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[摘 要]科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时代发展的需要。本文首先分析了计算机辅助设计的发展及重要性，主要就计算机辅助设计技术在机械设计中的优势以及计算机在现代机械设计中的应用进行了深入研究。
[关键词]计算机；机械设计；应用
中图分类号：TH578.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）14-0166-01
1.计算机辅助设计的发展及重要性
机械设计是机械工程的重要组成部分，是机器生产的前提，同时也是决定机械性能的最主要因素，一部机器的质量及工作性能的好坏很大程度上取决于设计质量，狭义的机械设计仅指技术性的设计过程，广义的机械设计是指设计者根据使用要求和现有的条件，对机械的工作原理、结构、刚度和强度、各个零部件的材料和形状尺寸、以及润滑方法、力和能量的传递方式等进行分析、构思和计算，并将其形成具体的描述以作为机械制造依据的工作过程。这不仅是一个创造性的工作，同时也是建立在丰富的成功经验基础上的工作，只有将两者结合起来，才能设计出高質量的机器。
机械设计的所有步骤几乎都需要计算机的帮助。图形的编辑、修改，大量数据的计算和比较，对零部件动力、强度等方面的精确测试，都需要相应的计算机软件的支持。除了这些繁琐的工作可由计算机替代外，设计者还可以利用计算机进行虚拟样机的构建，也就是根据图纸，在计算机上制造一个模拟样机，对它的工作性能、受力情况、热度等各方面进行验证，根据出现的状况修改原设计，从而达到完善的程度。随着计算机技术的发展，计算机正在越来越广泛地应用于机械设计的各个方面以及各种各样的机械设计中，它在提高机械设计的质量和转化为实际制造的效率方面，发挥着重要作用。计算机辅助设计便是伴随着计算机技术的发展而出现，并广泛应用于多种学科的一种方法。计算机辅助设计又被称作“CAD”，是由计算机帮助设计人员完成机械设计中的计算、制图、模拟等工作，并在不断修改和反复验证的基础上，输出满意的设计结果和最后的产品图纸的一门技术。
2.计算机辅助设计技术在机械设计中的优势
2.1 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。
2.2 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。
2.3 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。
3.计算机在现代机械设计中的具体应用
3.1 CAD软件的应用。现代机械设计是信息时代的产物，它离不开计算机技术的应用与发展，通过计算机来分析计算可以缩短设计时间，并且更好地改进设计。计算机储存量大、运算速度快、集合分析信息能力强，可以综合分析各种数据进而得出最佳答案，这是人脑所不能比拟的。基于这些优势，我们在机械设计中广泛运用计算机技术可以说是大势所趋。需求分析与可行性研究这个部分较少用到计算机，但是其他设计步骤都可以运用计算机来完成，例如画图、计算、设计等等，再加上我们自己创新的设计理念，设计质量必然得到提高。CAD 就是这样应运而生的。CAD软件主要分为3个部分：系统软件、支撑软件及应用软件。系统软件与应用软件密切相关，主要用来管理系统资源。而支撑软件在CAD设计软件中占了大部分，我们目前进行CAD设计（包括画图、分析、计算等）时应用的软件大都属于此列。
现代机械设计的目标是完全自动化，但是在这之前我们还有很长的一段路要走，目前的科技尚不能做到这一点；同时，我们在前文提过，设计需要有创造性，所以现在最佳的设计方式是人机结合。在CAD软件的应用过程中，人的力量是主要的，也就是说人才是主导，计算机是人们在设计时用到的一种工具，处于从属地位。既然如此，设计者就必须在设计过程中充分发挥主观能动性，灵活运用计算机，尽可能做到人与计算机完美融合，人的主观能动性、创造性加上计算机的灵活性、精确性，这样设计出的产品才更能满足当今机械设计的要求。
在现代机械设计中，计算机与CAD等软件解决了数据分析与计算的难题，前文我们提到的优化设计、变型设计及反求设计就是明证。
3.2 数据库管理。现有的数据库管理软件种类很多，广泛应用于商业领域或企事业单位管理部门。在机械设计领域，数据库管理也十分重要，需要～个储存量大、可以管理复杂数据的完善的数据库管理系统，但当下大多数此类软件还不能完全做到这一点。这就要求我们充分发挥创造性，根据自己的设计需要来建立数据库，以便更好、更精确地分析数据，从而达到我们想要的设计效果。
设计者在机械设计过程中，经常需要查阅一些数据资料和文献，从而得到所需数据、公式或理念。传统方式是设计者花费大量时间和力气自己去一一查找，十分耗费人力。但在计算机已经普及的今天，设计者完全可以省下这番功夫，只需事先把机械设计的相关资料都储存进计算机系统，建立完善的数据库，这时就可以利用计算机储存量大、查找速度快的优势，迅速分析查找并最终得到所需的资料。查找资料历来都是庞大而复杂的工作，计算机的出现解决了这个问题，为机械设计者节约了很多时间，使他们可以把更多的时间投入到机械设计的创新当中去，从而促进了机械设计更快更好地发展。
结语
计算机辅助设计技术在确保机械设计的精度、处理机械设计中的大量数据、绘制复杂图形等方面发挥着重要作用，但我国的机械制造业水平同国外相比，还存在较大差距。因而，应加强计算机辅助设计的自主研发能力，为我国的机械设计提供必要的技术支撑，从而提高我国的机械装备水平。
参考文献
[1] 刘莉.浅谈机械设计中三维动画创作与应用[J].核动力工程，2003（24）.
[2] 蔡洪.论CAD技术在机械设计中的应用[J].科技资讯，2010（23）.
[关键词]计算机；机械设计；应用
中图分类号：TH578.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）14-0166-01
1.计算机辅助设计的发展及重要性
机械设计是机械工程的重要组成部分，是机器生产的前提，同时也是决定机械性能的最主要因素，一部机器的质量及工作性能的好坏很大程度上取决于设计质量，狭义的机械设计仅指技术性的设计过程，广义的机械设计是指设计者根据使用要求和现有的条件，对机械的工作原理、结构、刚度和强度、各个零部件的材料和形状尺寸、以及润滑方法、力和能量的传递方式等进行分析、构思和计算，并将其形成具体的描述以作为机械制造依据的工作过程。这不仅是一个创造性的工作，同时也是建立在丰富的成功经验基础上的工作，只有将两者结合起来，才能设计出高質量的机器。
机械设计的所有步骤几乎都需要计算机的帮助。图形的编辑、修改，大量数据的计算和比较，对零部件动力、强度等方面的精确测试，都需要相应的计算机软件的支持。除了这些繁琐的工作可由计算机替代外，设计者还可以利用计算机进行虚拟样机的构建，也就是根据图纸，在计算机上制造一个模拟样机，对它的工作性能、受力情况、热度等各方面进行验证，根据出现的状况修改原设计，从而达到完善的程度。随着计算机技术的发展，计算机正在越来越广泛地应用于机械设计的各个方面以及各种各样的机械设计中，它在提高机械设计的质量和转化为实际制造的效率方面，发挥着重要作用。计算机辅助设计便是伴随着计算机技术的发展而出现，并广泛应用于多种学科的一种方法。计算机辅助设计又被称作“CAD”，是由计算机帮助设计人员完成机械设计中的计算、制图、模拟等工作，并在不断修改和反复验证的基础上，输出满意的设计结果和最后的产品图纸的一门技术。
2.计算机辅助设计技术在机械设计中的优势
2.1 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。
2.2 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。
2.3 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。
3.计算机在现代机械设计中的具体应用
3.1 CAD软件的应用。现代机械设计是信息时代的产物，它离不开计算机技术的应用与发展，通过计算机来分析计算可以缩短设计时间，并且更好地改进设计。计算机储存量大、运算速度快、集合分析信息能力强，可以综合分析各种数据进而得出最佳答案，这是人脑所不能比拟的。基于这些优势，我们在机械设计中广泛运用计算机技术可以说是大势所趋。需求分析与可行性研究这个部分较少用到计算机，但是其他设计步骤都可以运用计算机来完成，例如画图、计算、设计等等，再加上我们自己创新的设计理念，设计质量必然得到提高。CAD 就是这样应运而生的。CAD软件主要分为3个部分：系统软件、支撑软件及应用软件。系统软件与应用软件密切相关，主要用来管理系统资源。而支撑软件在CAD设计软件中占了大部分，我们目前进行CAD设计（包括画图、分析、计算等）时应用的软件大都属于此列。
现代机械设计的目标是完全自动化，但是在这之前我们还有很长的一段路要走，目前的科技尚不能做到这一点；同时，我们在前文提过，设计需要有创造性，所以现在最佳的设计方式是人机结合。在CAD软件的应用过程中，人的力量是主要的，也就是说人才是主导，计算机是人们在设计时用到的一种工具，处于从属地位。既然如此，设计者就必须在设计过程中充分发挥主观能动性，灵活运用计算机，尽可能做到人与计算机完美融合，人的主观能动性、创造性加上计算机的灵活性、精确性，这样设计出的产品才更能满足当今机械设计的要求。
在现代机械设计中，计算机与CAD等软件解决了数据分析与计算的难题，前文我们提到的优化设计、变型设计及反求设计就是明证。
3.2 数据库管理。现有的数据库管理软件种类很多，广泛应用于商业领域或企事业单位管理部门。在机械设计领域，数据库管理也十分重要，需要～个储存量大、可以管理复杂数据的完善的数据库管理系统，但当下大多数此类软件还不能完全做到这一点。这就要求我们充分发挥创造性，根据自己的设计需要来建立数据库，以便更好、更精确地分析数据，从而达到我们想要的设计效果。
设计者在机械设计过程中，经常需要查阅一些数据资料和文献，从而得到所需数据、公式或理念。传统方式是设计者花费大量时间和力气自己去一一查找，十分耗费人力。但在计算机已经普及的今天，设计者完全可以省下这番功夫，只需事先把机械设计的相关资料都储存进计算机系统，建立完善的数据库，这时就可以利用计算机储存量大、查找速度快的优势，迅速分析查找并最终得到所需的资料。查找资料历来都是庞大而复杂的工作，计算机的出现解决了这个问题，为机械设计者节约了很多时间，使他们可以把更多的时间投入到机械设计的创新当中去，从而促进了机械设计更快更好地发展。
结语
计算机辅助设计技术在确保机械设计的精度、处理机械设计中的大量数据、绘制复杂图形等方面发挥着重要作用，但我国的机械制造业水平同国外相比，还存在较大差距。因而，应加强计算机辅助设计的自主研发能力，为我国的机械设计提供必要的技术支撑，从而提高我国的机械装备水平。
参考文献
[1] 刘莉.浅谈机械设计中三维动画创作与应用[J].核动力工程，2003（24）.
[2] 蔡洪.论CAD技术在机械设计中的应用[J].科技资讯，2010（23）.