курсовая по информатике. Отчет по курсовой работе по теме Разработка программного модуля на языке программирования высокого уровня для решения инженерных задач

Название	Отчет по курсовой работе по теме Разработка программного модуля на языке программирования высокого уровня для решения инженерных задач
Анкор	курсовая по информатике
Дата	21.06.2022
Размер	1.16 Mb.
Формат файла
Имя файла	Kursovaya_Rabota_Ivanov_Viktor_NMT-113511_0.docx
Тип	Отчет #608199
страница	7 из 7

1 2 3 4 5 6 7

3.5 Результаты работы программы

Рисунок 14. Изображение работы программы после запуска

Рисунок 15. Изображение формы для расчёта диаметра вала

Рисунок 16. Изображение формы для расчёта диаметра окружности вершин

Рисунок 17. Изображение формы для расчёта диаметра окружности вершин

Рисунок 18. Изображение формы для расчёта ширины зубчатого венца колеса

Рисунок 19. Изображение формы для расчёта длины ступицы

Рисунок 20. Изображение формы для расчёта диаметра ступицы

Рисунок 21. Изображение чертежа зубчатого зацепления

3.6 Вывод

В данной задаче была создана программа, которая позволяет по исходным данным рассчитать зубчатое зацепление и вывести его изображение.

CAD/CAM/CAE системы

Система автоматизированного проектирования (англ. Computer-aided design (CAD)) — автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности. Также для обозначения подобных систем широко используется аббревиатура САПР.
CAD-системы (сomputer-aided design – компьютерная поддержка проектирования) предназначены для решения конструкторских задач и оформления конструкторской документации (более привычно они именуются системами автоматизированного проектирования САПР). Как правило, в современные CAD-системы входят модули моделирования трехмерной объемной конструкции (детали) и оформления чертежей и текстовой конструкторской документации (спецификаций, ведомостей и т.д.). Ведущие трехмерные CAD-системы позволяют реализовать идею сквозного цикла подготовки и производства сложных промышленных изделий.
CAM-системы (computer-aided manufacturing – компьютерная поддержка изготовления) предназначены для проектирования обработки изделий на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) и выдачи программ для этих станков (фрезерных, сверлильных, эрозионных, пробивных, токарных, шлифовальных и др.). CAM-системы еще называют системами технологической подготовки производства. В настоящее время они являются практически единственным способом для изготовления сложнопрофильных деталей и сокращения цикла их производства. В CAM-системах используется трехмерная модель детали, созданная в CAD-системе.
САЕ-системы (computer-aided engineering – поддержка инженерных расчетов) представляют собой обширный класс систем, каждая из которых позволяет решать определенную расчетную задачу (группу задач), начиная от расчетов на прочность, анализа и моделирования тепловых процессов до расчетов гидравлических систем и машин, расчетов процессов литья. В CAЕ-системах также используется трехмерная модель изделия, созданная в CAD-системе. CAE-системы еще называют системами инженерного анализа.

Общая классификация CAD/CAM/CAE-систем

Традиционно существует также деление CAD/CAM/CAE-систем на системы верхнего, среднего и нижнего уровней. Cледует отметить, что это деление является достаточно условным, т.к. сейчас наблюдается тенденция приближения систем среднего уровня (по различным параметрам) к системам верхнего уровня, а системы нижнего уровня все чаще перестают быть просто двумерными чертежно-ориентированными и становятся трехмерными.

Примерами CAD/CAM-систем верхнего уровня являются Pro/Engineer, Unigraphics, CATIA, EUCLID, I-DEAS (все они имеют расчетную часть CAE).

В настоящее время на рынке широко используются два типа твердотельного геометрических ядра (Parasolid от фирмы Unigraphics Solutions и ACIS от Spatial Technology). Наиболее известными CAD/CAM-системами среднего уровня на основе ядра ACIS являются: ADEM (Omega Technology); Cimatron (Cimatron Ltd.); Mastercam (CNC Software, Inc.); AutoCAD 2000, Mechanical Desktop и Autodesk Inventor (Autodesk Inc.); Powermill (DELCAM); CADdy++ Mechanical Design (Ziegler Informatics GmbH); семейство продуктов Bravo (Unigraphics Solutions), IronCad (VDS) и др. К числу CAD/CAM-систем среднего уровня на основе ядра Parasolid принадлежат, в частности, MicroStation Modeler (Bentley Systems Inc.); CADKEY 99 (CADKEY Corp.); Pro/Desktop (Parametric Technology Corp.); SolidWorks (SolidWorks Corp.); Anvil Express (MCS Inc.), Solid Edge и Unigraphics Modeling (Unigraphics Solutions); IronCAD (VDS) и др.

CAD-системы нижнего уровня (например, AutCAD LT, Medusa, TrueCAD, КОМПАС, БАЗИС и др.) применяются только при автоматизации чертежных работ.

Достоинства САПР:

Более быстрое выполнение чертежей. Конструктор, использующий САПР, выполняет чертежи в 3 раза быстрее, чем традиционно.
Повышение точности выполнения чертежей. Точность чертежа, выполненного вручную, определяется остротой зрения конструктора и толщиной грифеля карандаша.
Снижение процента ошибок: поскольку программное обеспечение САПР использует некоторые из лучших инструментов, процент ошибок, возникших из-за ручного проектирования, значительно снижается.
Простота редактирования: когда вы делаете дизайн, вы можете обнаружить необходимость внести изменения. Когда вы используете программное обеспечение для автоматизированного проектирования, вам будет гораздо легче вносить какие-либо изменения, потому что вы можете легко исправить ошибки и изменить чертежи.

Недостатки:

Работа подвержена вирусам
Процесс, требующий времени, чтобы знать, как работать или запускать программное обеспечение
Высокая стоимость производства или закупки новых систем
Необходимость регулярного обновления программного обеспечения или операционных систем

Вывод. Потребности современного производства диктуют необходимость глобального использования информационных компьютерных технологий на всех этапах жизненного цикла изделия: от предпроектных исследований до утилизации изделия. Основу информационных технологий в проектировании и производстве сложных объектов и изделий составляют сегодня полномасштабные полнофункциональные промышленные САПР (CAD/CAM/CAE - системы).

5 Построение 2D моделей чертежей в CAD системе на примере зубчатого колеса

5.1 Постановка задачи

По исходным данным построить 2D модель зубчатого зацепления в системе КОМПАС-3D

5.2 Описание работы в системе КОМПАС-3D

Открыть КОМПАС-3D
Нажать кнопку «Создать чертёж»
С помощью таких инструментов как «отрезок, вспомогательная прямая, окружность, фаска, скругление, штриховка» начертить зубчатое зацепление.
Проставить размеры и другие условные знаки с помощью: линейного размера, авто размера, диаметрального размера, линии выноски, шероховатости.
Добавить таблицу со стандартными величинами
Подписать работу

5.3 Результат работы программы

Рисунок 22. Чертёж зубчатого колеса

5.4 Вывод

В данной задаче была создана 2D модель зубчатого колеса в системе КОМПАС-3D.

6. Построение 3D моделей чертежей в CAD системе на примере подшипника качения

6.1 Постановка задачи

По исходным данным задачи №1 построить 3D модель подшипника качения в системе КОМПАС-3D

6.2 Описание работы в КОМПАС-3D

Открыть КОМПАС-3D
Создать подшипник качения. Так как подшипник является стандартным изделием, заходим в «Приложения-Стандартные изделия» и выбираем свой подшипник согласно ГОСТу и номеру.
По исходным данным проставляем свои значения в таблице «Конструкция и размеры».
Выбрать плоскость и закрепить на ней деталь.
Использовав кнопку «Сечение» создаём сечение детали плоскостью.

6.3 Результат работы программы

Рисунок 23. Изображение подшипника качения лёгкой серии

Рисунок 24. Изображение сечения подшипника качения

Рисунок 25. Изображение главного вида подшипника качения с сечением

Рисунок 26. Изображение вида слева подшипника качения

Рисунок 27. Изображение вида сверху подшипника качения

6.4 Вывод

В данной задаче была построена модель подшипника качения и его сечение в системе КОМПАС-3D.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы на тему «Разработка программного модуля на языке программирования высокого уровня для решения инженерных задач» были подробно изучены CAD системы и среды визуального программирования. Были получены навыки работы в среде визуальной разработки Lazarus, а именно, разработка программного модуля для расчета основных характеристик и построение подшипника качения легкой серии, и разработка программного модуля на примере расчета и построения зубчатого зацепления. Был рассчитан подшипник качения на долговечность, основные и геометрические характеристики зубчатого зацепления, а также написаны программы для построения чертежей подшипника и зубчатого колеса и получены следующие результаты: эквивалентная динамическая нагрузка– 7,05кН; номинальная долговечность – 11,04 об/мин; диаметр тела качения – 8,1мм ; длина ролика – 25,92мм ; толщина кольца – 4,05мм ; ось шарика – 33,5мм ; диаметр вала – 250 мм ; диаметры окружности вершин – 246 и 254 мм ; ширина зубчатого венца колеса – 35,28 мм ; длина ступицы – 36 мм ; диаметр ступицы – 48 мм. Также получены навыки построения 3D и 2D моделей на примере подшипника качения и зубчатого зацепления в CAD системе КОМПАС-3D.

При вычислении и построении чертежей использовались ГОСТы. Закреплены все полученные знания в работе с элементами визуального программирования в программной среде Lazarus.

Получены навыки работы в CAD-системе, а также в инженерном программном обеспечении.

Список литературы

1.Партин, А.С. Программирование на языке Паскаль. [Текст] Конспект лекций./ Партин А.С. – Екатеринбург. ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003. – 77с.

2.Чекмарев, А.А. Справочник по машиностроительному черчению [Текст]: / А.А. Чекмарев, В.К. Осипов. – М.: Высшая школа, 1994. – 671 с.

3.Баранов, Г.Л. Проектирование одноступенчатого цилиндрического редуктора [Текст]: Методические указания по курсам «Детали машин и основы конструирования» и «Механика» / Г.Л. Баранов. — Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ – УПИ, 2005. – 47с.

4.Баранов, Г.Л. Детали машин и основы конструирования [Текст]: учебник / Г.Л. Баранов. – Екатеринбург: УГТУ‑УПИ, 2008, – 288с.

5.Кац, Е.И., Китаев, А.М. Компьютерная графика [Электронный ресурс]./ Кац Е.И., Китаев А.М. — Екатеринбург. 433Кб. 2015. – 21с.

6.Архангельский, А.Я. Язык Pascal и основы программирования в Delphi [Текст]: учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению 654600 "Информатика и вычисл. техника".— 2-е изд. / А.Я. Архангельский. — М: Бином, 2008 .— 495 с.

7.Баранова, И.В. КОМПАС-3Д для школьников. Черчение и компьютерная графика [Текст]: Учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений./Баранова И.В. – М.: ДМКПресс, 2009. – 272 с.

8.Слепова, С.В. Система автоматизированного проектирования «Компас-3D» [мультимедийный курс лекций]: / С.В. Слепова, М.А. Шахина Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. № 3.

9.Сухих, Б.И. Вайсбурд, Р.А. Вычислительная геометрия. Основные объекты преобразования. [Текст]: Учебное пособие./ Б.И. Сухих, Р.А. Вайсбурд. – Свердловск: УПИ, 1989. – 92 с.

10.Инженерная графика и машиностроительное черчение. Ч. II. Методические указания и контрольные задания для студентов всех технических специальностей и форм обучения. - Свердловск, изд. УПИ им. С.М. Кирова, 1977, с.28. Под редакцией канд. тех. наук Мальцева В.И.

11.Соединения разъёмные и неразъёмные: Методические указания по курсу «Инженерная графика» / В.А. Белоусова, О.В. Железнова, Е.Я. Жигалова, Э.Э. Истомина, Т.И. Кириллова. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1994. 51с.

12.Проектирование одноступенчатого цилиндрического редуктора: Методические указания по курсам «Детали машин и основы конструирования» и «Механика» / Г.Л. Баранов. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ – УПИ, 2005. 47с.

13.Детали машин и основы конструирования: учебник / Г.Л. Баранов – Екатеринбург: УГТУ‑УПИ, 2008, 288с.