAD软件，具有二维绘图、设计文档和简单的三维设计等功能。AutoCAD从V1.0，V1.17，V2.5，V2.6，R9～R14，2000，2000i，2004，2005至今天的2006版，历经了多次的改版更新，由于其在平面设计方面的功能比较齐全，其市场占有率很高。 下面以AutoCAD2006为例来说明AutoCAD在机械设计中的应用。 AutoCAD2006提供了高效的图形集管理器，可以轻松地对图形进行移植、展开，其直观的功能让学习变得更加容易；动态块和增强的图案填充等工具为用户提供了便捷的解决方法。这些新功能与图形集管理器等选项板相结合，为管理所有类型的项目提供了一套完整的解决方案。 AutoCAD2006在机械设计的应用功能主要体现在以下几个方面： 4.1.2 AutoCAD 简介 （1）可方便地绘制直线、圆、圆弧和正多边形等基本机械图形对象，并且可以对图形对象进行各种编辑，以构成各种复杂的机械图形。 （2）当某一张图纸上需要绘制多个相同的图形时，利用其强大的复制、偏移和镜像等功能，能够快速地通过已有图形绘制出其他图形。 （3）AutoCAD能够绘制出满足符合国家机械制图标准（GB）的线条宽度、文字样式等。 （4）提供了新的动态块功能，可以快速有效地创建机械常用件和标准件的模块，如符合国家标准的键、弹簧、轴承、螺栓、螺母和垫圈等；操纵块并从中提取数据，当需要绘制这些图形时，可以直接插入而不必要重复绘制。 4.1.2 AutoCAD 简介 （5）新提供的动态输入功能，可以使用户将精力集中在设计绘图而非软件功能上。 （6）可以方便地将零件图组装成装配图，能够验证零件尺寸是否正确、零件之间是否会出现干涉等装配问题，同时还可以利用Aut