机械制造中的计算机辅助设计PDF电子书下载

第一章 计算机辅助设计引论 1

§1-1 计算机辅助设计的作业过程 2

一、传统的机械设计过程 2

二、计算机辅助设计的过程 4

§1-2 数学模型 5

一、数学模型的概念 5

三、建立数学模型的一般步骤和方法 8

§1-3 机械工程中计算机辅助分析的基本方法 8

二、数学模型的分类 8

一、解析法 9

二、数值解法 9

三、优化方法 10

§1-4 计算机辅助设计系统的型式 11

一、信息检索型设计系统 11

二、试行型设计系统 12

三、自动设计系统 13

四、会话型设计系统 14

一、硬件的组成 15

§1-5 计算机辅助设计系统的硬件 15

二、硬件的工作原理 16

§1-6 计算机辅助设计系统的软件 21

一、语言加工系统 21

二、通用标准程序及程序库 27

三、操作系统 27

四、文件系统和数据库管理系统 28

§1-7 CAD概念的产生及其发展简况 28

第二章 程序库和数据库库基础 31

§2-1 CAD中的程序及程序库 31

一、程序库的意义 31

二、程序库的建立和使用 32

§2-2 计算式程序化的基本要求 33

一、解题的精度和误差 34

二、计算量和解题时间 34

三、内存单元的需用量 36

四、程序的结构 36

§2-3 方程求根 37

一、二分法 38

二、牛顿迭代法 39

三、弦截法 41

§2-4 线性方程组的求解 44

§2-5 数值积分 48

一、梯形法 48

二、抛物线法 48

二、改进的欧拉方法 53

一、欧拉方法 53

§2-6 常微分方程的数值解法 53

三、龙格-库塔方法 54

§2-7 数表的程序化及函数插值 57

一、数表的程序化 57

二、数表的文件化 59

三、函数插值 60

§2-8 线图的程序化 67

§2-9 数表的公式化 69

一、多项式拟合 70

二、最小二乘法的FORTRAN程序 71

三、指数为非整数的公式的建立 73

§2-10 数据结构 75

一、基本概念及术语 75

二、数据的逻辑结构 77

三、数据的存贮结构 79

四、数据结构在CAD中的应用 84

§2-11 数据库和数据库管理系统 85

一、数据库的意义及特点 86

二、数据库系统的构成 87

三、数据库数据的存取过程 89

第三章 光笔图形显示器 90

§3-1 光笔图形显示器的组成 90

一、图形显示器的组成 91

二、图形显示器的构成方式 96

§3-2 显示器的工作原理 97

一、CRT的结构 97

三、图形再现 98

二、显示图象的方法 98

四、CRT的偏转方式及偏转量 99

五、光笔的操作方式 100

§3-3 751型光笔图形显示器的软件系统 102

一、软件系统的形式、功能与工作流程 102

二、光笔应用程序的结构与格式 103

三、基本显示子程序 104

§3-4 图形变换 114

一、点的变换 115

二、齐次坐标 117

三、二维图形的坐标变换 117

四、三维图形的坐标变换 119

§3-5 隐藏线的消去 126

一、边的评价 127

二、点的评价 128

三、可见面和不可见面的评价 128

一、设计形式的分类 129

§3-6 光笔图形显示器的应用举例 129

二、结构复杂程度分析 130

三、会话程序 132

第四章 自动绘图 136

§4-1 概述 136

一、自动绘图的过程 136

二、绘图原理 137

三、自动绘图机的主要功能 137

四、自动绘图系统 138

一、平台式自动绘图机 139

§4-2 自动绘图机 139

二、卷筒式自动绘图机 143

三、超高速平面电机式自动绘图机 145

§4-3 自动绘图机的插补原理 148

一、直线插补 148

二、圆弧插补 150

三、抛物线插补 152

§4-4 手工编程 153

一、绘图功能指令 153

二、绘图指令 154

三、支架图的程序编制 156

§4-5 计算机辅助编程 157

一、基本概念 158

二、BENSON绘图软件 159

三、应用子程序的编制方法 168

四、绘图程序的编制 175

第五章 优化方法 181

§5-1 概述 181

一、设计变量、目标函数和等值线 181

三、优化问题的数学模型 183

二、约束和约束面 183

§5-2 无约束问题的优化方法 185

一、最优解存在的必要和充分条件 186

二、一维搜索方法 189

三、最速下降法 195

四、共轭梯度法 197

五、牛顿方向法和变尺度法 200

六、共轭方向法 203

一、单纯形法 204

§5-3 优化问题直接解法 204

二、伸缩保差法 210

§5-4 有约束问题的优化方法 214

一、有约束问题转化为无约束问题的方法 214

二、拉格朗日乘子法 215

三、SUMT法 216

附例 组合机床主轴箱的计算机辅助设计 242

§1 用传动树形图描述主轴箱的传动系统 242

一、树形图的概念及其描述传动系统的方法 242

二、传动树形图上各元素间的内在联系 245

§2 主轴箱传动设计程序化的原则和方法 248

§3 原始数据和设计步骤 249

§4 对设计过程中几个基本问题的处理 252

一、类型识别的数学模型 252

二、“圆周分布”类型设计时的优化目标 259

三、主轴箱齿轮的可用系列 259

四、子程序的编制及调用 259

§5 主轴箱的设计举例 264