《高等学校试用教材 机械制造中的计算机辅助设计》

目录1

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

二、数学模型的分类8

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

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

§1-5计算机辅助设计系统的硬件15

一、硬件的组成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、通用标准子程序及程序库27

三、操作系统27

§1-7CAD概念的产生及其发展简况28

四、文件系统和数据库管理系统28

第二章程序库和数据库基础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

四、程序的结构36

三、内存单元的需用量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

一、梯形法48

二、抛物线法48

§2-5数值积分48

§2-6常微分方程的数值解法53

一、欧拉方法53

二、改进的欧拉方法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

§3-3751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、光笔应甩程序的结构与格式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