本文以串联机械系统为对象,研究了串联机械系统运动方案的计算机辅助设计方法。基于状态空间方法建立了串联机械系统的状态变换模型,研究利用运动方案设计的状态空间方法进行构型设计、尺度设计和运动性能分析的设计流程；同时,为了实现设计方案的数字化表达,进一步研究了机构运动简图自动化生成的方法；分析运动方案的算法逻辑,开发了相应的机械系统运动方案设计软件,实现了机械系统运动方案的计算机辅助设计。本文研究和发展了机械系统运动方案设计的状态空间方法。通过对构件的运动状态分析,将特征状态空间方法进行拓展,建立机械系统的状态空间模型。通过定义活动构件的运动状态参数,由机构单元的输入输出构件的状态变换,推导出机械系统的输入与输出状态的变换模型。建立状态空间,将运动方案设计问题转化为状态空间中从初始运动状态到最终运动状态间的路径规划问题。利用机械系统运动方案设计的状态空间方法,分别进行构型综合,尺度综合和运动分析。基于构型与尺度设计的结果,研究机构运动简图自动化生成的方法。选择基本机构单元作为绘图图元,建立基本图元库。根据实际的输入输出轴线,利用坐标系变换,实现基本图元的连接,并对机构单元进行适当的姿态调整与尺寸驱动,从而得到三维空间内机构运动简图。将绘图过程流程化。借助于CAD绘图软件,实现机构简图的自动化绘制。基于串联机械系统运动方案的设计过程,分析构型方案设计,尺度设计,机构简图生成以及运动性能分析的设计流程。研究适合计算机辅助设计的算法逻辑,并绘制了关键步骤的算法流程图。利用Visual Studio 2012软件开发平台,开发机械系统运动方案设计软件。对软件进行模块划分,将软件分为构型设计、尺度设计、简图生成和运动分析四个功能模块。各模块间实现数据传递,分别得到满足设计要求的构型,尺度,机构运动简图以及运动性能。使用机械系统运动方案设计软件,以冲压机为例,进行运动方案设计,验证了软件的可行性。