機械設計課程設計計算機輔助設計的開發,一方面節約了時間,使學生可以將設計重點放在方案設計和結構設計上,有利于培養創新能力;另一方面改變了傳統的教學方式,給這門課程帶來了新的活力,提高了教學效果和設計效率。目前此軟件系統已在教學中得到應用,正在不斷完善中,若有不妥之處,望與筆者商榷,使之不斷改進和提高。

　　《機械設計》是機械類及近機類學生的重要專業基礎課,機械設計課程設計是將所學理論與實踐相結合的重要環節,是對學生綜合能力的訓練。通過設計可以幫助學生掌握一般機械設計的方法與步驟,使學生的設計能力得到提高。

　　1開發工具的選用

　　CAD軟件已經發展成為各種可視化的發展環境。目前CAD開發工具軟件可以分為三類:一類是以Visualc++為代表的元件開發工具;另一類是以VisualBasic為代表的方案開發工具;再一類是以AutoCAD為代表的基于圖形軟件包的二次開發工具。筆者選用的是VisualBasic(VB)6.0作為開發工具,此軟件功能強大,易用性強,而且控件封裝了大量的屬性和方法,更好地實現了代碼共享,大大地節省了程序開發的時間,是當今最普遍的可視化編程工具之一。

　　2程序總體結構

　　計算機輔助設計軟件以教學實用性為根本,主要實現齒輪傳動設計計算和校核的自動化,解決傳統的手工設計方法的缺陷。根據開發工具VB模塊化設計的思想,結合齒輪傳動設計的特點,確定了程序總體結構,流程圖見圖1:

　　3軟件開發的關鍵技術

　　計算機輔助設計軟件的整個過程由菜單和對話框驅動,分為設計計算、校核計算模塊。其設計,實現人機對話,具有良好的交互性,充分考慮了變化的參數需要學生參與改變的特點,使學生既感到計算的快捷方便,又鍛煉了設計能力。具體體現在學生在軟件使用過程中可以看到清楚的設計步驟,在不斷提示下進行每步設計。

　　3.1圖表功能的實現

　　在機械設計課程設計中有大量的圖表要查。圖表的特點是鮮明直觀,并能看出變化趨勢,在設計手冊和資料中經常采用。但是在計算機輔助設計中,圖表不能直接存儲在計算機里,而且圖表本身不能用來直接解題,參與計算的只是根據圖表查得的有關數據,因此必須將其程序化,變成計算機可存儲的數據形式,供解題時檢索和調用。如圖2所示,為了選擇使用系數,需要決定選取的原動機和載荷狀態。在機械設計中,將使用系數數值列于表1-1。根據設計參數,選擇的狀態決定使用系數的數值,這樣解決了查圖表的問題。

　　3.2齒輪設計校核模塊的開發

　　齒輪的設計計算是比較復雜的一個過程。在設計過程中,既要滿足傳動比的要求,又要滿足強度的要求,所以要多次進行參數調整和試算后才能得到滿足要求的齒輪,學生需要較長的時間完成齒輪的設計計算。由于給每個學生的設計數據不一樣,且每個學生在設計時所選擇的參數也不相同,因此開發了齒輪材料及其設計計算的模塊,如圖3、圖4所示。若齒輪的強度不滿足要求,則,所得出的數字呈紅色,需返回到初始界面重新設計,輸入及確定相關參數。

　　3.3整體界面

　　以上界面是針對標準直齒圓柱齒輪進行的設計計算,如進行圓錐齒輪、斜齒圓柱齒輪、蝸輪蝸桿等類型的傳動設計,可依照以上設計進行對應的界面設計。