時間：2023-06-26 16:24:27
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇簡單的機械設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：現代；機械設計；三維CAD 技術；優勢；應用分析
1 三維CAD 技術
三維CAD 技術，是基于計算機輔助設計的一種更深層次新興技術，由核心的軟件系統與物質基礎的硬件系統兩個重要部分構成，在制造技術中極具先進性。同時，三維CAD 技術具有直觀性、安全性的特點。從目前的發展情況來看，三維CAD 技術發展勢態非常好，較高水準的硬件條件可確保設計過程中的零差錯，而在軟件方面也能夠滿足及適應現階段的發展需求。
2 CAD在機械設計中應用的優勢
2.1 縮短設計周期
CAD技術在機械設計中應用的最大優勢，便是其能夠將機械設計中復雜的幾何造型問題進行有效的解決。在機械設計中涉及到很多復雜的圖形，通過計算機技術能夠將這些簡單的圖形進行組合和加工，從而形成符合機械設計需要的復雜圖形。同時，在機械設計中應用CAD能夠自動生成截交線，有效地縮短設計周期，能夠為機械設計提供更充足的時間。同時，利用CAD技術能夠對機械設計產品的性能進行測試，并且根據系統數據庫中的信息對產品設計的數據進行修正，從而促進機械產品設計質量的提升。
2.2 提高機械產品的科技含量
市場經濟的快速發展使得機械設計領域的競爭日益加劇，而通過CAD技術的有效應用能夠促進機械設計產品的科技含量，使其更具技術優勢，促進其市場競爭力的增強。在機械設計過程中運用CAD技術，能夠有效地促進機械設計產品品質的大幅提升，同時也可以利用CIMS等計算機技術，促進機械設計技術的不斷優化，有效地提高機械產品的設計質量。
3 CAD在機械設計中的應用現狀
3.1 三維CAD技術應用前景廣闊
CAD技術的應用是現代機械制造領域中的一個重要的進步，其利用計算機技術為基本的開發平臺，為CAD技術的應用提供空間。從當前機械制造領域的計算機技術應用情況來看，基于二維設計的CAD技術仍然占據著較大的份額，而且軟件的應用也大多集中在簡單的繪圖而不是三維結構的設計。隨著科學技術的快速發展，三維CAD技術在機械設計中的優勢愈加明顯
3.2 促進產品實體的生成
應用CAD技術能夠實現三維建模，主要包括線框模型、表面模型和實體模型三種方式。在當前很多具有建模作用的CAD軟件中，都包含了具有建模作用的技術體系，對于機械產品中簡單的零件，也可以實現結構的分析，通過結構分析對機械產品設計進行三維實體造型的模擬，再根據模型進行測試和計算，便可以得到符合設計要求的實體產品的生成。在實際的應用過程中，首先要對零件的幾何結構和輪廓要素進行分析，并且將其作為三維建模的依據，通過基本體的全面旋轉，最終將各個零件的實體造型按照所需要的位置進行裝配。
3.3 CAD技術在機械設計中的不足
在CAD技術的應用過程中，與設計人員的綜合能力有著密切的關系，因此很多情況下，只能通過技術軟件實現簡單的效果圖。有些制造企業在CAD的采購和應用方面缺乏系統的方案，容易導致一些資源的閑置，使得企業的效益受到影響。
3.4 機械零件實體建模過程中的應用
鑒于三維CAD 技術具有直觀性、立體性的優點，計算機三維CAD 系統為機械零件的實體建模提供了三種模型，即線框模型、表面模型、立體模型。在三維CAD 技術軟件中，一般會自帶一些簡單的圖形，如圓形、楔形體、圓柱體、立方體等，設計者可以利用系統功能中的布爾運算，將自帶的圖形進行一系列的排列組合及運算，以構造出一些復雜多樣性的結構，最終在結合設計者的心中想法來設計出心中的圖案。在經過一系列操作之后，設計者根據機械設計方案來進行機械零件的實體建模，進而得出機械產品零件的三維實體模型。
3.5 生成實體裝配圖過程中的應用
在完成機械零件的試圖建模之后，就要生成實體裝配圖。在這個過程當中，設計者可通過三維CAD 技術軟件的三維編輯功能來完成，根據設計方案將各個獨立性的機械部件進行排列組合，尤其是那些復雜零部件在分析其所在坐標及運動位置后，進行合理排列組合，以獲得新的部件。而后，利用三維CAD 系統中的數據分析、曲面造型、立體構筑等功能進行機械零部件的裝配，最終完成實體裝配圖的生成，從而確保機械設計方案的順利形成，便于設計方案的進一步實施。
3.6 模具集成制造過程中的應用
機械設計的最后一道程序便是模具的集成制造，根據設計方案來制造與生產出實際的機械產品。當然，在機械產品的模具集成制造過程中同樣離不開三維CAD 技術的輔助與支持，機械設計工作人員結合利用模具CAD 技術與模具激光快速成型技術來進行模具集成制造。設計工作人員通過三維CAD 系統中的多個功能模塊來構建工程數據庫，充分結合三維CAD 技術與機械CAE 軟件，以保證機械實體造型的合理性、可行性，最終促進模具集成制造的順利進行。
4 CAD在機械設計中應用的趨勢
4.1 集成化
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。
4.2 智能化
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。
5 結語
綜上所述，隨著科學技術的快速發展，CAD技術將向著更加集成化和智能化的方向發展，在機械設計領域中發揮重要的作用。CAD技術在機械設計領域中的應用，能夠有效地提高機械設計產品的質量，并且實現機械產品的規模化設計，提高機械產品設計的技術含量，促進其市場競爭力的提升。總之，CAD在機械設計領域中的應用，能夠促進機械產品設計水平的全面提升，而且有著十分廣闊的發展前景，在促進我國機械設計持續發展方面發揮著重要的作用。
參考文獻
[1] 李秋娟，張兵.論CAD在機械設計中的應用及機械制造技術的新發展[J].化學工程與裝備，2010，（3）.
[2] 范紅.論CAD在機械設計中的應用[J].才智，2011，（22）.
關鍵詞：機械設計制造；計算機輔助技術；作用；應用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.217
0 引言
機械設計制造一般是分為兩部分的，分為機械設計和機械制造兩部分，機械制造說的就是對機械中的各種設備進行生產，比如一些生產中的機床，各類儀器以及各類測量儀表等設備，來完成這些設備的生產。機械設計說的在對設備進行生產時，要對這些設備進行設計和優化，比如這些設備中的參數，工作原理以及設備中的一些構件，要對其進行分析，使這些設備變得更加優良，這就是機械設計制造。計算機輔助技術在機械設計制造中的應用可以說是一個很大的進步，因為在機械工程中，機械設計占據著很重要的地位，機械設計更是機械制造的基礎和前提，機械設計不僅僅是一項簡單的設計工作，更是一項具有創造性的工作，在設計工作中的圖形處理，圖形分析[1]，以及對圖形的編輯，對設計進行繪圖，以及對構件的測試這些都是需要結合計算機技術才可以完成的，所以機械設計制造與計算機輔助技術的結合有著很重要的作用。
1 計算機輔助技術在機械設計制造中的作用
計算機輔助技術在機械設計制造的作用可以從兩方面去分析。第一方面計算機輔助技術可以提高機械設計工作的效率。在傳統的機械設計工作中，大多僅僅會依靠人力來完成，而且在機械設計工作中會設計很多復雜的圖形處理以及數據分析，如果僅僅是依靠人來完成，可想而知會耗費很長的時間。運用計算機輔助技術，可以把復雜的運算通過計算機技術來完成，而且一些圖形都可以運用計算機進行繪制，一些復雜的圖形都可以運用計算機技術轉變成簡單的圖形，那么這就會很大程度上節省了設計師的工作時間，提高了設計師的工作效率。而且在某些情況下如果出現了失誤，這時就可以運用計算機技術進行修改，這樣同樣提高了設計師的工作效率，省去很多不必要的流程。第二方面計算機輔助技術可以提高機械設備制造的質量。機械設備的質量在機械工程中也是很重要的，而計算機輔助技術對這一方面就可以有很好的作用，計算機輔助技術可以對設備中的構件進行測量和檢測，對一些質量問題及時發現，可以說計算機輔助技術提高了機械設備的制造水平和質量[2]。
2 機械設計制造與計算機輔助技術結合的具體應用
2.1 C械設計制造中的圖形和符號在計算機輔助技術中的應用
圖形和符號是機械設計制造中最常出現的，而且會有大量的圖形和符號，如果不進行合理的編排，設計師在工作的時候難免就會出現繁瑣的程序，以及增加了工作的復雜性，因為每個圖形和符號的用途都是不同的，而且在機械設計中又是必須的。但是現在采用了計算機輔助技術，就可以很好的把這些圖形和符號進行編排，并做好分類和儲存，這樣設計師在運用的時候就可以很容易的進行運用這些符號。而且通過計算機輔助技術，設計師還可以把常用的圖形和符號單獨放在一個位置，這樣在用的時候就可以直接進行運用，可以減少很多不必要的流程，使整個設計工作變得有條理，很大的提高了設計師工作的效率。
2.2 計算機輔助技術在機械設計制造中的設計圖的繪制
設計圖是機械設計工作中的主要組成部分，而且設計圖一般都是要求的比較精準，因為機械工程中設計圖是很重要的，很多設備的生產以及工作的進行前提都是需要設計圖的，很多工作根據設計圖才可以完成，而且要求設計圖具有很高的準確性。在傳統的繪制工作中[3]，主要是由設計師去完成的，這種情況下耗費的時間是很長的，而且對人力資源也是一種浪費。利用計算機輔助技術就可以幫助設計師完成這項工作，而且很多復雜的設計圖設計師無法很準確的繪制出的，計算機就可以繪制，而且如果是在繪制設計圖的時候出現了錯誤，計算機就可以很容易的進行修改，而且不會留下修改的痕跡，如果在傳統的修改方式，設計師也許就要重新去設計一張圖，這說明了應用計算機輔助技術可以很好的提高設計圖的精準度，節省了人力資源成本。
2.3 計算機輔助技術可以實現機械設計制造中的三維立體造型
在機械設計中，設計師會設計不同類型的設計圖，但是不論設計師設計什么類型的圖，計算機就可以進行很好的展現。就像在設計中三維立體圖形也是經常出現的，但是如果在傳統的工作方式上，三維立體圖形也許就不能得到很好的展現，而且設計師進行描述的時候也不是很直觀形象。現在利用計算機輔助技術，計算機技術就可以使三維立體圖形進行很好的展示，讓工作人員可以很直觀的看到，而且在工作過程中遇到一些問題的時候，設計師就可以利用計算機來展示，進而進行很詳細的講解[4]，可以讓其他的工作人員清楚的進行理解。這種三維立體圖形的展示可以說很好的提高了設計工作的整體水平。
3 結語
綜上所述，機械設計制造與計算機輔助技術的結合是機械工程一個很大的進步，計算機輔助技術的應用，不僅可以提高設計人員的工作效率，而且對機械工程的質量也是一個很好的促進作用。因此相關人員應該積極運用計算機輔助技術，提高機械設計制造的工作水平。
參考文獻：
[1]曾晨.淺議計算機輔助技術對機械設計制造的影響和促進[J]. 科技展望，2015（33）.
[2]張帝，劉宏.關于計算機輔助技術與機械設計制造相結合的探討[J].南方農機，2016（01）.
關鍵詞:機械設計制造技術發展方向
中圖分類號:TH12文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2011)09(c)-0236-01
科技飛速發展的今天,我國機械設計與制造技術的發展取得了日新月異的成績,但同時也面臨著嚴峻的挑戰,未來的發展方向需要我們更進一步的明確出來,本文就我國機械設計與制造技術的現狀進行了分析,提出了未來的發展方向。
1我國機械設計與制造技術的發展現狀分析
1.1 我國機械設計的發展現狀
傳統的機械設計以手工設計為主,設計人員利用簡單的工具進行計算繪圖,一般采用封閉的收斂設計思維,經驗類比設計形式,計算上只做靜態分析,計算數據的誤差采用增加安全系數的辦法。產品開發周期較長,設計人員之間合作起來不夠協調,信息溝通不好。現階段,計算機網絡技術的迅速發展給機械設計提供了非常便利的條件,機械設計人員充分利用計算機這個有利工具,建立了企業之間的虛擬小組或動態聯盟,使資源共享,各個企業的優勢可以給別人借鑒,有效避免了設計上的好多誤區,信息的交流及共享提高了產品設計的成功率,加快了產品開發的速度。
1.2 我國機械制造技術的發展現狀
人類社會的機械制造技術從使用最原始的天然工具發展到制造工具,從簡單的手工制造發展到機床的使用,人類一直為制造技術的發展而不斷努力著。機械制造技術這門工程學科需要不斷的研究及發展,現在機械制造技術運用科學的手段取得了一定的成績,提高了產品的質量、效益、競爭力等方面。可以說現在的機械制造技術是先進制造技術的初步發展階段,它是在傳統的制造技術的基礎上發展起來的,保留了傳統制造技術中的有效因素,吸收了各種高新技術的精華,它把機械制造技術提高到了一個新的技術領域,增加了整個制造業的經濟效益和社會效益。近年來,我國的機械制造技術雖然取得了一些成績,但是和發達國家比較還是存在著較大的差距。在管理方面,我國沒有廣泛采取計算機管理模式,對組織、管理體制的更新發展不夠充分,很多企業仍然處于經驗管理階段;在制造工藝上,我國對精細加工、微細加工、高精密加工、激光加工等技術沒有廣泛采用,許多技術尚在開發、掌握之中;在自動化技術上,我國的數控機床、計算機集成制造系統、柔性制造系統等,尚未實現柔性自動化、知識集成化、智能化,我們只處在單機自動化、剛性自動化的階段。
2我國機械設計與制造技術的未來發展方向
2.1 我國機械設計的未來發展方向
我國未來的機械設計要把遠程機械設計作為重點發展方向,遠程機械設計目前在我國正處于初步發展階段,它是一個多學科、多技術的研究領域,涉及許多機械工程和計算機方面的知識領域。對于機械設計來說,它主要研究設計過程的建模、設計優化理論的一些內容;在計算機技術方面,它主要研究怎樣對現有的設計資源(如各種專業化的計算、分析程序、數據庫、知識庫等)進行組織及,以便于這些資源以最快的速度供設計人員查詢及應用,因此要大力研究網絡環境下設計資源獲取及調用,這樣設計人員在設計過程中遇到問題,就能通過網絡及時的進行分析計算或查詢數庫,很快的解決問題,進行下一步工作,相對來說降低了成本,節約了時間,有效地提高了工作的效率。
2.2 我國機械制造技術的未來發展方向
2.2.1 網絡化發展趨勢
當今社會科技飛速發展,網絡遍及每個角落,機械制造技術也勢必要通過網絡來作為未來發展的媒介,產品的零件制造、物料選購、市場開發等等都可以通過網絡在異地進行。網絡通訊技術可以加強經營管理的學習、加速技術信息的交流,為整個機械制造技術的提高提供了便捷服務。
2.2.2 自動化發展趨勢
機械制造技術的自動化發展是必然趨勢,科技發展推動了自動化的普及,自動化的發展表現在制造技術中系統技術、集成技術、人機一體化制造等各個系統中,自動化給機械制造技術的快速發展奠定了良好的基礎。
2.2.3 綠色環保的發展趨勢
制造技術未來會更多的朝著綠色環保的方向發展,在生產過程、使用材料、包裝等方面更多的講究環保,生產出來的產品是綠色無污染的產品,很大程度上減少了制造對環境的污染,提高了原材料及能源的利用率。
2.2.4 精密成形制造技術
精密工程技術也是未來機械制造技術的一個發展方向,包括精密的焊接、鑄造、塑性加工、切割等技術,超精密的機械制造技術未來將進入微型機械電子技術及微型機器人的時代。
3結語
我國機械設計與制造技術的水平直接反應了我國科技的發展水平,是我國在國際間進行科技競爭的重要手段。因此,研究和發展我國的機械設計與制造技術勢在必行,網絡化、自動化的發展是我們前進的方向,綠色環保制造技術是人類社會在制造業中的可持續發展道路。努力跟隨世界發展的潮流,提高我國的綜合競爭力,盡快縮短我國與發達國家之間的差距,相信我國的機械設計與制造技術會給國家和人民帶來更多的財富,創造更多的社會價值。
參考文獻
關鍵字：數字化；機械設計技術；農耕機械
在企業的競爭風潮中，往往決定了企業命脈的就是其產品的功能、性能、質量以及價格等方面，同時在針對客戶對新機械的運用上，也有著一定的售后問題，需要解決。基于這些原則，企業在進行發展的過程中，就有很多的考慮因素需要進行研究。而在當下的信息爆炸時代，這些因素都可以通過信息技術進行一系列的改善。而其中最為突出的就是在機械農耕設計上的改革性探索。
1 數字化機械設計技術的定義
我們可以簡單的來理解一下數字化機械設計技術，在應用機械輔助設計軟件CAD的前提下，完成一系列的機械設計創新，就是現代化的機械設計技術。對于開發人員，需要對機械設計的體系有一定的認知，同時也需要進行對CAD的熟練掌握，這些都是現代化數字機械設計技術的最基本前提。而這僅僅是在設計上的基礎，如果僅僅局限于CAD的設計方面，那么對于現代的數字化創意平臺而言，僅僅是冰山一角而已。
數字化機械設計的定義，其實還是通過現代化的數字技術，進行機械磨具的設計加工，拋去了在進行磨具加工中，人力物力的大量消耗，從而解放了勞動力，強化了機械生產的效率。
2 數字化機械設計技術的特點
我們針對傳統的機械設計而言，數字化設計技術，在通過已有的數字設計軟件下，進行相應的周期管理，從而將設計信息進行匯總，然后得出相應的安全信息，然后根據設計的理論數據，進行模擬演練，從而減少了我們傳統設計中的不必要模型建立，從而降低了對資源的消耗。
因為數字化機械設計中，可以通過理想數據，進行建模分析，針對不同的環境因素，以及設計好的模型，是否能夠正常運行，來進行虛擬的運行。這樣就減少了我們過去的不必要步奏，從而縮短了設計的時間和試驗次數。而在針對其制造成本、功能預測等方面，都可以進行一定的節約材料，從而真正的做到了綠色設計的根本理念。
而我們在進行數字建模的過程中，也可以通過微調管理，進行相應的優化，從而在針對不同機型上，可以進行相應的調整，對于不同環境下，所需要的機械進行相應的改善。其最具代表的就是在我們農耕中所涉及到的機械設備的運用中。
針對東北、華北、華南等地區不同的田地結構，我們可以用不同的農耕機械進行日常農作。與此同時，在針對同一地區，不同地段，有時候也需要不同的兩種農耕機械進行相應的收割和播種。這在進行相應的研發中，就對其有了一定的影響和要求。而針對這些問題，我們就可以通過進行實驗室虛擬模擬進行對不同范圍和不同環境，進行相應的模擬，最后得出是否合理，這樣就保證了我們設計的機械在符合要求上能夠達到我們所需要的標準。
3 現下數字設計技術的研究趨向
我們根據現下的設計軟件，以及對機械產品的邏輯思維，進行相應的程序設計開發。而在國內外所有的開發設計理論中，都有大量的論述，其中最具影響力的就是Pahl與Beitz一同指出的針對設計任務、設計概念、設計技術以及設計作業的四階段。同時我國周慧君教授對機械設計進行的四個階段劃分：規劃、方案設計、具體設計以及設備改進。
而這里我們通過簡單的敘述來進行一些結構性的分析。根據上段所說的，國外針對的是概念性的設計，而我國所針對的構型上的設計。具體點的說，國外追求的更多的是構造方面的設計，而我過更注重的是使用過程中所要面臨的問題等所做出的設計。而這兩者雖然在本質上有一點不同，但是在開發上，都是依據我們在基于計算機輔助軟件的情況下進行的相應設計以及改造。
自上世紀八十年代后期開始出現的CACD技術，這一研究領域就炙手可熱。從而將很多過去的弊端都統一的進行的修正，在可持續發展上而言，也迎來了新的變革，同時也加速了我們在機械設計技術上的進步。
4 數字化設計理論對農業機械發展的促進
農耕機械屬于機械制造業一個旁支，其門類較廣，市場需求也大，這就導致其潛力巨大。據不完全統計，我國目前的農耕機械以后三千多種，其分類達到了95種之多，但是即便這些驕人的數據，也不能彌補我們和國外之間的差距。由于我國起步晚，很多數字設計軟件都是用的國外技術，這就導致在核心系統上，比不上國外的先進技術。但是即便這樣，我國的產品也已經走出國門，受到了世界上一些國家，廣泛關注。而在針對農副產品加工方面，也有著不俗的表現。
現在我們的主要任務就是：在產品的設計上進行創新、在開發技術上逐步走上自理、在技術應用上完成自我的發展。而在應對這一系列的發展任務上，也應該注意我們的自我發展，應該擺脫對國外的軟件上的依賴，從而發展自己的技術領先世界。
5 結語
機械生產對于我們人類的現代生活活動生產而言，已經無法被代替了。從工業革命起始之日起，這一表現就已很明顯了。而對于機械設計方面，再過去僅僅處于最尖端科技，而現在通過數字化的發展，已經能夠通過此類軟件進行相應的批量生產和修整。
參考文獻：
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[3]鄭國磊，朱心雄，許德等.飛機裝配型架中骨架的數字化設計原理及實現[J].航空學報，2005，26（02）：229-233.
我們知道，高新科技的發展需要創新。創新可以使一個國家得到更好的發展，可以使一個民族得到進步和繁榮。因此21世紀我國把創新意識和創新能力的培養作為人才培養的終極目標之一。而在機械設計教學的改革中,培養學生的創新意識和創新能力得到了充分的重視。在各種項目和政策的鋪墊下，對于實踐教學做出了以下改革。
1.1為培養學生們對于創新的意識，并進一步加強學生們的動手能力，在機械設計課程中開設了有關的實驗項目，包括對機械零件進行認知的實驗、對機械性能進行研究的實驗以及對機械進行創新的實驗等。其中對機械零件進行認知的實驗主要是通過實驗加強學生們對于機械結構的相關理解和認知。該實驗可以充分調動學生對于機械的熱情，激發他們對于機械研究的興趣，同時也可以促進學生工程意識的形成，使學生對于解決實際的工程問題有一定的了解。對機械性能進行研究的實驗是學生們通過實驗來證實某些理論或者規律的一個機會。它可以加強學生對機械性能的掌握和理解，提高學生的動手能力。對機械進行創新的實驗可以使學生們在實驗的學習中變得主動起來，自主決定實驗的進程。它可以充分開發出學生的創新潛能。
1.2打破傳統的實踐教學方法，通過實驗室的開放來為學生提供更多自由創作的機會。當然，這種開放不僅針對學生，也針對教師進行開放。學生的自主實驗可以加強學生的實際動手操作能力，也提高了學生對問題進行分析和解決的一些能力。
1.3對課程設計的改革是有關實踐教學改革的重要環節。在此環節，學生可以依據更多所學的相關知識進行機械設計。這一過程中學生可以運用現代的一些設計方法和設計手段，采用多種設備進行輔助設計。這樣不僅可以培養學生的計算、分析和解決能力，也可以加強學生對于工程設計的意識。
2有關創新能力培養的改革
我國正在建設一個國家型的創新體系，包括以國家科學研究機構和教學科研型的大學為核心的知識創新系統、以企業為核心的技術創新系統、以高等教育和職業培訓為核心的知識傳播系統和以企業及社會為核心的知識應用系統。近年來，我國的創新成果日漸豐富，公民的創新能力迅速提高，但是與發達國家相比，我國仍有很大的差距，而我國關鍵技術對外的依存率也非常高。這一切都說明，進行創新教育，培養創新型人才的重要性。而有關創新能力培養的方法有以下幾點值得注意。
2.1培養創新能力的重要措施是在課程教學的內容改革中增加了創新內容。而機械設計基礎課程的很多內容包含創新內容，引入了最新的設計理念。
2.2開設機械創新設計課程，通過開設這類課程，對學生的創新思維以及對創新技法的學習進行系統地規劃，從而全面提高同學們的創新能力和創新意識。
2.3開發綜合性實驗、開發并落實創新型實驗、機構搭接組合和模塊式機械組合，從而提高學生的創新能力、創新意識和動手能力。
2.4積極開展相關的創新實踐活動，定期組織各級機械設計創新競賽，提高同學的創新意識，同時全面提高學生的素質。
3結束語
關鍵詞：人性化；環保；綠色產品；機械設計
古代的機械產品是簡易的、死板的，例如鋤頭，鐵鍬等。它們沒有復雜的功能，也沒有考慮人的使用情況，廢棄了就丟掉。近現代的機械產品多了很多的設計，功能增多，用處變大，但是也很少能夠考慮使用者的舒適情況，產品損壞后也只是進行簡單的處理后丟掉，由于所用的材料變多，廢棄后污染也增大很多。現如今機械設計發展了幾百年，很多設計在原理上已經定型，要做的就是進行綠色設計和人性化設計，做到降低能耗，提高操作者安全性和舒適度，廢棄后零件可再利用，減少污染等。本文從不同角度對綠色機械設計和人機交互設計進行了簡單的探討，希望能給相關從業人員一些建議和啟示。
1綠色環保材料的選擇
材料的選擇對于產品的性能至關重要，在保證產品質量的前提下，盡量使用綠色材料，可以有效減少污染，增強發展的可持續性。在綠色環保材料的選擇上有以下幾點需要注意：（1）選擇綠色材料應盡量選擇那些可以回收、容易分解、能夠再生而且在加工過程中對環境無污染的材料。尤其是在機械結構件的設計上，應該盡可能采用容易拆分和裝配的、有足夠強度的、無毒的材料，要把提高機械材料的再生率放在首位。（2）材料的選擇要本著延長產品使用壽命，減輕產品重量的原則。產品壽命延長了，也就減少了產品的生產和報廢，對環境的污染也就隨著減少。減輕產品質量減少了材料的損耗，同時產品越輕便，驅動起來也越節能，污染排放越小。基于這一原則，在設計中應該在保持主機各項性能參數的前提下，盡最大可能減少主機和附屬作業裝置或機具的體積和重量，同時提高動力傳動系統零部件的強度和耐久性能，以實現機械系統的輕量化和高效率。（3）有些產品不可避免的要選擇污染型材料，例如塑料制品，合成橡膠制品等。這些產品要盡可能減少污染型材料的使用，并且加大研究力度，研發出可替代的新型無污染材料。（4）處理廢舊產品，要做好分類，針對不同材料采用不同的處理方式，不要簡單焚燒，要變廢為寶，對材料實行最大程度的再利用。
2綠色環保機械設計
2.1發動機的選擇
發動機作為提供動力的設備，在動力充足的前提下，要選擇低油耗、低排放、低噪聲、高效率的發動機，這樣可以降低能耗，減少污染。同時可以對發動機的燃料進行處理，減少污染物的排放；對發動機自身可以采用渦輪增壓等方式，提高效率。
2.2降低機械產品的振動和噪音
機械產品的振動和噪音，看似是很無所謂的，其實往往影響整個產品的使用。而且除了對功能的影響，振動和噪音還會降低用戶的體驗度和舒適性。例如在汽車、火車上都有減震裝置，在顛簸時可以很好的保持平穩，給乘客一個舒適的環境。噪音是一種新型污染，過高的噪音會讓人很不舒服，但是機械產品的本身噪音就很大，因此必須想辦法降低產品的噪音。例如采用液壓的方式驅動，就可以很好的降低噪音，或者采用好的隔音材料來做機罩，吸收機械產品所產生的噪音。為了更好的以人為本，還可以把操作室和其他驅動設備隔開，實現密封減震，隔音降噪的目的。
2.3液壓系統的清潔和防滲漏
機械設備中很多采用液壓裝置，液壓泵驅動液壓油來實現特定運動。因此液壓油的清潔對于整個液壓系統非常重要。如果液壓油中混有雜質，很可能會堵塞油路，造成崩管，也會使系統產生振動和噪音，做好液壓系統的清潔可以降低液壓油在工作時的溫升，延長換油時間，提高油的利用率。在液壓系統的機械設計階段就要設計好管路和連接裝置，這樣可以減少部件的磨損，延長部件壽命，還可以降低液壓油的更換頻率。此外對于液壓油箱，要做好密封，防止灰塵、水分進入油箱，保持油的清潔度。在油管的選用方面要采用耐腐蝕、防老化、具備優良密封性能的優質膠管作為液壓管道，盡可能多使用硬管，對于必須使用的軟管要進行優化設計，防止油的泄漏導致環境污染。
3人性化的設計
機械產品不僅要做到綠色設計，還要始終堅持以人為本，實現人性化設計。無論是機械設備還是機械產品，都是為了給人使用，必須保證人的安全性和舒適度。人性化的設計主要包括：（1）在駕駛室的設計過程中，要充分利用人機工程學的原理，設計合適可調節的座椅，防強光和紫外線的玻璃，便于操作的操縱桿或方向盤等，有條件的情況下還可以安裝空調，最大程度提高操作員的舒適度。（2）對于多個需要的設備，可以集中采用系統，研制定時加注油設備，精確計算油供給量，環保方便，減輕人工添加油對人體的傷害。（3）機械產品也有一定外觀要求。產品的顏色、外形、大小等都會對人心理產生影響。柔和的顏色，精致的外形，合適的大小會給人以美感和親切感，更容易實現人機和諧。（4）機械設計要多實現自動控制，減少人工的勞動量。（5）所設計的產品可靠性要好，避免經常更換元件，否則不僅增加污染，也會增加工人勞動負擔。
4結語
現如今，機械產品的綠色設計和人性化設計必將是機械設計界的兩大理念，也是未來的發展趨勢，必須牢牢把握好這一趨勢，才能設計出符合環境要求和人們需求的好產品。
作者:馮國華 謝杰 鐘鑫 單位:浙江菲達環保科技股份有限公司
參考文獻：
[1]王恒東.基于人性化的綠色環保機械設計研究[J].工業c,2016(08):00138.
【關鍵詞】機械設計基礎 教學 改革
機械設計基礎包含機械原理和機械設計兩門課程，是機械類各專業重要的技術基礎課，起著從基礎課過渡到專業課的橋梁作用。機械設計基礎是對學生進行設計能力、創新能力、工程意識訓練的主要課程。因此，課程教學內容和體系改革的基本思想是既要讓學生能夠較扎實地掌握從事工程技術常規工作所需要的基本理論、基本技能，還要讓學生了解新知識及本學科的新發展，拓寬知識面，開闊學生的思路，從而更有利于學生工程實踐能力和創新能力的培養。
1 理論教學環節
理論教學環節是機械設計基礎教學改革的一個重要方面，我們主要從教學內容、教學方法及教學手段三方面進行了新的嘗試。
1.1 教學內容
目前高校都提出了“厚基礎、寬口徑、重能力”的人才培養模式，因此，理論課程的課時壓縮嚴重。而《機械設計基礎》由于融合了《機械原理》和《機械設計》兩門課程，故涉及的內容多，理論性、實踐性都比較強，如果面面俱到，老師講解起來感覺力不從心，學生聽課時如聽天書。因此，為了適應新的人才培養模式，必須對教學內容做相應的調整。
1.1.1 對與先修課程重復的內容進行必要的精簡。比如在平面機構的運動分析和力分析這兩章中，很多知識都是理論力學中的重點內容。以往在講授圖解法分析機構的運動時，會花費大量學時講有關理論力學的知識，嚴重影響了其他內容的講解。可以考慮先讓學生預習有關理論力學的知識，然后著重對方法進行介紹和講解，既節約了學時，也收到了預期的教學效果。
1.1.2 在機構分析中，增加了解析法內容。以往在機構分析和設計中，因圖解法形象、直觀，有利于學生對問題的理解，有助于數學模型的建立，同時對某些簡單的問題比解析法更有效，因此在學時安排上占有較大的比重。為了適應人才培養的需要，增加了解析法講解的力度。
1.2 教學方法
《機械設計基礎》課程主要研究常用機構和通用零件的工作原理、結構特點、基本的設計理論和計算方法，由于大多數學生缺乏實踐知識，他們在學習過程中普遍感到抽象、枯燥、難學，尤其是機械原理這部分知識，認為機構運動簡圖與實際機器相差甚遠，很難將兩者統一起來。因此有必要對教學方法進行改革。
1.2.1 采用啟發式教學，培養創新意識，提高教學質量。如在講授“鉸鏈四桿機構的演化”內容時，我們就地取材，用雨傘作教具。采用學生熟悉的生活工具模擬學習內容，不僅取材簡單，而且生動形象，容易與實際的機器相結合，克服結構運動簡圖抽象的特點。
1.2.2 采用師生互動、類比等教學方式，激發學生創造性思維。教師可將自己的工作實踐及創新經歷介紹給學生，這對培養學生的創新意識、提高綜合素質有很大作用。并且鼓勵學生自由選題開展小發明制作、軟件開發和教學論文撰寫等多種形式的創新活動。這種創新環境和氛圍幾乎能夠適應每一名同學，因而有利于學生脫穎而出，做出較好的創新業績。
1.3 教學手段
傳統的教學系統是由老師、學生和教材這三個要素構成的，以教師為中心的傳統教學模式，它的特點就是由教師通過講授、板書，把教學內容傳遞給學生。隨著機械原理教學改革地深入，教學手段也必須進行改革，否則難以完成相應的教學內容，也達不到相應的教學效果。機械原理部分有一些機構的原理比較抽象，無法用語言形象地表達清晰，學生認知困難，很難在學生中形成深刻的印象。運用計算機的動畫制作技術，可將一些難以想象和無法用語言表達的機械運動過程和工作原理制成多媒體課件，在講授相關內容時巧妙的將現有教具與多媒體課件結合使用，將那些難以想象的機械運動過程和工作原理演示出來。
2 實踐教學環節
《機械設計基礎課程》教學的另一重要部分是實踐性教學環節，它包括實驗教學和課程設計。
2.1 實驗教學
實驗教學也是機械設計基礎課程的一個重要的實踐性環節，是培養學生動手能力和工程意識、檢驗知識的重要手段。對機械設計基礎課程實驗教學的改革，應從以下幾個方面進行：一是將某些驗證性的實驗通過電教片播放，為學生增加一些感性認識即可。二是新增設設計型機構方案構思組裝實驗，要求學生自己設計實驗，自己動手完成，不再依賴于教師。三是設計綜合性的實驗，通過對實際機器的綜合研究，培養學生的整體意識和工程意識。
2.2 課程設計
機械設計基礎課程設計是機械設計基礎課程教學的最后一個環節，其目的是培養學生綜合運用基礎理論知識的能力、工程分析能力和運用資料等基本設計能力。對于學生中普遍存在的工藝知識和公差知識的不足，應在設計中逐步給予講解和補充，使學生通過設計全面掌握和鞏固機械設計的相關知識。
3 結束語
總之，機械設計基礎課堂教學的改革是一個系統工程，涉及課程教學的各個環節，全面推進教學改革措施，才能取得良好的效果。必須刪掉陳舊或重復的教學內容，增加新發展的內容，拓寬學生的知識面；在教學方法上，充分利用計算機的輔助教學作用，使計算機貫穿于整個教學環節，使教學方法上一個臺階，為學生學習專業課和走向工作崗位打下堅實的機械設計基礎。
【參考文獻】
關鍵詞：計算機輔助設計；機械設計；應用
計算機輔助設計技術是借助計算機本身強大的數據計算能力和圖形處理分析能力，通過繪圖軟件操作幫助有關工程技術設計人員來對工程產品進行分析、設計，從而設計出符合社會發展的工程零件，促進社會的發展進步。傳統的機械設計一般是應用手繪來設計圖紙的，而應用計算機輔助設計技術之后能夠方便設計操作，促進對產品的研發和修改，相比傳統的機械設計而言，計算機輔助設計技術的應用提升了產品的質量。
1 計算機輔助設計技術在機械設計中應用的意義
1.1 實現和人腦思維適應性的匹配
機械設計師在進行產品設計的時候需要在腦海中進行構思，之后將自己所構思的進行表達。在一般情況下，機械設計師在腦海中構思的物體形狀是立體的，需要應用三維模型對產品的屬性、形狀等進行反映，計算機輔助設計技術有利于三維模型的制作。
1.2 能夠提升機械設計的工作效率
計算機輔助設計技術進行機械三維設計能夠將復雜、多樣的幾何造型進行體現，之后應用運算軟件和簡單的幾何實體來計算復雜的實體，形成截交線和相貫線，降低機械設計的工作難度，減少機械設計的工作周期，提升機械設計產品的生產效率。
1.3 方便對機械設計零件的修改
計算機輔助設計技術的應用能夠在不同裝配環境下進行新零件的設計，并根據零件的位置信息和形狀等信息進行新零件的設計，提升零件設計的方便性和快速性，實現不同零件之間的有效配合，減少零件設計中可能出現的錯誤。在裝配環境下，機械設計工作人員可以根據箱子的形狀在較短的時間內設計出和箱子相匹配的箱蓋。在完成機械零件設計之后，通過資源查找能夠發現機械零件設計的具體操作步驟，從而更好的進行機械零件設計。
1.4 提升機械產品的設計質量
在社會科技和機械技術的不斷發展下，在機械設計領域逐漸實現了機械產品設計和信息技術的結合發展，通過應用計算機輔助設計技術提升了機械設計產品的設計效率，提高了機械設計產品的質量。計算機輔助設計技術在機械設計中的應用具體體現在機械產品設計優化、分析機械產品有限受力情況等方面，通過對這些問題的分析能夠提升機械設計產品的質量。同時，伴隨大型企業內部數控加工工作的完善化發展，需要相應的提升機械產品的應用質量。在應用計算機輔助設計技術之后，能夠準確的描述機械設計零件的位置、大小和形狀，幫助有關工作人員更為準確、全面的了解產品的設計意圖。
2 計算機輔助設計技術在機械設計中的應用
2.1 計算機輔助設計技術在機械設計逆向工程中的應用
在機械設計中，逆向工程是一種消化、吸收和應用先進科學技術的機械設計方法，通過應用這種方法能夠提升機械產品的設計效率和質量。但是在機械設計逆向工程應用發展中存在成本耗費大、受市場限制的問題，想要實現有效的機械設計目標需要有關人員投入更多的精力。計算機輔助設計技術在機械設計逆向工程中的應用能夠對先進國家的技術更好的消化和吸收，將這些技術轉變為自身機械生產設計的動力。
傳統的逆向工程設計研究和應用注重實體物上，關注是對新產品的制造，具體實施在只有實物模型的條件下，在了解產品設計之后，對產品零部件進行逆向重構的過程。傳統逆向工程設計研究往往是通過對產品的拆解和重新構建實現新產品的制造。在計算機輔助設計技術的應用發展下能夠借助坐標測量設備、通用CAD軟件等將實體物進一步轉化為CAD模型，在計算機輔助軟件和計算機集成制造系統的配合下對產品進行處理、再設計。算機輔助設計技術在逆向工程中的應用以仿真的方式為有關人員的機械產品設計提供了實物分析，加強了有關工作人員對產品特點和產品零部件模型的充分認識。
2.2 計算機輔助設計技術在汽車覆蓋件中的應用
汽車覆蓋件模型的設計對汽車車型和汽車的個性化設計都具有重要的影響。在現代汽車覆蓋模型設計中，常常會出現設計人員設計和工藝人員設計之間的沖突現象，導致汽車覆蓋件的設計人員無法在汽車覆蓋件生產和制造環節中有效工作，嚴重的還會出現返工的現象，無形中增加了汽車覆蓋件設計的成本費用，不利于提升汽車覆蓋件的生產效率。汽車覆蓋件的設計一般包括對市場需求的了解、模具結構的制造、模具工藝和熱度問題的分析等。計算機輔助設計技術在汽車覆蓋件設計中的應用能夠將汽車覆蓋件轉變為實物，如果出現了設計的問題之后可以返回上一次操作重新設計。另外，在汽車覆蓋件的繪圖設計中，傳統的繪圖方式采用的手工的方式，對設計人員的手工操作有著較高的要求，在具體操作的時候很容易出現問題。而將計算機輔助設計技術應用在繪圖設計中能夠應用相關軟件進行設計操作，提升了汽車覆蓋件設計的效率。
2.3 計算機輔助設計技術在零件裝配觀察中的應用
機械零件裝配的設計需要設計人員應用不同的裝配來實現自己的設計理念，由此帶來的機械零件裝配設計效果也是多樣的。而計算機輔助設計技術在機械零件裝配中的應用能夠借助計算機系統操作演示不同機械設計之間的不同搭配，從而進行搭配設計的篩選， 剔除掉不符合實際需要的零件裝配設計，節省機械零件裝配設計所需要不必要的時間和測試費用，提高工作效率。
3 結束語
綜上所述，將計算機輔助設計技術應用到機械產品的設計中能夠提升機械產品設計的準確度，實現對復雜數據和圖形的簡化分析。為了進一步提升機械產品的設計加工效率，需要有關設計人員加強對計算機輔助設計技術的研究應用。需要注意的是，計算機輔助設計技術大多來自于發達國家，我國自主研發的較好，將其應用在機械產品加工設計中和國外相比仍有較大的差距。為此，還需要有關人員加強對計算機輔助設計技術的自主研發力度，結合社會主義經濟市場發展需要和對該技術的應用情況提升計算機輔助設計技術的應用水平，加大力度宣傳計算機輔助設計技術，從而為計算機輔助設計技術的發展應用提供更為廣闊的空間。
參考文獻
[1]沈進.淺談計算機輔助設計技術在機械設計中的應用[J].信息與電腦（理論版），2011，12：34.
關鍵詞：CAD技術;機械設計;機械加工;作用
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
引言
隨著計算機技術在機械工程設計中的應用，計算機輔助設計（CAD）逐漸替代了傳統的機械設計方法。而CAD技術自身功能的不斷發展和方向也對現代機械工程設計產生了巨大的影響。由于其在機械工程設計中應用的廣度和深度也不斷擴大，掌握CAD技術已經成為現代機械科研人員必備的專業素質。
一、 CAD技術的基本概念與功能
1、CAD技術的概念
CAD技術其實指使用者利用計算機的軟件以及硬件系統對產品還有工程進行設計、繪圖并且輔助工程分析與技術文檔編制應用技術的全稱。CAD結合了人和機械最優特性，將兩者聯系起來進行共同設計，是新時代的潮流設計方法。這個設計過程就是利用人的判斷能力還有經驗來控制。整個控制過程是通過人機交流或圖形變換的方式進行，使信息在人與計算機之間進行傳遞，并進行改進和廢除，從而獲得最佳設計結果。從這里就可以看出，CAD與計算機繪圖還是有區別的，計算機繪圖僅僅是使用圖形軟件和硬件來繪圖和進行標注的一種用來代替繁重的手工制圖的技術，但也屬于CAD的基礎技術之一。CAD技術融入了工程設計的方法和現代計算機科學技術，將兩者有效地結合應用，符合現代產品在速度和質量上更新換代的發展需求，其成為現代機械工程設計和加工中一個重要的組成部分。
2、CAD技術的功能
CAD技術有很實用的計算和分析功能，還有數據管理和交換、以及圖形的處理等很多種功能。CAD技術可以用來對產品進行一般設計以及優化設計方案，使產品更加具有創新性，還可以提高可行性。其利用仿真和動態分析，處理科學計算的機械設計和技術優勢。當數據庫管理時，CAD技術能實現各系統的數據交換和接口功能。并且，CAD技術本身自帶了多種圖像處理功能，如采用CAD技術，構建立體幾何，二維圖形交互和輸入、輸出模擬圖形等功能。除了這些專門的功能，文件制作，編輯文字，軟件設計等與通用的CAD軟件功能一樣。
二、CAD技術在機械設計中的作用
1、 CAD技術在現代機械設計中的作用
（1）減少了設計的工作量和周期。CAD技術在機械設計中將復雜的造型轉化成簡單易識別的幾何圖形，不僅使工作難度大大降低也縮短了設計周期，從而提高了設計與生產的效率。
（2）簡易化零件設計。機械工程CAD技術在實際裝配中可以是新設計的一部分，同時也檢測其他因素周圍的零部件設計的位置和形狀，這種功能保障了新零件和周圍零件的完美精確結合，大大降低了由于零件設計誤差造成的裝配失敗率和錯誤率。
（3）修改方便。在裝配時機械部件要修改時，CAD技術可以用來修改其部分巧妙地完成修改場景的部分，操作非常簡單。
（4）直觀方便裝配零件。CAD可以滲透到零部件的每個內部記錄的裝配系統的關系中，同時能夠迅速找出裝配中發生的錯誤，并使用隱藏功能顯現機械內部的結構。在完成裝配后，更能利用CAD進行模擬演示，檢驗各產品部件是否已達到要求，并及時處理和解決問題，對減少產品的設計報廢率起到了很大程度上的作用。
（5）確保產品設計的質量。采用CAD技術進行加工零件，能很好的保證零部件質量和設計的一致性，因此保障了產品的質量。
2、CAD技術在現代機械設計實踐中的作用
（1）創建一個裝配圖的實體部分。
CAD技術具有表面模型，三種3D模型的狀態，并在一個實體模型的形式建模。在這些中，用系統功能的物理模型提供球體，立方體，錐體，楔形和其他幾何環狀體的三維圖形系統。對于相對簡單的零件，一般先分析其組成，并在體內分解為基本的物理三維建模，然后采用有效的操作，產生了三維實體造型的整體的一部分。相比于簡單的部件，過程復雜的零件相對繁瑣，首先應該繪制二維輪廓元素，然后通過旋轉或拉伸得到三個基本的實體逐漸完成了三維實體建模，最后三維空間使用裝配所有零件的坐標。
（2）繪制二維，三維幾何形狀
在機械設計過程中處理數據和圖形元素。但繪圖工作量的工作比數據要大得多。隨著CAD技術的進步和提高，軟件的圖形處理能力變得更加強大，機械制圖壓力顯著下降，提高了機械制圖的質量。CAD技術在機械設計中的應用是一個尖端技術和質量保證，是一個功能強大的機械工程設計，計算機軟件的更新換代將機械設計現代化發展愈加精確和精細，在機械設計中發揮不可忽視的重要作用。
三、CAD技術在機械工程設計中的應用
作為現代機械工程設計最主要也最重要的設計手段，CAD技術的應用主要體現在計算機輔助繪圖、計算機輔助建模、工程分析以及結構優化等方面。
1、計算機輔助繪圖
計算機輔助繪圖是CAD技術在機械工程設計中最早的應用，也是最基本的功能。傳統的手工繪圖工作量大，且圖紙的質量受到諸多外界因素的影響，其準確性和美觀性都難以得到保證。而利用CAD軟件中自帶的豐富的圖形庫和繪圖命令，可以輕易畫出高質量的工程圖。且打印出來的圖紙整潔清晰，易于保存。計算機輔助繪圖使得廣大繪圖人員可以不再需要長時間伏案繪圖，減輕了繪圖工作的勞動強度。同時，充分利用CAD軟件中的圖形庫和功能完備的繪圖命令，可以大大提高工程圖繪制的效率。
2、計算機輔助建模
計算機輔助建模是現代CAD技術的重要內容，也是現代機械工程設計的核心部分。利用三維CAD軟件的建模模塊，設計人員可以建立所要設計產品的立體模型，甚至其相關尺寸都是真實的，只不過在計算機中以一定的比例顯示而已。三維建模是機械工程設計人員進行產品開發和設計的有力武器。利用三維CAD技術，采用特征造型和參數設計的手段，設計人員能夠在計算機的虛擬環境中進行產品模型的直觀設計。尤其是在產品的裝配階段，三維造型的優勢顯得尤為突出。在傳統設計階段，設計人員只能充分發揮自己的空間想象能力在腦海中構建自己設計的模型。這樣的設計出現差錯和失誤是在所難免的，而這些錯誤又往往難以提前發現。可能直到產品的裝配階段，人們才會發現原始設計中的遺漏和隱患，從而嚴重影響了產品的設計質量和設計效率。這些問題在CAD技術中的三維建模功能面前迎刃而解。設計人員只需將建立的產品模型裝配在一起，就可以發現其結構或者功能上的不合理之處，并及時進行修正，既提高了設計效率，又保證了設計的可行性。
3、工程分析和結構優化
產品的力學性能分析和結構優化是進行優化設計必不可少的內容。而有限元分析和動力學分析等現代設計方法的發展，促使CAD技術在工程分析和結構優化功能上進行拓展。目前眾多的CAD軟件已經提供了與ansys等有限元分析軟件的接口。用戶可以直接將利用三維CAD技術建立的產品模型導入到有限元分析軟件中，在給定的負載下對產品模型進行工程分析。然后以工程分析的結果為基礎，優化產品的結構。這種分析和優化的設計方法在復雜結構產品的優化設計過程中體現出巨大的優勢。
結束語
CAD技術給機械工程設計領域帶來了一次技術上的革命，設計周期的不斷縮短以及設計創意的井噴式爆發，推動機械工業進入到一個新的發展紀元。隨著計算機技術的不斷發展，CAD技術也將更加完善，其在機械工程設計中的應用也必然更加廣泛。目前我國的CAD技術發展和應用水平雖然取得了不小的進步，但與國際先進水平相比仍有一定的距離。這就需要我們加大對于CAD技術的研究和開發力度，為我國的工業化進程奠定堅實的技術基礎。
參考文獻
[1]徐小龍.淺析CAD在機械設計中的應用[J].魅力中國，2011（14）.
關鍵詞:機械設計基礎;課程體系;課程教學
《機械設計基礎》是新疆交通職業技術學院汽車制造與裝配技術專業的一門介于基礎課和專業課之間的重要的設計性技術基礎課程,通過本課程的學習,可為學生學習后續專業課程提供必要的基礎知識;為學生將來從事產品設計、開發提供必要的理論基礎;為將來從事工藝、運行、管理工作時,能對所使用機械傳動原理有正確的了解,獲得對設備正確使用、維護和故障分析的能力;使學生具有運用標準、規范、手冊和圖冊查閱有關技術資料及編寫說明書的能力。《機械設計基礎》是理論知識和實踐知識綜合運用的課程,在整個課程體系中從理論性課程過渡到結合工程實際的設計課程,起到橋梁作用。該課程體系目前仍延續過去的模式,新體系尚處于探索之中。為了突出高職高專的教學特點,提高教學質量,本文就該課程在課程體系、教學內容、教學方法和教學手段、實踐環節等方面的問題,提出一些探討意見。
一、《機械設計基礎》傳統教學模式存在的突出問題
(一)教學方法單一落后
《機械設計基礎》是機械原理和機械零件的綜合,主要討論機械設計的常用方法和一般過程。傳統教學方法,授課內容多,而實際教學課時安排不足;講述原理多,結合實際偏少;縱向論述多,橫向比較較少;講述常規原理多,介紹行業最新技術成果不夠;課堂講授多,課堂課外討論少。實踐教學,仍以勞動性操作為主,對學生獨立獲取知識能力和自主學習、創新思維能力培養不夠。教學手段也不盡如人意,課堂教學仍沿襲粉筆板書、掛圖和簡單的教具,很難取得好的教學效果。
(二)課程沒有針對專業要求合理設置
《機械設計基礎》課的知識點非常豐富、繁雜,如不精心組織、把握重點,全部灌輸給學生,將適得其反。因此,教學前,教師要對所教的內容加以精選與提煉,把握教學重點,豐富教學內容,以激發學生的學習興趣。例如,在組織齒輪傳動教學時,并不是把教材上所有內容都教給學生,而是根據高職學生的特點和各專業不同的要求,選擇不同的側重點進行教學。工程機械運用與維護專業的學生,就業崗位是銷售及維修,因而對他們的教學注重的是應用方面,如齒輪傳動的原理、分類、特點、失效形式、齒輪參數的測量及齒輪傳動的、密封等;而對于機電一體化專業和汽車制造與裝配技術專業的學生,就業崗位主要是機械加工操作、機械加工工藝編制及機床設備的維護等工作,因而對他們的教學重點,除了齒輪傳動的原理、分類、特點、失效形式、齒輪參數的測量及齒輪傳動的、密封外,還要把齒輪的切齒原理作為重點,同時應了解變位齒輪的基本概念。只有針對不同專業組織教學內容,才能有的放矢,取得好的教學效果。
(三)實驗教學比重偏低,學生動手能力的培養欠缺
實驗及實踐教學是幫助高職學生理解課堂理論教學內容的必要手段,也是提高他們動手能力的重要途徑。傳統的實驗課在實驗室中進行,由于實驗器材陳舊、缺少,不能保證每位學生的動手操作機會,為此,可將實驗與生產實踐結合起來。在課余時間可至校辦工廠和校外實習基地進行有關實踐,如參與維修設備、加工簡單的零件等。
二、《機械設計基礎》課程體系的設計
(一)改革內容
1.改革思路
本課程組以企業需求為基本依據,按照生產一線實際需要,結合高職教育的特點,強調基本知識,注重實際應用,從機械的組成及特性出發,形成工程力學――材料及熱處理――公差與配合――常用機構――聯接――機械傳動――支承零部件――機械系統設計綜述這一新課程體系。該體系將以往的理論力學、材料力學、公差與配合、機械原理和機械零件幾門單列的技術基礎課程有機地融為一體,理論分析以適度夠用為限,突出了針對性和實用性。
2.整合教學內容
在教學內容整合上,刪除繁瑣的公式推導、理論證明,注重如何運用這些公式、定理、方法等來解決實際設計問題。例如將齒輪、軸、滾動軸承等工程實踐性很強、并對工程設計與應用能力有很大幫助的章節作為教學重點內容;將與磨損、螺紋連接、彈簧等章節安排作為學生自學的內容,通過答疑的方式對學生進行輔導;將教材中介紹很簡略,但與生產第一線聯系很緊密的一些工程知識比如軸承的安裝、拆卸、、組合設計以及失效形式、齒輪加工、蝸輪蝸桿加工等知識內容進行補充。
3.結合專業培養目標取舍教學內容
由于各專業的培養目標不同,所安排的課程和教學要求也不同。因此《機械設計基礎》課應根據工程機械運用與維護專業、機電一體化專業和汽車制造與裝配技術專業課的學習要求,對各專業畢業生就業崗位的要求選取適合的教學內容,使學生能把有限的時間和精力花在學習掌握有用的知識上。
4.增加創新設計內容
《機械設計基礎》課程需適應現代科技發展的要求,牢牢把握住本學科的發展脈絡,及時補充新型機構、傳動零件知識,介紹新的設計理論、方法、技術、計算機輔助設計等內容,以拓寬視野,培養創新設計的思路和方法。在課程設計實訓中加強對學生在課程中應用計算機CAD/CAM主流軟件(如MATLAB、AutocAD、UG和Pr∥Engineer)的工程實訓。專周設計實訓的課題主要包括從動件、軸、滾動軸承和聯接件等的設計計算、三維造型裝配、二維工程圖和設計說明書等內容,使學生能夠綜合運用多門專業課程的知識和技能,在計算機輔助下完成,提高了專業素質和工程應用能力。
5.通過設計培養學生的自學能力和獨立工作能力
《機械設計基礎》教學中常用機構的設計、通用零件的選擇和設計是教學中的重要內容。在教學中可以通過設計作業,如“凸輪機構設計”、“齒輪機構設計”及“軸系部件設計”等,使學生對常用機構和通用零件設計獲得必要的工程實戰訓練,培養學生嚴謹的學習態度。“機械零件課程設計”是《機械設計基礎》課程教學的重要環節。課程設計要讓學生一方面加深對已學知識的掌握,培養自身綜合運用所學知識和技能獨立、靈活地分析問題和解決問題的能力,另一方面,課程設計也要讓學生掌握使用工具書的方法和使用技術資料的技能,培養自身的設計能力和獨立工作能力。此外,課程設計還要有利于學生形成良好讀書習慣和自學能力,以滿足自身的終身教育的需要。
(二)課程體系設計思路
1.整體教學設計
按照典型減速器設計的流程所必須的知識和能力結構,歸納《機械設計基礎》課程學習領域的主要工作任務,選擇一級直齒圓柱齒輪減速器設計作為載體,構建主體學習單元(學習情境),按照資訊、決策、計劃、實施、檢查與評估六步法,工學交替、任務驅動、項目導向,將真實生產過程和產品融入教學全過程,設計學習情境。并根據行業、企業標準建立《機械設計基礎》課程教學體系,選定合適的載體,設計教學單元,完成教學設計。
本課程遵循學生職業能力培養的基本規律,以真實工作任務及其工作過程為依據整合、序化教學內容,設計了4個學習主情境,分別以減速器機械聯結的設計、減速器機械傳動的設計、減速器軸系的設計和減速器的與密封為載體。4個學習情境包含17個學習性工作任務,把理論學習和實踐訓練貫穿其中。
2.單元教學設計
學習情境1:減速器機械聯結的設計通過螺紋聯結、鍵聯接、銷聯結的設計計算,讓學生熟悉機械零件的受力分析,熟悉桿件拉壓變形、剪切變形、擠壓變形的強度計算,熟悉螺紋聯結、鍵聯接、銷聯結的選用方法和工作原理,并掌握相應聯結的設計與安裝方法和工藝要求。
學習情境2:減速器機械傳動的設計通過圓柱齒輪的設計計算,讓學生熟悉齒輪失效形式、材料選擇、熱處理方法、各類齒輪受力分析和設計準則,并掌握相應的齒輪的選用方法。通過帶傳動的設計計算,讓學生熟悉帶傳動的組成、工作原理、特點、類型和應用;V帶傳動;V帶輪的常用材料和結構;帶傳動的安裝、張緊和維護;了解同步齒形帶傳動簡介。
學習情境3:減速器軸系的設計計算通過減速器軸的設計計算,讓學生熟悉軸的材料及選擇;軸的結構設計;軸強度的粗略計算;按扭轉強度計算;按彎扭合成強度計算。通過減速器軸承的設計選擇,讓學生熟悉軸承功用、類型;滑動軸承類型、結構;軸瓦的結構及材料;液體與非液體摩擦軸承簡介;滾動軸承類型、特點、精度及代號;滾動軸承失效形式;滾動軸承組合設計。通過減速器輸出端的聯軸器的設計選擇,讓學生熟悉聯軸器的功用,類型、結構、特點和選擇;離合器主要類型及其結構。
學習情境4:減速器的與密封通過減速器的與密封的設計,了解機械中有關與密封的基本知識。
減速器專用周:通過對減速器整體的設計,讓學生掌握整個機械設計過程。教、學、做有機融合,把理論學習和實踐訓練貫穿其中。
三、教學方法和教學手段的改革
(一)啟發引導式
機械設計基礎是一門理論性和實踐性很強的課程,我們在講授理論知識的同時非常重視聯系工程實際,重結論,重應用。例如在講述摩擦的自鎖概念時,列舉大量常見的實例,啟發學生去思考,并同時從反面提出問題,請學生回答并解釋,以此來培養和提高學生獨立思考的能力。
(二)多種教學方法進行組合
采用理論教學、多媒體教學、現場教學、實驗教學、課堂討論、做學合一及綜合能力訓練等教學手段相結合,常用機構講解改變過去羅列式的教法,從創新的角度用大量的應用實例讓學生對生產和生活中的機械裝置有更廣泛的了解,開闊眼界,學以致用。
《機械設計基礎》課程實驗是高職學生職業技能培養的重要環節,學生通過實驗,可直接接觸到生產一線的技術問題和操作技能問題。因此,該課程實驗具有很強的針對性。如通過漸開線直齒圓柱齒輪參數測定實驗和減速器的結構分析和裝配實驗等,使學生學習和掌握具體的測試技術,測量方法,從而接觸和熟悉測量工具與設備。
采用課堂討論方法調動學生的主觀能動性,教與學融為一體,使學生成為課堂的主體。例如在講授軸的設計時,先給出各種軸的結構,由學生從加工、裝配、承載上討論分析軸的特點,給出條件然后組織學生討論,在教師的引導下,得出正確、合理的結論。使學生真正參與到教學中來,課堂氣氛活躍,教學效果明顯。
《機械設計基礎》是與工程實際聯系緊密的課程,在教學過程中應特別注重理論聯系實際。例如,在講解機構時,列舉了實際機器(汽車、內燃機等)和日常生活中(客車上的折疊椅、縫紉機的踏板機構等)的應用實例,又特別介紹了與專業有關的金屬切削機床(車床、銑床、牛頭刨床等)應用實例,因而增強了基礎課與專業課之間的聯系。
(三)利用現代教學手段,激發學生學習興趣
將多媒體教學手段引進課堂教學。在遵循教學基本規律和學生認識規律的基礎上,恰當地制作CAI課件可以將傳統教學手段難以表現的內容、教材中的重點和難點表達清楚。
利用生產現場拍攝的錄像,再現范成法加工齒輪的過程及根切現象;利用多媒體動畫片展現帶傳動中的彈性滑動現象、展現四桿機構的演化、展現各種間歇運動機構的原理、展示行星輪系與差動輪系的區別、齒輪的失效機理等等。通過多媒體課件直觀而形象的展示出來。
如在齒輪一章授課過程中,學生對漸開線的形成等內容的理解較困難,若利用相關軟件,編制并演示漸開線的形成過程,然后對漸開線上各點進行齒形角和受力分析,學生很快就理解了什么是漸開線,為什么通常采用基圓附近的一段漸開線作為齒廓。同樣通過兩齒廓的嚙合、嚙合線和嚙合角的動態顯示、中心距的變化等又能使學生對漸開線齒輪的嚙合特性有更深刻的理解,從而大大提高了課堂教學的效率和效果。
四、搞好課程設計,培養學生的綜合技能
《機械設計基礎》課程設計是綜合本課程以及相關課程的理論知識、基本技能,獨立完成機械傳動裝置或簡單機械設計任務的一種途徑,具有較強的實踐性、綜合性,是一次提升和整合知識的過程。通過課程設計培養學生分析問題和解決機械設計問題的能力,同時教會學生查閱和使用各種資料和手冊,熟悉國家有關標準和規范,掌握常用的設計方法和手段(如計算機繪圖和計算機輔助設計等)。在選題上,仍以單級或兩級直(斜)齒圓柱齒輪減速器設計為主。在課程后期,組織學生對該傳動裝置進行拆卸、安裝和到減速器生產廠家現場參觀,提前下發設計任務書,讓學生進行一些前期的計算工作,最后通過編寫設計計算說明書和答辯,提高學生對設計的論證能力和可行性分析能力。
課程結構決定課程功能。課程能否體現出它的創新價值,在一定程度上取決于課程結構是否有利于師生創造性的發揮和培養,能否為學生的創新提供寬松適宜的時空條件和環境,使學生積極、主動地創造性地學習和發展。教師應在教學中注重提高學生處理實踐中具體問題的能力,形成課程知識與實踐的連貫溝通,使學生逐步具備適應社會的能力,盡快成為國家需要的高技能應用型專業人才。
參考文獻:
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三維CAD技術主要包括裝配設計、實體建模等系統功能。以其對圖樣的檔案管理和快速完成三維造型與設計的特點，在三維建模的基礎上，逐步發展成為CAD技術的核心技術。打破了傳統CAD技術只能在紙上作業的局限，融入計算機技術，解決了圖紙在保存和利用上出現的問題，提高了圖紙資料的安全性，滿足了不同行業對設計的不同要求，將設計人員的想法通過三維特征等準確的表達出來。
2機械設計中三維CAD技術的具體運用
2.1形成階段
在機械設計方案的形成中應用三維CAD技術，利用其編輯功能實現對零部件的排列組合。在機械設計方案中，對于所需的零部件要加以重組和加工，使其排列和組合達到合理，這樣才能確定最終的機械設計方案。三維CAD技術可以將較為復雜的零部件進行拆分和旋轉等，經過排列組合得到合適的零部件結構，使機械設計工作能夠順利開展。另外三維CAD技術中CAD/CAM軟件可以利用曲面造型、數據分析和平面設計等方式，統一管理和應用這些數據，注重對該軟件的開發與利用，將有利于促進機械設計方案的按時保質完成效率。
2.2建模階段
機械設計的建模過程中三維CAD技術的應用最為普遍，三維CAD技術因其自身的直觀性特點，能夠呈現出更為直觀的設計方案，有助于相關的設計人員根據直觀的建模發現其不足，并找到設計方案中潛在的弊端。三維CAD技術中主要的建模有三種方式。首先是表面模型的三維實體建模。它主要適用于比較簡單的物理模型的建模，如圓柱體、圓形、球形等，將這些簡單物體的內在零件分解成無數個個體，逐一的進行分析，然后在進行實體建模工作。其次是實體模型的三維實體建模，主要應對較為復雜的零件結構，通過一定的計算方式，根據設計人員的意圖對圖形等進行排列組合，找到合理的實體模型促進設計方案的完成。最后是線框模型三位實體建模。根據機器運行中的相關信息資料，分析其具體的運動位置，然后依據零件所處的相應的坐標數據進行建模，生成最終的實體模型。另外三維CAD技術還具有檢查的功能。設計人員可以利用三維CAD技術中的資源查找器找出出現問題的零件，及時發現其弊端并加以改造和更新。有效的避免了機械因零件出現故障而導致的損害。
2.3CAE軟件應用階段
在接卸應用中要將三維CAD技術應用到CAE軟件中，使其共同協作，促進機械設計方案的完成。機械設計中的CAE軟件是機械工程設計中的一種計算機的輔助工程軟件。它自身具有很多的功能，如孫段設計和分析的循環周期、查找產品事故的原因和優化產品設計等。機械設計中的CAE軟件最大的作用就是優化機械結構設計，合理分析和對比機械設計方案中產生的數據信息，做出最佳的機械設計方案。將三維CAD技術應用到CAE軟件中，主要是在三維CAD技術對零件進行基本的數據確定并建立相應的模型之后，通過CAE軟件對其進行具體的分析，計算出最符合規定的零件的規格。通過這種結合降低對零件的損耗，延長機械的使用壽命。
3對三維CAD技術的展望
3.1規范化發展
三維CAD技術的規范化發展，將會越來越符合未來的發展趨勢，在追求強大的基礎上，加強與實際的聯系。對于三維CAD技術的規范化發展主要注重在數據交換格式、數據模型和計算機輔助資源三個方面的規范化。另外還要重視對STEP體系的應用，將其融入到三維CAD技術中，達到良好的結合，及時的解決在設計中參數化模型出現的傳輸問題。
3.2集成化發展
三維CAD技術在未來的發展中集成化性質將更加顯著，三維CAD技術集成了網絡數據庫、計算機硬件等多個領域的應用技術，不單單是一種獨立存在的技術，它是和多項計算機技術共同協作的，另外它還集成了制造資源管理、計算機輔助制造和管理信息系統。隨著科學及水平的提高，三維CAD技術的集成化程度也將加深，人們也將更關注其在計算機中CAD/CAM的集成，為機械設計帶來便利。
3.3智能化發展
隨著設備智能化的發展，三維CAD技術在未來的發展中也將越來越智能化。三維CAD技術是設計人員借助計算機載體，把實際生產生活中的技術和經驗通過參數編入程序，然后建立一個計算機內部的數據庫，增強計算機的判斷力和辨認能力的一項技術。三維CAD技術將隨著科學技術的發展，不局限于提供畫圖和建模的功能，還會提供參數設計和特征造型的功能，三維CAD技術在未來的發展中將實現工程數據集聚到數據模型中的功能，在機械設計應用中使設計人員能夠最大限度的發揮技能，實現其設計的理想標準，同時提高設計人員的工作效率。
4結論
【關鍵詞】CAD技術；機械設計；應用
隨著時代的發展，CAD技術在機械設計中逐漸占據重要地位。其中，CAD技術的運用在為機械設計的信息化提供了一定的基礎，對機械設計的水平進行了全方位的提高。其中，CAD技術的發展在一定程度上滿足了現代化機械設計的發展需求，為機械設計提供了強大的技術保障。
1 CAD技術的功能
其一，是具有一定的分析功能以及科學的計算功能：在對CAD技術運用的過程中，能夠科學計算設計中的數字仿真模擬、有限元、可靠性以及動態分析，從而完成相關產品的優化設計。
其二，是交換功能以及數據管理：在CAD技術中，對數據庫進行管理，不同的CAD系統之間的接口功能以及數據交換功能也不盡相同。
其三，是圖形的處理功能：在CAD技術中，擁有著三維幾何造型、圖形輸人輸出功能、二維交換圖形技術以及圖形仿真模擬等功能。
2 CAD技術在機械設計中對傳統技術的影響
2.1 創新性
CAD技術的運用使機械設計的質量得到了本質上的改變，在一定程度上改進了傳統設計技術中的不足。在對機械設計的過程中，CAD技術相較于傳統設計技術而言更具有創新性。傳統設計技術中，對實踐經驗更加注重，在設計中多采用改型、仿照以及類比等設計方式，沒有足夠的創新性。而在機械設計中對CAD技術運用的過程中，可以使設計的立體效果更加明顯，使設計者在設計過程中的創新思維得到更大程度的激發，從而使設計出的產品更加具有創新性。
2.2 信息化
CAD技術的運用在為機械設計的信息化提供了一定的基礎。在對CAD技術運用的過程中，其相關的設計技術可以是機械設計的整個過程全部計算機化，還可以在對設計產品進行加工之前，對其設計運用三維技術設計進行觀察檢驗，從而使設計中的不足以及缺陷能夠被技術發現，得到及時的改良，從而使設計時間在一定程度上縮短，使設計質量得到相應的提高。
3 CAD技術在機械設計中的應用
在機械設計中的CAD技術運用的過程中，其具體應用主要體現在裝配圖和零件的實體生成、模具集成制造、機械CAE應用以及多維幾何繪圖等幾個方面。其中，CAD技術在運用的時候對傳統設計方法以及設計手段進行了更新，在一定程度上擺脫了傳統設計中存在的存在的不足和束縛，在設計觀念中融入了現代設計的特點，從而使機械制造業得到了飛速的發展。
3.1 裝配圖和零件的實體生成
在對CAD技術運用的過程中，其三維建模形式主要有表面模型、實體模型以及線框模型等三種形式。其中，在一些具有實體建模功能的CAD系統中都會擁有一些相對基本的體系，系統中會提供六種基本的體系，圓柱體、立方體、圓錐體、楔形體、球體以及環狀體等。在設計的過程中，對一些相對簡單的零件進行結構掌握以及分解，對分解出的基本體運用相關的三維技術進行實體造型，最后對布爾運算對其進行并、差、交等操作，從而使零件相關的三維實體模型得以建成。另外，對一些不能進行分解的零件，相關人員可以通過運用二維幾何元素構成對零件的截面輪廓進行定義，然后再對三維實體造型進行運用。
3.2 模具集成制造
隨著我國經濟以及科技的飛速發展，制造業中相關的生產技術也得到了相應的提高，從傳統的設計模式向著信息化不斷轉變。在相對完整的CAD技術中，都會具有圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、三維繪圖、數控加工、有限元分析以及動態顯示等模塊。其中，工程數據庫是這些模塊的前提基礎，而其主要來源是零件的實體造型。
3.3 機械CAE的應用
在機械CAE相關系統中，擁有著動力學、強度評價、壽命評估、結構優化設計以及工程數值分析等多種功能。在對物品的造型解決之后，對CAE系統對其中包含的壽命、剛度、動態特性、強度以及合理性等問題進行解決。
3.4 多維幾何繪圖
在對機械進行設計的過程中，一般擁有著數據以及圖形等兩種需要進行處理的信息。在設計的過程中，繪圖占用極大的比重，而隨著其相關技術的不斷發展，CAD系統中繪圖軟件的功能技術也得到了不斷的強化。其中，在CAD相關的繪圖軟件中，還具有圖形編輯、文字、調用圖塊、交互式繪圖、標準尺寸、實現圖像交換以及區分層次等多種主要功能。
4 結束語
綜上所述，在機械設計中的CAD技術運用的過程中，其具體應用主要體現在裝配圖和零件的實體生成、模具集成制造、機械CAE應用以及多維幾何繪圖等幾個方面。CAD技術在運用的時候對傳統設計方法以及設計手段進行了更新，在一定程度上擺脫了傳統設計中存在的存在的不足和束縛，在設計觀念中融入了現代設計的特點，從而使機械制造業得到了飛速的發展。另外，在機械設計中對CAD技術運用的時候，還可以使設計的立體效果更加明顯，使設計者在設計過程中的創新思維得到更大程度的激發，從而使設計出的產品更加具有創新性。
【參考文獻】
[1]高雄.CAD技術在機械設計中的應用[J].機電信息，2012，25（3）：192-193.
