文 献 综 述

1、计算机辅助设计概述
计算机辅助系统的研究与应用使得其在电子、科学研究、机械设计、服装设计、出版行业有着广泛的应用。通过计算机辅助系统的应用极大的缓解了设计人员计算、信息储存、制图以及相关修改造成的重新绘制等工作。而设计人员仅使用计算机辅助设计系统的相关功能进行编辑、修改即可。在设计过程中，通过计算机辅助设计系统还能够实现图形图像编辑、放大、缩小、平移、旋转的跟那个做，极大的方便了设计人员，为提高设计人员的设计效率提供了坚实的技术支持。随着现代社会分工的细化，各行业所应用的计算机辅助设计系统不断发展，如：机械制造与工程建设常用CAD辅助设计软件进行设计工作，出版业则多用飞腾排版、photoshop等进行设计，其行业所采用的辅助设计系统能够最大化的适应行业设计特点以及设计需求，为实现快捷的设计工作提供帮助。
2.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、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，才能设计出高质量的机器。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。
3.CAD发展现状
集成化。在一个由多种软件组成的复杂系统中，例如计算机集成制造系统（CIMS）、并行工程F(CE)等，集成的含义有多种，一般有功能集成、信息集成、过程集成及动态联盟中企业的集成。此处所说的集成是指信息集成。由于设计是产品开发的首要环节，因此，CAD信息处于产品生命周期中信息链的源头。
网络化。因特网及Web技术的发展，迅速将设计工作推向网络协同的模式，因此，CAD技术必须在以下几个方面提高水平：１）能够提供基于因特网的完善的协同设计环境；该环境具有电子会议、协同编辑、 共享电子白板、图形和文字的浏览与批注、异构CAD和PDM软件的数据集成等功能，使用户能够进行协同设计。 2）提供网上多种CAD应用服务，例如设计任务规划、设计冲突检测与消解、网上虚拟装配等工具。　

智能化。现有的CAD技术在机械设计中只能处理数值型的工作，包括计算、分析与绘图。然而在设计活动中存在另一类符号推理型工作，包括方案构思与拟定、最佳方案选择、结构设计、评价、决策以及参数选择等。这些工作依赖于一定的知识模型，采用符号推理方法才能获得圆满解决。因此将人工智能技术，特别是专家系统技术，与传统CAD技术结合起来，形成智能化CAD系统是机械CAD发展的必然趋势。 　　　　　　
标准化。随着CAD技术的发展，工业标准化问题越来越显出它的重要性。迄今已制定了不少标准， 例如面向图形设备的标准CGI，面向用户的图形标准GKS和PHIGS，面向不同CAD系统的数据交换标准IGES和STEP，此外还有窗口标准等。最新颁发了《CAD文件管理》 《CAD电子文件应用光盘存储归档与档案管理要求》等标准。随着技术进步，新标准还会出现，基于这些标准推出的有关软件是一批宝贵的资源，用户的应用开发常常离不开它们，更为重要的是有些标准还指明了CAD技术进一步发展的道路，例如STEP既是标准，又是方法学，由此构成了STEP技术，它深刻地影响着产品建模、数据管理及接口技术等。

4. 文献综述

轴是重要的机器零件之一，它的设计主要包括结构设计及强度，刚度校核两部分。轴的设计是十分繁琐的过程，特别是再按疲劳强度进行精度校核时，需要检索大量的图表，作大量的运算。通常这一过程由有一定经验的工程技术人员进行。由于计算过程繁杂，所以一旦校核合格一般不重新进行，即使在安全系数余很大的情况下也是如此。

张锡清1922年发表的《 轴的计算机辅助设计》中提到 若将设计过程编成计算机程序，大量的检索，计算及绘图任务由计算机来完成，这不仅能提高设计速度，改善设计质量，还能把有经验的设计人员从繁琐劳动中解放出来，从事更有意义和研究性的工作。

樊艳文；乔爱科；曹然；王大康；2004年发表的《轴的参数化计算机辅助设计及校核系统》中提到构建轴的综合信息的数据结构 ,利用数据库技术 ,对轴的综合信息、载荷信息和技术资料进行合理的存储。采用面向对象的程序设计方法 ,利用数据库检索技术 ,实现了轴的参数化计算机辅助设计及校核 ,为计算机辅助教学和机械工业中轴的设计及校核提供高精度、高效率的应用软件。

邓兴贵2002年发表的《轴类零件的计算机辅助设计系统开发》中根据模块化设计思想 ,以VisualC 6 .0和VisualLISP等语言为工具 ,开发了基于面向对象程序设计方法的轴类零件CAD软件 ,其设计思路和实现手段对开发其他CAD系统同样具有很大的推广价值。

樊艳文,乔爱科,曹然,王大康2004发表的《基于数据库技术的轴的计算机辅助设计系统》中提出 构建轴的结构信息的数据库，对轴的结构信息、载荷信息和技术资料进行合理的存储，并对这些信息资料设计专用检索程序；采用面向对象的程序设计方法，利用Delphi开发图形用户界面(GUI)实现轴的交互式、参数化结构设计和强度校核．根据弯扭合成强度计算方法对轴进行强度校核，根据疲劳强度计算方法对轴进行精确校核，从而实现交互式的轴结构设计与强度校核．

金泰玉,郭越2003年发表的《直轴的计算机辅助设计系统开发》中提到以参数化设计思想为依据,在CAD平台上利用VisualLISP语言和DCL对话框设计语言,开发了用对话框形式进行人机对话的直轴的计算机辅助设计系统,其设计思路和实现手段有很大的推广价值.

卢军1999年发表的《轴的计算机辅助设计》中讨论了如何利用AutoCAD中的开发工具AUTOLISP及DCL语言。开发轴类零件参数化绘图程序。

孟磊,冯艳红,刘少杰2002年发表的《轴类零件的计算机辅助设计》中介绍了一种用于轴类零件的计算机辅助结构设计、力学计算及修改设计一体化系统。对组成改系统的结构设计、力学计算、设计修改和数据库等四个模块的功能进行了详细的说明。该系统能大幅度减少设计人员的工作量,在机械设计制有较强的推广应用价值。

殷国付1987年发表的《轴类零件计算机辅助设计和绘图》中研制出设计绘图一体化的轴类零件 CAD 软件,用有限差分法推导出求解阶梯轴弯曲变形的递推公式,并设计了在光笔图形显示器上交互绘图的方法。