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第1期（总第131期）机械管理开发2013年2月No.1（SUM No.131）MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT Feb.20130引言工程图学是主要研究空间几何元素的图示与图解、空间物体的构型规律和表达方法、工程图样表达的基本概念和方法的一门学科[1]。
工程图学是工科院校重要的技术基础课程，是工科专业学生学习工程知识的第一个窗口，对培养学生绘图、识图能力和空间想象能力有着重要作用。
工程图学教学的主要任务是培养学生阅读和绘制工程图的能力，要求学生具有较强地将三维形体与二维投影精确对应的形象思维能力。
工程图学教学中需要采用大量的工程图例和三维实体模型进行辅助教学，随着多媒体技术的发展，可以将教学所需的工程图例及三维实体模型包含于教学课件之中，从而有效简化教学活动，使工程图学的教学更为便利。
目前，教学课件的制作主要采用Powerpoint 软件，该软件具有一些简易的绘图功能，可以满足一般课件的制作需求。
而工程图学课程，教学所需工程图与三维实体模型均较为复杂，仅应用Powerpoint 软件无法满足课件的设计需求，因此，本文根据教学课件制作的经验，提出协同应用AutoCAD 与Pro/E 以优化工程图学教学课件的制作。
1AutoCAD 与Pro/E 软件的特点AutoCAD 是美国Autodesk 公司开发的一款计算机辅助设计软件，主要用于二维绘图、文档设计和基本的三维建模设计。
AutoCAD 具有良好的用户界面、便于操作的交互式菜单以及完善的图形绘制和编辑功能，在工程图绘制中具有广泛应用[2]。
AutoCAD 的显著优势在于其强大的二维绘图功能，不仅其线条绘制与编辑的能力突出，而且可以更为灵活地设定线条的颜色、线型和线宽，可以获得更为完美的工程图纸。
软件独特的图层设定功能可以将绘图内容按不同的类型分开，并通过对各图层所绘制内容进行精确叠加而获得完整的综合图纸。
proe在工程设计中的应用1. 引言Pro/ENGINEER是一款强大的CAD软件，旨在支持产品的全生命周期，从概念设计到制造。
它提供了丰富的功能和工具，使工程设计师能够更有效地进行设计、分析和模拟。
2. 三维建模2.1 部件建模Pro/ENGINEER允许工程设计师通过创建三维部件模型来呈现产品的实际形状和结构。
这包括各种功能，如实体建模、曲面建模、装配建模等。
2.2 装配设计软件支持复杂产品的装配设计，使工程师能够在一个虚拟环境中组装和调整零部件，确保它们之间的适配性和互操作性。
3. 参数化设计Pro/ENGINEER采用参数化建模方法，允许工程师使用参数和关系来定义设计，从而轻松进行设计修改和更新。
这提高了设计的灵活性和可维护性。
4. 分析和仿真4.1 结构分析Pro/ENGINEER允许进行结构分析，帮助工程设计师评估产品的强度、刚度和稳定性。
这有助于确保产品在实际使用中能够承受各种载荷。
4.2 流体动力学分析对于需要与流体交互的设计，Pro/ENGINEER还提供了流体动力学分析工具，以评估液体或气体在产品内的流动行为。
5. 制造支持5.1 数控编程Pro/ENGINEER允许生成数控（CNC）编程，以便在制造阶段通过数控机床来加工零件和构件。
5.2 制造文档软件生成制造文档，包括图纸、工艺路线和装配说明，以支持产品的实际制造和装配。
6. 数据管理Pro/ENGINEER通过提供全面的数据管理功能，包括版本控制、协作工具和数据共享，确保设计团队能够协同工作，并管理设计数据的完整性。
7. CAD和PLM集成Pro/ENGINEER可以与产品生命周期管理（PLM）系统集成，以便更好地管理产品信息，跟踪设计变更，并实现全球团队之间的协作。
8. 生成产品文档软件支持生成产品文档，包括2D制图、材料清单等，以便于交付给制造团队和其他利益相关方。
9. 结论Pro/ENGINEER在工程设计中的应用涵盖了整个产品生命周期。
Pro／E三维软件在工程制图教学中的应用[摘要] 文中阐述了运用Pro/E三维软件解决工程制图教学中的难点问题。
实践证明,利用Pro/E三维造型技术辅助工程制图教学,能有效地降低教学难度,提高学生的空间思维能力,使教学过程变得直观生动,取得了较好的教学效果。
[关键词] Pro/E 工程制图空间思维能力1、前言《工程制图》是工科类学生必须掌握的一门专业基础课,大多数高校都是在第一个学期就开设这门课程,其主要任务是培养学生具备绘制和识读各类工程图样的能力。
[1]刚刚进入高校的学生,大都空间思维能力较弱,同时缺乏生产实践经验。
传统制图教学中一般采用实物模型、挂图、幻灯等辅助教学用具来帮助学生理解图形,这些方式繁琐、费时,效果也不佳,尤其讲解求截交线、相贯线以及复杂组合体投影时,学生普遍反映很难理解。
最近的教学实践表明,借助一些三维软件的实体造型功能,通过对工程机件的实体模型演示,将其抽象、静止的内容转换成形象、生动的立体模型图,采用先三维、后二维、再三维的模式进行教学,可以有效地培养学生的空间想象能力,收到了较好的教学效果。
2、Pro/E三维软件在制图教学中的应用2.1 Pro/E三维软件的功能和特点。
Pro/E是美国PTC公司开发研制的三维设计软件,基于特征进行参数化设计,用数值参数和几何约束来控制三维几何体建模过程,生成三维零件和装配模型;再根据工程实际需要直接生成二维工程图和各种标注,完成零件工程图和装配工程图。
[2]Pro/E三维设计中包括了产品完整的几何结构,可以从三维模式中产生其他各种视图,除基本标准的三视图外,还可生成轴测图、向视图、各种剖视图、局部视图等,如图1所示。
由于Pro/E系统中三维和二维的相关性,在不同的设计环境中模型都是相互关联的,可以在三维、二维或其他设计环境中直接修改模型的尺寸和结构,其他的模型就可以自动更新。
三维二维的相关性可动生成二维尺寸,并可以灵活调整尺寸的种类和位置。
MATHCAD中数学建模方法及工程应用一、概述MATHCAD中有很多种绘图方法，以下摘录帮助文件中几种有代表性的例子：图一绘制了一个参数方程表示的平面图形，图二用MATHCAD的内置函数绘制了一个空间曲线，其中帮助文件对CreateSpace函数的解释如下：CreateSpace允许您指定参数的范围，并且如有需要，可指定绘图外部点的间隔。
也可以将函数用作3D图处理程序的自变量，在此情况下可在绘图格式对话框的QuickPlot数据选项卡中设置范围。
图三用MATHCAD的内置函数CreateMesh绘制了一个空间曲面图形。
MC中也可以读取外部数据绘制图形，如下：二、MATHCAD的绘图方法浅析看以上绘图方法能感觉到MATHCAD是个不错的软件，但同时结合自己的数学知识及工作中的问题，想作一些图形或者进一步分析时会发现好像自己仍然还是不清楚如何把自己想要的图形绘制出来，这应该也是部分人认为MATHCAD只适合教学、做一些简单数学计算的原因。
个人认为这是低估了MATHCAD的能力，深入研究及尝试会发现自己想要的图形都可以在MATHCAD中表现出来，只是相关的资料较少或者MATHCAD的研发人员的实现思路和自己固有的想法不同而已。
MATHCAD绘图时使用比较多的是嵌套矩阵，即矩阵的元素也是矩阵。
而且同一个矩阵的元素的数据格式可以不同，这使矩阵的使用比较灵活。
如果有编程经验的话应该对“面向对象的编程方法”并不陌生，MC中的矩阵也可以理解为封装“对象”的一个容器，具体保存何种数据取决于你想分析什么问题、需要什么数据。
通常实际的工程项目中的数据或者函数能象如上例子中可以用解析方式表达的情况并不多见，多数情况只能用数值的方法表达，比如实验数据、模型的空间结构尺寸数据等。
以下对MC的绘图方法做一些初步的探讨并列举几种常用的绘图方式。
1.等高线图的绘图解析（以图四为例）a)矩阵M的数据结构利用MC中的内置函数，可对M中的数据结构进行分析如下：从矩阵M的数据及三维图可看出MC中对数据表绘制三维图的定义如下所示：图五由此可知，MC 在通过二维图表数据绘制三维图时把数据表（或矩阵）的行数、列数作为数据的X,Y 坐标来看待，而其中的数据即是Z 值。
Mathcad在⼯程计算中的应⽤2019-09-06【摘要】在⼯程项⽬中，经常要做⼤量的计算，Mathcad是⼀款⼯程计算软件，采⽤接近在⿊板上写公式的⽅式让⽤户表述所要求解的问题，通过底层计算引擎计算返回结果并显⽰在屏幕上。
计算过程近似透明，使⽤户专注于对问题的思考⽽不是繁琐的求解步骤。
【关键词】Mathcad；⼯程计算1.引⾔Mathcad作为⼯程计算的全球标准，与专有的计算⼯具和电⼦表格不同，Mathcad允许⼯程师利⽤详尽的应⽤数学函数和动态、可感知单位的计算来同时设计和记录⼯程计算。
独特的可视化格式和便笺式界⾯将直观、标准的数学符号、⽂本和图形均集成到⼀个⼯作表中。
2.⽤Mathcad计算电机、减速机选型实例分析Mathcad在随意书写数字，数学公式的同时，也可以⾮常⽅便在在公式中添加⽂字注释。
下⽂为直接在Mathcad中写出的机械⼿坚直⽅向的电机，减速机选型过程，在按正确公式格式写完计算思路和过程后，计算结果直接显⽰，并可⽅便地做⼤⼩⽐较等操作，⽆需任何其余附助计算⼯具。
3.计算实例1）已知数据上升距离：S：=0.45m上升时间：T：=0.8s速度：V：=0.95m/s总质量：M：=310kg（机械⼿本体重量230kg+⼯件重量80kg）齿轮模数：m：=3齿数：z：=21齿轮分度圆直径：d：=63mm导向⾯阻⼒：f：=92.37N（根据线轨产品⼿册计算）2）机械⼿上升各段路程、加速度与时间的计算（注：此处在Mathcad内写好公式，⾃动⽣成计算结果）速度、加速度计算结果：上升加速距离：S1=0.155m上升匀速距离：S2=0.14m上升减速距离：S3=0.155m上升加速时间：T1=0.326s上升匀速时间：T2=0.147s上升减速时间：T3=0.326s上升加速度：a=2.91m/s23）减速箱扭矩计算受⼒最⼤时为上升加速阶段。
驱动齿轮输⼊⼒：F：=M·g+M·a+fF=4035N驱动齿轮输出扭矩：T：=（F·d）/2T=127.088Nm选SEW BSKF402 i=10减速箱速⽐：i=10减速箱额定扭矩：MB：=186Nm减速箱最⼤扭矩：Mnotaus：=275Nm 减速箱转动惯量Jd：=3×10-4kg·m2 4）电机扭矩计算所需电机⼒矩计算：Tm：=T/iTm=12.709Nm减速箱转数计算：Nd：=V/（π·d）Nd=4.8r/s所需电机转数计算：N：=Nd·iN=47.999r/s=2880r/min⾓加速度计算：ω：=（2π·N）/T1ω=925.114/（s2）选西门⼦1FK7085-7AF71电机电机最⼤扭矩Tmaxmotor：=22Nm电机额定扭矩T0motor：=12Nm电机额定转数Nmotor=3000r/min电机转动惯量Jm：= 23.5×10-4kg·m2电机和减速机起动所需要转矩为：Tmd：=（Jm+Jd）×ωTmd=2.452Nm减速机效率为0.9，最⼤所需扭矩为：Tη：=Tm/0.9+TmdTη=16.572NmTη=16.572NmN=47.999r/s=2880r/min5）惯性矩校验⾃重及⼯件的惯性矩：Jmove：=（M·d2）/（4·i2）Jmove=3.076×10-3kg·m2驱动总惯性矩：Jall：=（Jm+Jd+Jmove）Jall=5.727×10-3kg·m2Jall/3=1.909×10-3kg·m24.结论综上，⽤Mathcad可以像写⽂章⼀样直接写出完整的⼯程计算，不需要任何计算器，只要在书写⽂档时正确填写公式，就可以在书写⽂档的同时完成⼤量的计算⼯作，⼤⼤节省计算时间。
