《计算机辅助设计基础》作业课件.docx
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《计算机辅助设计基础》作业课件
作业一：
论述题。
计算机辅助机械设计
计算机辅助设计,顾名思义就是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。
其简称CAD。
在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。
在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。
计算机辅助设计是人和计算机相结合、各尽所长的新型设计方法。
在设计过程中，人可以进行创造性的思维活动，完成设计方案构思、工作原理拟定等，并将设计思想、设计方法经过综合、分析，转换成计算机可以处理的数学模型和解析这些模型的程序。
在程序运行过程中，人可以评价设计结果，控制设计过程；计算机则可以发挥其分析计算和存储信息的能力，完成信息管理、绘图、模拟、优化和其他数值分析任务。
一个好的计算机辅助设计系统既能充分发挥人的创造性作用，又能充分利用计算机的高速分析计算能力，找到人和计算机最佳结合点。
20世纪50年代在美国诞生第一台计算机绘图系统，开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术。
60年代初期出现了CAD的曲面片技术，中期推出商品化的计算机绘图设备。
70年代，完整的CAD系统开始形成，后期出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器，推出了手动游标、图形输入板等多种形式的图形输入设备，促进了CAD技术的发展。
80年代，随着强有力的超大规模集成电路制成的微处理器和存储器件的出现，工程工作站问世，cad技术在中小型企业逐步普及。
80年代中期以来，CAD技术向标准化、集成化、智能化方向发展。
一些标准的图形接口软件和图形功能相继推出，为CAD技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要的促进作用；系统构造由过去的单一功能变成综合功能，出现了计算机辅助设计与辅助制造联成一体的计算机集成制造系统；固化技术、网络技术、多处理机和并行处理技术在CAD中的应用，极大地提高了cad系统的性能；人工智能和专家系统技术引入cad，出现了智能CAD技术，使CAD系统的问题求解能力大为增强，设计过程更趋自动化。
现在，cad已在电子和电气、科学研究、机械设计、软件开发、机器人、服装业、出版业、工厂自动化、土木筑、地质、计算机艺术等各个领域得到广泛应用。
现代CAD系统的功能包括:
（1）设计组件重用（Reuseofdesigncomponents）
（2）简易的设计修改和版本控制功能（Easeofdesignmodificationandversioning）
（3）设计的标准组件的自动产生（Automaticgenerationofstandardcomponentsofthedesign）
（4）设计是否满足要求和实际规则的检验（Validation/verificationofdesignsagainstspecificationsanddesignrules）
（5）无需建立物理原型的设计模拟（Simulationofdesignswithoutbuildingaphysicalprototype）
（6）装配件（一堆零件或者其它装配件）的自动设计
（7）工程文档的输出，例如制造图纸，材料明细表（BillofMaterials）
（8）设计到生产设备的直接输出
（9）到快速原型或快速制造工业原型的机器的直接输出
与传统的机械设计相比，无论在提高生产率、改善设计质量方面，还是在降低成本、减轻劳动强度方面，CAD技术都有着巨大的优越性。
主要表现在以下几个方面：
（1）CAD可以提高设计质量。
在计算机系统内存储了各种有关专业的综合性的技术知识，为产品设计提供了科学的基础。
计算机与人交互作用，有利于发挥人、机各自的特长，使产品设计更加合理化。
CAD采用的优化设计方法有助于某些工艺参数和产品结构的优化。
另外，由于不同部门可利用同一数据库中的信息，保证了数据的一致性。
（2）CAD可以节省时间，提高生产率。
设计计算和图样绘制的自动化大大缩短了设计时间。
CAD和CAM的一体化可显著缩短从设计到制造的周期，与传统的设计方法相比，其设计效率可提高3～5倍以上。
（3）CAD可以较大幅度地降低成本。
计算机的高速运算和绘图机的自动工作大大节省了劳动力。
同时，优化设计带来了原材料的节省。
CAD的经济效益有些可以估算，有些则难以估算。
由于采用CAD/CAM技术，生产准备时间缩短，产品更新换代加快，大大增强了产品在市场上的竞争能力。
（4）CAD技术将设计人员从繁琐的计算和绘图工作中解放出来，使其可以从事更多的创造性劳动。
在产品设计中，绘图工作量约占全部工作量的60%，在CAD过程中这一部分的工作由计算机完成，产生的效益十分显著。
作业二、三：
编制程序完成轴承的参数化绘图程序的设计。
源代码：
OptionBase1
Dimp（1To5,1To3）AsSingle
DimA,B,DAsSingle
PrivateSubCombo1_Click（）
i=Combo1.ListIndex+1
A=p（i,1）:
B=p（i,2）:
D=p（i,3）
Text1.Text=A
Text2.Text=B
Text3.Text=D
Command1.Enabled=True
Command3.Enabled=True
EndSub
PrivateSubCommand1_Click（）
DimuAsSingle
u=Val（Text5.Text）
A=A*u:
B=B*u:
D=D*u
Picture1.Cls
Picture1.AutoRedraw=True
Picture1.Height=Picture1.Width*3/4
Picture1.Scale（-80,60）-（80,-60）
Picture1.BackColor=RGB（222,222,222）
Picture1.ForeColor=RGB（0,0,0）
Picture1.DrawStyle=0
Picture1.DrawWidth=3
Picture1.FillStyle=4
Picture1.FillColor=RGB（0,0,0）
Picture1.Line（-B/2,D/2-A）-（B/2,D/2）,,B
Picture1.FillStyle=0
Picture1.FillColor=RGB（222,222,222）'使用背景色填充
Picture1.Line（-B/2,D/2-A/2-A/4/2）-（B/2,D/2-A/2+A/4/2）,,B
Picture1.Circle（0,D/2-A/2）,A/4
Picture1.Line（-B/2,-D/2+A）-（B/2,D/2-A）,,B
Picture1.Line（-B/2,-D/2）-（B/2,-D/2+A）,,B
Picture1.DrawWidth=1'细实线
Picture1.Line（-B/2,-D/2）-（B/2,-D/2+A）
Picture1.Line（-B/2,-D/2+A）-（B/2,-D/2）
Picture1.DrawWidth=1
Picture1.DrawStyle=3'细虚线
Picture1.Line（-B/2-5,0）-（B/2+5,0）
Picture1.Line（0,-D/2-5）-（0,D/2+5）
EndSub
PrivateSubCommand2_Click（）
End
EndSub
PrivateSubCommand3_Click（）
FileName$="c:
\"&Text4.Text
OpenFileName$ForOutputAs#1'输出SCR文件
Print#1,"-osnapoff"
Print#1,"lwdisplayon"
Print#1,"ucsiconoff"
Print#1,"-layers0"
Print#1,"-layerLW0.4"
Print#1,"rectang"+LTrim（-B/2）+","+LTrim（-D/2）+""+LTrim（B/2）+","+LTrim（D/2）
Print#1,"line"+LTrim（-B/2）+","+LTrim（-D/2+A）+"@"+LTrim（B）+"<0"
Print#1,"line"+LTrim（-B/2）+","+LTrim（D/2-A）+"@"+LTrim（B）+"<0"'绘制图形
Print#1,"line"+LTrim（-B/2）+","+LTrim（D/2-A/2-A/4/2）+"@"+LTrim（B）+"<0"
Print#1,"line"+LTrim（-B/2）+","+LTrim（D/2-A/2+A/4/2）+"@"+LTrim（B）+"<0"
Print#1,"circle0,"+LTrim（D/2-A/2）+""+LTrim（A/4）
Print#1,"zoome"'图形的视觉缩放
Print#1,"trim"+"0,"+LTrim（D/2-A/2-A/4/2）+""'修剪多余线段
Print#1,"trim"+"0,"+LTrim（D/2-A/2+A/4/2）+""
Print#1,"-layerM1"
Print#1,"-bhatchPANSI310.500,"+LTrim（D/2-2）+""
Print#1,"-bhatchPANSI310.5900,"+LTrim（D/2-A+2）+""
Print#1,"line"+LTrim（-B/2）+","+LTrim（-D/2）+""+LTrim（B/2）+","+LTrim（-D/2+A）+""
Print#1,"line"+LTrim（-B/2）+","+LTrim（-D/2+A）+""+LTrim（B/2）+","+LTrim（-D/2）+""
Print#1,"-layerM2"
Print#1,"-layerLdashdot2"
Print#1,"-layerCblue2"
Print#1,"ltscale5"
Print#1,"line"+LTrim（-B/2-2）+",0"+LTrim（B/2+2）+",0"
Print#1,"line0,"+LTrim（-D/2-2）+"0,"+LTrim（D/2+2）+""'绘制中心线
Print#1,"line"+LTrim（-A/4-2）+","+LTrim（D/2-A/2）+"@"+LTrim（A/2+4）+"<0"
Print#1,"-layers1"
Print#1,"dimlinear"+LTrim（B/2）+",1"+"@7,0"'尺寸标注
Print#1,"dimlinear"+"1,"+LTrim（-D/2）+"@0,-7"
Print#1,"dimlinear"+LTrim（-B/2）+","+LTrim（D/2）+"@0,"+LTrim（-A/2）+"@-7,0"
Print#1,"zoome"
Close#1
EndSub
PrivateSubCommand4_Click（）
Picture1.Cls'拭除当前图形
EndSub
PrivateSubForm_Load（）
p（1,1）=12.5:
p（1,2）=11:
p（1,3）=35
p（2,1）=13.5:
p（2,2）=13:
p（2,3）=42
p（3,1）=16#:
p（3,2）=15:
p（3,3）=52
p（4,1）=21#:
p（4,2）=19:
p（4,3）=72
p（5,1）=25#:
p（5,2）=23:
p（5,3）=90
Combo1.Text=300
A=p（1,1）:
B=p（1,2）:
D=p（1,3）
Text1.Text=A:
Text2.Text=B:
Text3.Text=D
Combo1.AddItem"300"
Combo1.AddItem"302"
Combo1.AddItem"304"
Combo1.AddItem"306"
Combo1.AddItem"308"
EndSub
此题，根据题目给出的示例,按照其方式，绘制出深沟球轴承，并且可以通过选项选择不同的型号，以及可以按不同的比例放大、缩小。
在绘图完毕之后，可以拭除当前图形。
并且可以生成scr格式文件。
作业四：
编写程序，采用变换矩阵方法实现图形变换。
源代码：
'输入一个三角形的各个顶点坐标，绘制图形。
再根据需要，输入变换矩阵（数组），进行几何变换，
'显示变换后各个点的坐标，并绘制变换后的图形。
OptionBase1
Dimp（1To3,1To3）AsSingle'定义三角形的三个顶点的坐标数组
'可考虑使用REDIM定义动态数组，实现对任意多边形的绘制
Dimch（1To3,1To3）AsSingle'定义齐次变换矩阵的数组
PrivateSubCommand1_Click（）
IfCommand1.Caption="自定义变换"Then
Combo1.Visible=False
Combo1.Text=""
Frame2.Visible=True
Command1.Caption="取消自定义"
Text3.Visible=False
Text4.Visible=False
Text5.Visible=False
Else:
Command1.Caption="取消自定义"
Command1.Caption="自定义变换"
Combo1.Visible=True
Combo1.Text="比例变换"
Frame2.Visible=False
EndIf
EndSub
PrivateSubCommand2_Click（）
Text1
（1）.Text="":
Text1
（2）.Text="":
Text1（3）.Text=0
Text1（4）.Text="":
Text1（5）.Text="":
Text1（6）.Text=0
Text1（7）.Text="":
Text1（8）.Text="":
Text1（9）.Text=0
EndSub
PrivateSubComok1_Click（）
n=1'确定p数组
Fori=1To3
Forj=1To3
p（i,j）=Val（Text1（n）.Text）
n=n+1
Nextj,i
'p1（i,j）=p（i,j）
Com计算.Enabled=True:
Com绘图.Enabled=True:
Comok1.Enabled=False
EndSub
PrivateSubComok2_Click（）
SelectCaseCombo1.Text
Case"比例变换"
Label4.Visible=True
Label4.Caption="请输入比例系数"
Text5.Visible=True
Text5.Left=4680
Text5.Top=7200
Text5.SetFocus
x7=Val（Text5.Text）
Text2
（1）.Text=x7:
Text2
（2）.Text=0:
Text2（3）.Text=0
Text2（4）.Text=0:
Text2（5）.Text=x7:
Text2（6）.Text=0
Text2（7）.Text=0:
Text2（8）.Text=0:
Text2（9）.Text=1
x7=0
Case"平移"
Text5.Visible=False
Text5.Text=""
IfText3.Text=""OrText4.Text=""Then
Text3.Visible=True
Text4.Visible=True
Label4.Visible=True
Label5.Visible=True
Label4.Caption="请输入X轴增量"
Label5.Caption="请输入Y轴增量"
Comok2.Enabled=False
Text3.SetFocus
Else
x1=Val（Text3.Text）
x3=Val（Text4.Text）
Text2
（1）.Text=1:
Text2
（2）.Text=0:
Text2（3）.Text=0
Text2（4）.Text=0:
Text2（5）.Text=1:
Text2（6）.Text=0
Text2（7）.Text=x1:
Text2（8）.Text=x2:
Text2（9）.Text=0
EndIf
Case"旋转"
Text3.Visible=False
Text4.Visible=False
Label4.Visible=True
Label5.Visible=False
Text5.Visible=True
Label4.Caption="请输入旋转的角度"
Comok2.Enabled=False
Text5.Left=4680
Text5.Top=7200
Text5.SetFocus
IfText5.Text<>""Then
x3=Val（Text5.Text）
x4=Sin（x3*3.14/180）
x5=Cos（x3*3.14/180）
Text2
（1）.Text=x5:
Text2
（2）.Text=x4:
Text2（3）.Text=0
Text2（4）.Text=-x4:
Text2（5）.Text=-x5:
Text2（6）.Text=0
Text2（7）.Text=0:
Text2（8）.Text=0:
Text2（9）.Text=1
x3=0
EndIf
Case"关于X轴对称"
Label4.Visible=False
Label5.Visible=False
Text3.Visible=False
Text4.Visible=False
Text5.Visible=False
Text5.Text=""
Text2
（1）.Text=1:
Text2
（2）.Text=0:
Text2（3）.Text=0
Text2（4）.Text=0:
Text2（5）.Text=-1:
Text2（6）.Text=0
Text2（7）.Text=0:
Text2（8）.Text=0:
Text2（9）.Text=1
Case"关于Y轴对称"
Label4.Visible=False
Label5.Visible=False
Text3.Visible=False
Text4.Visible=False
Text5.Visible=False
Text5.Text=""
Text2
（1）.Text=-1:
Text2
（2）.Text=0:
Text2（3）.Text=0
Text2（4）.Text=0:
Text2（5）.Text=1:
Text2（6）.Text=0
Text2（7）.Text=0:
Text2（8）.Text=0:
Text2（9）.Text=1
Case"关于原点对称"
Label4.Visible=False
Label5.Visible=False
Text3.Visible=False
Text4.Visible=False
Text5.Visible=False
Text5.Text=""
Text2
（1）.Text=-1:
Text2
（2）.Text=0:
Text2（3）.Text=0
Text2（4）.Text=0:
Text2（5）.Text=-1:
Text2（6）.Text=0
Text2（7）.Text=0:
Text2（8）.Text=0:
Text2（9）.Text=1
Case"关于Y=X对称"
Label4.Visible=False
Label5.Visible=False
Text3.Visible=False
Text4.Visible=False
Text5.Visible=False
Text5.Text=""
Text2
（1）.Text=0:
Text2
（2）.Text=1:
Text2（3）.Text=0
Text2（4）.Text=1:
Text2（5）.Text=0:
Text2（6）.Text=0
Text2（7）.Text=0:
Text2（8）.Text=0:
Text2（9）.Text=1
Case"关于Y=-X对称"
Label4.Visible=False
Label5.Visible=Fa
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