時間：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篇機械設計軟件，希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1、AutoCAD軟件，由美國歐特克有限公司設計的一款計算機輔助設計軟件，主要用于二維繪圖和基本三維設計，在機械加工行業(yè)，工程制圖，模具行業(yè)，建筑行業(yè)等廣泛應用；
2、ProEngineer操作軟件，是美國參數技術公司旗下一體化的三維軟件，ProE采用了參數化設計的模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設計、鈑金設計等；
3、UG軟件，由SiemensPLMSoftware公司出品的一個產品工程解決的軟件，針對用戶的虛擬產品設計和工藝設計的需求，提供了經過實踐驗證的解決方案；
4、SolidWorks軟件，是美國達索系統(tǒng)下的子公司，專門負責研發(fā)與銷售機械設計軟件的視窗產品，是一款三維CAD設計軟件，在零件設計、裝配設計和工程圖之間的切換是全相關的；
5、犀牛軟件，是由美國RobertMcNeel公司于1998年推出的一款基于NURBS為主功能強大的高級三維建模軟件。
（來源：文章屋網 ）
1.1計算機機械輔助（CAD）設計在工程設計繪圖中的運用
在機械設計領域，繪圖是機械設計師經常會遇到的一項重要的工作，同時繪圖也是工程師進行機械設計工作的最基本的技能。與傳統(tǒng)的機械設計當中的繪圖工作不同的是，計算機輔助設計技術具有自己獨特的繪圖軟件系統(tǒng)，在計算機輔助設計軟件系統(tǒng)當中，機械設計工程師可以對圖形進行編輯，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行設置，除此之外，利用這一款軟件，機械設計工程師還可以進行文字編輯，并且還可以進行圖形剖面的填充工作。在計算機輔助設計軟件的幫助下，機械設計工程師所繪出的圖像的尺寸將會更加標準，而且繪圖的速度也將會大大提高。總之，在機械設計當中，通過運用計算機輔助設計軟件可以提高機械工程師的工作效率和工作質量。
1.2計算機輔助技術在機械工程設計中建模的運用
在機械設計當中，機械設計師往往需要對機械設計項目進行建模工作，這也是機械設計工作當中最關鍵的部分。在計算機輔助設計軟件當中，三維建模技術是使用最為廣泛的技術，在三維模型當中，線框模型、表面模型以及實體模型是三個使用特別廣泛的建模技術。在機械設計工程進行三維設計當中，三維設計的最主要的設計理念就是對建模設計實現(xiàn)參數化和變量化的設計。在傳統(tǒng)的機械設計技術當中，很難實現(xiàn)對建模技術的三維化處理，然而計算機輔助設計軟件通過一些最基本的技術體系的建設，實現(xiàn)了對機械設計建模技術的三維模型處理。在計算機輔助設計系統(tǒng)當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。機械設計工程師按照設計的需要，通過將一些不同的體系進行相應的分解和組裝，來完成機械的模型設計工作。然而，在機械設計當中，如果遇到一些設計比較復雜的零件，就需要機械設計工程師先畫出零件的二維圖像，在此基礎上，機械設計工程師再將這些二維圖像利用計算機輔助技術軟件進行三維的處理，最終構建出零件的三維模型。借助于計算機輔助技術軟件，機械設計的工程師可以實現(xiàn)機械設計當中參數的精確化和準確化，使設計出來的模型更接近于實際生活當中的需求，從而最終將機械設計當中的誤差降到最低。
1.3計算機輔助設計技術的智能化作用
在機械設計當中，機械設計工程師除需要考慮設計之外，還需要對力學進行研究，保證設計出來的機械零件能夠達到相應的承受重力的能力。除此之外，機械零件的結構優(yōu)化也是機械設計師所必須要進行考慮的一項重要內容。隨著科技的進一步發(fā)展，計算機輔助設計也得到了進一步的完善，如今計算機輔助設計軟件也將力學分析和結構優(yōu)化等功能納入軟件系統(tǒng)當中，使設計出來的三維模型在力學分析和結構優(yōu)化方面得到科學合理的設計。
2計算機輔助設計技術（CAD）在機械設計中的優(yōu)勢
2.1使機械產品的質量得到了保證
在機械設計當中，計算機輔助技術系統(tǒng)中通過一些軟件系統(tǒng)，使機械設計當中的機械產品的參數實現(xiàn)了精確化和精準化，除此之外，計算機輔助設計軟件系統(tǒng)當中的系統(tǒng)模型的體系都是計算機軟件進行精確設計的，此外，計算機輔助設計軟件系統(tǒng)融合了力學體系和結構優(yōu)化系統(tǒng)等內容，使設計出來的機械產品既具有精確的設計，而且承受力的程度也能夠得到科學的保證，因此，利用計算機輔助設計系統(tǒng)，機械產品的質量得到了保證。
2.2縮短了設計時間，提高了工作效率
在計算機輔助設計的軟件系統(tǒng)當中，程序編制人員通過編程工作將一些相關的參數輸入到系統(tǒng)當中，只要機械設計工程師選擇一下就能夠找到相關參數，在這種情況下，機械設計工程師的設計工作時間就可以大大縮短，機械設計的工程的工作效率就可以大大提高。除此之外，計算機編程人員就能根據需要將機械設計師預想的模型體系編制到程序當中，機械設計工程師在進行機械設計的時候，就可以很快找到所需要的機械設計模型，在這種條件下，機械設計工程師就不用進行畫圖了，這就可以使設計的工作效率得到提高。
2.3促進機械設計的數字化升級
隨著科技水平的不斷提高，計算機輔助設計軟件的系統(tǒng)也在不斷地進行優(yōu)化升級，由于計算機輔助設計軟件的數字化工程比較明顯，所以機械制造業(yè)的機械設備的生產裝置也慢慢地實現(xiàn)了數字化的控制和設計。因此，計算機輔助設計技術促進了機械設計的數字化發(fā)展。
3結語
關鍵詞：計算機輔助設計；機械設計；應用探討
中圖分類號：TH122 文章編號：1009-797X(2016)06-0108-02
在信息科學技術高速發(fā)展的推動作用下，計算機輔助設計技術的發(fā)展為我國機械制造業(yè)的發(fā)展提供了一定的技術支持，同時也簡化了機械設計行業(yè)的工作流程，為機械設計提供了巨大的方便。鑒于此，市場經濟競爭日益激烈的大環(huán)境背景下，機械設計人員應增強時代認識，充分意識到計算機輔助設計技術在機械設計中的應用優(yōu)勢，摒棄傳統(tǒng)的繪圖方法，積極引進計算機輔助設計技術，設計高質量的機械產品。
1計算機輔助設計在機械設計中的應用優(yōu)勢
1.1保證了機械產品的質量
計算機輔助設計軟件系統(tǒng)中的系統(tǒng)模型能夠對機械產品的參數進行精確、精準的調整，為機械設計提供精確的設計基礎。除外，計算機輔助設計軟件還融合了結構系統(tǒng)和力學體系等物理內容，利用這種技術設計出來的機械產品不僅精確，而且承受力也能夠得到科學保證。可見，通過計算機輔助設計在機械設計中的應用，能夠有效保證機械產品的質量。
1.2縮短設計周期，提高工作效率
系統(tǒng)開發(fā)人員在計算機輔助設計軟件中通過編程輸入了相關的參數，機械設計工程師只需要在設計的過程中進行簡單的選擇，就可以找到有關參數。相比于傳統(tǒng)的繪圖方式，這種融入了計算機輔助設計技術的設計方式大大縮短了設計工程師的設計周期，機械設計的工程效率也獲得了極大程度的提升。除此以外，計算機輔助設計軟件開發(fā)人員還能夠根據機械設計工程師的需要，把工程師的預想模型用編程的形式導入軟件中，那么設計工程師在進行機械設計時，就能夠快速找到所需模型，設計的工作效率也得到有效提高。
2計算機輔助設計在機械設計中的應用分析
一般來說，設計、建模、協(xié)同、集成、仿真是構成計算機輔助設計的五大要素。其中，計算機輔助設計還包括了優(yōu)化設計、分析有限元、計算機仿真等內容。現(xiàn)階段，計算機輔助設計在我國各大行業(yè)中的應用已日趨成熟，在計算機技術興起的最初時期，計算機輔助設計技術還只是局限在計算機輔助繪圖領域。在現(xiàn)代化科學技術與設計理念的不斷升級與更新下，計算機輔助設計已逐步發(fā)展成為涵蓋了概念設計、計算機仿真與分析、智能CAD等技術的新領域，并在機械設計行業(yè)中取得了突出的成績。以下就計算機輔助設計在機械設計中的應用進行分析：
2.1在繪圖中的應用
傳統(tǒng)的機械設計繪圖一般是由設計人員手繪完成，繪圖效率及其質量可想而知。而利用計算機輔助設計技術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，以方便設計人員進行圖形繪制時直接調用，還可以方便設計人員對設計圖紙進行快速調整，繪圖準確性及繪圖效率都得到了大大的提高。再有，機械產品的零件構造較為復雜，有標準與非標準之分在設計的過程中一般會涉及到大量的數據、參數計算。譬如說，在開發(fā)參數化繪圖軟件、直線共軛內嚙和齒輪泵輪設計時，往往會選用計算機輔助設計系統(tǒng)中的AutoCAD、VisualBasic平臺，采用人機對話的方式，對零件中的參數進行修改設計，以提高齒輪泵輪、直線共軛內嚙的性能。除外，機械設計工程師還可以利用軟件中的一些工具對圖像的尺寸進行設置，在計算機輔助設計軟件的幫助下，設計出的圖像尺寸將會跟家標準，而且繪圖的速度也會大大提高。
2.2在三維造型中的應用
三維造型是機械設計的重點和難點，在機械設計中具有較高的應用率，尤其是實體造型設計，在機械設計中更為常見。在計算機輔助設計軟件當中，三維建模技術是當前使用最為廣泛和普遍的技術，特別是線框模型、表面模型以及實體模型。在機械設計工程中進行三維造型設計時，其最主要的理念就是對建模設計實現(xiàn)參數化和變量化的設計。傳統(tǒng)的三維造型設計中，難以實現(xiàn)對建模技術的三維化處理，而利用計算機輔助技術可方便的對實體造型進行處理。機械設計工程師可以根據設計的需要，把實體造型進行相應的分解和組裝，并利用計算機輔助技術軟件對這些實體進行三維處理，以勾勒出實體造型的三維模型，最終把設計當中的誤差降到最低。
2.3在機械設備中的應用
機械模具的設計是機械設計中最為重要的環(huán)節(jié)之一。計算機輔助設計技術的應用，能夠幫助設計工程師了解注塑模具的特點，從而根據特點設計出適合的冷卻系統(tǒng)、模具結構以及成型零件工件，增強模具設計的快捷性、準確性。同時，設計人員還可以利用計算機輔助設計技術，對機械模具造型進行論證與分析，及時發(fā)現(xiàn)模具造型設計中存在的不合理之處，針對性的加以改進，為后期機械產品的生產提供精確的參考。以汽車覆蓋模具設計為例進行分析。汽車的覆蓋模具設計質量的優(yōu)劣程度對汽車的整體設計制造產生著極其嚴重的影響。倘若機械設計工程師所設計的汽車覆蓋模具圖紙與實體模型之間存在較大的差異，這不僅會引發(fā)返工問題，延長設計周期，還會增加機械制造成本，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，機械設計工程師可以把計算機輔助設計技術應用到機械模具的設計工作中，采用計算機輔助技術，對模具造型進行論證和分析，針對當中存在的錯誤參數進行有效的修改和完善，從而避免返工問題的出現(xiàn)，提升機械設計的工作效率。例如：在設計汽車的車門時，就可以采用計算機輔助設計技術建立一個三維立體模型，并對模型進行數據測量，根據測量所得的數據，對車門進行自動化控制和加工，從而提高產品的生產效率。
2.4在機械系統(tǒng)參數設計中的應用
機械系統(tǒng)參數是機械設計的內容之一。計算機輔助設計在機械設計中的應用，除了可以計算傳統(tǒng)的牽引性能外，還可以計算液壓系統(tǒng)的速度、剛度、參數校核、系統(tǒng)效率等等。譬如說：機械設計工程師在汽車的車身上做一些深入設計時，首先需要獲取機身系統(tǒng)的幾何模型，然后運用三坐標測量機對系統(tǒng)的機構進行分析，再使用特定的測量方法采集系統(tǒng)內部的數據，運用相關測量設備對數據進行參數校核，以迅速完成汽車車身的系統(tǒng)設計及加工。
2.5在設計二次開發(fā)中的應用
隨著社會對機械設計要求的不斷提高，現(xiàn)階段單一的機械產品已難以滿足社會的發(fā)展需要。為設計出更多滿足社會生產的產品，有必要對機械設計進行二次開發(fā)。VBA、AutoLisp由于自身具備了使用方便、操作簡單的優(yōu)勢，已成為了當前應用較為廣泛的計算機輔助設計技術。然而，由于VBA、AutoLisp這兩種設計工具的兼容性不強，設計人員在開發(fā)使應注意根據實際情況進行選擇，以滿足客戶對機械設計的特殊要求，提高機械制造業(yè)的市場競爭力。
3結語
實踐證明，通過計算機輔助設計在機械設計中的應用，能夠很好的滿足社會發(fā)展對機械設計行業(yè)的需求。為此，有關部門單位應增加對計算機輔助設計在機械設計中的應用研究，不斷提高機械設計水平，以更好地為機械制造業(yè)及社會服務。
參考文獻：
[1]孫鳳.計算機輔助工程在機械設計中的應用[J].硅谷，2011年17期.
【關鍵詞】計算機技術 CAD繪圖軟件 現(xiàn)代機械設計 經濟效益 應用前景
引言
自20世紀50年代開始，人們對于機械設計等就有了階段性的進展，并且于那時CAD技術開始發(fā)展，經過20年的發(fā)展，CAD已經成為了機械設計中相對比較成熟的軟件技術[1]。近年來，隨著我國經濟的飛速發(fā)展，現(xiàn)代制造業(yè)也有了飛速的發(fā)展，使得現(xiàn)代機械設計顯得更為重要，為了提高機械零件精度、降低誤差，CAD技術在二維工程制圖、三維特征造型等領域均得到廣泛的發(fā)展，并且在機械零件的制造、設計、試驗等均得到發(fā)展，它不僅能夠促進有效的縮短現(xiàn)代機械設計周期，同時還能夠促進機械設計行業(yè)的發(fā)展。
1 CAD軟件相關知識簡介
1.1 CAD技術的相關理念
CAD繪圖軟件從大的角度來說屬于是一個完整的體系，它主要包括兩個部分，即計算機輔助軟件設計、計算機輔助硬件系統(tǒng)。其中，計算機輔助軟件設計屬于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軟件不僅能夠對圖形進行處理，同時能夠進行有限元、文字等編輯。因此，在現(xiàn)代機械設計中引進CAD技術能夠縮短產品研發(fā)周期，提高產品質量。
1.2 CAD技術在現(xiàn)代機械設計中應用優(yōu)勢
CAD在現(xiàn)代機械設計中使用較多，能有效的縮短產品開發(fā)周期。使用CAD進行現(xiàn)代機械設計時能夠有效的縮短產品研發(fā)時間，能夠將復雜的圖形簡單化，從而減輕了設計人員的工作量。而且，對于現(xiàn)有的機械零件只需要改變部分結構參數既能夠滿足要求，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)代機械設計時還存在以下優(yōu)點，具體如下：（1）零件裝配直觀化。利用CAD技術能夠快速查詢零件相關參數，如零件存在錯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）零件設計便捷化。CAD軟件能夠對設計完成后的虛擬零件進行裝配，并且能夠根據裝配結果進行二次設計或改進，能夠保證現(xiàn)代機械零件的時效性、合理性，避免設計不合理產生的經濟損失。（3）機械產品技術化。CAD軟件能夠引進新的設計理念和先進技術，采用CAD能夠提高零件設計水平，能夠對零件模型進行分析和優(yōu)化，從而保證機械產品質量[2]。
1.3 CAD技術的發(fā)展遠景
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使用的一個必然趨勢。近年來，隨著科技的飛速發(fā)展，現(xiàn)代化設計也更加趨于智能化，采用CAD中的數據庫等能夠向設計者提供相關知識的時效性。其次，CAD技術的虛擬化。CAD軟件能夠有效的對現(xiàn)代設計零件虛擬化，設計師能夠機械零件等工作的環(huán)境等對其進行建模，并且能夠根據結果及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代設計軟件的缺陷。最后，CAD軟件交互化。使用CAD軟件能夠為設計師提供菜單圖標化，保證設計師能夠簡單的進行設計現(xiàn)代軟件。
2 CAD技術在機械設計中的應用
2.1 零件與裝配圖的實體生成
零件的實體建模。設計師利用CAD軟件能夠有效的對現(xiàn)代機械零件進行建模，即線框模型、表面模型、實體模型等三種。如在AutoCAD中進行三維造型時共有6種體系，即立方體、球體、圓錐體等。而對于零件結構比較簡單的零件，通過CAD軟件能夠簡單的對其進行結構分析，并且對本體進行分析，從而對其本體進行重構，然后對其進行交、并、差等布爾運算，這樣就能夠得到相對完整的實體模型。然而，對于比較復雜的零件，在進行設計時很難將其進行分解。利用CAD軟件進行分析時可以先使用二維幾何元素進行構造，然后再進行三維實體造型。
2.2 CAD在機械設計特征建模中的應用
在現(xiàn)代機械設計中，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軟件能夠建立人機交互方式，從而使計算機獲得所設計機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確的現(xiàn)代設計模型；（2）通過CAD軟件能夠存儲現(xiàn)代機械設計中所需要建立模型的基本信心，并且將這些信息存儲產品工藝數據，完成機械零件的三維特征建模；（3）通過CAD軟件能夠儲存多種標準零件數據庫，從而完成產品的零件造型，并且能夠將現(xiàn)代機械設計過程中產品的幾何信息、工藝信息等融入其中，完成機械設計軟件三維實體造型（如圖）。
2.3 零件實體建模與生成裝配圖
現(xiàn)代機械設計時不但會設計到零件的材料問題、零件的基本尺寸、公差等。常規(guī)的設計方法雖然能夠滿足設計要求，但是對于新產品周期較長，已經不能夠適應現(xiàn)代機械設計軟件的要求。然而，利用CAD軟件則能夠通過多種建模軟件，如表面模型、線框模型以及實體模型等完成機械設計的基本體系。因此，對于一些結構相對簡單的零件則能夠通過二維畫圖軟件即能夠完成。而對于結構復雜的零件則能夠完成實體建模。待軟件計算、建模完成之后，通過CAD軟件能夠對相關零件進行裝配，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，從而縮短機械零件設計周期，能夠有效地降低研發(fā)成本，提高企業(yè)的經濟效益。
2.4 應用CAE機械軟件
CAD軟件在現(xiàn)代機械設計中和CAM等軟件具有異曲同工之效，現(xiàn)代機械設計中采用CAD軟件時能夠完成相關零件的技術問題，并且在設計過程中能夠聯(lián)合CAM機械系統(tǒng)等進行設計。此外，CAD軟件還能夠優(yōu)化現(xiàn)代機械零件、分析零件壽命、強度等，并解決機械零件設計過程中的問題，如結構是否合理、材料強度等是否能夠滿足要求等[4]。
結語
CAD軟件是一個以二維繪圖軟件為主的機械基礎性軟件，這款軟件除了增加了傳統(tǒng)機械設計中涉及到的問題，同時還增加了很多共，能夠在實體建模、計算零件強度、零件的壽命等方面均具有廣泛的應用，能夠有效的保證零件的質量，縮短現(xiàn)代機械設計研發(fā)周期。因此，CAD技術在現(xiàn)代機械設計中有著不可忽視的作用，它能夠解決傳統(tǒng)機械設計不能解決的問題，將機械設計發(fā)展到一個新的高度，能夠為我國機械化發(fā)展做出貢獻。
參考文獻
[1]蔡洪.論CAD技術在機械設計中的應用[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,此軟件功能強大,易用性強,而且控件封裝了大量的屬性和方法,更好地實現(xiàn)了代碼共享,大大地節(jié)省了程序開發(fā)的時間,是當今最普遍的可視化編程工具之一。
2程序總體結構
計算機輔助設計軟件以教學實用性為根本,主要實現(xiàn)齒輪傳動設計計算和校核的自動化,解決傳統(tǒng)的手工設計方法的缺陷。根據開發(fā)工具VB模塊化設計的思想,結合齒輪傳動設計的特點,確定了程序總體結構,流程圖見圖1:
3軟件開發(fā)的關鍵技術
計算機輔助設計軟件的整個過程由菜單和對話框驅動,分為設計計算、校核計算模塊。其設計,實現(xiàn)人機對話,具有良好的交互性,充分考慮了變化的參數需要學生參與改變的特點,使學生既感到計算的快捷方便,又鍛煉了設計能力。具體體現(xiàn)在學生在軟件使用過程中可以看到清楚的設計步驟,在不斷提示下進行每步設計。
3.1圖表功能的實現(xiàn)
在機械設計課程設計中有大量的圖表要查。圖表的特點是鮮明直觀,并能看出變化趨勢,在設計手冊和資料中經常采用。但是在計算機輔助設計中,圖表不能直接存儲在計算機里,而且圖表本身不能用來直接解題,參與計算的只是根據圖表查得的有關數據,因此必須將其程序化,變成計算機可存儲的數據形式,供解題時檢索和調用。如圖2所示,為了選擇使用系數,需要決定選取的原動機和載荷狀態(tài)。在機械設計中,將使用系數數值列于表1-1。根據設計參數,選擇的狀態(tài)決定使用系數的數值,這樣解決了查圖表的問題。
3.2齒輪設計校核模塊的開發(fā)
齒輪的設計計算是比較復雜的一個過程。在設計過程中,既要滿足傳動比的要求,又要滿足強度的要求,所以要多次進行參數調整和試算后才能得到滿足要求的齒輪,學生需要較長的時間完成齒輪的設計計算。由于給每個學生的設計數據不一樣,且每個學生在設計時所選擇的參數也不相同,因此開發(fā)了齒輪材料及其設計計算的模塊,如圖3、圖4所示。若齒輪的強度不滿足要求,則,所得出的數字呈紅色,需返回到初始界面重新設計,輸入及確定相關參數。
3.3整體界面
關鍵詞：計算機輔助設計； 機械設計； 優(yōu)勢； 應用
計算機輔助設計技術主要應用計算機的強大數值計算能力與圖形處理能力，協(xié)助工程技術人員，對產品或者工程進行設計、分析，達到理想目標，并獲得一定成果。自從1950年誕生了計算機輔助設計技術（CAD），已經在航空航天、建筑、機械、化工、電子以及能源交通等領域廣泛應用，提高了產品的設計效率與設計質量。
1.計算機輔助設計技術在機械設計中的優(yōu)勢
1.1與人腦思維相適應
機械設計師在進行設計時，一般是先構思、后表達，由于在腦海中構造的產品形狀是立體的，因此通過三維實體模型反映產品的真實幾何形狀，更利于思維的表達。這樣，機械設計師會有更多的時間和精力用于產品設計，而不再費神于產品的圖形表達，更利于激發(fā)機械設計師的創(chuàng)新思維能力，實現(xiàn)設計的連續(xù)性。通過計算機輔助設計技術，可獲得更直觀、更利于理解的三維立體圖，促進設計的深入性，擴展設計思維，便于溝通交流。
1.2提高設計效率
通過應用計算機輔助設計技術中的三維機械設計，更利于體現(xiàn)復雜的幾何造型。通過布爾運算等軟件功能，利用簡單幾何實體計算復雜的幾何實體，自動形成截交線與相貫線，減少工作設計工作強度，縮短設計周期，提高設計效率。在使用計算機輔助設計的三維CAD系統(tǒng)時，開發(fā)全新機械設計，只需要對其中的部分零件重新設計與制造即可，而更多的零部件設計可以應用以往信息，這樣極大提高機械設計的效率，降低設計難度。另外，計算機輔助設計系統(tǒng)的變型設計能力極強，可以實現(xiàn)快速重構功能，獲得全新機械產品。
1.3便于零件設計與修改
利用計算機輔助設計軟件，可以實現(xiàn)在裝配環(huán)境下的新零件設計，也可根據相鄰零件的形狀、位置等設計新零件，提高方便性、快捷性，同時確保新零件和相鄰零件之間的有機融合，減少單獨設計而產生的錯誤或者不兼容。例如，在裝配環(huán)境下，根據箱體形狀以及具體要求，快速、準確地設計出符合要求的箱蓋。在零件環(huán)境中，配備了查找器。當完成機械零件的造型設計，就會在資源查找器中列出已經完成零件的命令，只要點擊相應命令，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，只需要點擊需要修改的零件即可，非常方便。
1.4提高機械產品的設計質量
隨著機械技術的不斷發(fā)展，機械產品逐漸與信息技術有機結合，再加上應用計算機輔助設計技術及CIMS技術，提高了產品的設計水平。通過計算機輔助設計技術，例如設計優(yōu)化、分析有限元受力情況等，確保產品的設計質量。另外，一些大型企業(yè)的數控加工工作日益完善，再加上計算機輔助設計技術的配合，在機械零件加工方面的效果良好，提高產品應用質量。通過三維機械設計，既可準確描述對象的大小、位置、形狀等特征，同時也賦予了設計對象的體積、紋理、顏色、慣性、重心等信息，描述了設計對象的幾何形狀與工作狀態(tài)，更加真實、準確、充分、全面地表達設計意圖。
2.計算機輔助設計技術在機械設計中的應用
計算機輔助設計主要包括設計、建模、協(xié)同、集成、仿真五個部分。其中包括諸多內容，例如優(yōu)化設計、概念設計、分析有限元、計算機輔助畫圖、計算機仿真、計算機輔助設計管理等。目前，計算機輔助繪圖已成為CAD中應用較為成熟、完善的領域。最初CAD僅局限在計算機輔助繪圖領域，隨著理念的創(chuàng)新與技術的進步，CAD逐步發(fā)展為計算機輔助設計。計算機輔助設計涵蓋了概念設計、優(yōu)化設計、工程數據庫、計算機仿真與分析、智能CAD、接口技術、CAD/CAM集成等。一個健全的CAD系統(tǒng)，還應該包括工程數據庫、圖形程序庫、應用程序庫等。以下將對計算機輔助設計技術在機械設計中的具體應用進行分析：
2.1機械零件
在設計機械零件過程中，一般涉及到大量的計算。例如，在AutoCAD、Visual Basic平臺中開發(fā)參數化繪圖軟件、直線共軛內嚙和齒輪泵輪設計，通過人機對話方式，修改設計的參數，提高齒輪泵的應用性能。這種方法多在設計一般性機械零件中應用。
2.2機械設備
設計機械模具已成為機械設計中常應用的問題。通過了解注塑模具的計算機輔助設計特點，提高應用CAD的優(yōu)越性，了解現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢。另外，還應充分認識到注塑模具的冷卻系統(tǒng)、模具結構、頂出系統(tǒng)以及成型零件工件尺寸的設計，提高模具設計的快捷性、準確性。
2.3機械系統(tǒng)參數
機械系統(tǒng)參數是機械設計的一部分。例如，分析并計算全液壓推土機的行駛靜壓驅動系統(tǒng)參數，可通過VB6.0平臺應用計算機輔助設計技術。通過該軟件，除了計算傳統(tǒng)的牽引性能之外，還同時可以計算液壓系統(tǒng)的速度、剛度、參數校核、系統(tǒng)效率等等。
2.4機器人
機器人設計是機械設計的綜合體現(xiàn)。例如，在應用Pro/E動態(tài)仿真原理的基礎上，利用CAD計算機輔助設計，憑借SCARA機器人的速度快、精準度高、反應靈敏等特點，研究下棋機器人的手臂操作以及手掌運動過程、運動范圍、運動特性，最終確定下棋機器人的具體尺寸與型號結構。通過利用Pro/E動態(tài)仿真系統(tǒng)，可確保運動控制的實時性，提高安全性、可靠性。
參考文獻：
[1]同長虹.利用計算機輔助解析法設計是未來機械設計的發(fā)展方向[J].甘肅科技.2005（12）
[2]孫惠芳.CAD技術在當代機械制造業(yè)中的運用與研究[J].企業(yè)技術開發(fā)（下半月）.2011（5）
[3]史召峰、朱家誠.機械設計中基于VB的計算機輔助設計應用[J].電腦技術與技術.2010（13）
【關鍵詞】機械設計；CATID技術
機械設計是設計人員根據用戶的使用要求對專用機械的工作原理、結構、運動方式、力學和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、方法等進行構思、分析和計算并將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程。優(yōu)化設計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，這就需要設計人員根據具體情況權衡輕重，統(tǒng)籌兼顧，使設計的機械具有最優(yōu)異的綜合技術經濟效果。
作為一部完整的機器，它是一個復雜的系統(tǒng)。要提高設計質量，必須有一個科學的設計程序。機械設計經歷過手工繪圖——計算機二維繪圖（AutoCAD軟件等）——計算機三維繪圖（CATIA軟件等）等幾個階段。
機械設計本身是繁鎖的工作過程，手工繪圖需要具一相當的工作經驗及空間思維能力，除了必須熟悉和遵守制圖標準、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。隨著計算機技術的發(fā)展，計算機在機械設計中得到了日益廣泛的使用。運用計算機輔助設計不僅可以減少設計勞動量、提高設計速度和設計質量。且采用CATIA繪圖則更加利于設計的更改存檔為了保證繪圖質量，提高繪圖速度。
CATIA能夠重用產品設計知識，縮短開發(fā)周期，解決機械設計方案加快企業(yè)對市場需求的反應。在設計時，設計人員不必考慮如何參數化設計目標，充分利用CATIA提供的變量驅動及后參數化能力實現(xiàn)變量和參數化混合建模。也可以利用CATIA實現(xiàn)幾何和智能工程混合建模以便將多年的經驗積累到CATIA的知識庫中，用于指導新產品新型號產品的開發(fā)，加速新型號推向市場的時間。CATIA具有在整個產品周期內的方便的修改能力，尤其是后期修改性。在設計過程中交互式捕捉設計意圖，定義產品的性能和變化。隱式的經驗知識變成了顯式的專用知識，提高設計的自動化程度，降低設計錯誤的風險。CATIA提供了智能化的樹結構，設計人員可方便快捷的對產品進行重復修改，即使是在設計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覆蓋了產品開發(fā)的整個過程，提供了完備的設計能力：從產品的概念設計到最終產品的形成，以其精確可靠的解決方案提供了完整的2D、3D、參數化混合建模及數據管理手段，從單個零件的設計到最終電子樣機的建立； CATIA將機械設計，工程分析及仿真，數控加工和CATweb網絡應用解決方案有機的結合在一起，提供嚴密的無紙工作環(huán)境，提高產品質量及降低費用。
CATIA帶有自有標準件庫，且可以方便地鏈接第三方CATIA零部件數據資源庫：囊括數百家國內外廠商的零部件產品模型。模型數據可被直接調用，更好的幫助設計人員完成設計工作，提升效率。
采用CATIA設計者可以非常方便地調用型材、通用件庫。并可以充分利用EXECEL設計表實現(xiàn)參數化驅動設計。
CATIA 可以從數字化定義的產品，生成具有真實效果的渲染照片。在真實產品生成之前，即可促進產品的銷售。
通過實際應用CATIA系統(tǒng)軟件，筆者體會到CATIA系統(tǒng)軟件在機械設計過程中具有明顯的優(yōu)勢：
一、零件設計更加方便
使用CATIA系統(tǒng)，可以裝配環(huán)境中設計新零件，也可以利用相鄰零件的位置及形狀來設計新零件，既方便又快捷,避免了單獨設計零件導致裝配的失敗。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候，可清楚地看到內部的裝配結構。整個機器裝配模型完成后還能進行運動演示，對于有一定運動行程要求的，可檢驗行程是否達到要求，及時對設計進行更改，避免了產品生產后才發(fā)現(xiàn)需要修改甚至報廢。
三、縮短了機械設計周期
采用CATIA技術，機械設計時間縮短了近1/3，大幅度地提高了設計和生產效率。在用CATIA系統(tǒng)進行新機械的開發(fā)設計時，只需對其中部分零部件進行重新設計和制造，而大部分零部件的設計都將繼承以往的信息，使機械設計的效率提高了3～5倍。同時，CATIA系統(tǒng)具有高度變型設計能力，能夠通過快速重構，得到一種全新的機械產品。
我司主要生產產品為環(huán)衛(wèi)設備。是集機械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)，送風系統(tǒng)等為一體的機器設備。其錯綜復雜的液壓管路及電氣線路的完整表達，需要強大的軟件來完成。CATIA正好是我司引進的主要設計軟件。北京五路居垃圾轉運站是國內首個采用強力預壓塊裝式的垃圾壓縮設備，國內外可參考的資料極少。根據轉運站設備工藝要求，壓縮垃圾的壓力要達到180噸，垃圾重量達24噸，垃圾打包長度達10米。由于壓力大、壓縮行程長，設備結構強度、機械性通報要求極高，且需要有良好的生產工藝性。經過反復設計論證和科學計算，最后確定了ACP-18型壓縮機的總體方案，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，使推頭的總行程達到了15.8米。由于ACP-18型壓縮機壓力大，機體龐大（設備總長達25.5米，自重達72噸），對結構強度要求極高，考慮到要求強度及生產工藝性，壓縮腔體采用厚度達16mm的低合金鋼板（16Mn），且用“C”型槽扶強。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構，既保證了結構具有足夠的強度，又減輕了自重。為保證壓縮機機體具有良好的剛性，機體底部布置了兩條460x190mm的大型工字鋼。經過應用CATID系統(tǒng)進行結構設計計算及設備運行中的驗證。并在此基礎上完成了設備的設計工作，于99年初在公司內生產制作，年底在北京工地順利安裝并成功投產。經過實際運行，證明ACP-18型壓縮機設計合理，結構可靠，各項性能均完全滿足垃圾運轉站的工藝要求，勝利通過了驗收。該工程被北京市列為“國慶50周年獻禮工程”。
我司也曾使用AutoCAD、SolidWorks、 Pro/E進行三維設計，但通過一段時間的試用比較，發(fā)現(xiàn)CATIA設計軟件更能適應我司的產品設計。由于環(huán)衛(wèi)設備環(huán)境惡劣，設備需長期穩(wěn)定工作，維修少維護簡單的特殊要求；機場設備要求穩(wěn)定，且安全可靠。CATIA的推廣應用在我司設計的產品優(yōu)化設計方面突顯優(yōu)勢,并帶來可觀的收益。
參考文獻
隨著社會的發(fā)展，科技的進步，我國各行各業(yè)得到了前所未有的進步。伴隨著機械行業(yè)的發(fā)展，CAD技術在機械設計中得到廣泛的應用。由于其精確的繪圖技術，解決了以往繪圖產生較大誤差的問題，在一定程度上提高了機械繪圖的準確率。本文就CAD技術在機械設計中的應用展開探索和研究。
關鍵詞：
CAD技術；機械設計；應用研究
0引言
隨著時間的推移，我國的綜合國力得到進一步的增強，科學技術和信息技術滲透進各行各業(yè)，并發(fā)揮出廣泛的作用，CAD技術就是其中之一。由于其繪圖方便和精確度高而廣受人們的歡迎。
1對CAD技術的定義
CAD（ComputerAidedDesign）是由美國Autodesk公司設計的一種計算機輔助設計軟件。它有別于以往的紙質設計，而是利用計算機CAD軟件進行圖形繪制、平面設計、三維立體設計等。其操作只需在其中輸入數據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技術在機械設計中的優(yōu)點
作為一項新型的繪圖技術，CAD在繪圖方面展現(xiàn)出很多優(yōu)勢，本人根據長期的實踐經驗，總結出如下幾點。
（1）繪圖效率高。
在以往技術不發(fā)達的年代，設計人員總是采用鉛筆、橡皮、直尺等進行紙質平面設計。這一繪圖方法難度高，要求工人有較為豐富的繪圖經驗，且一不留神就會出現(xiàn)錯誤。而當出現(xiàn)錯誤時查找和改正又是一項很費時、費力的工作。但借助CAD，我們只要輸入相應的數據，選中需要繪制的圖形樣式，就能在很短的時間內繪出我們所需要的圖形，接著設計師對所要設計的零件進一步進行位置和大小的修改，從而大大減少繪圖的時間，而且這種方法容易上手，只要加以學習，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品的質量。
在機械、建筑等行業(yè)中若是出現(xiàn)丁點質量上的問題都會導致整個工程的失敗，因而對零件的要求極為苛刻。利用CAD技術，只需輸入數據，就能定向地繪出圖形各尺寸標準。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部設計或方便操作人員進一步的設計內部構造，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，繼而產品的質量也會大大提高。
（3）軟件設計人性化。
一般而言，工作人員在進行產品設計師，都有一個從構思到設計的過程。而借助CAD技術，設計出來的產品可以是三維立體的，比較符合人的直觀感受。這樣，設計人員可以不用考慮產品的擺放位置，而只需關注設計的本身，從而更好地發(fā)揮創(chuàng)造力。因此，CAD技術是有人性化的。
（4）修改和再次設計較為方便。
相比于傳統(tǒng)的紙質繪圖，利用CAD繪圖的效果更佳。在設計三維圖案時，可以在裝配環(huán)節(jié)中添加新零件的同時去除已有不用的零件。在對已經存在的零件進行操作時，可以直接從資源查找器中調出并加以修改，接著再裝回原來的位置，通過調試來完成操作。此方法簡單、方便。
3CAD技術在機械設計中存在的問題
CAD——作為一項新型的設計軟件，由于其在我國發(fā)展時間較短，在發(fā)展和使用上都會存在或多或少的缺點。若不加以改正和修補，勢必阻礙今后整個機械行業(yè)的發(fā)展。本文總結如下。
（1）設計人員對CAD的學習不夠深入。
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)展時間不長，在很多技術上的使用還有待研究，因而與國外其他先進的國家相比還存在很大的差距。很多資歷較深的設計師還是習慣性的沿用傳統(tǒng)的紙質繪圖方式，而對CAD還缺乏學習和認識。另外有很多技術人員只是學了點皮毛，并沒有真正的系統(tǒng)學習過，也不太了解其功能。因此，CAD技術在設計行業(yè)還沒有真正發(fā)揮出它的作用和價值。
（2）CAD設計的改變性不大。
從上一點可以看出，由于我國精通CAD技術的人員較少，因此，在設計方面并沒有突破性的改變。很多時候，我們都是將在紙質上設計好的圖案在CAD軟件上再次繪制一遍，而沒有通過物理分析，展現(xiàn)整個空間上的構造。而且在計算機的操作僅僅是改變數據和圖案的大小，并不能實現(xiàn)真正意義上的三維效果。若是CAD技術還是停留在這一水平，那就失去了其本來的作用效果，也正因為如此，我國在機械行業(yè)的突破性還不是很大。
4機械設計中CAD的應用
（1）平面繪圖。
平面繪圖也稱二維繪圖，是CAD應用最為廣泛的。一般而言，根據所要設計的圖案，選擇繪制的樣式，再輸入樣式的各個參考值，從而確定所繪的圖案。而這一過程往往取代以往的紙質繪圖。
（2）參數的調整和調用。
一般而言，CAD數據庫會不斷的發(fā)生變化。而實際操作中，系統(tǒng)化的或是根據實物標準制造出的機械零件會存在一定的誤差，因此，需要我們適時地做出調整。借助參數化設計方法，將類似的圖像調出修改其中的尺寸大小，使之與實物一致，從而制造出符合要求的產品。
（3）三維繪圖。
三維繪圖需要參照實物，對機械零件的內部結構進行一系列后續(xù)的操作措施，將物體真實的展現(xiàn)出來。
5總結
CAD技術在今后的很長一段時間里會朝著智能化、自動化、綠色化的方向發(fā)展，其性價比會大大提高，且成本也會大幅度的下降。在任何一個領域里，設計的作用范圍極其廣泛，并與施工、生產及工程管理方面息息相關。因此，我們需要將CAD和CAM有效結合，促使其在不同領域里都能發(fā)揮出巨大的優(yōu)勢，從而更進一步的促使我國機械行業(yè)的發(fā)展。
作者：易漢江 劉宏 單位：邵陽學院魏源國際學院
參考文獻：
[1]徐悅.三維CAD技術對機械設計的影響分析[J].價值工程,2014(19):51-51,52.
[2]曹麗娜,田曉霞.三維CAD技術在機械設計中的應用研究[J].裝備制造技術,2014(06):97-99.
關鍵詞：CAD軟件；計算機；機械設計；高效率
1.AutoCAD的應用及開發(fā)環(huán)境
AutoCAD是專門用于計算機輔助繪圖設計的軟件，它是由美國Autodesk公司研制開發(fā)的。AutoCAD軟件是一個具有高效率、容易學容易用的繪圖工具，它是集圖形的處理、產品的設計、圖形數據的管理以及網絡技術于一體，為廣大客戶提供了強大的設計功能。
圖形編輯功能和數據管理能力是AutoCAD的兩大主要功能，我們可以把它當作工作平臺，可以實現(xiàn)處理模塊的圖形顯示、圖形編輯和數據管理等功能；三維繪圖空間可以正確地輸入空間點坐標，使得我們以立體圖的形式精確輸入信息數據成為可能。AutoCAD作為可供二次開發(fā)的圖形平臺，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性經過了長時間檢驗。實踐證明， AutoCAD 不僅是一個繪圖工具，而且是可供二次開發(fā)的繪圖系統(tǒng)。
2.AutoCAD 繪制機械設計圖樣的技巧
2.1使用模板文件
在機械設計繪圖中，一方面要嚴格遵守國家標準《技術制圖》、《機械制圖》和有關的技術標準，如圖紙大小、標題欄和會簽欄的規(guī)格，還有粗細要分明、字體有深淺和正確的尺寸標注等；另一方面我們會使用圖形樣板和繪圖環(huán)境的設置，如圖層設計、圖形單位、捕捉、柵格等，最后將常用圖形樣板另存為一個擴展名為 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，然后在這基礎上進行繪圖，從而節(jié)省很多繪圖前的準備時間。
2.2善于總結繪圖技巧
當我們掌握了AutoCAD 的基本繪圖指令和編輯命令后，就可以結合機械設計繪圖特點，總結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，將中心線超出輪廓線部分暫時不繪制，待整個圖形繪制結束后利用延長LENGTHEN命令，一次性將中心軸線延長3～5mm。
繪制CAD圖形，3/5的時間進行圖形的編輯修改。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圖形的夾點就具有這方面的強大修改功能，通過控制夾點就能進行基本的修改操作，比如說 COPY、MOVE等。
3. Auto CAD在機械設計繪圖中的優(yōu)缺點
3.1 Auto CAD在機械設計繪圖中的優(yōu)點
Auto CAD繪圖技術的長處使得機械設計技術人員隨心所意，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
3.1.1勞動強度降低、圖面整潔
尺規(guī)作圖時，機械設計人員常常手里拿著幾只不同粗細的鉛筆、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，修改費時費力。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，設計人員不必擔心畫錯，可以返回到你繪制錯誤之前的步驟并隨意修改圖紙。使用Auto CAD機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設計工作的高效及設計成果的重復利用
Auto CAD機械設計繪圖具有復制功能，復制后的圖紙只需要進行簡單修改即可，或者直接套用。應用Auto CAD機械設計繪圖軟件就可以將機械設計圖樣直接轉成所需的底圖，使機械設計技術人員不會在描繪底圖上浪費時間。而且Auto CAD軟件大多提供了豐富的分類圖庫、通用詳圖，機械設計技術人員需要時可以直接調用。重復工作越多，這種優(yōu)勢越明顯。這樣，極大地提高了設計工作的精確度和效率。
3.1.3圖紙資料保管方便快捷
Auto CAD機械設計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。應用此技術后，僅需一臺電腦就能科學地管理圖形資料。
3.1.4設計理念的改變
Auto CAD機械設計繪圖，對設計的標準化、產業(yè)化將起著巨大的推動作用。隨著計算機信息、網絡技術的發(fā)展，招投標設計、各地區(qū)合作設計已得到普及。能夠在第一時間掌握科技信息，就能跟上世界的步伐，通過一根電話線“在家工作”已經成為現(xiàn)實。
3.2 Auto CAD在機械設計繪圖中的缺點
Auto CAD技術給機械行業(yè)帶來巨大效益的同時，其負面影響也日益呈現(xiàn)，值得我們深思。
3.2.1 Auto CAD浪費資源
Auto CAD是一項具有高科技含量的技術，通常一名設計師要想熟練掌握Auto CAD軟件和電腦知識大概需要一年半的時間。但在科技飛速發(fā)展的今天學習技術的步伐遠遠趕不上電腦及AutoCAD軟件的更新速度，機械設計技術人員不得不花費大量時間應付這些變化。其次，CAD的復雜難懂使得部分設計師望而卻步。大型的機械設計院要設立專門的CAD維修工作部，因為一個優(yōu)秀的設計師不一定是CAD高手。反之亦然，CAD對人力、時間的浪費可見一斑。 其次Auto CAD對物質財力的浪費頗多。以往只需機械設計師、繪圖員就能完成的工作，而現(xiàn)在要實現(xiàn)CAD繪圖的硬件設備很多，如電腦、工作站、繪圖儀、復印機、掃描儀、數碼相機等的投資很大，且它們的折舊率和升級費用也很高。
3.2.2 Auto CAD技術存在不可靠性
Auto CAD技術使得機械設計人員不得不面對計算機病毒。 Auto CAD軟件本身的BUG，設備的更新升級和電腦資料保存等環(huán)節(jié)，容易被計算機病毒和黑客入侵。由于上述環(huán)節(jié)出問題就得停止工作，去解決與設計無關的問題。或者由于機械設計技術人員的誤操作或對Auto CAD知識掌握不夠，辛苦幾天甚至幾年的設計成果有可能被誤刪除、覆蓋等，其工作成果就將付之東流。
CAD技術極為方便的復制、套用使得圖形文件的版權問題也日益尖銳。
3.2.3 CAD技術對設計思想的束縛
由于計算機屏幕尺寸的限制，機械設計人員關注的往往只是設計圖樣的局部，對全局的把握有一定影響，使得整個機械圖樣的比例失控。CAD的精確性要求圖形的每一線條都要有準確的數據，使得方案設計中需要的模糊性、隨機性被扼殺，設計缺乏靈感。
【關鍵詞】計算機輔助輔助設備；機械設備；應用
CAD 主要是指，通過使用計算機的一些制圖軟件來幫助機械設計師進行機械設計，這種設計的原理是計算機輔助設計。在傳統(tǒng)的機械設計中，多數是通過手制繪圖來完成設計的，在目前的機械設計中是通過計算機來完成繪圖的，不僅節(jié)省了大量的繪圖時間，還提高了繪圖效率。合理的使用計算機軟件，方便設計師進行其他操作，使設計更加合理，也使得設計作品的質量完成的更好。
1.計算機輔助設計的發(fā)展和重要性
機械設計是機械工程的重要組成部分，是進行機械生產的前提。同時也是決定機械性能的重要因素，機械性能的好壞取決于設計質量。從狹義上來講機械設計是指在技術設計過程中，從廣義的上來講機械設計要根據設計者的要求和現(xiàn)有的條件。對機械的工作原理和機械的結構材料的強度，機械零件的形狀和大小能量的傳遞方式進行分析。并形成具體的描述作為機械制造的工作依據。這是一個有創(chuàng)造性的工作，也是建立在成功經驗的基礎上的，只有將兩者結合起來，才能設計高質量的機器。機械設計的步驟都需要計算機的幫助，圖形的編輯和數據的計算都需要借助計算機軟件的提供支持。除了這些具體的工作可以利用計算機完成后，還可以根據圖紙沒在計算機上模擬一個模型，對產品的性能和受力情況進行分析，根據出現(xiàn)的狀況進行相關的修改不斷完善產品的質量，計算機應用技術越來越廣泛的應用到機械設計加工中。
2.計算機輔助設計在機械設計制造中的應用優(yōu)勢
計算機輔助設計簡稱為"CAD"，它是指借助計算機及其圖形設備來幫助設計人員進行設計工作的一種技術。經過幾十年的發(fā)展，計算機輔助設計已被人們廣泛應用到各個領域。它在機械設計制造的應用中，有著無可比擬的優(yōu)勢。其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面 ：
2.1 有利于提高機械設計制造的工作效率
將計算機輔助設計技術應用到機械設計制造領域，不僅可以將復雜的幾何圖形變得簡單，而且還可以將復雜的運算變得簡單，從而有利于使設計師的工作變得簡單，進而有利于機械設計制造工作效率的提高。同時，計算機輔助設計技術的應用，還能夠使機械重組功能得以實現(xiàn)，從而促進了新零件的開發(fā)。
2.2 方便于機械設計的修改
將計算機輔助設計技術應用到機械設計制造領域，不僅可以使新設計在舊環(huán)境下就能得以實現(xiàn)，而且還可以按照已有的其他零件的位置來進行新零件的設計，從而大大提高了機械設計的方便性。同時，這還可以為錯誤零件的修改提供方便。
2.3 有利于提高機械制造產品的質量
隨著科學技術的大力發(fā)展，機械設計制造技術也獲得了巨大的發(fā)展。特別是計算機輔助設計技術的應用，極大地促進了機械設計制造技術水平的提高。又機械設計制造水平直接關系到機械制造產品的質量。因此，將計算機輔助設計技術應用到機械設計制造領域，能夠有效地提高機械制造產品的質量。
3.計算機輔助設計技術在機械設計中的應用
計算機輔助設計主要包括設計、建模、協(xié)同、集成、仿真五個部分。其中包括諸多內容，例如優(yōu)化設計、概念設計、分析有限元、計算機輔助畫圖、計算機仿真、計算機輔助設計管理等。目前，計算機輔助繪圖已成為CAD中應用較為成熟、完善的領域。最初CAD僅局限在計算機輔助繪圖領域，隨著理念的創(chuàng)新與技術的進步，CAD逐步發(fā)展為計算機輔助設計。計算機輔助設計涵蓋了概念設計、優(yōu)化設計、工程數據庫、計算機仿真與分析、智能CAD、接口技術、CAD/CAM集成等。一個健全的CAD系統(tǒng)，還應該包括工程數據庫、圖形程序庫、應用程序庫等。以下將對計算機輔助設計技術在機械設計中的具體應用進行分析：
3.1 機械零件
在設計機械零件過程中，一般涉及到大量的計算。例如，在AutoCAD、Visual Basic平臺中開發(fā)參數化繪圖軟件、直線共軛內嚙和齒輪泵輪設計，通過人機對話方式，修改設計的參數，提高齒輪泵的應用性能。這種方法多在設計一般性機械零件中應用。
3.2 機械設備
設計機械模具已成為機械設計中常應用的問題。通過了解注塑模具的計算機輔助設計特點，提高應用CAD的優(yōu)越性，了解現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢。另外，還應充分認識到注塑模具的冷卻系統(tǒng)、模具結構、頂出系統(tǒng)以及成型零件工件尺寸的設計，提高模具設計的快捷性、準確性。
3.3 機械系統(tǒng)參數
機械系統(tǒng)參數是機械設計的一部分。例如，分析并計算全液壓推土機的行駛靜壓驅動系統(tǒng)參數，可通過VB6.0平臺應用計算機輔助設計技術。通過該軟件，除了計算傳統(tǒng)的牽引性能之外，還同時可以計算液壓系統(tǒng)的速度、剛度、參數校核、系統(tǒng)效率等等。
3.4 機器人
機器人設計是機械設計的綜合體現(xiàn)。例如，在應用Pro/E動態(tài)仿真原理的基礎上，利用CAD計算機輔助設計，憑借SCARA機器人的速度快、精準度高、反應靈敏等特點，研究下棋機器人的手臂操作以及手掌運動過程、運動范圍、運動特性，最終確定下棋機器人的具體尺寸與型號結構。通過利用Pro/E動態(tài)仿真系統(tǒng)，可確保運動控制的實時性，提高安全性、可靠性。
4. 結束語
目前CAD 隨著市場經濟的不斷發(fā)展也在進行著創(chuàng)新，與此同時設計師也要根據設計技術的發(fā)展及時更新自己的理念，在提高設計質量的同時滿足經濟市場的需求。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是加強對CAD 的研究工作，只有這樣才能使得CAD 更好的應用于機械設計中，更好的為人民服務。
參考文獻：
【1]吳林飛.大數扔：時代的廣電網絡客戶關系管理【J].中國數字電視，2013，9：39一42.
[2]潘洪濤.大數據時代廣電新媒體的發(fā)展[J].青年記者，
2013，27：21一23.
[3]史召峰、朱家誠.機械設計中基于VB的計算機輔助設計應用[J].電腦技術與技術.2010（13）
[4]朱有為、蔡益宇.CAD環(huán)境下機械設計建模及應用[J].機械設計與制造.2006（6）
[5]譚曉蘭、李善宏、杜娟、錢成.計算機輔助機械設計軟件系統(tǒng)的開發(fā)[J].第十三屆全國機械設計年會.2007
作者簡介：陳鵬沖： 鄭州大學機械工程學院學生
《機械設計基礎》是一門專業(yè)基礎課,本課程的教學目標不僅在于傳授常用機械和通用零部件的基本知識、基本理論和設計方法,更重要的是培養(yǎng)學生設計實際機械的能力。高等職業(yè)教育是以培養(yǎng)高素質技能型專門人才為目標,為此,我們結合《機械設計基礎》的教學實際,對傳統(tǒng)的教學進行改革,以培養(yǎng)學生的實際機械設計能力為出發(fā)點,加強學生的動手能力、獨立分析問題和解決問題的能力,從而提高其創(chuàng)新設計能力,確保高等技術應用型人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。
1改革《機械設計基礎》教學內容
《機械設計基礎》課程包括了機械原理和機械零件兩門課的內容,它涵蓋了從機械方案設計(原理設計)、參數設計到結構設計的所有內容。過去的《機械設計基礎》教學,過分強調學科本身的系統(tǒng)性和完整性,注重單個機械及機械零部件的介紹,而對實用性的機械設計方法介紹不多,忽視對學生進行機械綜合能力的培養(yǎng)。學生對單個機械和零部件的分析能力尚可,但沒有形成一個完整的機械產品形象,不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,根據新的課程體系,進行必要的教學內容改革。
1.1充實教學內容,突出創(chuàng)新設計能力的培養(yǎng)
教學過程中注重激發(fā)學生的創(chuàng)新欲望,培養(yǎng)其創(chuàng)新設計能力。為此,在教學內容上適當補充一些創(chuàng)新設計的方法,并結合課程的有關內容,營造創(chuàng)新環(huán)境,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、思維方法和技能。第一,機械原理部分除介紹平面連桿機構、齒輪機構、凸輪機構、間歇運動機構等各機構的組成、原理、結構特點及設計方法外,適當補充一些創(chuàng)新設計的方法。機器的創(chuàng)新在很大程度上取決于機構的創(chuàng)新,大多數的機構都可以認為是由基本機構或這些機構通過構件尺寸、形狀及運動副形狀的變化,經過倒置,或增加輔助構件等手段而得到的新的變異機構,或者是由上述這些機構用一定方式組合而成的新機構。例如,在平面四桿機構的設計中,不僅介紹平面四桿機構的基本形式,還要充實機構演化部分的內容,適當補充一些創(chuàng)新設計的方法,有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力。在講授這些機構的特點及演化方式時,要借助多媒體輔助教學手段,演示各機構的運動過程,增加學生的感性認識,啟發(fā)和引導學生積極思維,激發(fā)學習興趣,增強教學效果。第二,機械零件部分的主要內容是通用零部件的設計及選用,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上,增加機械系統(tǒng)的方案設計。主要內容包括:執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計;原動機類型的選擇;傳動系統(tǒng)的方案設計等。在進行傳動系統(tǒng)的方案設計時,涉及到帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動、蝸桿傳動等相關知識,學生在設計過程中,加深對上述知識的理解,同時為課程設計做準備。
1.2加強教學內容與工程實際的聯(lián)系,培養(yǎng)學生的工程意識
由于大多數的學生缺乏工程實踐,對機械的感性認識也十分匱乏。因此,學生普遍反映《機械設計基礎》課程難學,不能將所學知識應用于工程實際中。因此,在教學過程,應從工程實際出發(fā)進行知識的傳授,加強學生的工程意識。如滾動軸承部分,由于滾動軸承為標準件,在教學內容安排上,首先介紹滾動軸承的標準,然后是軸承的選擇與壽命計算,最后是軸承的組合設計。在教學中,由于軸承的組合設計(包括軸承的固定、安裝、配合、調整、和密封等)是生產一線技術人員接觸最為廣泛的實際問題,因此可以把這部分內容進行重新整合,以實際機器為例,介紹軸承的固定、安裝、配合、調整、和密封等實踐性很強的技術問題。通過這樣的整合,使學生既學會了軸承的基本知識,又明確了軸承在工程實際中的重要地位。此外,廣泛挖掘《機械設計基礎》在工程實際中的應用實例,充實和豐富教材中的例題和習題。
2采用靈活多樣的教學方法,激發(fā)學生對《機械設計基礎》的學習興趣
在課堂教學上,要結合不同的講授內容采用不同的講授方法,如啟發(fā)式、案例式、討論式、項目引導式教學等。如講授輪系傳動比的計算時,采用直接提問啟發(fā)法和案例教學法。首先扼要地介紹輪系的有關內容,然后引出案例:分析汽車變速箱輸出軸的轉速。在學生進行分析時,直接提出問題:汽車變速箱屬于哪種輪系,如何實現(xiàn)變速,如何計算輸出軸的轉速等。在計算輸出軸的轉速時,啟發(fā)學生先判斷輪系的類型,然后應用相應輪系傳動比的計算公式進行計算。再如,在講授常用機構的設計這部分內容時,結合歷年學生參加機電產品創(chuàng)新設計大賽的作品,介紹機構的創(chuàng)新與應用,開展討論式教學。除了以上方法,還可以在某一階段將項目引導法應用于教學中。如軸的設計部分,可以把設計加工一減速器中的從動軸作為一個項目。
主要教學過程如下:一步,教師通過任務單的形式讓學生明確本項目的主要任務,并以資訊單的形式提出一些與本項目有關的問題,如軸的結構設計應考慮哪些因素?軸上零件常用的固定方法有哪些?軸的加工方法等,學生通過閱讀教材、參考書等掌握應具備的知識和技能。二步,學生通過小組討論,制定工作計劃。在該階段,學生要考慮到軸的材料選擇、結構設計、強度計算、加工等,根據討論結果,填寫計劃單。三步,以小組形式展開討論,分析設計方案,教師可參與其中,幫助其分析方案,然后由學生自己做出決策。四步,學生根據所制定的方案獨立完成工作任務。在該階段,學生通過設計加工減速器中的從動軸及進行軸上零件的裝拆,進一步驗證方案是否合理,若存在不合理之處,要求學生及時修改方案。五步,以小組的形式展示設計加工出的軸,然后由其它小組找出設計中存在的一些問題,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,學生不僅了解了自己設計過程中存在的問題,知道了改進的方法,還鍛煉了學生的語言表達能力。六步,教師根據學生的作品,結合前幾個階段的完成情況做一個客觀公正的評價,讓學生清楚在軸的設計加工過程中容易出現(xiàn)的問題以及在今后工作中應注意的問題。學生在完成該項目的過程中,學到了探索知識的方法,讓枯燥的知識變成有趣的體驗,增強了學習專業(yè)知識的興趣。
3重視實踐環(huán)節(jié),培養(yǎng)學生機械設計的動手能力
大多數的學生沒有社會實踐經驗,因此要學好這門課,實踐環(huán)節(jié)尤為重要。在課程的前期應組織學生到工廠參觀、進行金工實習、參觀機械零件陳列室,使學生對常用機構和通用零部件有一個感性認識。課程設計是培養(yǎng)學生綜合設計能力的一個有效手段。在課程設計之前,應先通過觀看錄像、拆裝減速器等,使學生熟悉減速器各部分結構及功能、各個零件之間的連接關系與特點等。在設計過程中,學生根據工作要求,利用機械設計基礎所學知識,并綜合利用所學過的其它知識,如機械制圖、金屬工藝學、材料力學等,完成各零部件的設計,繪制出減速器的裝配圖和各零件圖。通過設計,使學生不僅鞏固了本課程及有關課程的知識,還提高了學生綜合運用這些知識和技能去分析和解決技術問題的能力。教師在參與指導的過程中,要鼓勵設計結果的多樣性,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新、創(chuàng)造意識和能力。#p#分頁標題#e#
【關鍵詞】ProE；煙草機械設計；應用
中圖分類號： S611 文獻標識碼： A
1 Pro/E三維實體模型的優(yōu)勢
在計算機技術水平的發(fā)展之下，三維設計軟件也逐漸的應用在工業(yè)產品的設計以及制造過程之中，Pro/E三維實體建模在煙草機械行業(yè)中也得到了普遍的應用。Pro/E有著特征建模、尺寸驅動、單一數據庫、參數化設計、完全相關性的優(yōu)勢，數據庫接口方便，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交換數據，能夠實現(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實體建模有著以下的特征：
第一，三維實體建模
Pro/E三維實體建模能夠將不同的組件與零件使用實體模型的方式來表示，該種方式就能夠避免傳統(tǒng)設計方法的不足，能夠有效縮短設計時間、提高產品質量、降低設計成本，也可以有效提升產品開發(fā)的工作效率。
第二，參數化設計
參數化設計即將零件尺寸設計使用參數進行描述的一種方式，這能夠改變參數值的驅動設計模型，模型設計完成之后，用戶能夠進行自動變更，這便可以有效提升零件設計的精確性。
第三，全相關性
在Pro/E之中，所有交互項與后續(xù)的模型都是在零件模型基礎上制造，一旦在某一個環(huán)節(jié)修改數據，那么其他環(huán)節(jié)的數據也會發(fā)生相應的變化，這樣就可以保證各個環(huán)節(jié)數據設計的一致性。
2 煙草機械設計理念分析
煙草機械設計與其他的機械設計不同，有著個性化的特征，其產品的價格也相對較高，但是由于煙草生產數量受到了管控，產品的批量生產也受到限制，這就在一定程度上增加了煙草設備的運轉成本。為了降低成本，提升企業(yè)的經濟效益，必須要合理的管控好煙草機械設計階段，保證產品設計能夠實現(xiàn)模塊化，布置方式也能夠實現(xiàn)多樣化，同時，提升傳動結構的可靠性以及結構的緊湊性，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應用在煙草機械設計工作中有著一定的優(yōu)勢。此外，不同煙草廠家生產的香煙長短與粗細均不同，使用的煙盤也不同，因此，在設計過程中有較多的模數件，而使用Pro/E就能夠達到以上的要求，其中的虛擬仿真裝配能夠在機械設計階段就將樣品設計為三維實體模型，這樣便可以有效降低實驗成本，因此，將Pro/E應用在煙草機械設計工作中不僅可以保證設計的質量，還能夠有效優(yōu)化產品研發(fā)速度。
3 煙草機械設計中零件參數化與模數化設計分析
3.1 煙草機械設計零件參數化設計
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，即可進入Pro/eE來調整這個文件的造型，同時，也可以使用簇表形式予以變量相關值，模型即可根據參數設計來生成，此外，也可以在Pro/program之中，將相關參數放置在Input中，在更新時輸入參數也可以生產模型，再使用程序將其模數化即可。
3.2 煙草機械設計模數化設計分析
在進行模數化設計時，通過Pro/E軟件菜單中“編輯設計”即可完成，在參數化設計完成之后，將以上參數放置在Input模塊之中，點擊運行，在菜單中變化顯示出與默認追不同的參數，再點擊確定即會出現(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實現(xiàn)相互約束與配合，并形成相應的裝配關系與約束之后，整個產品功能才能夠順利實現(xiàn)，在煙草機械設計工作之中，虛擬裝配是其中最為重要的環(huán)節(jié)，也是裝配技術與虛擬現(xiàn)實技術的結合產物，虛擬裝配可以為產品的研究與設計提供良好的場所，也能夠解決裝配設計工作中出現(xiàn)的種種問題，并及時將相關信息反饋給設計人員進行修改與優(yōu)化，這樣便可以有效的提升設計的水平與設計質量。
4 結語
與傳統(tǒng)的設計相比而言，將Pro/E應用在煙草機械設計中能夠有效改變傳統(tǒng)設計與修改中的不足，能夠有效縮短設計時間，提升產品設計質量，可以提出最優(yōu)的設計方案，能夠為煙草機械部件虛擬裝配與零件設計奠定好堅實的基礎。
參考文獻：
[1]林通,葉智彪,申寶成.Pro/E技術在工程機械仿真設計中的應用[J]. 筑路機械與施工機械化. 2007(05)
[2]Gosselin, C.，and Masseth, J. Cutter Interchangeability for Spiral
Bevel and Hypoid Gear Manufacture[C]. Proceedings of the DETC’03
ASME 2003 Design Engineering Technical Conferences and Computers
and Information in Engineering Conference, Chicago, IL，2003（9）：1–9.
[3]Gosselin，C.，Guertin，T.，Remond, D.，et al. Simulation and
