三维CAD技术在农业机械设计中的应用

摘 要：本文首先针对农业机械设计工作的发展现状进行了介绍，并且针对三维CAD技术进行了系统说明，尤其对其优势所在进行了重点说明，然后结合设计实例对CAD技术如何在机械设计领域获得引用的方法进行论述，进而希望将CAD技术在相关领域的应用中进行更广泛的推广。

关键词：农业机械；设计；三维CAD技术

随着计算机技术的发展，其已经和工程领域进行了有机的结合，并且形成了计算机辅助设计系统，而在当前，三维的CAD技术的发展已经越来越成熟，给传统的设计工作带来了很大的改变，并且通过提高工作效率的方式带来了很大的经济效益和社会效益，当前CAD技术已经在农业机械设计领域中应用得非常广泛了，给整个农业机械设计工作指明了新的发展方向。

1 机械设计工作现状和其中存在的问题

设计人员通过具体的设计工作来表达出自己的设计意图和理念，过去都是采用手工的方式来进行绘图。对于设计师来说，图纸就是语言，直接和技术人员进行交流。当前已经诞生了更为方便快捷的绘图方式，手工方式的绘图已经无法满足当前设计工作的需要了。计算机绘图最早从上个世纪七十年代开始发展，绘图的效率和质量都得到了提高。现在对于CAD技术的应用仍然停留在AUTOCAD上，其是二维绘图软件工具，在设计工作进行中，设计人员仅仅简单地进行操纵，并且绘制零件图，但是仍然难以利用其进行有效的工程分析，所以为了让配装图绘制更为简便，在设计中逐渐采用了一系列开目CAD和电子图版等二位绘图工具，这也给零部件设计带来了很大的便利。

当前我国已经全面运用二维CAD技术代替了手工绘图，一方面降低了工作人员的工作压力，也提高了工作效率。当前CAD技术正在实现从二维到三尾的过渡，在这方面我国各企业之间的发展水平不一，有些起步较早的企业已经完成了三维CAD的普及，已经创造了较大规模的经济效益。在机械设计方面需要精通三维CAD的人才，已经有很多高等院校的必修课程，成为企业和科研院所的基本要求，所以在机械设计领域运用三维CAD技术已经成为了我国机械制造行业的基本需求，需要继续提高CAD技术的实用水平。三维CAD软件内包含非常多的基本图形文件库和很多操作模块，这些都使三维制图变得非常方面，画出三维图后只需通过投影就能得到二维图纸。

2 三维CAD技术存在的优势

和二位CAD技术相比，三维CAD技术具有非常明显的优势，这是经过大量实践证明的结果。三维CAD技术可以有效提高设计质量，并且可以提高设计工作的效率，进而让设计周期有效缩短，方便部门之间进行信息交流，让分析工作更为可靠和便利，是产品走向标准化和通用化不可缺少的工具。

2.1 可以更便捷地设计零件

运用三维CAD软件系统可以模拟装配环境来进行新零件的设计，也可以在零件设计的时候参照相邻零件的位置和情况来进行设计，这可以有效避免零件因为单独设计而导致装配环节出现错误的问题，十分便捷。在零件还可以进行资源查找器的回放，将零件造型过程完整演示出来，让人可以一览无遗。

运用三维CAD技术还可以让整个设计过程呈现在三维模型上，通过动画来进行演示其运行原理，让人进行研讨，符合人的思维习惯。装配中，也可以对简单的零件进行结构分析，将其通过分解，来变成若干个基本体，然后将其通过三维造型加以组合，就可以得到整个零件的三维模型。如果是复杂的零件，可以首先在二维构造中对其截面轮廓进行定义，然后在三维系统中通过旋转来得到一个新的基本体，通过一系列运算手段来得出这个零件的具体形状，之后利用机械运动过程中的材料将其直接进行模拟装配，还可以进行运动效果岩石，可以直接检验零件设计是否符合要求，存在问题可以直接修正，避免在投产之后进行修订，避免造成损失。

2.2 缩短了机械设计周期

采用三维CAD技术进行机械设计，可缩短设计周期1/3，大幅度地提高了设计效率和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时，只需对其中部分零部件进行重新设计和制造，而大部分零部件的设计都将继续以往的信息，使机械设计的效率提高了3-5倍。同时，三维CAD系统具有高度变型设计能力，能够通过快速重构，得到一种全新的机械产品。

3 三维CAD技术在农业机械设计中的应用

为提高联合收割机的设计水平，缩短设计周期，以圆柱形轴流脱粒装置为设计出发点，以Autodesk公司三维造型软件MDT3.0为设计平台，利用AutoLisp及ObjectARX+MCADAPI等开发工具，建立了以数据文件为中心的脱粒装置三维参数化设计系统。用以进行脱粒装置的总体参数设计、零部件参数化设计，以及脱粒装置系列产品零部件工程图纸的自动生成，并通过数据文件等手段与其他设计系统进行连接。

管理系统主要负责设计系统与数据文件以及图形绘制系统的联系，各子系统、分系统之间的联系，以及程序调用、数据传递等问题。在系统的开发过程中，参数分为几何参数、结构参数和配合参数三种。几何参数确定零件的几何尺寸，结构参数主要确定钉齿的排列方式，配合参数确定零件的相对位置关系。整个参数设计过程自上而下进行，其原则是：上层设计控制下层设计，对于设计细节和实现方法不必关心；下层设计在满足上层设计的基础上，可以在局部范围内调整生成参数；零部件之间通过装配关系构成一个有机整体，保证设计的一致性和完整性。

整个系统的建立过程按照以下方式进行：

（1）在AutodeskMDT平台上建立以特征参数为基础的三维模型零件，

同时找出零件所有尺寸间的关系，确定能用来驱动生成模型的参数。

（2）整理参数列表，建立数据文件并编制出人机交互的对话框界面。

（3）设计计算模块，建立符合设计任务要求的各因素与结构尺寸参数之间的数学模型。整个设计计算过程按照自上而下的方式进行。对有成熟对象的部分，采用相似设计方法；对不成熟的部分，采用模拟对比法。所得的结构参数和装配参数都要传递到数据文件中，用以驱动图形。

（4）建立参数驱动机制，将设计计算所得的结构参数和装配参数都要传递到数据文件中，用以驱动图形，并且建立单个零件的几何拓扑关系以及装配模块中的各个零件的位置约束关系。

结束语

当前三维CAD技术仍然处于迅速发展时期，其三维设计技术在农业机械设计中也得到了广泛的应用，给农业机械设计工作带来了很长足的进步，这样一来，整个研发周期和设计周期都被缩短了。所以三维CAD技术是一个颠覆传统设计的计算机软件，对这种软件的应用水平也直接显示出一个国家工业化水平和设计水平的重要指标，所以我们应该对于CAD软件不断挖掘，利用其优势，来扩大其在机械设计领域的应用面。

参考文献

[1]李文涛.浅谈机械设计加工中应注意的问题[J].城市建设理论研究（电子版），2017（08）.

[2]《机械设计与研究》征稿启事[J].机械设计与研究，2017（03）.

[3]張凤莲.机械设计技术未来发展趋势探究[J].内燃机与配件，2017（08）.

作者简介：赫楠楠，身份证号：232326198410180018。endprint