摘要：对于机械设计，传统的设计方法都是设计人员通过画图板，铅笔，制图工具，来设计图形，这样的设计方法不但使工作变得复杂、枯燥，而且浪费了很多的资源和时间。如今已经很少看到设计人员用纸笔画图了，取而代之的是三维软件。通过三维软件来设计图形使设计人员节约了很多时间，提高了设计的质量和精度，做到了传统设计方法无法做到的一些事情。CAD三维软件的出现和发展，极大地促进了生产力的发展，是我们机械设计上的一大进步。
关键词：CAD；机械设计；应用；
引言：在实际机械设计的操作与设计过程中，需要较多的材料、物力以及人力。而三维CAD技术在机械设计当中的应用，不仅可以更为有效的利用的这些材料、物力以及人力，同时还可以实现成本的节约，更为关键的是，其能够促进机械设计的进一步完善。人类只有不断更新自己的学习、思维方式，提高创新能力，积极接受新的事物，才能够适应社会的变化。
1.三维CAD技术的优势
1.1有较高的安全性
三维CAD技术在作图方式中与传统图纸有根本性的变化，其能够在网上针对重要的设计材料进行保存，从而有效的杜绝了不方便以及容易丢失的情况，使资料的安全性得到了充分的保证。与此同时，还可以采用加密的方式针对计算机中的数据进行处理，避免外人或者病毒威胁到这些数据的安全性。
1.2大大提高设计工作效率
通过对计算机以及三维CAD技术的运用，可以在计算机上完成方案的设计工作，减轻人工画图的设计工作时间，将设计时间缩短，促进工作效率的提升。并且通过对三维CAD技术的借助，充分的运用布尔运算的功能，可以实现图案在设计方案中的自动形成，同时还可以实现自行组合，为设计师节省不少时间。
1.3设计方案更加直观立体
在传统的机械设计中设计图案往往只是单纯的具有平面性质，没有立体感以及直观性。而采用三维CAD技术可以将传统机械设计进行平面性改变，将设计方案立体直观的在计算机当中展示出来，这样人们就可以将设计方案当中存在的优点与不足很清楚的看出，从而促进方案改进效率的有效提升。
2.机械设计中应用三维CAD技术的重要意义
2.1实现零部件的优化设计和有限元分析
传统的设计方法很容易使零部件的可靠性降低，主要是无法保证设计计算时的数据与实际工作数据的高度接近，因此增大机械设计的危险系数，尤其是受力较为复杂的零件数据。应而用三维CAD技术可以实现对零部件的有限元分析，对输入到有限元网络中重要零部件可以进行进一步的振动分析、受力变形分析、形状优化分析。当分析结果与实际要求存在差异时，就需要对设计作品继续重新的设计、计算，直到与实际要求相一致为止。利用这种技术可以提高机械设计产品的可靠性，提高机械设计工作的效率以及产品的安全系数，有效的降低材料成本的浪费。
2.2实现机械的变量化设计和参数化设计
传统的CAD技术在想要对细节进行修改时，可能需要对整份图纸进行重新绘制，对几何图形的元素用固定尺寸进行定义，如果想要生成完整的设计作品，就会需要多次进行修改，从而为增大了设计阶段的工作量，使产品在设计阶段浪费更多不必要的时间。二维CAD技术虽然具有部分参数化功能，但是在机械设计中想要达到完美的参数化设计效果却非常困难。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而使用三维CAD技术中的变量化模块、参数化模块，可以实现自动修改零件设计中的尺寸变化，装配在装配环境基础上进行的参数化设计，即使有零件发生变化，该技术也会自行做出相应的调整，大大减少了设计人员的工作量、工作时间，提高了机械设计工作的效率。
2.3增强机械设计作品的直观形象性
在进行作品设计的过程中，由于设计手段等的局限性，设计人员很难在平面图纸上完成立体图形的设计效果，三维构想通常是由二维方法（有正投影形成的）进行设计图的绘制。在CAD技术不断发展过程中，在计算机软件的帮助下，构想中的三维立体效果也不再是不可能完成的设计。同时三维CAD技术能够使机械设计作品更具生动形象性，有利于设计者对设计作用进行直观的检查，还可以在设计阶段实现模拟运转、模拟装配等工作，增加机械设计作品的实际适用性。
3.三维CAD技术在机械设计中的应用
3.1应用于建模进程
设计方案的直观立体性能够在三维CAD技术的具体应用中得到充分的体现，建模方式在三维CAD技术当中可以划分为三方面的内容，也就是立体方式、表面方式以及框架方式。三维CAD技术能够自带圆柱形、椭圆形或者圆形等一些方案中的简单图形。同时其还可以利用布尔运算针对具有多样化的结构进行一系列的排列组合，从而能够以人们的需求作为依据，将设计师心中理想的图案做出来，同时整个过程也会十分的方便和快捷。比如要想将某建筑的设计图案完成，就可以利用三维CAD技术，并且能够对计算机当中的设计软件进行借助，最终在一系列复杂的运算之后，就能够将一个很简单的模型图案形成.
3.2应用于方案形成进程
一份完整的设计方案的形成，在一系列的组合排列之后，需要在设计方案中的零部件设计之后，进行其余的零件加工处理。通过对三维CAD技术编辑功能的运用，可以按照设计师的意图针对原本没有联系的部件进行排列组合，从而保证三维方案的成功实施。
3.3应用机械CAE软件
机械机械CAE软件中最重要的功能是针对结构进行优化设计，其能够分析对比设计方案当中的数据，从而保证将具有合理性的方案形成，还可以评价评估该方案，能够使设计方案的科学合理性得到有效的保证。CAE软件中对三维CAD技术的应用主要表现为，在将一定的模型建筑好之后，其余的设计以及分析等步骤则由CAE软件来进行，这样就可以使方案的顺利实现得到保证。
3.4应用于农业机械设计
三维CAD技术在农业设计当中非常的适用，例如在设计农用联合收割机的时候，就需要立足于对轴流钉齿脱粒分离装置的有效设计。可以通过开发研究Motionworks系统，同时与数控加工模块相结合进行设计加工，可以利用API或者CAD技术针对该系统进行划分，在完成每个部分的工作之后，就可以自动生成总的设计方案。在这个过程中，主要是利用数据的传输保证划分开来的几个部分能够实现必要的联系，从而能够共享相互之间的数据。
结束语
CAD三维软件作为一个辅助设计工具，无论对于机械设计或者其他设计都有着十分重要功能，而设计师设计过程中如何更好地发挥CAD软件的这些功能，如何让CAD三维软件更好为设计服务，是我们每个设计师都需要考虑的事情。虽然目前三维CAD技术的应用中仍然有一些问题存在，但是其具有十分广阔的发展前景，在未来的机械设计当中其必然会起到更为显著的作用。
参考文献
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论文作者:徐玮
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/10
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