excel在机械零件设计中的应用.pdf

第 l 5 卷第 4 期 2 0 0 1 年 月 扫 函茵毛童 唐 l i a n N0 T 血r f o l3 Me t a l s Vo 1 ． 1 5 ， No． 4 Ⅱ ． 0 0 1 文章编号 1 0 0 5 2 7 1 2 2 0 0 1 0 4 0 1 2 9 0 3 E X C E L在 机械零件设计 中的应用 杨易琳 ， 杨文琳 南方冶金学 院南昌分枝 ． 江西 南昌 3 3 0 0 1 3 摘 要在机械零件设计中，运用E X C E L 是提高其设计建度和质量的可行办法c通过对E X E C L 在机械零件设计 中的应用举例 ，阐明了 E x c e l 在机械零件设计 中的应用潜力。 关键词 设计； 机械零件； 应用 中图分类号 T H 1 2 2 文献标识码B 0 前 言 在机械零件设计 中， 经常遇到最费时、 费力且又 易出错的环节，应当是零件的设计计算和校核计算 及零件工作图的绘制 ，其 中零件工作图的绘制已被 广大设计者应用有关绘图软件 如 A u t o C A D 来处 理， 它较大地提高 绘图的速度和设计质量 ． 而 目前 还投有较好的软件来处理零件的设计计算和校核计 算， 用编程的方式虽然可 解决某些具体问题 ， 而通 常又过于复杂。因此 ，寻找有效手段提高设计计算 和校核计算的速度及其准确性，是机械零件设计 中 迫切需要解决的重要课题 。众所周知， E x c e l 主要是 应用于经济统计和财务报表及其数据 的计算处理 ， 但其强大的数据处理功能、图表功能及数据库管理 功能也可为机械零件的设计和校核计算提供有力的 帮助． 从而减少设计 的计算工作量， 提高计算 的准确 性 利用 E x c e l 进行机械零件校核计算的步骤 主要 有数据准备和新建工作簿并具体计算。 1 E x c e l 2 0 0 0 在机械零件设计中的应 用 许用应力法校核某转轴强度为例说 明。某轴 经力学简化后的平面图见图 1 。 首先作一些数据准备 如按许用应力法校核轴 是否安全的必要条件是 乱≤[ d 1 ] b 点一 t I 一、 J ． I A ．Ir 晒 I “ 一 莓一 ．一 一 B点 R 图 1 轴的力学简化平面图 式中【 。 一 ] 是材料在对称循环应力状态下的 许用弯曲应力 。 由文献n] 可知， 【 。 一 一 ] 8 6 N ／ a d， 实际弯曲应 力 为 M ／ 2 式中 一为弯曲时轴的剖面模量。 由文献 [ 1 】 可知， 1 1 0 2 a i r o 3 。 收稿 日期 2 0 0 1 0 9 1 9 作者简秆 橱易琳 I 1 9 6 8 一 ． 女， 江西抚州， 南方精益学院南 昌丹校讲 师． 主要从事机 电工程的教学与研究。 妇 玉酋毛空唐 第 l 5 卷 当量弯矩 为 M a T l 3 j 式中 为危险截面的合成弯矩 ； 一 为轴所受扭矩。 应力 校正系数 a为 d[ d 一1 】 b ／ [ d L 】 b 4 式 中[ d 】 是材料在静应力状态下的许用弯 曲应力 。 由文献 [ 1 】 可知， [ d 】 】 b 3 1 5 N ／ 。则 T9 5 5 0尸 ／ n 5 式 中 P 为传动功率 ， 已知 P1 2 0 k w； 为转速， n1 4 5 r ／ i ron 。 M、 俪 f 6 式中 A 为水平弯矩 ； 为垂直弯矩。 接着在 ＆ 2 O 0 0中新建一工作簿来进行校核 计算。具体见表 1 。 1 将 A、 D、 E列设为“ 数字格式” ， 表示序号、 已 知数据和计算结果； B、 C、 F列设为“ 文字格式” ， 表示 已知参数及计算参数、 参数代号和单位。 2 在 B 1 至 B 3 2 单元 格 中分 别输人 各已知参数 及计 算参数 的名 称 ，在 C 1 至 C 3 2和 F I 至 F 3 2 各单 元 格 中分别输 入对 应 的符 号 和单位 代 号 ，在 D1 至 D 1 2 及 D 2 3 、 D 2 4 、 D 2 9 单元格分别输人已知数据。 3 据 弯矩 概念 在 E 1 3单元 格输 人“D 6 D 1 1 ” ， 得 出 M I ㈦ ； 在 E l 4单 元 格 输 入 “D 9 D 1 2 ” ，得 出 M Ⅱ ； 在 E l 5单 元格 输人 “E l 4 D 4 ” ， 得 M Ⅱ ；在E l 6 单 元格输人 “ D 7D 1 1 ” ， 得 I 『Ⅱ ； 在 E l 7单元格数人“ D 1 0 D 1 2 ， ’ ， 得 埘 】 ； 在 E l 8 单元格输人“E l 7 D 3 ” ， 得 村” I1 。 4 据 公 式 6 在 E l 9单 元格 输人“s o R T 表 1 轴的强度校核计算 第4 期 扬易琳等 E XC E L在机械零件设计中的应用 3 E l 3 2E l 6 2 ．得 甜 【 i在 E 2 0单元格输 A “ S Q R T E 1 4 2 E l 7 2 ” ．得 M I1 ；在 E 2 1 单元格输 人“ S Q R T E 1 5 2 E l 8 2 ” ， 得 ” I1 5 据公式 5 在 E 2 2单元格输人 “9 5 5 0 ★D1 ／ D2 ” ，得 出 。 6 据公式 4 在 E 2 5 单元格输入 “ D 3 0 ／ D 3 l ” ， 得 出 。 7 据公 式 3 在 E 2 6单元格 中输人 “s o R T [ E l 9 2 E 2 5 E 2 2 2 ] ” ， 得 M I ； 在 E 2 7单元格 输 人“ s Q R T [ E 2 7 2 E 2 5 E 2 2 2 ] ” ， 得 M ii 。 8 由于 Ⅱ截面上有两个不同的弯矩值 ， 则需对 其进行比较 ，取其 中较大的一个作为危险截面的弯 矩值， 故在 E 2 8单元格输人“ E 2 0 E 2 7 ． “ E 2 0 ” ， “ E 2 7 ” ” 。 9 在 E 3 0 单元格输人“I F E 2 6 E 2 8 ， “ E 2 6 ” ， “ E 2 8 ” ” ， 找出危险截面。 1 0 据公式 2 在 E 3 1 单元格输人“E 3 0 ／ D 2 9 ” ， 得 出 0 h 1 1 据公式 】 在 E 3 2 单元格输A “ ／ F E 3 1 D 2 3 ． “ 不够安全” ， “ 安全” ” ， 可得 出结论。 经过上述步骤，便完成了所需的对轴的强度校 核。其中的力学简化平面图可用 下 3 种方法之一 得到 ①先利用 A u t o C A D R 1 4 绘出， 然后经复制再粘 贴到 Wo r d中。②将图在 A u t o C A D中通过硬拷贝至 Wi n d o w “ 附件”的 “ 画图”中，经过剪切后再粘贴到 w0 耐 中。③在 A u t o C A D中， 先经 E x p o r t 操作将图存 为 “ - L - ． w T n f ’ 或 “ - L -b m p ”格式的文件， 再插人 Wo r d 中。方法一操作最简便 ， 方法二操作也 比较简单， 但 是占内存较大，方法三操作起来 比前两种方法稍复 杂 ，但它能使图形方便的在 w0 耐 与 A u t o CM 中传 输 人们知道一些常用零件的设计计算和校核 汁算 步骤是有一定规律性的 ，当在第一次运用 E x c e l 2 0 0 O 编制设计计算与枝核计算工作簿时 较手工计算并 不显其很大的优越性，但一经完成并作为文件存储 下来 ， 后再遇到同类零件的类似计算时， 只要改变 其 中的一些已知数据 ，便可很快地得出正确的计算 结 果 。为此 ，可 应 用此 法对 机械设计 中的一些 常 用零件 ， 如齿轮 、 轴承、 轴等进行设计计算 ． 来提高设 计计算速度和准确性。在机械零件课程设计中，教 师采用此法 ，能方便的检查核对学生在设计中计算 结果的正误 ， 从而避免教师的大量的重复计算 ， 有效 的提高工作效率。 2 结 语 在机 械零件设 计 中应用 E x c e l 的数据处理功 能，可 提高设计的速度和设计质量 只要掌握了 E x c e l 的功能， 就可以充分发挥它在机械设计中校核 计算 的作用 ，从而使设计工作达到事半功倍的效 果。同样还可以利用 E x c e l 的功能， 在机械零件课程 设计教学过程中对学生的j 算结果进行检查和核对 工作 因此 ， E x c e l 在机械零件设计及其教学中具有 广阔的应 用前景 。 参考文献 ； [ 1 】 许镇 宇机械零件 [ M】 北京 高 等教育出板社， 1 9 8 1 [ 2 】 汤慧瑾 ． 机械零件课 程设计 [ M】 上海 高等教育 出版 社 ， 2 0 0 0 [ 3 】 崔洪斌A u t o C A D R1 4实用教程 [ MJ 北京 人民邮电出 板社 ， 1 9 9 8 [ 4 】 胡嘉 玺E x c e l 2 0 0 0现学现用电脑教程 [ 川北京 煤碳 工业出版社 ， 2 0 0 O [ 5 】 施威铭用 E x c d 2 0 0 0 戚为计算 高手 [ M】 ． 北京 中国 青年出版社 ， 9 3 0 0 Th e a p p l i c a t i o n o f Ex c e l i n p a r t s o f ma c hi ne d e s i g n “ f AN G Y i i i n ．Y A NG We n - l th f ,N a n c h a n gB r a n c h o fS o u t h e r n[ r t s t i t ut e o fM e t a l l u r g y ， a n c h a n g 3 3 0 0 1 3 ，J Ⅲ ， C h i n a J Ab s t r a c t A p p l i c a t i n g E x c e l i s a p r a c t i c a b l e w 町 t o i mp mv e d e s i g n v e l o e i - a n d q 【 1 a I i t y i n t h e p a r t s o f ma c h i n e d esi g n．B y n q te a l i s o f i n s t a n c e s ， t h i s p a p e r e x p l i c a t e s t h a t E x c e l h a s g r e a t 印p h c a t i o n s a n d p o t e n t i a l s i n the p a r t s o f ma c h i n e d e s i g n． Ke y wo r d s d e s ig n ；p a r t s o f ma c h i n e ,a p p c a 6 o n