Глава 17 автоматизация конструкторских работ

17.1. Элементы сапр и их использование при курсовом проектировании по деталям машин

Системой автоматизированного проектирования (САПР) называют совокупность средств и методов для осуществления автоматизированного проектирования. Под автоматизированным проектированием понимают проектирование с помощью ЭВМ, включающее поиск оптимального решения с выдачей результатов в графическом виде на экране дисплея или с помощью графопостроителя на бумаге. Такое проектирование ведется в диалоговом режиме "человек-ЭВМ".

Необходимость автоматизации проектирования обусловлена требованием существенного сокращения времени разработки новых конструкций, которое может быть достигнуто повышением производительности конструкторских работ за счет устранения несоответствия между традиционной технологией проектирования и постоянно возрастающей сложностью проектируемых изделий, удваивающейся в течение каждого десятилетия.

В развитии САПР выделяют несколько этапов: первый -применение ЭВМ для решения отдельных расчетных задач; второй - ввод-вывод графической информации в диалоговом режиме; третий - комплексная автоматизация. Результаты могут выдаваться, например, в виде рабочих чертежей, пространственных изображений, полей изменения параметров.

При конструировании должны быть выбраны оптимальные параметры изделия, наилучшим образом удовлетворяющие различным, часто противоречивым требованиям: наименьшим массе (или массе, отнесенной к вращающему моменту), габаритам, стоимости, наибольшему КПД, требуемым жесткости, надежности.

Одним из элементов САПР, применяемых при курсовом проектировании, является автоматизация расчетов [9, 11], предусматривающая применение современных точных методов расчета, которые были невозможны при ручном счете.

Другим элементом САПР является развитие навыка и умения работы с банками данных. Такими, например, как параметры стандартных узлов (электродвигателей, подшипников качения, муфт приводов и др.), или графическими данными - чертежами деталей общего назначения (валов, зубчатых колес); каталогом готовых графических решений; пакетами прикладных программ. Работа с банками данных осуществляется в диалоговом режиме с ЭВМ.

В практической конструкторской деятельности очень часто приходится иметь дело с выбором параметров, задаваемых в технической документации в табличной форме. Выбранное табличное значение используют непосредственно для простановки на чертежах, для проведения различных расчетов или в качестве входного параметра при определении показателей, заданных в табличной форме. Поэтому большое практическое значение имеет такой элемент САПР, как извлечение данных из многомерных таблиц и облегчение программирования табличных операций с ними.

Перспективным элементом САПР в курсовом проектировании по деталям машин является автоматизация конструкторских и графических работ, конструирование с помощью ЭВМ.

Ниже приводится описание возможных для применения при курсовом проектировании направлений оптимизации и конструирования деталей машин с помощью вычислительной техники. Описываемые программы реализованы на персональных ЭВМ и позволяют получить, например, компоновочную схему двухступенчатого цилиндрического редуктора в соответствии с выбранным критерием оптимизации, эскизный или рабочий чертежи сконструированного вала, рабочий чертеж зубчатого цилиндрического колеса и др.

Программы конструирования используют разработанную ранее [9, 11], усовершенствованную и расширенную впоследствии библиотеку программ. Результатом выполнения программ конструирования является созданный и отредактированный образ чертежа, который может быть выведен в виде твердой копии на лист и (или) сохранен в библиотеке чертежей (банке проектов) в виде чертежного или обменного файлов.