前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的CAD技術機械設計探析(3篇)，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
摘要：
在信息技術飛速發展的今天，CAD技術被廣泛應用于機械設計中。由此，本文在闡述CAD技術的基礎上，深入分析CAD技術在機械設計中的優勢，如設計周期縮短、簡化設計過程、提升裝配設計的精度及可視度等，并通過實例，探討CAD技術在機械設計中的具體應用，以對CAD技術軟件的進一步推廣提供參考。
關鍵詞：
機械設計；CAD技術；應用
一、CAD技術概述
CAD，是英文ComputerAidedDesign的縮寫，意思是計算機輔助設計。CAD技術誕生于20世紀60年代，發展到今天，其已走進各行各業、千家萬戶，實現了突飛猛進的發展。從單一的平面設計到目前的智能化、集成化發展，其功能涵蓋機械設計、房屋建筑、土木工程、工業設計、市政園林、藝術設計等多個行業，并具有計算分析、信息存儲、圖形繪制設計、實物造型模擬、文件編輯等功能。在機械設計中，設計者可利用CAD技術對整個機械產品的設計進行控制分析、不斷修改，并最終得到滿意的機械產品圖紙。
二、CAD技術在機械設計中的優勢
（一）設計周期縮短
機械產品的設計是一個較為復雜的過程，不同的機械產品均由不同數量的零件組成，零件數量越多，造型結構設計就越復雜。如果是簡單的產品設計，可依靠手工制圖單獨完成，如果一個機械產品的零件數量較多，則傳統設計的難度就會成倍增加，在這種情況下，CAD技術的優勢就可以完美體現出來。機械產品中各零件的結構設計分析、外觀設計、裝配設計、功能設計、工作性能、加工工藝等都需要設計師考慮，設計師任務較為繁重。而CAD技術則能夠在短時間內完成對這些因素的處理，大大節約了設計師進行機械零件設計的時間。
（二）簡化設計過程
機械設計的圖紙非常復雜，如果僅靠人工設計，則會出現圖紙和實際需求分離的情況；而如果利用CAD技術，則可以對圖形進行不斷加工與組合，進而得到符合要求的機械圖形。因此，CAD技術的存在，可以大大簡化機械產品的設計過程。
（三）設計工程中的產品分析
在機械產品設計中，CAD技術不僅僅局限于人工設計時的圖樣設計，其還可以進行產品的進一步分析。傳統機械設計中，需要首先完成產品的手工設計，再進行試制、組裝、試用分析，并根據分析結果反復修改設計方案直至達到使用要求。而如果利用CAD技術，則可以通過電腦直接對產品進行虛擬組裝與使用分析，進而根據模擬分析結果對產品設計方案進行性能和結構設計優化，直至符合使用要求。設計過程中的產品分析，主要是通過CAD技術進行機械產品零部件的體積、重量等計算，如結構形體的優化修改、性能設計分析、有限元受力分析等，這些都是傳統設計過程中圖紙階段所不能完成的。特別是CAD技術的有限元分析，其可以將設計產品輸入到有限元軟件中進行形狀優化分析、受力變形分析、振動分析等，且可以根據分析反饋結果，對設計進行必要的修改和計算，直到達到要求為止。
（四）參數化設計
CAD技術經過幾十年的更新修改，打破了傳統CAD的設計步驟，可以進行更為方便的參數化和變量化設計。在傳統CAD技術中，如果需要對圖紙進行修改，則需要重新繪制零件，這主要是因為傳統CAD技術給定了尺寸和定義的幾何元素，后期無法在原圖上進行數據修改。而在實際設計過程中，往往需要對零件的尺寸、結構進行不斷修改，因此，可以利用現代CAD技術中的三維CAD軟件對裝配環境中的參數和變量進行設計，即直接在三維空間中對零件進行尺寸、參數的更改，而零件則會根據修改的數據，自動進行更新調整，其大大節約了設計時間，提升了設計速度.
（五）提升裝配設計的精度及可視度
首先，CAD設計在裝配設計過程中，可以采用單獨設計零件的方式，再進行裝配修改；也可以在裝配環境中對新零件進行直接繪制，或者在裝配環境下對零件的裝配位置及形狀設計進行修改；還可以直接把幾個零件設計成一個整體，再進行零件分割。可見，通過CAD技術，設計師既能按照設計思路進行方便快捷的操作，又能確保零件之間的精確配合。其次，在裝配過程中，相應CAD軟件的路徑管理器還可以記錄各零件間的裝配關系，即如果裝配有錯誤，或者有干涉現象，裝配路徑管理器可以在裝配過程中表現出來，為設計師提供修改參考。最后，CAD軟件還具有隱藏零件的功能，其可以隱藏部分零件，以便于觀察裝配體的內部構造，提升裝配結構的可視度。
（六）使機械產品設計更為逼真
CAD軟件設計的功能不僅限于零件圖繪制，其還可以給零件選擇不同的材質、顏色，還能對零件所處的空間進行實景渲染，進而把機械產品更為逼真地呈現給設計師。在逼真的產品設計形態下，設計師可以更好地觀察機械產品的細節，并對設計的實體模型進行修改，以更好地表達自己的設計意圖。
三、常用CAD軟件及其在機械設計中的具體應用
（一）常用CAD軟件
在機械設計中，常用的CAD軟件分為二維和三維軟件。其中，常用的二維軟件是AutoCAD，AutoCAD主要用于平面圖繪制，也可以輔助三維軟件進行平面圖的出圖修整。機械設計中常用的三維軟件較多，目前常用的有SolidWorks、PRO-E、NXUG、CATI等。其中，比較突出的機械設計三維軟件是PRO-E，PRO-E軟件是參數化軟件技術的最早應用者，它在三維造型軟件中占有重要地位，是國內企業產品設計的主流。
（二）CAD軟件在機械設計中的具體應用
1.二維制圖的應用
二維制圖是CAD軟件最基礎的功能，設計者可以通過二維制圖軟件AutoCAD直接制圖，繪制出零件的三視圖，還可以通過三維CAD軟件進行三維造型，再利用出圖功能按標準繪制出三視圖，再進行修改。出圖后，可以到AutoCAD軟件中進行后期修改，也可以在原軟件中直接完成二維圖。
2.三維造型功能
三維造型功能是CAD技術最為強大的功能，一般在CAD三維軟件中都存在幾個基本體和曲面，以及各項編輯命令，設計師可以通過這些命令的靈活調用，快速設計出零件的真實形狀。此外，CAD技術中的運動仿真以及零件裝配等模塊，還可以方便設計師觀察零件的設計是否存在干涉情況。在利用Pro-E軟件進行的兒童機器人拼接玩具的設計過程中，從零件到部件，再到整體組裝，整個設計過程清晰可見，直觀且易于修改，這就是CAD軟件功能的強大體現。
3.設計圖庫及參數化程序的調用
在機械設計中，存在很多標準件和系列化零件。對于標準件，在各個軟件都建有標準件庫，設計師在設計時可以直接調用；而系列化零部件由于結構相似，設計師在設計時，只需要對其尺寸進行相應調整，或對圖形程序參數進行調整，便可以直接用于其他零部件的設計。例如，對于齒輪這樣的參數化零件，可以直接調用程序，或修改參數后生成所需圖形，大大節約了設計師進行機械零件設計的時間。
4.工程分析
CAD軟件可以進行動力學分析以及有限元分析等多種功能，如設計機構時可以進行機構方針運動模擬，設計注塑模時可對實體模型進行模流分析等，這些分析都是為了保證設計可以達到使用要求。由此可見，通過CAD工程分析，可以大大縮短設計周期。
四、結語
目前，CAD技術在具體應用中已拓展為完整的CAD/CAM/CAE技術，未來，CAD技術的應用必將更加趨于規范化、集成化、智能化和網絡化，且各個CAD軟件之間的通用性也將越來越強。當然，CAD技術還有許多不足之處，隨著技術的發展，相信可以得到更好的解決方案，為機械設計以及各行各業服務。
作者：陳楠 李文川 單位：咸寧職業技術學院
參考文獻
［1］史越，李文博.三維CAD技術在機械設計中的應用探究［J］.電子測試，2013，（27）：17-18.
［2］黃繼明，張大海.CAD技術在機械產品設計中的應用現狀及對策［J］.機械研究與應用，2014，（30）：19-21.
［3］陳宇.CAD在機械設計中的應用現狀與發展趨勢［J］.科技論壇，2015，（6）：133-134.
第二篇：CAD機械設計研究
摘要：
機械設計中大量使用到CAD軟件，它可以縮短設計周期，讓設計數據更加精準，完成模擬與設計的過程。就CAD在機械設計中的應用狀況、具體特點與作用，以及發展的方向進行了分析與研究。
關鍵詞：
CAD；產品設計；制圖；建造模型
1CAD發展與應用
我國雖然對CAD的應用時間并不長，但是已經獲得了可喜的成績，在各個領域都得到了廣泛的應用。尤其是在機械設計方面。計算機輔助設計系統里已經開發了多個版本，在精確制圖，放縮比例，數據設置方面有突出的表現。CAD最早發展于美國，多個公司與科研場所對其進行過研究，但在麻省理工的研究可以視作一個重大的突破點。實現了計算機設計和圖形之間的交互工作。應用方面CAD常用于汽車制造，電子工業等企業當中。最初主要是制作手工繪制的圖紙。但由于使用方便靈活，數據精準，便于圖形的放縮，旋轉等操作，已經可以涉及到各種平面與立體的設計當中。因此在機械設計中起到一定的作用。在機械設計的未來發展中，為了更好的完成機械方面的設計，不應僅僅停留在平面階段，大幅度提升3D立體效果的設計結果，將讓CAD在機械設計的發展中大放異彩。
2CAD在機械設計中的特點與作用
首先，CAD的設計與使用，讓機械設計與計算機、與網絡、與應用軟件進行融合。擺脫了手工圖紙設計，完全依靠人工完成的模式?？梢栽谲浖羞M行各種嘗試，獲得預期的效果。根據提供的模型，還可以進行組建與搭配。其次，使用CAD可以讓機械產品部件進行實體模擬，它已經可以進行三維層面的模型建立，對于機械設計的表面，線條等多個方面都可以進行設計。所以可以直接實現零件制作，也更加可以進行數據計算，從立體方面實體的設計出實用部件。最后，能夠節約大量的人力物力資源。以往傳統模式的圖紙設計要不斷的通過生產來驗證。而CAD數據精確，簡單部件已經可以不用實際生產來驗證。復雜的多種形狀的設計，就要通過CAD進行反復計算，這種計算也縮減了設計和實踐的時間。綜上所述，CAD的設計過程大大縮減了機械設計花費的時間，減少了實際生產的實驗次數，所以大大降低了人力與物力的損耗。
3CAD在機械設計方面的研究方向
首先，為了促進CAD在機械設計中的有效應用，必須要促進CAD技術的集成化發展，并且將機械產品的設計過程和生成過程進行有效的結合和管理，有利于促進產品設計質量的提升。在實際的應用過程中，需要將CAD與CAM進行有機的結合，將CAD在機械設計中的應用成果進行充分的體現，從而實現機械設計的自動化。通過CAD的集成化技術發展，能夠構建一個完整的、快速的機械產品設計和開發系統，同時在并行工程運行環境下實現機械產品設計的測試與調整，從而促進機械產品的規模化生產，促進機械制造企業競爭力的增強。其次，當前，在CAD技術的應用過程中，仍然需要結合人員的操作才能完成，對于設計師的操作有著一定的依賴性。同時，由于人為因素的存在，使得機械設計過程中容易產生各種誤差，對機械設計的科學性產生不同程度的影響。因此，未來CAD技術的應用，必須要向著智能化的方向發展，并且積極地引進人工智能系統和專家指導系統，為CAD技術的發展創造更堅實的技術支撐。通過人工智能系統的應用，能夠根據機械產品設計的需求，對相關的數據進行判斷和推理，并且做出相應的決策，從而為機械產品設計提供更完善的數據基礎。在專家系統中收錄了大量的專家經驗，通過專家技術的應用能夠促進機械產品設計水平的大幅提升。
4CAD在機械設計中使用的注意事項
首先，在正式軟件系統的作用的同時，也不能盲目依賴于輔助軟件。輔助軟件自身也是存在問題和不足的，例如軟件容易崩潰，所以要及時的備份數據，否則一旦軟件崩潰，大量的設計工作就無法恢復。再比如，在使用輔助軟件系統進行設計時候，數據錯誤，那么會對產品生產造成巨大影響。其次，輔助設計系統的使用人員要具備專業知識和強烈的責任心。輔助設計的便捷是建立在專業知識的應用之上的，而且在操作總要認真負責，一旦數據比例輸入錯誤，在大型機械制造中會造成較大損失，所以要認真操作，設計中要分階段的進行檢查。
結束語
CAD在機械設計中發揮了重要作用，這是軟件自身特點符合機械設計要求的結果，在機械設計中能夠起到節約人力物力，提升設計水平，立體建模等多種作用，但也要了解它存在的不足，在使用中客觀靈活的應用，為機械設計做出更多貢獻。
作者：徐政瑞 田崇軍 單位：遠東電纜有限公司
參考文獻
[1]艾力江•吾布力.計算機三維輔助軟件在機械設計中的應用[J].中國石油和化工標準與質量，2011(4).
[2]董超.AutoCAD三維制圖在機械設計中的應用[J].試驗技術與試驗機，2004(Z2).
[3]楊胡坤,曹喜承,徐航,徐步云.CAD技術在圓筒形壓力容器排版工藝上的應用[J].石油化工設備，2003(6).
[4]胡莉萍.CAD在機械設計中的應用研究[J].煤炭技術，2012(11).
[5]陳曉紅.基于CAD在機械設計中應用的探索性研究[J].制造業自動化，2011(4).
[6]李雪金.CAD在機械設計中的應用探究[J].中國新技術新產品，2010(16).
[7]張憲立.三維CAD技術在機械設計中的應用[J].遼寧高職學報，2004(2).
[8]鄭海霞.三維CAD技術對傳統機械設計的挑戰和促進[J].甘肅科技，2004(3)
第三篇：智能CAD技術農業機械設計應用
摘要：
現階段我國的機械生產制造產業的發展比較迅速，主要是依靠著新技術的支持。其中在對智能CAD技術的應用下，就對機械設計的自動化以及精確性得到了有效保證，將智能CAD技術和農業機械設計相結合，對機械設計的發展就有著促進作用。本文主要就農業機械設計的現狀以及智能CAD技術應用優勢加以分析，然后結合實際對智能CAD技術在農業機械設計中的應用策略詳細探究，希望能通過此次研究分析，對農業機械設計的應用發展起到積極促進作用。
關鍵詞：
智能CAD技術；農業機械設計；應用
0引言
隨著當前我國的計算機技術的迅速發展，在和農業機械設計相結合的情況下，就能有助于設計的優化，能夠將CAD技術和農業機械設計的作用優勢充分發揮。通過從理論上對智能CAD技術在農業機械設計當中的應用情況進行研究分析，就能從理論上對農業設計提供理論支持依據。
1農業機械設計的現狀以及智能CAD技術應用優勢
1.1農業機械設計的現狀分析
長期的發展過程中，農業機械設計主要是通過手工進行繪制的，在設計上由于人為的疏忽就會造成差誤。在對于農業機械圖紙設計師來說，隨著新的技術升級進步，就能有助于對農業機械設計的精確性以及效率的提高提供技術層面的支持。在農業機械設計過程中通過CAD技術的應用，能夠在通過二維以及三維的技術應用將設計進行細化[1]。當前的制造業已經在CAD技術應用中，對人工的勞動強度能夠有效減輕，這樣就能在經濟效益上得到提高。農業機械設計過程中對三維CAD技術的應用以及成為機械設計過程中的重要課題。
1.2農業機械設計中智能CAD技術應用特征
第一，設計方便化。智能CAD的技術應用有著鮮明特征，在零件的設計上更加的方便化，通過三維CAD的技術應用，就能在裝配環境當中對零件加以設計，也能通過相鄰零件位置和外形對新的零件進行設計，這樣就能在零件的設計效率上有效提高，在零件裝配的準確率也能提高[2]。對設計環節的損壞情況查找過程中，通過附件軟件查找器就能準確高效的查出，這對機械設計的整體質量提高就打下了堅實基礎。第二，縮短設計周期。能夠將設計的周期有效縮短，這是對CAD技術應用最為核心的優勢，能夠在設計的花費時間層面大大縮短。在對整體的工作效率上就能有效提高。機械設計人員在實際的設計過程中，對CAD技術的應用，能對原有的機械設計圖樣以及信息進行有效保留，這樣就不實施重新的設計，這樣在局部的修改以及創新上就能實現。
2農業機械設計中智能CAD技術具體應用
三維的設計系統建立下，通過AutoLisp等設計軟件的合作應用下，就能對實際設計進行優化，在對裝配模型的變型設計理論基礎上的機械設計方面，在當前的CAD系統的建立產品幾何模型，主要是從零件建模開始實施的，這一方法就比較難對產品功能信息進行有效表達。在裝配建模的作用上，主要是通過構建完善對產品裝配信息描述的數據模型[3]。主要是通零件間裝配關系數據的層次以及關系模型進行表示，在裝配模型方面對自然設計的過程相對比較符合，在變型設計的方法上比較良好。對農業機械設計中的底盤設計中，對CAD技術的應用過程中，通過在三維空間當中進行設計，就能對零件的位置進行確定，然后進行建立坐標系和總部件總成坐標系。通過坐標點方法進行對總成裝配進行完成，這樣在設計過程中，對機械動力性以及操縱性和穩定性等分析工作進行完善，在相應的數據參數應用下，就能進行準確性的設計。對農業機械設計過程中的智能CAD技術的應用過程中，通過模塊化的變型設計就是在模塊基礎上進行的設計，模塊和裝配關系主要是先進行預先確定的，這樣就對使用的范圍進行了明確化。在模具的結構設計層面主要有二維以及三維設計，在每種的設計方法上都有著各自的優勢和不足[4]。在對計算機的硬件配置要求上不是很高，所以使用的成本也相對比較低廉，三維的設計能夠實現設計的參數化，在產品的設計過程中相對比較容易修改，這樣就在并行工程方面的目標實現有著促進作用。在對機械車身的設計中對智能CAD技術的應用通過三維造型作為主要基礎，這樣設計師就能和CAD系統進行交互，能夠把自己的概念進行清晰的視覺模式幾何實體化，在設計的精確率以及設計的質量上得到了提高。
3結語
總而言之，對農業機械設計過程中的智能CAD技術的應用過程中，只有從多方面進行考慮分析，將這一技術進一步的優化，實現集成化以及網絡化等，這樣才能更好的為農業機械設計做出更大的貢獻。
作者：孫梗 單位：邵陽學院
參考文獻：
[1]王麗敏,計小輩.模具設計制造中CAD/CAE/CAM技術的應用研究[J].現代制造技術與裝備,2014(04).
[2]張海渠,張樹杰.模具設計中最優布置問題的計算機解析方法[J].金屬成形工藝,2015(02).
[3]楊洪旗.模具設計與CAD技術[J].計算機輔助設計與制造,2014(04).
[4]劉瑞玲,茍浩鋒,楊喜娟.一種數字級進模具設計與制造的集成智能框架的研究[J].硅谷,2014(02)