摘 要：随着计算机辅助设计技术的日益成熟与发展，在机械设计中的应用越来越广泛。本文将对计算机辅助技术在机械设计中的优势与主要应用进行具体分析与阐述。
关键词：计算机辅助设计； 机械设计； 优势； 应用
计算机辅助设计技术主要应用计算机的强大数值计算能力与图形处理能力，协助工程技术人员，对产品或者工程进行设计、分析，达到理想目标，并获得一定成果。自从1950年诞生了计算机辅助设计技术（CAD），已经在航空航天、建筑、机械、化工、电子以及能源交通等领域广泛应用，提高了产品的设计效率与设计质量。
1.计算机辅助设计技术在机械设计中的优势
1.1与人脑思维相适应
机械设计师在进行设计时，一般是先构思、后表达，由于在脑海中构造的产品形状是立体的，因此通过三维实体模型反映产品的真实几何形状，更利于思维的表达。这样，机械设计师会有更多的时间和精力用于产品设计，而不再费神于产品的图形表达，更利于激发机械设计师的创新思维能力，实现设计的连续性。通过计算机辅助设计技术，可获得更直观、更利于理解的三维立体图，促进设计的深入性，扩展设计思维，便于沟通交流。
1.2提高设计效率
通过应用计算机辅助设计技术中的三维机械设计，更利于体现复杂的几何造型。通过布尔运算等软件功能，利用简单几何实体计算复杂的几何实体，自动形成截交线与相贯线，减少工作设计工作强度，缩短设计周期，提高设计效率。在使用计算机辅助设计的三维CAD系统时，开发全新机械设计，只需要对其中的部分零件重新设计与制造即可，而更多的零部件设计可以应用以往信息，这样极大提高机械设计的效率，降低设计难度。另外，计算机辅助设计系统的变型设计能力极强，可以实现快速重构功能，获得全新机械产品。
1.3便于零件设计与修改
利用计算机辅助设计软件，可以实现在装配环境下的新零件设计，也可根据相邻零件的形状、位置等设计新零件，提高方便性、快捷性，同时确保新零件和相邻零件之间的有机融合，减少单独设计而产生的错误或者不兼容。例如，在装配环境下，根据箱体形状以及具体要求，快速、准确地设计出符合要求的箱盖。在零件环境中，配备了查找器。当完成机械零件的造型设计，就会在资源查找器中列出已经完成零件的命令，只要点击相应命令，就可了解零件的具体步骤，再利用资源查找器中的零件回放功能，将零件造型全过程以动画的形式，连续表示出来，提高过程的透明性。另外，在修改零件过程中，也可利用资源查找器的某一命令来完成，在装配环境下也可以修改零件，只需要点击需要修改的零件即可，非常方便。
1.4提高机械产品的设计质量
随着机械技术的不断发展，机械产品逐渐与信息技术有机结合，再加上应用计算机辅助设计技术及CIMS技术，提高了产品的设计水平。通过计算机辅助设计技术，例如设计优化、分析有限元受力情况等，确保产品的设计质量。另外，一些大型企业的数控加工工作日益完善，再加上计算机辅助设计技术的配合，在机械零件加工方面的效果良好，提高产品应用质量。通过三维机械设计，既可准确描述对象的大小、位置、形状等特征，同时也赋予了设计对象的体积、纹理、颜色、惯性、重心等信息，描述了设计对象的几何形状与工作状态，更加真实、准确、充分、全面地表达设计意图。
2.计算机辅助设计技术在机械设计中的应用
计算机辅助设计主要包括设计、建模、协同、集成、仿真五个部分。其中包括诸多内容，例如优化设计、概念设计、分析有限元、计算机辅助画图、计算机仿真、计算机辅助设计管理等。目前，计算机辅助绘图已成为CAD中应用较为成熟、完善的领域。最初CAD仅局限在计算机辅助绘图领域，随着理念的创新与技术的进步，CAD逐步发展为计算机辅助设计。计算机辅助设计涵盖了概念设计、优化设计、工程数据库、计算机仿真与分析、智能CAD、接口技术、CAD/CAM集成等。一个健全的CAD系统，还应该包括工程数据库、图形程序库、应用程序库等。以下将对计算机辅助设计技术在机械设计中的具体应用进行分析：
2.1机械零件
在设计机械零件过程中，一般涉及到大量的计算。例如，在AutoCAD、Visual Basic平台中开发参数化绘图软件、直线共轭内啮和齿轮泵轮设计，通过人机对话方式，修改设计的参数，提高齿轮泵的应用性能。这种方法多在设计一般性机械零件中应用。
2.2机械设备
设计机械模具已成为机械设计中常应用的问题。通过了解注塑模具的计算机辅助设计特点，提高应用CAD的优越性，了解现状与未来发展趋势。另外，还应充分认识到注塑模具的冷却系统、模具结构、顶出系统以及成型零件工件尺寸的设计，提高模具设计的快捷性、准确性。
2.3机械系统参数
机械系统参数是机械设计的一部分。例如，分析并计算全液压推土机的行驶静压驱动系统参数，可通过VB6.0平台应用计算机辅助设计技术。通过该软件，除了计算传统的牵引性能之外，还同时可以计算液压系统的速度、刚度、参数校核、系统效率等等。
2.4机器人
机器人设计是机械设计的综合体现。例如，在应用Pro/E动态仿真原理的基础上，利用CAD计算机辅助设计，凭借SCARA机器人的速度快、精准度高、反应灵敏等特点，研究下棋机器人的手臂操作以及手掌运动过程、运动范围、运动特性，最终确定下棋机器人的具体尺寸与型号结构。通过利用Pro/E动态仿真系统，可确保运动控制的实时性，提高安全性、可靠性。
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