1.1机械计算机辅助设计发展趋势
CAD技术已经渗透到国民经济生产的各个领域，得到了广泛的应用，取得了显著效果，它在机械工业领域应用主要有6方面：(1)=维工程图纸绘制；(2)图形及符号库；(3)参数化设计；(4)三维实体造型；(5)工程分析；(6)设计文档或生成报表。
当今CAD技术发展迅猛，应用范围不断扩大，功能日益完善，CAD软件技术正朝着3个方面发展：(1)集成化；(2)智能化；(3)标准化。
1.2粉碎设备技术的动态与趋势
现代工程获得超细粉体的主要手段仍是机械粉碎方式，用机械方式制取超细粉体所依赖的超细粉碎与分级技术的难度不断增大，其研究深度永无止境。其发展和研究主要是以下几个方面：(1)开发与超细粉碎设备相配套的精细分级设备及其他配套设备；(2)提高效率，降低能耗，不断提高和改进超细粉碎设备；(3)设备与工艺研究开发一体化：(4)开发多功能超细粉碎和表面改性设备：(5)开发研究与超细粉碎技术相关粒度检测和控制技术；(6)重视超细粉碎基础理论的研究。
在针对第二个方面的破碎机的设计研究中，现在主要是集中在耐磨材料和常规设计的改进上，参数优化设计和CAD系统主要集中在鄂式破碎机上。但对反击锤式破碎机的优化设计和CAD系统的开发，还未见文献报道。本文所从事的研究工作就是针对这一空白并结合成都科达高新技术产业有限公司的原有产品进行结构和参数优化设计以及CAD系统的开发。
1.3研究的主要内容
本文阐述了“反击锤式破碎机CAD系统的开发”的相关技术改进、CAD系统的总体结构以及该CAD系统各功能�？榈牟⒎⑼揪�。
具体包括3个方面的内容：(1)提出了高效超细破碎机CAD总体设计方案和程序流程，并探讨其CAD软件开发。(2)详细讨论了用VB，VBA和ActiveX Automation技术开发各功能模块的编程方法。(3)给出了破碎机CAD和各功能�？榈慕缑嫔杓坪涂⒎椒�。
通过对破碎机及其传动机构的机构和特征进行分析，得出反击锤式破碎机CAD系统主要要求如下：
(1)总体功能要求：完成从最初原始设计条件如电动机选择等一系列设计步骤，最终到破碎机的装配图和全部零件图的工程设计图纸和技术资料产生的全部过程。
(2)其他功能要求：①反击锤式破碎机各零部件结构完成参数化设计；②完成对反击锤式破碎机各运动零部件的强度校核、安全分析和寿命计算；③人机交互环境友好，使用方便可靠。
(3)软件进行环境：反击锤式破碎机CAD系统要求用户预装有WINDOWS95/98/2000，或WINDOWSNT4.0以上版本的操作系统．AutoCAD2000版本绘图环境和Visual Basic forApplication=次开发工具，系统能在此使用环境下正常运行。
2 、CAD系统总体结构与开发环境
反击锤式破碎机CAD系统设计软件采用VB编程语言开发完成�；嫱既砑弑干鲜霰讣�，还利用AutoCAD2000绘图环境和Visual Basic forApplication及AutoCAD中的ActiveX技术完成。
本系统分为设计计算和自动绘图两大部分，每个部分均为自成体系，可单独运行。两大组成部分在主控模块下划分若干个子�？�。�？榉直鹜瓿苫褂呕扑�、工作参数计算、运动学模拟、受力分析、皮带传动设计、零件强度计算和绘图等工作（图1）；通过主程序段的不同调用方法，各子�？榧瓤梢园此承蛑葱�，以相互之间设置的公用变量来完成数据间的交换和传递；也可以直接调用其中的任—�？橹葱�，其初始参数则人为给定输入。采用结构化编程，对于程序调试、维护和使用都比较灵活方便。同时，各�？橹渌淙幌嗷ザ懒�，但又彼此联系，用户进入破碎机CAD系统后，按提示完成各项操作，各功能�？榧涫荽葜饕ü菸募怠�
3、系统主要功能�？�
3.1设计计算�？�
(1)反击锤式破碎机优化设计程序模块
这个程序�？橹饕呕扑愦竿返闹柿縈，转子的角速度，转子绕轴心的转动惯量，破碎机效率1等参数，可使破碎机有良好的运动特性和破碎效果，采用的优化方法为随机方向优化法。具23个不等式约束的优化设计，数学模型为
其中包括根据常规设计及一些经验数据确定的变量上下限约束、几何约束、力的要求、能量要求、锤头稳定性要求、转子轴和滚动轴承的强度要求等确定的约束条件。
(2)运动学动态模拟�？�
运动学动态模拟程序�？槭窃诮峁共问瓒ê蟮�，确定破碎机转子和锤头的运动轨迹、速度和加速度，动态模拟显示，以分析和检查破碎机运动特性是否有干涉及是否满足设计要求。
(3)受力分析模块
受力分析�？槭怯媒馕龇扑闫扑榛鞑考芰头治�，为强度计算�？樘峁┮谰�。
(4)零件强度计算�？�
强度计算�？槎灾饕慵星慷刃：思扑�，包括轴、机架、锤炳、锤头等。
3.2参数化绘图模块
我们采用Visual Basic for Application开发了参数化自动绘图�？椋�59个（划分为8个部件�？�，如图2所示）。
反击锤式破碎机在工业应用极为广泛，而它的设计也为成熟的产品设计，属于变参数型设计。
基于特征设计技术(Feature Based DesignTechnology)是一种面向产品制造全过程的描述信息和信息关系的数字建模方法。
参数设计过程中，从已有CAD图形文件中查找约束关系，将固定尺寸的图形自动转换成参数化图形。对于系列化、通用化和标准化的定型产品设计所采用的数学模型及产品的结构都是相对固定不变的，所不同的只是产品的结构尺寸有所差别，而结构尺寸的差别是由于相同数目及类型的已知条件在不同规格的产品设计中取不同值而造成的。这类产品可将已知条件和随着产品规格而变化的基本参数用相应的变量代替，然后根据这些已知条件和基本参数由计算机自动查询图形数据库，由专门的绘图生成软件在屏幕上自动设计出图形来。例如锤头的参数化设计过程为：①设计人机交互界面。界面上有可供用户选择或修改的参数，如锤头长度L，孔距L3，锤顶弧R1，孔径D2，锤高H等16个参数，以及“确定”和“退出”两个命令按钮。②界面初始化。在ComboBox中输入已有设计参数，可供用户选择，并用label指示所设参数的含义。③赋值。在“确定”按钮中的过程为上L3、R1等16个参数赋值（如不继续运行，可由界面上“退出”按钮中断）。④定义全局变量和设计主程序过程。在�？榈墓讨猓ㄒ迦直淞�。在模块的过程中分别设计图形绘制、尺寸标注、表面粗糙度标注、技术要求、图幅、标题栏等过程程序，以实现锤头参数化设计。
反击锤式破碎机CAD系统采用了参数化设计技术，大大提高了设计效率和质量。
4、�？榧涞氖萃ㄑ�
数据通讯也就是不同程序�？橹涞氖萁换缓痛荩茨？榧涞慕涌�。反击锤式破碎机CAD中传递的信息较多，多采用有约定格式的文件实现数据通讯。不同�？橥ü级ǖ奈募菔荩迪殖绦蚝褪莘掷�，可以实现不同语言的混合编程，便于软件开发的管理。约定文件通常分为数据库和一般数据文件两种形式。
数据库方法把数据组成单独的数据库，适于处理大量相对固定的数据或较大系统采用，但系统的开销较大。而数据文件方法是一种传递的数据交换方法，它结构简单，编程容易，对环境要求不高。本系统的数据通讯主要是采用这种数据文件方法。
5、反击锤式破碎机CAD程序流程
由总体流程框图可知，反击锤式破碎机CAD系统完成了从原始参数的输入到图形绘制的全部工作。软件实际操作中，用户输入基本尺寸参数，程序进行受力分析，强度计算，皮带传动设计，优化设计后进入图形绘制部分，绘出装配图，零件图。如在设计参数部分和运动模拟部分不满足要求，可返回重新进行设计。
由此可知，数据文件是各功能�？榱档氖嗯Γ�
为整个程序的运行提供了可能。
6、系统参数化图形设计
反击锤式破碎机CAD系统在完成工程设计阶段，确定了破碎机主要设计参数后，即进入设计图纸的绘制和输出阶段。此阶段主要完成破碎机的装配图和全部非标准零件的设计绘制，设计技术要求的确定等工作。
6.1图形绘图环境和开发工具
本系统工程图纸的绘制工作是在AutoCAD2000的绘图环境中，利用AutoCAD2000内嵌的VBA和ActiveX Automation技术进行开发。
到目前为止，Autodesk公司提供4种二次开发手段：Autolisp，ADS，VBA和ObjeotARX。MicrosoftVBA是一个面向对象的编程环境，它和Visual Basic一样有很强的开发能力。
Auto CAD ActiveX提供在AutoCAD内或在AutoCAD外控制编程的机制，它是通过使AutoCAD对象开放到外部世界来做到这一点的。只要这些对象被开放，就可以通过多种不同的编程语言环境和其它应用程序来访问它们。
Microsoft VBA和VB两者之间的区别是VBA和AutoCAD运行在同一处理空间，为AutoCAD提供智能和快速的编程环境。
AutoCAD中使用VBA的特点：①VBA作为AutoCAD的一个过程运行，这使程序执行速度变得非�？�；②对话框结构快速有效。允许开发者在设计时启动应用程序并且能很快得到反��；③对象可以独立出来，也可以嵌入AutoCAD图形。这样为用户发布自己的开发程序提供更多的灵活性。
VBA通过AutoCAD ActiveX Autumation接口向AutoCAD发送消息。AutoCAD VBA环境和AutoCAD同时运行，并且通过AutoCAD ActiveX Automation接口界面提供AutoCAD的编程控制。AutoCAD ActiveX Autumation和VBA之间的结合提供很强的接口功能，不但可以控制AutoCAD对象，而且可以从其它应用程序发送数据或接收数据。
相对其它的AutoCAD AP1环境，AutoCADActiveXN BA接口在4个方面表现出它的优点：①速度快：因为使用VBA在程序中运行，ActiveX应用程序比AutoLisp和ADS应用程序都要快得多；②使用方便；③Windows交互开发性；④快速成型。
6.2主系统与图形系统接口设计
本CAD系统从Visual Basic6.0工程设计功能和系统自动执行功能性出发，将系统的工程设计部分设计成为可执行文件，可独立完成工程设计工作；而将图形绘制部分设计为Windows DLL文件，在AutoCAD环境下绘制图形；整个系统通过两者接口设计完成集成工作，达到完整性目标，如图3所示。
系统接口设计是整个系统不可缺少的部分，其设计需考虑以下几个原则：(1)接口简洁实用；(2)使用方便易行；(3)不额外加重程序设计和用户的使用负担。
