浅析机械设计课程设计计算机辅助设计的开发

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摘要：介绍了机械设计课程设计计算机辅助设计的开发意义、程序总体结构及软件开发的关键技术。计算机辅助设计作为一种新型的教学方式受到了愈来愈高的重视，近年来得到飞速发展，该设计正适应了这种形势。它以模块化设计思想为主导，以教师的教学经验为基础，以Visual Basic为开发工具，进行对话框设计实现人机对话，生动形象地解决了课程设计中的许多问题，具有很好的应用前景。

关键词：机械设计课程设计；计算机辅助设计；教学方式

中图分类号：G4 文献标识码：A

《机械设计》是机械类及近机类学生的重要专业基础课，机械设计课程设计是将所学理论与实践相结合的重要环节，是对学生综合能力的训练。通过设计可以帮助学生掌握一般机械设计的方法与步骤，使学生的设计能力得到提高。

1 开发工具的选用

CAD软件已经发展成为各种可视化的发展环境。目前CAD开发工具软件可以分为三类：一类是以Visual C++为代表的元件开发工具；另一类是以Visual Basic为代表的方案开发工具；再一类是以AutoCAD为代表的基于图形软件包的二次开发工具。笔者选用的是Visual Basic（VB）6.0作为开发工具，此软件功能强大，易用性强，而且控件封装了大量的属性和方法，更好地实现了代码共享，大大地节省了程序开发的时间，是当今最普遍的可视化编程工具之一。

2 程序总体结构

计算机辅助设计软件以教学实用性为根本，主要实现齿轮传动设计计算和校核的自动化，解决传统的手工设计方法的缺陷。根据开发工具VB模块化设计的思想，结合齿轮传动设计的特点，确定了程序总体结构，流程图见图1：

3 软件开发的关键技术

计算机辅助设计软件的整个过程由菜单和对话框驱动，分为设计计算、校核计算模块。其设计，实现人机对话，具有良好的交互性，充分考虑了变化的参数需要学生参与改变的特点，使学生既感到计算的快捷方便，又锻炼了设计能力。具体体现在学生在软件使用过程中可以看到清楚的设计步骤，在不断提示下进行每步设计。

3.1 图表功能的实现

在机械设计课程设计中有大量的图表要查。图表的特点是鲜明直观，并能看出变化趋势，在设计手册和资料中经常采用。但是在计算机辅助设计中，图表不能直接存储在计算机里，而且图表本身不能用来直接解题，参与计算的只是根据图表查得的有关数据，因此必须将其程序化，变成计算机可存储的数据形式，供解题时检索和调用。如图2所示，为了选择使用系数 ，需要决定选取的原动机和载荷状态。在机械设计中，将使用系数数值列于表1-1。根据设计参数，选择的状态决定使用系数的数值，这样解决了查图表的问题。

3.2 齿轮设计校核模块的开发

齿轮的设计计算是比较复杂的一个过程。在设计过程中，既要满足传动比的要求，又要满足强度的要求，所以要多次进行参数调整和试算后才能得到满足要求的齿轮，学生需要较长的时间完成齿轮的设计计算。由于给每个学生的设计数据不一样，且每个学生在设计时所选择的参数也不相同，因此开发了齿轮材料及其设计计算的模块，如图３、图４所示。若齿轮的强度不满足要求，则，所得出的数字呈红色，需返回到初始界面重新设计，输入及确定相关参数。

3.3 整体界面

以上界面是针对标准直齿圆柱齿轮进行的设计计算，如进行圆锥齿轮、斜齿圆柱齿轮、蜗轮蜗杆等类型的传动设计，可依照以上设计进行对应的界面设计。

结束语

机械设计课程设计计算机辅助设计的开发，一方面节约了时间，使学生可以将设计重点放在方案设计和结构设计上，有利于培养创新能力；另一方面改变了传统的教学方式，给这门课程带来了新的活力，提高了教学效果和设计效率。目前此软件系统已在教学中得到应用，正在不断完善中，若有不妥之处，望与笔者商榷，使之不断改进和提高。