時(shí)間：2023-05-29 18:22:19
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1、AutoCAD軟件，由美國歐特克有限公司設(shè)計(jì)的一款計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，主要用于二維繪圖和基本三維設(shè)計(jì)，在機(jī)械加工行業(yè)，工程制圖，模具行業(yè)，建筑行業(yè)等廣泛應(yīng)用；
2、ProEngineer操作軟件，是美國參數(shù)技術(shù)公司旗下一體化的三維軟件，ProE采用了參數(shù)化設(shè)計(jì)的模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)等；
3、UG軟件，由SiemensPLMSoftware公司出品的一個(gè)產(chǎn)品工程解決的軟件，針對用戶的虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)的需求，提供了經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證的解決方案；
4、SolidWorks軟件，是美國達(dá)索系統(tǒng)下的子公司，專門負(fù)責(zé)研發(fā)與銷售機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的視窗產(chǎn)品，是一款三維CAD設(shè)計(jì)軟件，在零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間的切換是全相關(guān)的；
5、犀牛軟件，是由美國RobertMcNeel公司于1998年推出的一款基于NURBS為主功能強(qiáng)大的高級三維建模軟件。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
1.1計(jì)算機(jī)機(jī)械輔助（CAD）設(shè)計(jì)在工程設(shè)計(jì)繪圖中的運(yùn)用
在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，繪圖是機(jī)械設(shè)計(jì)師經(jīng)常會遇到的一項(xiàng)重要的工作，同時(shí)繪圖也是工程師進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)工作的最基本的技能。與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的繪圖工作不同的是，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)具有自己獨(dú)特的繪圖軟件系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)當(dāng)中，機(jī)械設(shè)計(jì)工程師可以對圖形進(jìn)行編輯，除此之外，工程師還可以利用軟件中的一些工具對圖像的尺寸進(jìn)行設(shè)置，除此之外，利用這一款軟件，機(jī)械設(shè)計(jì)工程師還可以進(jìn)行文字編輯，并且還可以進(jìn)行圖形剖面的填充工作。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的幫助下，機(jī)械設(shè)計(jì)工程師所繪出的圖像的尺寸將會更加標(biāo)準(zhǔn)，而且繪圖的速度也將會大大提高。總之，在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件可以提高機(jī)械工程師的工作效率和工作質(zhì)量。
1.2計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中建模的運(yùn)用
在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，機(jī)械設(shè)計(jì)師往往需要對機(jī)械設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行建模工作，這也是機(jī)械設(shè)計(jì)工作當(dāng)中最關(guān)鍵的部分。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件當(dāng)中，三維建模技術(shù)是使用最為廣泛的技術(shù)，在三維模型當(dāng)中，線框模型、表面模型以及實(shí)體模型是三個(gè)使用特別廣泛的建模技術(shù)。在機(jī)械設(shè)計(jì)工程進(jìn)行三維設(shè)計(jì)當(dāng)中，三維設(shè)計(jì)的最主要的設(shè)計(jì)理念就是對建模設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)參數(shù)化和變量化的設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)當(dāng)中，很難實(shí)現(xiàn)對建模技術(shù)的三維化處理，然而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件通過一些最基本的技術(shù)體系的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了對機(jī)械設(shè)計(jì)建模技術(shù)的三維模型處理。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)當(dāng)中一共擁有六種建模體系，這六種建模體系分別是立方體、球體、圓柱體以及圓錐體，除此之外還包括環(huán)狀體和楔形體。機(jī)械設(shè)計(jì)工程師按照設(shè)計(jì)的需要，通過將一些不同的體系進(jìn)行相應(yīng)的分解和組裝，來完成機(jī)械的模型設(shè)計(jì)工作。然而，在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，如果遇到一些設(shè)計(jì)比較復(fù)雜的零件，就需要機(jī)械設(shè)計(jì)工程師先畫出零件的二維圖像，在此基礎(chǔ)上，機(jī)械設(shè)計(jì)工程師再將這些二維圖像利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)軟件進(jìn)行三維的處理，最終構(gòu)建出零件的三維模型。借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)軟件，機(jī)械設(shè)計(jì)的工程師可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中參數(shù)的精確化和準(zhǔn)確化，使設(shè)計(jì)出來的模型更接近于實(shí)際生活當(dāng)中的需求，從而最終將機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的誤差降到最低。
1.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的智能化作用
在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，機(jī)械設(shè)計(jì)工程師除需要考慮設(shè)計(jì)之外，還需要對力學(xué)進(jìn)行研究，保證設(shè)計(jì)出來的機(jī)械零件能夠達(dá)到相應(yīng)的承受重力的能力。除此之外，機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化也是機(jī)械設(shè)計(jì)師所必須要進(jìn)行考慮的一項(xiàng)重要內(nèi)容。隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)也得到了進(jìn)一步的完善，如今計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件也將力學(xué)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等功能納入軟件系統(tǒng)當(dāng)中，使設(shè)計(jì)出來的三維模型在力學(xué)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面得到科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。
2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD）在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢
2.1使機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量得到了保證
在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)系統(tǒng)中通過一些軟件系統(tǒng)，使機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的機(jī)械產(chǎn)品的參數(shù)實(shí)現(xiàn)了精確化和精準(zhǔn)化，除此之外，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)當(dāng)中的系統(tǒng)模型的體系都是計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行精確設(shè)計(jì)的，此外，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)融合了力學(xué)體系和結(jié)構(gòu)優(yōu)化系統(tǒng)等內(nèi)容，使設(shè)計(jì)出來的機(jī)械產(chǎn)品既具有精確的設(shè)計(jì)，而且承受力的程度也能夠得到科學(xué)的保證，因此，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量得到了保證。
2.2縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，提高了工作效率
在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的軟件系統(tǒng)當(dāng)中，程序編制人員通過編程工作將一些相關(guān)的參數(shù)輸入到系統(tǒng)當(dāng)中，只要機(jī)械設(shè)計(jì)工程師選擇一下就能夠找到相關(guān)參數(shù)，在這種情況下，機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的設(shè)計(jì)工作時(shí)間就可以大大縮短，機(jī)械設(shè)計(jì)的工程的工作效率就可以大大提高。除此之外，計(jì)算機(jī)編程人員就能根據(jù)需要將機(jī)械設(shè)計(jì)師預(yù)想的模型體系編制到程序當(dāng)中，機(jī)械設(shè)計(jì)工程師在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候，就可以很快找到所需要的機(jī)械設(shè)計(jì)模型，在這種條件下，機(jī)械設(shè)計(jì)工程師就不用進(jìn)行畫圖了，這就可以使設(shè)計(jì)的工作效率得到提高。
2.3促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)的數(shù)字化升級
隨著科技水平的不斷提高，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的系統(tǒng)也在不斷地進(jìn)行優(yōu)化升級，由于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的數(shù)字化工程比較明顯，所以機(jī)械制造業(yè)的機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)裝置也慢慢地實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的控制和設(shè)計(jì)。因此，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)的數(shù)字化發(fā)展。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；機(jī)械設(shè)計(jì)；應(yīng)用探討
中圖分類號：TH122 文章編號：1009-797X(2016)06-0108-02
在信息科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的推動作用下，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展為我國機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展提供了一定的技術(shù)支持，同時(shí)也簡化了機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的工作流程，為機(jī)械設(shè)計(jì)提供了巨大的方便。鑒于此，市場經(jīng)濟(jì)競爭日益激烈的大環(huán)境背景下，機(jī)械設(shè)計(jì)人員應(yīng)增強(qiáng)時(shí)代認(rèn)識，充分意識到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢，摒棄傳統(tǒng)的繪圖方法，積極引進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，設(shè)計(jì)高質(zhì)量的機(jī)械產(chǎn)品。
1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢
1.1保證了機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)中的系統(tǒng)模型能夠?qū)C(jī)械產(chǎn)品的參數(shù)進(jìn)行精確、精準(zhǔn)的調(diào)整，為機(jī)械設(shè)計(jì)提供精確的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。除外，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件還融合了結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和力學(xué)體系等物理內(nèi)容，利用這種技術(shù)設(shè)計(jì)出來的機(jī)械產(chǎn)品不僅精確，而且承受力也能夠得到科學(xué)保證。可見，通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能夠有效保證機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。
1.2縮短設(shè)計(jì)周期，提高工作效率
系統(tǒng)開發(fā)人員在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件中通過編程輸入了相關(guān)的參數(shù)，機(jī)械設(shè)計(jì)工程師只需要在設(shè)計(jì)的過程中進(jìn)行簡單的選擇，就可以找到有關(guān)參數(shù)。相比于傳統(tǒng)的繪圖方式，這種融入了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的設(shè)計(jì)方式大大縮短了設(shè)計(jì)工程師的設(shè)計(jì)周期，機(jī)械設(shè)計(jì)的工程效率也獲得了極大程度的提升。除此以外，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件開發(fā)人員還能夠根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的需要，把工程師的預(yù)想模型用編程的形式導(dǎo)入軟件中，那么設(shè)計(jì)工程師在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，就能夠快速找到所需模型，設(shè)計(jì)的工作效率也得到有效提高。
2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析
一般來說，設(shè)計(jì)、建模、協(xié)同、集成、仿真是構(gòu)成計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的五大要素。其中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)還包括了優(yōu)化設(shè)計(jì)、分析有限元、計(jì)算機(jī)仿真等內(nèi)容。現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在我國各大行業(yè)中的應(yīng)用已日趨成熟，在計(jì)算機(jī)技術(shù)興起的最初時(shí)期，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)還只是局限在計(jì)算機(jī)輔助繪圖領(lǐng)域。在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)與設(shè)計(jì)理念的不斷升級與更新下，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已逐步發(fā)展成為涵蓋了概念設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真與分析、智能CAD等技術(shù)的新領(lǐng)域，并在機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)中取得了突出的成績。以下就計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析：
2.1在繪圖中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)繪圖一般是由設(shè)計(jì)人員手繪完成，繪圖效率及其質(zhì)量可想而知。而利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)配合使用專門的繪圖軟件，不僅能夠存放一些使用率較高的符號、圖形，以方便設(shè)計(jì)人員進(jìn)行圖形繪制時(shí)直接調(diào)用，還可以方便設(shè)計(jì)人員對設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行快速調(diào)整，繪圖準(zhǔn)確性及繪圖效率都得到了大大的提高。再有，機(jī)械產(chǎn)品的零件構(gòu)造較為復(fù)雜，有標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)準(zhǔn)之分在設(shè)計(jì)的過程中一般會涉及到大量的數(shù)據(jù)、參數(shù)計(jì)算。譬如說，在開發(fā)參數(shù)化繪圖軟件、直線共軛內(nèi)嚙和齒輪泵輪設(shè)計(jì)時(shí)，往往會選用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的AutoCAD、VisualBasic平臺，采用人機(jī)對話的方式，對零件中的參數(shù)進(jìn)行修改設(shè)計(jì)，以提高齒輪泵輪、直線共軛內(nèi)嚙的性能。除外，機(jī)械設(shè)計(jì)工程師還可以利用軟件中的一些工具對圖像的尺寸進(jìn)行設(shè)置，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的幫助下，設(shè)計(jì)出的圖像尺寸將會跟家標(biāo)準(zhǔn)，而且繪圖的速度也會大大提高。
2.2在三維造型中的應(yīng)用
三維造型是機(jī)械設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在機(jī)械設(shè)計(jì)中具有較高的應(yīng)用率，尤其是實(shí)體造型設(shè)計(jì)，在機(jī)械設(shè)計(jì)中更為常見。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件當(dāng)中，三維建模技術(shù)是當(dāng)前使用最為廣泛和普遍的技術(shù)，特別是線框模型、表面模型以及實(shí)體模型。在機(jī)械設(shè)計(jì)工程中進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)時(shí)，其最主要的理念就是對建模設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)參數(shù)化和變量化的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的三維造型設(shè)計(jì)中，難以實(shí)現(xiàn)對建模技術(shù)的三維化處理，而利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)可方便的對實(shí)體造型進(jìn)行處理。機(jī)械設(shè)計(jì)工程師可以根據(jù)設(shè)計(jì)的需要，把實(shí)體造型進(jìn)行相應(yīng)的分解和組裝，并利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)軟件對這些實(shí)體進(jìn)行三維處理，以勾勒出實(shí)體造型的三維模型，最終把設(shè)計(jì)當(dāng)中的誤差降到最低。
2.3在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用
機(jī)械模具的設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中最為重要的環(huán)節(jié)之一。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，能夠幫助設(shè)計(jì)工程師了解注塑模具的特點(diǎn)，從而根據(jù)特點(diǎn)設(shè)計(jì)出適合的冷卻系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)以及成型零件工件，增強(qiáng)模具設(shè)計(jì)的快捷性、準(zhǔn)確性。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還可以利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，對機(jī)械模具造型進(jìn)行論證與分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)模具造型設(shè)計(jì)中存在的不合理之處，針對性的加以改進(jìn)，為后期機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)提供精確的參考。以汽車覆蓋模具設(shè)計(jì)為例進(jìn)行分析。汽車的覆蓋模具設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣程度對汽車的整體設(shè)計(jì)制造產(chǎn)生著極其嚴(yán)重的影響。倘若機(jī)械設(shè)計(jì)工程師所設(shè)計(jì)的汽車覆蓋模具圖紙與實(shí)體模型之間存在較大的差異，這不僅會引發(fā)返工問題，延長設(shè)計(jì)周期，還會增加機(jī)械制造成本，降低效益，從而降低企業(yè)在市場上的競爭力。針對這種情況，機(jī)械設(shè)計(jì)工程師可以把計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械模具的設(shè)計(jì)工作中，采用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，對模具造型進(jìn)行論證和分析，針對當(dāng)中存在的錯(cuò)誤參數(shù)進(jìn)行有效的修改和完善，從而避免返工問題的出現(xiàn)，提升機(jī)械設(shè)計(jì)的工作效率。例如：在設(shè)計(jì)汽車的車門時(shí)，就可以采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)建立一個(gè)三維立體模型，并對模型進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，根據(jù)測量所得的數(shù)據(jù)，對車門進(jìn)行自動化控制和加工，從而提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。
2.4在機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)是機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)容之一。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，除了可以計(jì)算傳統(tǒng)的牽引性能外，還可以計(jì)算液壓系統(tǒng)的速度、剛度、參數(shù)校核、系統(tǒng)效率等等。譬如說：機(jī)械設(shè)計(jì)工程師在汽車的車身上做一些深入設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要獲取機(jī)身系統(tǒng)的幾何模型，然后運(yùn)用三坐標(biāo)測量機(jī)對系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，再使用特定的測量方法采集系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)，運(yùn)用相關(guān)測量設(shè)備對數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)校核，以迅速完成汽車車身的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及加工。
2.5在設(shè)計(jì)二次開發(fā)中的應(yīng)用
隨著社會對機(jī)械設(shè)計(jì)要求的不斷提高，現(xiàn)階段單一的機(jī)械產(chǎn)品已難以滿足社會的發(fā)展需要。為設(shè)計(jì)出更多滿足社會生產(chǎn)的產(chǎn)品，有必要對機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行二次開發(fā)。VBA、AutoLisp由于自身具備了使用方便、操作簡單的優(yōu)勢，已成為了當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)。然而，由于VBA、AutoLisp這兩種設(shè)計(jì)工具的兼容性不強(qiáng)，設(shè)計(jì)人員在開發(fā)使應(yīng)注意根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，以滿足客戶對機(jī)械設(shè)計(jì)的特殊要求，提高機(jī)械制造業(yè)的市場競爭力。
3結(jié)語
實(shí)踐證明，通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能夠很好的滿足社會發(fā)展對機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的需求。為此，有關(guān)部門單位應(yīng)增加對計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究，不斷提高機(jī)械設(shè)計(jì)水平，以更好地為機(jī)械制造業(yè)及社會服務(wù)。
參考文獻(xiàn)：
[1]孫鳳.計(jì)算機(jī)輔助工程在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].硅谷，2011年17期.
【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)技術(shù) CAD繪圖軟件 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì) 經(jīng)濟(jì)效益 應(yīng)用前景
引言
自20世紀(jì)50年代開始，人們對于機(jī)械設(shè)計(jì)等就有了階段性的進(jìn)展，并且于那時(shí)CAD技術(shù)開始發(fā)展，經(jīng)過20年的發(fā)展，CAD已經(jīng)成為了機(jī)械設(shè)計(jì)中相對比較成熟的軟件技術(shù)[1]。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代制造業(yè)也有了飛速的發(fā)展，使得現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)顯得更為重要，為了提高機(jī)械零件精度、降低誤差，CAD技術(shù)在二維工程制圖、三維特征造型等領(lǐng)域均得到廣泛的發(fā)展，并且在機(jī)械零件的制造、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)等均得到發(fā)展，它不僅能夠促進(jìn)有效的縮短現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)周期，同時(shí)還能夠促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展。
1 CAD軟件相關(guān)知識簡介
1.1 CAD技術(shù)的相關(guān)理念
CAD繪圖軟件從大的角度來說屬于是一個(gè)完整的體系，它主要包括兩個(gè)部分，即計(jì)算機(jī)輔助軟件設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助硬件系統(tǒng)。其中，計(jì)算機(jī)輔助軟件設(shè)計(jì)屬于CAD的核心部位。對于CAD繪圖軟件而言，它主要具備四大功能，即繪圖功能、管理功能、圖形管理功能以及分析及文字編輯、處理功能等。所以，CAD軟件不僅能夠?qū)D形進(jìn)行處理，同時(shí)能夠進(jìn)行有限元、文字等編輯。因此，在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中引進(jìn)CAD技術(shù)能夠縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
1.2 CAD技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)勢
CAD在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中使用較多，能有效的縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。使用CAD進(jìn)行現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)能夠有效的縮短產(chǎn)品研發(fā)時(shí)間，能夠?qū)?fù)雜的圖形簡單化，從而減輕了設(shè)計(jì)人員的工作量。而且，對于現(xiàn)有的機(jī)械零件只需要改變部分結(jié)構(gòu)參數(shù)既能夠滿足要求，能夠提高研發(fā)效率，縮短研發(fā)周期，此外，使用CAD研發(fā)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)還存在以下優(yōu)點(diǎn)，具體如下：（1）零件裝配直觀化。利用CAD技術(shù)能夠快速查詢零件相關(guān)參數(shù)，如零件存在錯(cuò)誤的地方能夠立即顯示出來，避免了裝配過程中發(fā)現(xiàn)新的問題，這樣能夠有效的避免不必要的損失。（2）零件設(shè)計(jì)便捷化。CAD軟件能夠?qū)υO(shè)計(jì)完成后的虛擬零件進(jìn)行裝配，并且能夠根據(jù)裝配結(jié)果進(jìn)行二次設(shè)計(jì)或改進(jìn)，能夠保證現(xiàn)代機(jī)械零件的時(shí)效性、合理性，避免設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失。（3）機(jī)械產(chǎn)品技術(shù)化。CAD軟件能夠引進(jìn)新的設(shè)計(jì)理念和先進(jìn)技術(shù)，采用CAD能夠提高零件設(shè)計(jì)水平，能夠?qū)α慵Ｐ瓦M(jìn)行分析和優(yōu)化，從而保證機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量[2]。
1.3 CAD技術(shù)的發(fā)展遠(yuǎn)景
CAD繪圖軟件的使用具有較好的發(fā)展前景，并且這種軟件在其他領(lǐng)域也有著廣泛的使用前景。首先，CAD軟件的使用更加趨于智能化，這是CAD使用的一個(gè)必然趨勢。近年來，隨著科技的飛速發(fā)展，現(xiàn)代化設(shè)計(jì)也更加趨于智能化，采用CAD中的數(shù)據(jù)庫等能夠向設(shè)計(jì)者提供相關(guān)知識的時(shí)效性。其次，CAD技術(shù)的虛擬化。CAD軟件能夠有效的對現(xiàn)代設(shè)計(jì)零件虛擬化，設(shè)計(jì)師能夠機(jī)械零件等工作的環(huán)境等對其進(jìn)行建模，并且能夠根據(jù)結(jié)果及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代設(shè)計(jì)軟件的缺陷。最后，CAD軟件交互化。使用CAD軟件能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)師提供菜單圖標(biāo)化，保證設(shè)計(jì)師能夠簡單的進(jìn)行設(shè)計(jì)現(xiàn)代軟件。
2 CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
2.1 零件與裝配圖的實(shí)體生成
零件的實(shí)體建模。設(shè)計(jì)師利用CAD軟件能夠有效的對現(xiàn)代機(jī)械零件進(jìn)行建模，即線框模型、表面模型、實(shí)體模型等三種。如在AutoCAD中進(jìn)行三維造型時(shí)共有6種體系，即立方體、球體、圓錐體等。而對于零件結(jié)構(gòu)比較簡單的零件，通過CAD軟件能夠簡單的對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，并且對本體進(jìn)行分析，從而對其本體進(jìn)行重構(gòu)，然后對其進(jìn)行交、并、差等布爾運(yùn)算，這樣就能夠得到相對完整的實(shí)體模型。然而，對于比較復(fù)雜的零件，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)很難將其進(jìn)行分解。利用CAD軟件進(jìn)行分析時(shí)可以先使用二維幾何元素進(jìn)行構(gòu)造，然后再進(jìn)行三維實(shí)體造型。
2.2 CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)特征建模中的應(yīng)用
在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中，特征建模也顯得十分重要，從大的角度來說，特征建模可以分為三種，具體如下：（1）通過CAD軟件能夠建立人機(jī)交互方式，從而使計(jì)算機(jī)獲得所設(shè)計(jì)機(jī)械零件的幾何信息與非幾何信息，并且利用軟件建立相對準(zhǔn)確的現(xiàn)代設(shè)計(jì)模型；（2）通過CAD軟件能夠存儲現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中所需要建立模型的基本信心，并且將這些信息存儲產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)，完成機(jī)械零件的三維特征建模；（3）通過CAD軟件能夠儲存多種標(biāo)準(zhǔn)零件數(shù)據(jù)庫，從而完成產(chǎn)品的零件造型，并且能夠?qū)F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)品的幾何信息、工藝信息等融入其中，完成機(jī)械設(shè)計(jì)軟件三維實(shí)體造型（如圖）。
2.3 零件實(shí)體建模與生成裝配圖
現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)不但會設(shè)計(jì)到零件的材料問題、零件的基本尺寸、公差等。常規(guī)的設(shè)計(jì)方法雖然能夠滿足設(shè)計(jì)要求，但是對于新產(chǎn)品周期較長，已經(jīng)不能夠適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的要求。然而，利用CAD軟件則能夠通過多種建模軟件，如表面模型、線框模型以及實(shí)體模型等完成機(jī)械設(shè)計(jì)的基本體系。因此，對于一些結(jié)構(gòu)相對簡單的零件則能夠通過二維畫圖軟件即能夠完成。而對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件則能夠完成實(shí)體建模。待軟件計(jì)算、建模完成之后，通過CAD軟件能夠?qū)ο嚓P(guān)零件進(jìn)行裝配，并且在裝配過程中發(fā)現(xiàn)零件可能存在的問題，如約束、限位、干涉等，從而提出合理性改進(jìn)措施[3]。此外，利用CAD軟件還能夠控制零件之間的精度，分析不同零件之間的公差等，從而縮短機(jī)械零件設(shè)計(jì)周期，能夠有效地降低研發(fā)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
2.4 應(yīng)用CAE機(jī)械軟件
CAD軟件在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中和CAM等軟件具有異曲同工之效，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中采用CAD軟件時(shí)能夠完成相關(guān)零件的技術(shù)問題，并且在設(shè)計(jì)過程中能夠聯(lián)合CAM機(jī)械系統(tǒng)等進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外，CAD軟件還能夠優(yōu)化現(xiàn)代機(jī)械零件、分析零件壽命、強(qiáng)度等，并解決機(jī)械零件設(shè)計(jì)過程中的問題，如結(jié)構(gòu)是否合理、材料強(qiáng)度等是否能夠滿足要求等[4]。
結(jié)語
CAD軟件是一個(gè)以二維繪圖軟件為主的機(jī)械基礎(chǔ)性軟件，這款軟件除了增加了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中涉及到的問題，同時(shí)還增加了很多共，能夠在實(shí)體建模、計(jì)算零件強(qiáng)度、零件的壽命等方面均具有廣泛的應(yīng)用，能夠有效的保證零件的質(zhì)量，縮短現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)研發(fā)周期。因此，CAD技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中有著不可忽視的作用，它能夠解決傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)不能解決的問題，將機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展到一個(gè)新的高度，能夠?yàn)槲覈鴻C(jī)械化發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]蔡洪.論CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技資訊，2010（23）：94-95.
[2]孔慶華，韓媛.基于VG二次開發(fā)的活塞組CAD系統(tǒng)[J].森林工程.2007，23（1）：58-60.
1開發(fā)工具的選用
CAD軟件已經(jīng)發(fā)展成為各種可視化的發(fā)展環(huán)境。目前CAD開發(fā)工具軟件可以分為三類:一類是以Visualc++為代表的元件開發(fā)工具;另一類是以VisualBasic為代表的方案開發(fā)工具;再一類是以AutoCAD為代表的基于圖形軟件包的二次開發(fā)工具。筆者選用的是VisualBasic(VB)6.0作為開發(fā)工具,此軟件功能強(qiáng)大,易用性強(qiáng),而且控件封裝了大量的屬性和方法,更好地實(shí)現(xiàn)了代碼共享,大大地節(jié)省了程序開發(fā)的時(shí)間,是當(dāng)今最普遍的可視化編程工具之一。
2程序總體結(jié)構(gòu)
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件以教學(xué)實(shí)用性為根本,主要實(shí)現(xiàn)齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算和校核的自動化,解決傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方法的缺陷。根據(jù)開發(fā)工具VB模塊化設(shè)計(jì)的思想,結(jié)合齒輪傳動設(shè)計(jì)的特點(diǎn),確定了程序總體結(jié)構(gòu),流程圖見圖1:
3軟件開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的整個(gè)過程由菜單和對話框驅(qū)動,分為設(shè)計(jì)計(jì)算、校核計(jì)算模塊。其設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話,具有良好的交互性,充分考慮了變化的參數(shù)需要學(xué)生參與改變的特點(diǎn),使學(xué)生既感到計(jì)算的快捷方便,又鍛煉了設(shè)計(jì)能力。具體體現(xiàn)在學(xué)生在軟件使用過程中可以看到清楚的設(shè)計(jì)步驟,在不斷提示下進(jìn)行每步設(shè)計(jì)。
3.1圖表功能的實(shí)現(xiàn)
在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中有大量的圖表要查。圖表的特點(diǎn)是鮮明直觀,并能看出變化趨勢,在設(shè)計(jì)手冊和資料中經(jīng)常采用。但是在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中,圖表不能直接存儲在計(jì)算機(jī)里,而且圖表本身不能用來直接解題,參與計(jì)算的只是根據(jù)圖表查得的有關(guān)數(shù)據(jù),因此必須將其程序化,變成計(jì)算機(jī)可存儲的數(shù)據(jù)形式,供解題時(shí)檢索和調(diào)用。如圖2所示,為了選擇使用系數(shù),需要決定選取的原動機(jī)和載荷狀態(tài)。在機(jī)械設(shè)計(jì)中,將使用系數(shù)數(shù)值列于表1-1。根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù),選擇的狀態(tài)決定使用系數(shù)的數(shù)值,這樣解決了查圖表的問題。
3.2齒輪設(shè)計(jì)校核模塊的開發(fā)
齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算是比較復(fù)雜的一個(gè)過程。在設(shè)計(jì)過程中,既要滿足傳動比的要求,又要滿足強(qiáng)度的要求,所以要多次進(jìn)行參數(shù)調(diào)整和試算后才能得到滿足要求的齒輪,學(xué)生需要較長的時(shí)間完成齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算。由于給每個(gè)學(xué)生的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不一樣,且每個(gè)學(xué)生在設(shè)計(jì)時(shí)所選擇的參數(shù)也不相同,因此開發(fā)了齒輪材料及其設(shè)計(jì)計(jì)算的模塊,如圖3、圖4所示。若齒輪的強(qiáng)度不滿足要求,則,所得出的數(shù)字呈紅色,需返回到初始界面重新設(shè)計(jì),輸入及確定相關(guān)參數(shù)。
3.3整體界面
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)； 機(jī)械設(shè)計(jì)； 優(yōu)勢； 應(yīng)用
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)主要應(yīng)用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大數(shù)值計(jì)算能力與圖形處理能力，協(xié)助工程技術(shù)人員，對產(chǎn)品或者工程進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析，達(dá)到理想目標(biāo)，并獲得一定成果。自從1950年誕生了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD），已經(jīng)在航空航天、建筑、機(jī)械、化工、電子以及能源交通等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率與設(shè)計(jì)質(zhì)量。
1.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢
1.1與人腦思維相適應(yīng)
機(jī)械設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般是先構(gòu)思、后表達(dá)，由于在腦海中構(gòu)造的產(chǎn)品形狀是立體的，因此通過三維實(shí)體模型反映產(chǎn)品的真實(shí)幾何形狀，更利于思維的表達(dá)。這樣，機(jī)械設(shè)計(jì)師會有更多的時(shí)間和精力用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而不再費(fèi)神于產(chǎn)品的圖形表達(dá)，更利于激發(fā)機(jī)械設(shè)計(jì)師的創(chuàng)新思維能力，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的連續(xù)性。通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，可獲得更直觀、更利于理解的三維立體圖，促進(jìn)設(shè)計(jì)的深入性，擴(kuò)展設(shè)計(jì)思維，便于溝通交流。
1.2提高設(shè)計(jì)效率
通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)中的三維機(jī)械設(shè)計(jì)，更利于體現(xiàn)復(fù)雜的幾何造型。通過布爾運(yùn)算等軟件功能，利用簡單幾何實(shí)體計(jì)算復(fù)雜的幾何實(shí)體，自動形成截交線與相貫線，減少工作設(shè)計(jì)工作強(qiáng)度，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)效率。在使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的三維CAD系統(tǒng)時(shí)，開發(fā)全新機(jī)械設(shè)計(jì)，只需要對其中的部分零件重新設(shè)計(jì)與制造即可，而更多的零部件設(shè)計(jì)可以應(yīng)用以往信息，這樣極大提高機(jī)械設(shè)計(jì)的效率，降低設(shè)計(jì)難度。另外，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的變型設(shè)計(jì)能力極強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)快速重構(gòu)功能，獲得全新機(jī)械產(chǎn)品。
1.3便于零件設(shè)計(jì)與修改
利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，可以實(shí)現(xiàn)在裝配環(huán)境下的新零件設(shè)計(jì)，也可根據(jù)相鄰零件的形狀、位置等設(shè)計(jì)新零件，提高方便性、快捷性，同時(shí)確保新零件和相鄰零件之間的有機(jī)融合，減少單獨(dú)設(shè)計(jì)而產(chǎn)生的錯(cuò)誤或者不兼容。例如，在裝配環(huán)境下，根據(jù)箱體形狀以及具體要求，快速、準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)出符合要求的箱蓋。在零件環(huán)境中，配備了查找器。當(dāng)完成機(jī)械零件的造型設(shè)計(jì)，就會在資源查找器中列出已經(jīng)完成零件的命令，只要點(diǎn)擊相應(yīng)命令，就可了解零件的具體步驟，再利用資源查找器中的零件回放功能，將零件造型全過程以動畫的形式，連續(xù)表示出來，提高過程的透明性。另外，在修改零件過程中，也可利用資源查找器的某一命令來完成，在裝配環(huán)境下也可以修改零件，只需要點(diǎn)擊需要修改的零件即可，非常方便。
1.4提高機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量
隨著機(jī)械技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品逐漸與信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合，再加上應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)及CIMS技術(shù)，提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平。通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，例如設(shè)計(jì)優(yōu)化、分析有限元受力情況等，確保產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。另外，一些大型企業(yè)的數(shù)控加工工作日益完善，再加上計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的配合，在機(jī)械零件加工方面的效果良好，提高產(chǎn)品應(yīng)用質(zhì)量。通過三維機(jī)械設(shè)計(jì)，既可準(zhǔn)確描述對象的大小、位置、形狀等特征，同時(shí)也賦予了設(shè)計(jì)對象的體積、紋理、顏色、慣性、重心等信息，描述了設(shè)計(jì)對象的幾何形狀與工作狀態(tài)，更加真實(shí)、準(zhǔn)確、充分、全面地表達(dá)設(shè)計(jì)意圖。
2.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)主要包括設(shè)計(jì)、建模、協(xié)同、集成、仿真五個(gè)部分。其中包括諸多內(nèi)容，例如優(yōu)化設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)、分析有限元、計(jì)算機(jī)輔助畫圖、計(jì)算機(jī)仿真、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)管理等。目前，計(jì)算機(jī)輔助繪圖已成為CAD中應(yīng)用較為成熟、完善的領(lǐng)域。最初CAD僅局限在計(jì)算機(jī)輔助繪圖領(lǐng)域，隨著理念的創(chuàng)新與技術(shù)的進(jìn)步，CAD逐步發(fā)展為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)涵蓋了概念設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、工程數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)仿真與分析、智能CAD、接口技術(shù)、CAD/CAM集成等。一個(gè)健全的CAD系統(tǒng)，還應(yīng)該包括工程數(shù)據(jù)庫、圖形程序庫、應(yīng)用程序庫等。以下將對計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析：
2.1機(jī)械零件
在設(shè)計(jì)機(jī)械零件過程中，一般涉及到大量的計(jì)算。例如，在AutoCAD、Visual Basic平臺中開發(fā)參數(shù)化繪圖軟件、直線共軛內(nèi)嚙和齒輪泵輪設(shè)計(jì)，通過人機(jī)對話方式，修改設(shè)計(jì)的參數(shù)，提高齒輪泵的應(yīng)用性能。這種方法多在設(shè)計(jì)一般性機(jī)械零件中應(yīng)用。
2.2機(jī)械設(shè)備
設(shè)計(jì)機(jī)械模具已成為機(jī)械設(shè)計(jì)中常應(yīng)用的問題。通過了解注塑模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)特點(diǎn)，提高應(yīng)用CAD的優(yōu)越性，了解現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢。另外，還應(yīng)充分認(rèn)識到注塑模具的冷卻系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)以及成型零件工件尺寸的設(shè)計(jì)，提高模具設(shè)計(jì)的快捷性、準(zhǔn)確性。
2.3機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)
機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)是機(jī)械設(shè)計(jì)的一部分。例如，分析并計(jì)算全液壓推土機(jī)的行駛靜壓驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)，可通過VB6.0平臺應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)。通過該軟件，除了計(jì)算傳統(tǒng)的牽引性能之外，還同時(shí)可以計(jì)算液壓系統(tǒng)的速度、剛度、參數(shù)校核、系統(tǒng)效率等等。
2.4機(jī)器人
機(jī)器人設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合體現(xiàn)。例如，在應(yīng)用Pro/E動態(tài)仿真原理的基礎(chǔ)上，利用CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，憑借SCARA機(jī)器人的速度快、精準(zhǔn)度高、反應(yīng)靈敏等特點(diǎn)，研究下棋機(jī)器人的手臂操作以及手掌運(yùn)動過程、運(yùn)動范圍、運(yùn)動特性，最終確定下棋機(jī)器人的具體尺寸與型號結(jié)構(gòu)。通過利用Pro/E動態(tài)仿真系統(tǒng)，可確保運(yùn)動控制的實(shí)時(shí)性，提高安全性、可靠性。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì)；CATID技術(shù)
機(jī)械設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)人員根據(jù)用戶的使用要求對專用機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動方式、力學(xué)和能量的傳遞方式、各個(gè)零件的材料和形狀尺寸、方法等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計(jì)算并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過程。優(yōu)化設(shè)計(jì)需要綜合地考慮許多要求：最好的工作性能、低廉的制造成本、最小的外形尺寸和重量、使用中最穩(wěn)定可靠、最少的能耗和最低的環(huán)境污染等。往往這些要求互相間是矛盾的，這就需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)具體情況權(quán)衡輕重，統(tǒng)籌兼顧，使設(shè)計(jì)的機(jī)械具有最優(yōu)異的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
作為一部完整的機(jī)器，它是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。要提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，必須有一個(gè)科學(xué)的設(shè)計(jì)程序。機(jī)械設(shè)計(jì)經(jīng)歷過手工繪圖——計(jì)算機(jī)二維繪圖（AutoCAD軟件等）——計(jì)算機(jī)三維繪圖（CATIA軟件等）等幾個(gè)階段。
機(jī)械設(shè)計(jì)本身是繁鎖的工作過程，手工繪圖需要具一相當(dāng)?shù)墓ぷ鹘?jīng)驗(yàn)及空間思維能力，除了必須熟悉和遵守制圖標(biāo)準(zhǔn)、正確使用繪圖工具、掌握幾何作圖的方法外，還要有比較合理的繪圖工作順序。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在機(jī)械設(shè)計(jì)中得到了日益廣泛的使用。運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)不僅可以減少設(shè)計(jì)勞動量、提高設(shè)計(jì)速度和設(shè)計(jì)質(zhì)量。且采用CATIA繪圖則更加利于設(shè)計(jì)的更改存檔為了保證繪圖質(zhì)量，提高繪圖速度。
CATIA能夠重用產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識，縮短開發(fā)周期，解決機(jī)械設(shè)計(jì)方案加快企業(yè)對市場需求的反應(yīng)。在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員不必考慮如何參數(shù)化設(shè)計(jì)目標(biāo)，充分利用CATIA提供的變量驅(qū)動及后參數(shù)化能力實(shí)現(xiàn)變量和參數(shù)化混合建模。也可以利用CATIA實(shí)現(xiàn)幾何和智能工程混合建模以便將多年的經(jīng)驗(yàn)積累到CATIA的知識庫中，用于指導(dǎo)新產(chǎn)品新型號產(chǎn)品的開發(fā)，加速新型號推向市場的時(shí)間。CATIA具有在整個(gè)產(chǎn)品周期內(nèi)的方便的修改能力，尤其是后期修改性。在設(shè)計(jì)過程中交互式捕捉設(shè)計(jì)意圖，定義產(chǎn)品的性能和變化。隱式的經(jīng)驗(yàn)知識變成了顯式的專用知識，提高設(shè)計(jì)的自動化程度，降低設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。CATIA提供了智能化的樹結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)人員可方便快捷的對產(chǎn)品進(jìn)行重復(fù)修改，即使是在設(shè)計(jì)的最后階段需要做重大的修改，或者是對原有方案的更新?lián)Q代，對于CATIA來說，都是非常容易的事。
CATIA覆蓋了產(chǎn)品開發(fā)的整個(gè)過程，提供了完備的設(shè)計(jì)能力：從產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)到最終產(chǎn)品的形成，以其精確可靠的解決方案提供了完整的2D、3D、參數(shù)化混合建模及數(shù)據(jù)管理手段，從單個(gè)零件的設(shè)計(jì)到最終電子樣機(jī)的建立； CATIA將機(jī)械設(shè)計(jì)，工程分析及仿真，數(shù)控加工和CATweb網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用解決方案有機(jī)的結(jié)合在一起，提供嚴(yán)密的無紙工作環(huán)境，提高產(chǎn)品質(zhì)量及降低費(fèi)用。
CATIA帶有自有標(biāo)準(zhǔn)件庫，且可以方便地鏈接第三方CATIA零部件數(shù)據(jù)資源庫：囊括數(shù)百家國內(nèi)外廠商的零部件產(chǎn)品模型。模型數(shù)據(jù)可被直接調(diào)用，更好的幫助設(shè)計(jì)人員完成設(shè)計(jì)工作，提升效率。
采用CATIA設(shè)計(jì)者可以非常方便地調(diào)用型材、通用件庫。并可以充分利用EXECEL設(shè)計(jì)表實(shí)現(xiàn)參數(shù)化驅(qū)動設(shè)計(jì)。
CATIA 可以從數(shù)字化定義的產(chǎn)品，生成具有真實(shí)效果的渲染照片。在真實(shí)產(chǎn)品生成之前，即可促進(jìn)產(chǎn)品的銷售。
通過實(shí)際應(yīng)用CATIA系統(tǒng)軟件，筆者體會到CATIA系統(tǒng)軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中具有明顯的優(yōu)勢：
一、零件設(shè)計(jì)更加方便
使用CATIA系統(tǒng)，可以裝配環(huán)境中設(shè)計(jì)新零件，也可以利用相鄰零件的位置及形狀來設(shè)計(jì)新零件，既方便又快捷,避免了單獨(dú)設(shè)計(jì)零件導(dǎo)致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過程通過動畫演示出來，使人一目了然。
二、裝配零件更加直觀
在裝配過程中，資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關(guān)系，若裝配不正確即予以顯示，另外，零件還可以隱藏，在隱藏了外部零件的時(shí)候，可清楚地看到內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu)。整個(gè)機(jī)器裝配模型完成后還能進(jìn)行運(yùn)動演示，對于有一定運(yùn)動行程要求的，可檢驗(yàn)行程是否達(dá)到要求，及時(shí)對設(shè)計(jì)進(jìn)行更改，避免了產(chǎn)品生產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)需要修改甚至報(bào)廢。
三、縮短了機(jī)械設(shè)計(jì)周期
采用CATIA技術(shù)，機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)間縮短了近1/3，大幅度地提高了設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率。在用CATIA系統(tǒng)進(jìn)行新機(jī)械的開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，只需對其中部分零部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和制造，而大部分零部件的設(shè)計(jì)都將繼承以往的信息，使機(jī)械設(shè)計(jì)的效率提高了3～5倍。同時(shí)，CATIA系統(tǒng)具有高度變型設(shè)計(jì)能力，能夠通過快速重構(gòu)，得到一種全新的機(jī)械產(chǎn)品。
我司主要生產(chǎn)產(chǎn)品為環(huán)衛(wèi)設(shè)備。是集機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)，送風(fēng)系統(tǒng)等為一體的機(jī)器設(shè)備。其錯(cuò)綜復(fù)雜的液壓管路及電氣線路的完整表達(dá)，需要強(qiáng)大的軟件來完成。CATIA正好是我司引進(jìn)的主要設(shè)計(jì)軟件。北京五路居垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站是國內(nèi)首個(gè)采用強(qiáng)力預(yù)壓塊裝式的垃圾壓縮設(shè)備，國內(nèi)外可參考的資料極少。根據(jù)轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)備工藝要求，壓縮垃圾的壓力要達(dá)到180噸，垃圾重量達(dá)24噸，垃圾打包長度達(dá)10米。由于壓力大、壓縮行程長，設(shè)備結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、機(jī)械性通報(bào)要求極高，且需要有良好的生產(chǎn)工藝性。經(jīng)過反復(fù)設(shè)計(jì)論證和科學(xué)計(jì)算，最后確定了ACP-18型壓縮機(jī)的總體方案，主要由油缸支架部件、壓縮腔體、升降閘門部件、滑動支架部件、推頭部件、油缸座及稱重傳感支座等部分組成。配合兩組油缸推動推頭，每組油缸的行程為7.9米，使推頭的總行程達(dá)到了15.8米。由于ACP-18型壓縮機(jī)壓力大，機(jī)體龐大（設(shè)備總長達(dá)25.5米，自重達(dá)72噸），對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求極高，考慮到要求強(qiáng)度及生產(chǎn)工藝性，壓縮腔體采用厚度達(dá)16mm的低合金鋼板（16Mn），且用“C”型槽扶強(qiáng)。在油缸支架及滑動支架則采用矩型鋼管焊接而成的框架結(jié)構(gòu)，既保證了結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，又減輕了自重。為保證壓縮機(jī)機(jī)體具有良好的剛性，機(jī)體底部布置了兩條460x190mm的大型工字鋼。經(jīng)過應(yīng)用CATID系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算及設(shè)備運(yùn)行中的驗(yàn)證。并在此基礎(chǔ)上完成了設(shè)備的設(shè)計(jì)工作，于99年初在公司內(nèi)生產(chǎn)制作，年底在北京工地順利安裝并成功投產(chǎn)。經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行，證明ACP-18型壓縮機(jī)設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)可靠，各項(xiàng)性能均完全滿足垃圾運(yùn)轉(zhuǎn)站的工藝要求，勝利通過了驗(yàn)收。該工程被北京市列為“國慶50周年獻(xiàn)禮工程”。
我司也曾使用AutoCAD、SolidWorks、 Pro/E進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，但通過一段時(shí)間的試用比較，發(fā)現(xiàn)CATIA設(shè)計(jì)軟件更能適應(yīng)我司的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。由于環(huán)衛(wèi)設(shè)備環(huán)境惡劣，設(shè)備需長期穩(wěn)定工作，維修少維護(hù)簡單的特殊要求；機(jī)場設(shè)備要求穩(wěn)定，且安全可靠。CATIA的推廣應(yīng)用在我司設(shè)計(jì)的產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)方面突顯優(yōu)勢,并帶來可觀的收益。
參考文獻(xiàn)
隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，我國各行各業(yè)得到了前所未有的進(jìn)步。伴隨著機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中得到廣泛的應(yīng)用。由于其精確的繪圖技術(shù)，解決了以往繪圖產(chǎn)生較大誤差的問題，在一定程度上提高了機(jī)械繪圖的準(zhǔn)確率。本文就CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用展開探索和研究。
關(guān)鍵詞：
CAD技術(shù)；機(jī)械設(shè)計(jì)；應(yīng)用研究
0引言
隨著時(shí)間的推移，我國的綜合國力得到進(jìn)一步的增強(qiáng)，科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)滲透進(jìn)各行各業(yè)，并發(fā)揮出廣泛的作用，CAD技術(shù)就是其中之一。由于其繪圖方便和精確度高而廣受人們的歡迎。
1對CAD技術(shù)的定義
CAD（ComputerAidedDesign）是由美國Autodesk公司設(shè)計(jì)的一種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。它有別于以往的紙質(zhì)設(shè)計(jì)，而是利用計(jì)算機(jī)CAD軟件進(jìn)行圖形繪制、平面設(shè)計(jì)、三維立體設(shè)計(jì)等。其操作只需在其中輸入數(shù)據(jù)而自動會出較為精確的圖案即可，是一種簡便的繪圖軟件。
2CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)
作為一項(xiàng)新型的繪圖技術(shù)，CAD在繪圖方面展現(xiàn)出很多優(yōu)勢，本人根據(jù)長期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出如下幾點(diǎn)。
（1）繪圖效率高。
在以往技術(shù)不發(fā)達(dá)的年代，設(shè)計(jì)人員總是采用鉛筆、橡皮、直尺等進(jìn)行紙質(zhì)平面設(shè)計(jì)。這一繪圖方法難度高，要求工人有較為豐富的繪圖經(jīng)驗(yàn)，且一不留神就會出現(xiàn)錯(cuò)誤。而當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)查找和改正又是一項(xiàng)很費(fèi)時(shí)、費(fèi)力的工作。但借助CAD，我們只要輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，選中需要繪制的圖形樣式，就能在很短的時(shí)間內(nèi)繪出我們所需要的圖形，接著設(shè)計(jì)師對所要設(shè)計(jì)的零件進(jìn)一步進(jìn)行位置和大小的修改，從而大大減少繪圖的時(shí)間，而且這種方法容易上手，只要加以學(xué)習(xí)，就可以大大提高工程的精度和工作效率。
（2）精確的繪圖有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
在機(jī)械、建筑等行業(yè)中若是出現(xiàn)丁點(diǎn)質(zhì)量上的問題都會導(dǎo)致整個(gè)工程的失敗，因而對零件的要求極為苛刻。利用CAD技術(shù)，只需輸入數(shù)據(jù)，就能定向地繪出圖形各尺寸標(biāo)準(zhǔn)。若是出現(xiàn)問題，在歷史記錄中也能找回，并加以修改。為了用戶能清晰地看到零件內(nèi)部設(shè)計(jì)或方便操作人員進(jìn)一步的設(shè)計(jì)內(nèi)部構(gòu)造，我們可以通過隱藏外表，從而直觀的發(fā)現(xiàn)其中的問題，并加以修改，繼而產(chǎn)品的質(zhì)量也會大大提高。
（3）軟件設(shè)計(jì)人性化。
一般而言，工作人員在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)師，都有一個(gè)從構(gòu)思到設(shè)計(jì)的過程。而借助CAD技術(shù)，設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品可以是三維立體的，比較符合人的直觀感受。這樣，設(shè)計(jì)人員可以不用考慮產(chǎn)品的擺放位置，而只需關(guān)注設(shè)計(jì)的本身，從而更好地發(fā)揮創(chuàng)造力。因此，CAD技術(shù)是有人性化的。
（4）修改和再次設(shè)計(jì)較為方便。
相比于傳統(tǒng)的紙質(zhì)繪圖，利用CAD繪圖的效果更佳。在設(shè)計(jì)三維圖案時(shí)，可以在裝配環(huán)節(jié)中添加新零件的同時(shí)去除已有不用的零件。在對已經(jīng)存在的零件進(jìn)行操作時(shí)，可以直接從資源查找器中調(diào)出并加以修改，接著再裝回原來的位置，通過調(diào)試來完成操作。此方法簡單、方便。
3CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中存在的問題
CAD——作為一項(xiàng)新型的設(shè)計(jì)軟件，由于其在我國發(fā)展時(shí)間較短，在發(fā)展和使用上都會存在或多或少的缺點(diǎn)。若不加以改正和修補(bǔ)，勢必阻礙今后整個(gè)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。本文總結(jié)如下。
（1）設(shè)計(jì)人員對CAD的學(xué)習(xí)不夠深入。
CAD軟件是剛興起的繪圖軟件，它從西方引入中國，在我國的發(fā)展時(shí)間不長，在很多技術(shù)上的使用還有待研究，因而與國外其他先進(jìn)的國家相比還存在很大的差距。很多資歷較深的設(shè)計(jì)師還是習(xí)慣性的沿用傳統(tǒng)的紙質(zhì)繪圖方式，而對CAD還缺乏學(xué)習(xí)和認(rèn)識。另外有很多技術(shù)人員只是學(xué)了點(diǎn)皮毛，并沒有真正的系統(tǒng)學(xué)習(xí)過，也不太了解其功能。因此，CAD技術(shù)在設(shè)計(jì)行業(yè)還沒有真正發(fā)揮出它的作用和價(jià)值。
（2）CAD設(shè)計(jì)的改變性不大。
從上一點(diǎn)可以看出，由于我國精通CAD技術(shù)的人員較少，因此，在設(shè)計(jì)方面并沒有突破性的改變。很多時(shí)候，我們都是將在紙質(zhì)上設(shè)計(jì)好的圖案在CAD軟件上再次繪制一遍，而沒有通過物理分析，展現(xiàn)整個(gè)空間上的構(gòu)造。而且在計(jì)算機(jī)的操作僅僅是改變數(shù)據(jù)和圖案的大小，并不能實(shí)現(xiàn)真正意義上的三維效果。若是CAD技術(shù)還是停留在這一水平，那就失去了其本來的作用效果，也正因?yàn)槿绱耍覈跈C(jī)械行業(yè)的突破性還不是很大。
4機(jī)械設(shè)計(jì)中CAD的應(yīng)用
（1）平面繪圖。
平面繪圖也稱二維繪圖，是CAD應(yīng)用最為廣泛的。一般而言，根據(jù)所要設(shè)計(jì)的圖案，選擇繪制的樣式，再輸入樣式的各個(gè)參考值，從而確定所繪的圖案。而這一過程往往取代以往的紙質(zhì)繪圖。
（2）參數(shù)的調(diào)整和調(diào)用。
一般而言，CAD數(shù)據(jù)庫會不斷的發(fā)生變化。而實(shí)際操作中，系統(tǒng)化的或是根據(jù)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)制造出的機(jī)械零件會存在一定的誤差，因此，需要我們適時(shí)地做出調(diào)整。借助參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，將類似的圖像調(diào)出修改其中的尺寸大小，使之與實(shí)物一致，從而制造出符合要求的產(chǎn)品。
（3）三維繪圖。
三維繪圖需要參照實(shí)物，對機(jī)械零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行一系列后續(xù)的操作措施，將物體真實(shí)的展現(xiàn)出來。
5總結(jié)
CAD技術(shù)在今后的很長一段時(shí)間里會朝著智能化、自動化、綠色化的方向發(fā)展，其性價(jià)比會大大提高，且成本也會大幅度的下降。在任何一個(gè)領(lǐng)域里，設(shè)計(jì)的作用范圍極其廣泛，并與施工、生產(chǎn)及工程管理方面息息相關(guān)。因此，我們需要將CAD和CAM有效結(jié)合，促使其在不同領(lǐng)域里都能發(fā)揮出巨大的優(yōu)勢，從而更進(jìn)一步的促使我國機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。
作者：易漢江 劉宏 單位：邵陽學(xué)院魏源國際學(xué)院
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關(guān)鍵詞：CAD軟件；計(jì)算機(jī)；機(jī)械設(shè)計(jì)；高效率
1.AutoCAD的應(yīng)用及開發(fā)環(huán)境
AutoCAD是專門用于計(jì)算機(jī)輔助繪圖設(shè)計(jì)的軟件，它是由美國Autodesk公司研制開發(fā)的。AutoCAD軟件是一個(gè)具有高效率、容易學(xué)容易用的繪圖工具，它是集圖形的處理、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、圖形數(shù)據(jù)的管理以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體，為廣大客戶提供了強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能。
圖形編輯功能和數(shù)據(jù)管理能力是AutoCAD的兩大主要功能，我們可以把它當(dāng)作工作平臺，可以實(shí)現(xiàn)處理模塊的圖形顯示、圖形編輯和數(shù)據(jù)管理等功能；三維繪圖空間可以正確地輸入空間點(diǎn)坐標(biāo)，使得我們以立體圖的形式精確輸入信息數(shù)據(jù)成為可能。AutoCAD作為可供二次開發(fā)的圖形平臺，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性經(jīng)過了長時(shí)間檢驗(yàn)。實(shí)踐證明， AutoCAD 不僅是一個(gè)繪圖工具，而且是可供二次開發(fā)的繪圖系統(tǒng)。
2.AutoCAD 繪制機(jī)械設(shè)計(jì)圖樣的技巧
2.1使用模板文件
在機(jī)械設(shè)計(jì)繪圖中，一方面要嚴(yán)格遵守國家標(biāo)準(zhǔn)《技術(shù)制圖》、《機(jī)械制圖》和有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如圖紙大小、標(biāo)題欄和會簽欄的規(guī)格，還有粗細(xì)要分明、字體有深淺和正確的尺寸標(biāo)注等；另一方面我們會使用圖形樣板和繪圖環(huán)境的設(shè)置，如圖層設(shè)計(jì)、圖形單位、捕捉、柵格等，最后將常用圖形樣板另存為一個(gè)擴(kuò)展名為 dwt的模板文件。這樣，每次畫圖之前先打開保存好的模板文件，然后在這基礎(chǔ)上進(jìn)行繪圖，從而節(jié)省很多繪圖前的準(zhǔn)備時(shí)間。
2.2善于總結(jié)繪圖技巧
當(dāng)我們掌握了AutoCAD 的基本繪圖指令和編輯命令后，就可以結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)繪圖特點(diǎn)，總結(jié)出比較快捷的繪圖方法。如在繪制具有中心軸線的對稱圖形時(shí)，將中心線超出輪廓線部分暫時(shí)不繪制，待整個(gè)圖形繪制結(jié)束后利用延長LENGTHEN命令，一次性將中心軸線延長3～5mm。
繪制CAD圖形，3/5的時(shí)間進(jìn)行圖形的編輯修改。因此，一方面用熟練掌握的修改命令來修改圖形，另一方面也要留意修改的快捷方法。AutoCAD圖形的夾點(diǎn)就具有這方面的強(qiáng)大修改功能，通過控制夾點(diǎn)就能進(jìn)行基本的修改操作，比如說 COPY、MOVE等。
3. Auto CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)繪圖中的優(yōu)缺點(diǎn)
3.1 Auto CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)繪圖中的優(yōu)點(diǎn)
Auto CAD繪圖技術(shù)的長處使得機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)人員隨心所意，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
3.1.1勞動強(qiáng)度降低、圖面整潔
尺規(guī)作圖時(shí)，機(jī)械設(shè)計(jì)人員常常手里拿著幾只不同粗細(xì)的鉛筆、丁字尺、三角板、曲線板等工具不停的在手里更換一旦出現(xiàn)差錯(cuò)，修改費(fèi)時(shí)費(fèi)力。而CAD繪圖軟件有統(tǒng)一的線型庫、字體庫，圖面整潔統(tǒng)一，由于CAD軟件提供的UNDO功能，設(shè)計(jì)人員不必?fù)?dān)心畫錯(cuò)，可以返回到你繪制錯(cuò)誤之前的步驟并隨意修改圖紙。使用Auto CAD機(jī)械繪圖軟件使繪圖真正做到了方便、整潔、隨意、清潔、輕松。
3.1.2設(shè)計(jì)工作的高效及設(shè)計(jì)成果的重復(fù)利用
Auto CAD機(jī)械設(shè)計(jì)繪圖具有復(fù)制功能，復(fù)制后的圖紙只需要進(jìn)行簡單修改即可，或者直接套用。應(yīng)用Auto CAD機(jī)械設(shè)計(jì)繪圖軟件就可以將機(jī)械設(shè)計(jì)圖樣直接轉(zhuǎn)成所需的底圖，使機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)人員不會在描繪底圖上浪費(fèi)時(shí)間。而且Auto CAD軟件大多提供了豐富的分類圖庫、通用詳圖，機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)人員需要時(shí)可以直接調(diào)用。重復(fù)工作越多，這種優(yōu)勢越明顯。這樣，極大地提高了設(shè)計(jì)工作的精確度和效率。
3.1.3圖紙資料保管方便快捷
Auto CAD機(jī)械設(shè)計(jì)繪圖軟件制作的圖紙、圖像文件可以直接存儲在電腦的硬盤和軟盤上，資料的保管、使用較為方便。也可以將紙制圖紙掃描輸入電腦，避免因資料受潮、模糊不清或及破壞性查閱造成的損失。應(yīng)用此技術(shù)后，僅需一臺電腦就能科學(xué)地管理圖形資料。
3.1.4設(shè)計(jì)理念的改變
Auto CAD機(jī)械設(shè)計(jì)繪圖，對設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化將起著巨大的推動作用。隨著計(jì)算機(jī)信息、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，招投標(biāo)設(shè)計(jì)、各地區(qū)合作設(shè)計(jì)已得到普及。能夠在第一時(shí)間掌握科技信息，就能跟上世界的步伐，通過一根電話線“在家工作”已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。
3.2 Auto CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)繪圖中的缺點(diǎn)
Auto CAD技術(shù)給機(jī)械行業(yè)帶來巨大效益的同時(shí)，其負(fù)面影響也日益呈現(xiàn)，值得我們深思。
3.2.1 Auto CAD浪費(fèi)資源
Auto CAD是一項(xiàng)具有高科技含量的技術(shù)，通常一名設(shè)計(jì)師要想熟練掌握Auto CAD軟件和電腦知識大概需要一年半的時(shí)間。但在科技飛速發(fā)展的今天學(xué)習(xí)技術(shù)的步伐遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上電腦及AutoCAD軟件的更新速度，機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)人員不得不花費(fèi)大量時(shí)間應(yīng)付這些變化。其次，CAD的復(fù)雜難懂使得部分設(shè)計(jì)師望而卻步。大型的機(jī)械設(shè)計(jì)院要設(shè)立專門的CAD維修工作部，因?yàn)橐粋€(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師不一定是CAD高手。反之亦然，CAD對人力、時(shí)間的浪費(fèi)可見一斑。 其次Auto CAD對物質(zhì)財(cái)力的浪費(fèi)頗多。以往只需機(jī)械設(shè)計(jì)師、繪圖員就能完成的工作，而現(xiàn)在要實(shí)現(xiàn)CAD繪圖的硬件設(shè)備很多，如電腦、工作站、繪圖儀、復(fù)印機(jī)、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等的投資很大，且它們的折舊率和升級費(fèi)用也很高。
3.2.2 Auto CAD技術(shù)存在不可靠性
Auto CAD技術(shù)使得機(jī)械設(shè)計(jì)人員不得不面對計(jì)算機(jī)病毒。 Auto CAD軟件本身的BUG，設(shè)備的更新升級和電腦資料保存等環(huán)節(jié)，容易被計(jì)算機(jī)病毒和黑客入侵。由于上述環(huán)節(jié)出問題就得停止工作，去解決與設(shè)計(jì)無關(guān)的問題。或者由于機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)人員的誤操作或?qū)uto CAD知識掌握不夠，辛苦幾天甚至幾年的設(shè)計(jì)成果有可能被誤刪除、覆蓋等，其工作成果就將付之東流。
CAD技術(shù)極為方便的復(fù)制、套用使得圖形文件的版權(quán)問題也日益尖銳。
3.2.3 CAD技術(shù)對設(shè)計(jì)思想的束縛
由于計(jì)算機(jī)屏幕尺寸的限制，機(jī)械設(shè)計(jì)人員關(guān)注的往往只是設(shè)計(jì)圖樣的局部，對全局的把握有一定影響，使得整個(gè)機(jī)械圖樣的比例失控。CAD的精確性要求圖形的每一線條都要有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，使得方案設(shè)計(jì)中需要的模糊性、隨機(jī)性被扼殺，設(shè)計(jì)缺乏靈感。
【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)輔助輔助設(shè)備；機(jī)械設(shè)備；應(yīng)用
CAD 主要是指，通過使用計(jì)算機(jī)的一些制圖軟件來幫助機(jī)械設(shè)計(jì)師進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)的原理是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)中，多數(shù)是通過手制繪圖來完成設(shè)計(jì)的，在目前的機(jī)械設(shè)計(jì)中是通過計(jì)算機(jī)來完成繪圖的，不僅節(jié)省了大量的繪圖時(shí)間，還提高了繪圖效率。合理的使用計(jì)算機(jī)軟件，方便設(shè)計(jì)師進(jìn)行其他操作，使設(shè)計(jì)更加合理，也使得設(shè)計(jì)作品的質(zhì)量完成的更好。
1.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展和重要性
機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分，是進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)的前提。同時(shí)也是決定機(jī)械性能的重要因素，機(jī)械性能的好壞取決于設(shè)計(jì)質(zhì)量。從狹義上來講機(jī)械設(shè)計(jì)是指在技術(shù)設(shè)計(jì)過程中，從廣義的上來講機(jī)械設(shè)計(jì)要根據(jù)設(shè)計(jì)者的要求和現(xiàn)有的條件。對機(jī)械的工作原理和機(jī)械的結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度，機(jī)械零件的形狀和大小能量的傳遞方式進(jìn)行分析。并形成具體的描述作為機(jī)械制造的工作依據(jù)。這是一個(gè)有創(chuàng)造性的工作，也是建立在成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的，只有將兩者結(jié)合起來，才能設(shè)計(jì)高質(zhì)量的機(jī)器。機(jī)械設(shè)計(jì)的步驟都需要計(jì)算機(jī)的幫助，圖形的編輯和數(shù)據(jù)的計(jì)算都需要借助計(jì)算機(jī)軟件的提供支持。除了這些具體的工作可以利用計(jì)算機(jī)完成后，還可以根據(jù)圖紙沒在計(jì)算機(jī)上模擬一個(gè)模型，對產(chǎn)品的性能和受力情況進(jìn)行分析，根據(jù)出現(xiàn)的狀況進(jìn)行相關(guān)的修改不斷完善產(chǎn)品的質(zhì)量，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)越來越廣泛的應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)加工中。
2.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用優(yōu)勢
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)簡稱為"CAD"，它是指借助計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備來幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的一種技術(shù)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已被人們廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。它在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的應(yīng)用中，有著無可比擬的優(yōu)勢。其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 ：
2.1 有利于提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的工作效率
將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，不僅可以將復(fù)雜的幾何圖形變得簡單，而且還可以將復(fù)雜的運(yùn)算變得簡單，從而有利于使設(shè)計(jì)師的工作變得簡單，進(jìn)而有利于機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作效率的提高。同時(shí)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，還能夠使機(jī)械重組功能得以實(shí)現(xiàn)，從而促進(jìn)了新零件的開發(fā)。
2.2 方便于機(jī)械設(shè)計(jì)的修改
將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，不僅可以使新設(shè)計(jì)在舊環(huán)境下就能得以實(shí)現(xiàn)，而且還可以按照已有的其他零件的位置來進(jìn)行新零件的設(shè)計(jì)，從而大大提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的方便性。同時(shí)，這還可以為錯(cuò)誤零件的修改提供方便。
2.3 有利于提高機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量
隨著科學(xué)技術(shù)的大力發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)也獲得了巨大的發(fā)展。特別是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，極大地促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)水平的提高。又機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平直接關(guān)系到機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，能夠有效地提高機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量。
3.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)主要包括設(shè)計(jì)、建模、協(xié)同、集成、仿真五個(gè)部分。其中包括諸多內(nèi)容，例如優(yōu)化設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)、分析有限元、計(jì)算機(jī)輔助畫圖、計(jì)算機(jī)仿真、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)管理等。目前，計(jì)算機(jī)輔助繪圖已成為CAD中應(yīng)用較為成熟、完善的領(lǐng)域。最初CAD僅局限在計(jì)算機(jī)輔助繪圖領(lǐng)域，隨著理念的創(chuàng)新與技術(shù)的進(jìn)步，CAD逐步發(fā)展為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)涵蓋了概念設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、工程數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)仿真與分析、智能CAD、接口技術(shù)、CAD/CAM集成等。一個(gè)健全的CAD系統(tǒng)，還應(yīng)該包括工程數(shù)據(jù)庫、圖形程序庫、應(yīng)用程序庫等。以下將對計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析：
3.1 機(jī)械零件
在設(shè)計(jì)機(jī)械零件過程中，一般涉及到大量的計(jì)算。例如，在AutoCAD、Visual Basic平臺中開發(fā)參數(shù)化繪圖軟件、直線共軛內(nèi)嚙和齒輪泵輪設(shè)計(jì)，通過人機(jī)對話方式，修改設(shè)計(jì)的參數(shù)，提高齒輪泵的應(yīng)用性能。這種方法多在設(shè)計(jì)一般性機(jī)械零件中應(yīng)用。
3.2 機(jī)械設(shè)備
設(shè)計(jì)機(jī)械模具已成為機(jī)械設(shè)計(jì)中常應(yīng)用的問題。通過了解注塑模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)特點(diǎn)，提高應(yīng)用CAD的優(yōu)越性，了解現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢。另外，還應(yīng)充分認(rèn)識到注塑模具的冷卻系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)以及成型零件工件尺寸的設(shè)計(jì)，提高模具設(shè)計(jì)的快捷性、準(zhǔn)確性。
3.3 機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)
機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)是機(jī)械設(shè)計(jì)的一部分。例如，分析并計(jì)算全液壓推土機(jī)的行駛靜壓驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)，可通過VB6.0平臺應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)。通過該軟件，除了計(jì)算傳統(tǒng)的牽引性能之外，還同時(shí)可以計(jì)算液壓系統(tǒng)的速度、剛度、參數(shù)校核、系統(tǒng)效率等等。
3.4 機(jī)器人
機(jī)器人設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合體現(xiàn)。例如，在應(yīng)用Pro/E動態(tài)仿真原理的基礎(chǔ)上，利用CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，憑借SCARA機(jī)器人的速度快、精準(zhǔn)度高、反應(yīng)靈敏等特點(diǎn)，研究下棋機(jī)器人的手臂操作以及手掌運(yùn)動過程、運(yùn)動范圍、運(yùn)動特性，最終確定下棋機(jī)器人的具體尺寸與型號結(jié)構(gòu)。通過利用Pro/E動態(tài)仿真系統(tǒng)，可確保運(yùn)動控制的實(shí)時(shí)性，提高安全性、可靠性。
4. 結(jié)束語
目前CAD 隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展也在進(jìn)行著創(chuàng)新，與此同時(shí)設(shè)計(jì)師也要根據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展及時(shí)更新自己的理念，在提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)滿足經(jīng)濟(jì)市場的需求。另外由于我國的CAD 水平相對其他國家還比較低，所以目前的工作任務(wù)是加強(qiáng)對CAD 的研究工作，只有這樣才能使得CAD 更好的應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)中，更好的為人民服務(wù)。
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[5]譚曉蘭、李善宏、杜娟、錢成.計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)的開發(fā)[J].第十三屆全國機(jī)械設(shè)計(jì)年會.2007
作者簡介：陳鵬沖： 鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院學(xué)生
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是一門專業(yè)基礎(chǔ)課,本課程的教學(xué)目標(biāo)不僅在于傳授常用機(jī)械和通用零部件的基本知識、基本理論和設(shè)計(jì)方法,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)際機(jī)械的能力。高等職業(yè)教育是以培養(yǎng)高素質(zhì)技能型專門人才為目標(biāo),為此,我們結(jié)合《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》的教學(xué)實(shí)際,對傳統(tǒng)的教學(xué)進(jìn)行改革,以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際機(jī)械設(shè)計(jì)能力為出發(fā)點(diǎn),加強(qiáng)學(xué)生的動手能力、獨(dú)立分析問題和解決問題的能力,從而提高其創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力,確保高等技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
1改革《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程包括了機(jī)械原理和機(jī)械零件兩門課的內(nèi)容,它涵蓋了從機(jī)械方案設(shè)計(jì)(原理設(shè)計(jì))、參數(shù)設(shè)計(jì)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的所有內(nèi)容。過去的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教學(xué),過分強(qiáng)調(diào)學(xué)科本身的系統(tǒng)性和完整性,注重單個(gè)機(jī)械及機(jī)械零部件的介紹,而對實(shí)用性的機(jī)械設(shè)計(jì)方法介紹不多,忽視對學(xué)生進(jìn)行機(jī)械綜合能力的培養(yǎng)。學(xué)生對單個(gè)機(jī)械和零部件的分析能力尚可,但沒有形成一個(gè)完整的機(jī)械產(chǎn)品形象,不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,根據(jù)新的課程體系,進(jìn)行必要的教學(xué)內(nèi)容改革。
1.1充實(shí)教學(xué)內(nèi)容,突出創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)
教學(xué)過程中注重激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望,培養(yǎng)其創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。為此,在教學(xué)內(nèi)容上適當(dāng)補(bǔ)充一些創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法,并結(jié)合課程的有關(guān)內(nèi)容,營造創(chuàng)新環(huán)境,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、思維方法和技能。第一,機(jī)械原理部分除介紹平面連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)等各機(jī)構(gòu)的組成、原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)方法外,適當(dāng)補(bǔ)充一些創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法。機(jī)器的創(chuàng)新在很大程度上取決于機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新,大多數(shù)的機(jī)構(gòu)都可以認(rèn)為是由基本機(jī)構(gòu)或這些機(jī)構(gòu)通過構(gòu)件尺寸、形狀及運(yùn)動副形狀的變化,經(jīng)過倒置,或增加輔助構(gòu)件等手段而得到的新的變異機(jī)構(gòu),或者是由上述這些機(jī)構(gòu)用一定方式組合而成的新機(jī)構(gòu)。例如,在平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,不僅介紹平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式,還要充實(shí)機(jī)構(gòu)演化部分的內(nèi)容,適當(dāng)補(bǔ)充一些創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法,有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。在講授這些機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及演化方式時(shí),要借助多媒體輔助教學(xué)手段,演示各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動過程,增加學(xué)生的感性認(rèn)識,啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生積極思維,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)教學(xué)效果。第二,機(jī)械零件部分的主要內(nèi)容是通用零部件的設(shè)計(jì)及選用,包括聯(lián)接零件、傳動零件、支承零部件等。在掌握了通用零部件的基礎(chǔ)上,增加機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容包括:執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì);原動機(jī)類型的選擇;傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)等。在進(jìn)行傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)時(shí),涉及到帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動、蝸桿傳動等相關(guān)知識,學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中,加深對上述知識的理解,同時(shí)為課程設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。
1.2加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際的聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生的工程意識
由于大多數(shù)的學(xué)生缺乏工程實(shí)踐,對機(jī)械的感性認(rèn)識也十分匱乏。因此,學(xué)生普遍反映《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程難學(xué),不能將所學(xué)知識應(yīng)用于工程實(shí)際中。因此,在教學(xué)過程,應(yīng)從工程實(shí)際出發(fā)進(jìn)行知識的傳授,加強(qiáng)學(xué)生的工程意識。如滾動軸承部分,由于滾動軸承為標(biāo)準(zhǔn)件,在教學(xué)內(nèi)容安排上,首先介紹滾動軸承的標(biāo)準(zhǔn),然后是軸承的選擇與壽命計(jì)算,最后是軸承的組合設(shè)計(jì)。在教學(xué)中,由于軸承的組合設(shè)計(jì)(包括軸承的固定、安裝、配合、調(diào)整、和密封等)是生產(chǎn)一線技術(shù)人員接觸最為廣泛的實(shí)際問題,因此可以把這部分內(nèi)容進(jìn)行重新整合,以實(shí)際機(jī)器為例,介紹軸承的固定、安裝、配合、調(diào)整、和密封等實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)問題。通過這樣的整合,使學(xué)生既學(xué)會了軸承的基本知識,又明確了軸承在工程實(shí)際中的重要地位。此外,廣泛挖掘《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》在工程實(shí)際中的應(yīng)用實(shí)例,充實(shí)和豐富教材中的例題和習(xí)題。
2采用靈活多樣的教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生對《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》的學(xué)習(xí)興趣
在課堂教學(xué)上,要結(jié)合不同的講授內(nèi)容采用不同的講授方法,如啟發(fā)式、案例式、討論式、項(xiàng)目引導(dǎo)式教學(xué)等。如講授輪系傳動比的計(jì)算時(shí),采用直接提問啟發(fā)法和案例教學(xué)法。首先扼要地介紹輪系的有關(guān)內(nèi)容,然后引出案例:分析汽車變速箱輸出軸的轉(zhuǎn)速。在學(xué)生進(jìn)行分析時(shí),直接提出問題:汽車變速箱屬于哪種輪系,如何實(shí)現(xiàn)變速,如何計(jì)算輸出軸的轉(zhuǎn)速等。在計(jì)算輸出軸的轉(zhuǎn)速時(shí),啟發(fā)學(xué)生先判斷輪系的類型,然后應(yīng)用相應(yīng)輪系傳動比的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。再如,在講授常用機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)這部分內(nèi)容時(shí),結(jié)合歷年學(xué)生參加機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的作品,介紹機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新與應(yīng)用,開展討論式教學(xué)。除了以上方法,還可以在某一階段將項(xiàng)目引導(dǎo)法應(yīng)用于教學(xué)中。如軸的設(shè)計(jì)部分,可以把設(shè)計(jì)加工一減速器中的從動軸作為一個(gè)項(xiàng)目。
主要教學(xué)過程如下:一步,教師通過任務(wù)單的形式讓學(xué)生明確本項(xiàng)目的主要任務(wù),并以資訊單的形式提出一些與本項(xiàng)目有關(guān)的問題,如軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮哪些因素?軸上零件常用的固定方法有哪些?軸的加工方法等,學(xué)生通過閱讀教材、參考書等掌握應(yīng)具備的知識和技能。二步,學(xué)生通過小組討論,制定工作計(jì)劃。在該階段,學(xué)生要考慮到軸的材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度計(jì)算、加工等,根據(jù)討論結(jié)果,填寫計(jì)劃單。三步,以小組形式展開討論,分析設(shè)計(jì)方案,教師可參與其中,幫助其分析方案,然后由學(xué)生自己做出決策。四步,學(xué)生根據(jù)所制定的方案獨(dú)立完成工作任務(wù)。在該階段,學(xué)生通過設(shè)計(jì)加工減速器中的從動軸及進(jìn)行軸上零件的裝拆,進(jìn)一步驗(yàn)證方案是否合理,若存在不合理之處,要求學(xué)生及時(shí)修改方案。五步,以小組的形式展示設(shè)計(jì)加工出的軸,然后由其它小組找出設(shè)計(jì)中存在的一些問題,如軸的各段直徑是否滿足定位和固定要求、軸上零件裝拆是否方便等。在該階段,學(xué)生不僅了解了自己設(shè)計(jì)過程中存在的問題,知道了改進(jìn)的方法,還鍛煉了學(xué)生的語言表達(dá)能力。六步,教師根據(jù)學(xué)生的作品,結(jié)合前幾個(gè)階段的完成情況做一個(gè)客觀公正的評價(jià),讓學(xué)生清楚在軸的設(shè)計(jì)加工過程中容易出現(xiàn)的問題以及在今后工作中應(yīng)注意的問題。學(xué)生在完成該項(xiàng)目的過程中,學(xué)到了探索知識的方法,讓枯燥的知識變成有趣的體驗(yàn),增強(qiáng)了學(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣。
3重視實(shí)踐環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)的動手能力
大多數(shù)的學(xué)生沒有社會實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),因此要學(xué)好這門課,實(shí)踐環(huán)節(jié)尤為重要。在課程的前期應(yīng)組織學(xué)生到工廠參觀、進(jìn)行金工實(shí)習(xí)、參觀機(jī)械零件陳列室,使學(xué)生對常用機(jī)構(gòu)和通用零部件有一個(gè)感性認(rèn)識。課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力的一個(gè)有效手段。在課程設(shè)計(jì)之前,應(yīng)先通過觀看錄像、拆裝減速器等,使學(xué)生熟悉減速器各部分結(jié)構(gòu)及功能、各個(gè)零件之間的連接關(guān)系與特點(diǎn)等。在設(shè)計(jì)過程中,學(xué)生根據(jù)工作要求,利用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)所學(xué)知識,并綜合利用所學(xué)過的其它知識,如機(jī)械制圖、金屬工藝學(xué)、材料力學(xué)等,完成各零部件的設(shè)計(jì),繪制出減速器的裝配圖和各零件圖。通過設(shè)計(jì),使學(xué)生不僅鞏固了本課程及有關(guān)課程的知識,還提高了學(xué)生綜合運(yùn)用這些知識和技能去分析和解決技術(shù)問題的能力。教師在參與指導(dǎo)的過程中,要鼓勵(lì)設(shè)計(jì)結(jié)果的多樣性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、創(chuàng)造意識和能力。#p#分頁標(biāo)題#e#
【關(guān)鍵詞】ProE；煙草機(jī)械設(shè)計(jì)；應(yīng)用
中圖分類號： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
1 Pro/E三維實(shí)體模型的優(yōu)勢
在計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的發(fā)展之下，三維設(shè)計(jì)軟件也逐漸的應(yīng)用在工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)以及制造過程之中，Pro/E三維實(shí)體建模在煙草機(jī)械行業(yè)中也得到了普遍的應(yīng)用。Pro/E有著特征建模、尺寸驅(qū)動、單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化設(shè)計(jì)、完全相關(guān)性的優(yōu)勢，數(shù)據(jù)庫接口方便，能夠以多種多樣的方式來輸出工程圖，也可以方便的與UG、AutoCAD、SoliWorks交換數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)二次開發(fā)，這樣便可以滿足不同企業(yè)的二次開發(fā)需求，Pro/E實(shí)體建模有著以下的特征：
第一，三維實(shí)體建模
Pro/E三維實(shí)體建模能夠?qū)⒉煌慕M件與零件使用實(shí)體模型的方式來表示，該種方式就能夠避免傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的不足，能夠有效縮短設(shè)計(jì)時(shí)間、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低設(shè)計(jì)成本，也可以有效提升產(chǎn)品開發(fā)的工作效率。
第二，參數(shù)化設(shè)計(jì)
參數(shù)化設(shè)計(jì)即將零件尺寸設(shè)計(jì)使用參數(shù)進(jìn)行描述的一種方式，這能夠改變參數(shù)值的驅(qū)動設(shè)計(jì)模型，模型設(shè)計(jì)完成之后，用戶能夠進(jìn)行自動變更，這便可以有效提升零件設(shè)計(jì)的精確性。
第三，全相關(guān)性
在Pro/E之中，所有交互項(xiàng)與后續(xù)的模型都是在零件模型基礎(chǔ)上制造，一旦在某一個(gè)環(huán)節(jié)修改數(shù)據(jù)，那么其他環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)也會發(fā)生相應(yīng)的變化，這樣就可以保證各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的一致性。
2 煙草機(jī)械設(shè)計(jì)理念分析
煙草機(jī)械設(shè)計(jì)與其他的機(jī)械設(shè)計(jì)不同，有著個(gè)性化的特征，其產(chǎn)品的價(jià)格也相對較高，但是由于煙草生產(chǎn)數(shù)量受到了管控，產(chǎn)品的批量生產(chǎn)也受到限制，這就在一定程度上增加了煙草設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)成本。為了降低成本，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，必須要合理的管控好煙草機(jī)械設(shè)計(jì)階段，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)模塊化，布置方式也能夠?qū)崿F(xiàn)多樣化，同時(shí)，提升傳動結(jié)構(gòu)的可靠性以及結(jié)構(gòu)的緊湊性，而以上的功能Pro/E都是可以完成的。從這一層面而言，將Pro/E應(yīng)用在煙草機(jī)械設(shè)計(jì)工作中有著一定的優(yōu)勢。此外，不同煙草廠家生產(chǎn)的香煙長短與粗細(xì)均不同，使用的煙盤也不同，因此，在設(shè)計(jì)過程中有較多的模數(shù)件，而使用Pro/E就能夠達(dá)到以上的要求，其中的虛擬仿真裝配能夠在機(jī)械設(shè)計(jì)階段就將樣品設(shè)計(jì)為三維實(shí)體模型，這樣便可以有效降低實(shí)驗(yàn)成本，因此，將Pro/E應(yīng)用在煙草機(jī)械設(shè)計(jì)工作中不僅可以保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量，還能夠有效優(yōu)化產(chǎn)品研發(fā)速度。
3 煙草機(jī)械設(shè)計(jì)中零件參數(shù)化與模數(shù)化設(shè)計(jì)分析
3.1 煙草機(jī)械設(shè)計(jì)零件參數(shù)化設(shè)計(jì)
在Pro/E操作環(huán)境之中，能夠使用Create Local Group生成用戶自定義特征的gph文件，在這些文件生成之后，即可進(jìn)入Pro/eE來調(diào)整這個(gè)文件的造型，同時(shí)，也可以使用簇表形式予以變量相關(guān)值，模型即可根據(jù)參數(shù)設(shè)計(jì)來生成，此外，也可以在Pro/program之中，將相關(guān)參數(shù)放置在Input中，在更新時(shí)輸入?yún)?shù)也可以生產(chǎn)模型，再使用程序?qū)⑵淠?shù)化即可。
3.2 煙草機(jī)械設(shè)計(jì)模數(shù)化設(shè)計(jì)分析
在進(jìn)行模數(shù)化設(shè)計(jì)時(shí)，通過Pro/E軟件菜單中“編輯設(shè)計(jì)”即可完成，在參數(shù)化設(shè)計(jì)完成之后，將以上參數(shù)放置在Input模塊之中，點(diǎn)擊運(yùn)行，在菜單中變化顯示出與默認(rèn)追不同的參數(shù)，再點(diǎn)擊確定即會出現(xiàn)新的對話框，在對話框中輸入新值就能夠生成需要的圖形。
3.2 虛擬仿真裝配分析
只有保證一組零件能夠?qū)崿F(xiàn)相互約束與配合，并形成相應(yīng)的裝配關(guān)系與約束之后，整個(gè)產(chǎn)品功能才能夠順利實(shí)現(xiàn)，在煙草機(jī)械設(shè)計(jì)工作之中，虛擬裝配是其中最為重要的環(huán)節(jié)，也是裝配技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)物，虛擬裝配可以為產(chǎn)品的研究與設(shè)計(jì)提供良好的場所，也能夠解決裝配設(shè)計(jì)工作中出現(xiàn)的種種問題，并及時(shí)將相關(guān)信息反饋給設(shè)計(jì)人員進(jìn)行修改與優(yōu)化，這樣便可以有效的提升設(shè)計(jì)的水平與設(shè)計(jì)質(zhì)量。
4 結(jié)語
與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)相比而言，將Pro/E應(yīng)用在煙草機(jī)械設(shè)計(jì)中能夠有效改變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與修改中的不足，能夠有效縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，可以提出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，能夠?yàn)闊煵輽C(jī)械部件虛擬裝配與零件設(shè)計(jì)奠定好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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