机械设计禁忌500例Word文档下载推荐.docx
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但是对写书的我们来说，为了出版一套书，我们所投入的精力和研究时间都是很巨大的，我们禁不起市场反应不好。
因此，本工作室一直以谨慎出书为座右铭！
换句话说，为了让我们的书能符合市场上的需要，我们必须出版符合当前企业所使用的主流软件。
本工作室将时下的CAD软件分为以下三级：
1.低阶CAD软件
这级的软件有：
AutoCAD、QCAD、Microstation等，而以知名的AutoCAD为代表。
这类软件代表的是过去以2D为设计绘图的思维，所以在画2D施工图的功能方面，都让人无话可说。
它们的优点是：
命令功能易学，且符合现有图学教育体系的传统思维，缺点就是缺乏3D的思维，当过份习惯以2D思考时，还会导致学习3D时的严重障碍。
而AutoCAD虽然提供了3D的功能，但都不符合3D主流架构，所以我们宣告放弃再去教它，以免浪费了学子们的宝贵时间。
2.中阶CAD软件
SolidWorks、SolidEdge、Inventor等，而以历史最老，ThirdParty（第三方）厂商最多的SolidWorks为代表。
SolidWorks和稍后我们要提到的Catia，都是法国达梭（Dassault）公司旗下子公司的产品。
而SolidWorks是DassaultSystem公司的产品。
对机械专业来说，这一层级的CAD软件是在3D时代里，用来取代2DCAD软件的。
所以，很多人会告诉您：
要用AutoCAD，不如直接从SolidWorks上手。
但是在这一层级中的软件竞争非常激烈，主要是由Autodesk的Inventor对上SolidWorks，但从企业的采用度上来看，显然还是SolidWorks占上锋。
中型CAD的划分是以软件功能和曲面精细度来作判别标准的。
对SolidWorks来说，它现在正在极力要摆脱此层级，而希望提升到高阶大型的那一级。
因此，大家可以发现SolidWorks正广纳其ThirdParty模块，使其具备CAD/CAM/CAE的广度，同时也在改善其软件的精细度。
至于成效如何，我们正拭目以待！
3.高阶大型CAD/CAM/CAE软件
Pro/ENGINEER、Catia、UG等。
说实在话，这3个软件虽然彼此竞争，但各擅胜场。
里面整体功能和精度公认最好的就是Catia，她是法国达梭航空公司（DassaultAviation）的产品，因为它可是咱们CAD/CAM软件的祖师爷“CADAM”的继承者，但是它也是最贵的。
竞争比较厉害的则是Pro/ENGINEER和UG。
Pro/ENGINEER在造型设计方面的功能较强，而UG则在制造方面占有优势，目前则是因为造型设计是工业设计的最上游，所以Pro/ENGINEER较占有优势。
您必须要了解：
如果您辛苦的学了一门软件，但是到社会上工作时却没人在用，那对您而言就是浪费的！
对大陆现阶段而言，某些企业不一定都使用合法软件，所以可以放任工程师使用自己熟悉的软件。
但是像台湾，为了要争取国际性的案件，所以都要使用合法的软件，公司也都提供合法软件，虽然会不会用该软件不一定是您是否可以获得该分工作的主要因素，但是先在学校阶段学会企业中的常见CAD软件，对您还是有帮助的。
当然，未来大陆上多数的企业也都必然会走向台湾的这个趋势，即：
合法软件将是企业的经营成本之一。
因此，我们就要保证各位读者或孩子们读了我们的书以后，对他（她）们后续的工作是有帮助的。
因此，下面则是我们对所选软件的见解和分析：
首先，我们认为CAD的初学者一定要先学AutoCAD，因为现有的教育体系和识图系统都还是先平面（2D）后立体（3D）的教育，坦白说，以平面出发的制图或设计概念，多少会挫伤学习者的立体识图能力，但是这也是莫可奈何的！
所以，在我们AutoCAD系列丛书里，会尽量先将几何图学的概念铺陈上去，然后再往上加上机械或建筑等专业方面的制图惯例。
在这个阶段，初学者可以体验CAD的效能和特有的优势，同时又可以了解如何画出一张合格的平面工程图。
如果要以学制来形容这个层级的话，AutoCAD很适合在高工阶段学习它。
接下来，在机械专业方面，我们建议学习以3D建模为软件基础结构的SolidWorks。
初学者到此已变为入门者，他们需要开始创建立体几何的概念。
SolidWorks的优点就是操作命令简单易学，让我们这些写书的人，可以很清晰的将建模的流程和立体概念说明清楚。
同时，它的指令设计和周边的零件库供应，简直就像针对加工厂层级需要的，因此工厂里的人很容易接受它。
若要以学制来形容这个层级的话，SolidWorks很合适在专科或技术学院阶段学习它。
而在建筑专业部分，我们则提出SketchUP这个知名的3D草图软件来搭配AutoCAD。
该软件已被Google买下，连AutoCAD新的3D功能都是模仿它来设计，足见该软件的潜力和前景。
所以，本工作室已经开始逐步介绍它给大家认识，未来还会规划发展出建筑设计和室内设计方面的主题丛书。
除非有特别的理由（例如，市场占有率突然激增），在这两个层级中，我们并不建议大家再去花时间学习同级的其它CAD软件。
即便是QCAD、Microstation或Inventor等软件也很有名，但是较多企业接受的就是AutoCAD和SolidWorks。
职场上也会因为这类人才取得比较容易，不需要特别再花钱培训，而有意愿采用它。
我经常讲：
台商的工厂在成本控制上非常有一套，就是他们可以集成上、下游供应链中会增加成本的项目。
而软件的集成也经常是其中的一环。
通常一个产业不会让其上、下游厂商使用不同的软件，来自找麻烦，增加成本。
因此，软件只要好用，一旦被认可，其他竞争软件就很难再挖墙脚。
再上来的最高CAD层级，就是战国割据，各有擅长的局面了！
通常这个层级的CAD软件都是大型的，即包含CAD/CAM/CAE等模块。
有趣的是，基本上比的还是CAD，CAM大家都有，但是CIMATRON和UG会比较受肯定，CAE大家也都有，但是有名的却是如ADAMS或ANSYS这类的独立软件。
我们先来谈Pro/ENGINEER吧！
Pro/ENGINEER的优势在于造型设计，而造型设计是工业设计的上游。
所以，在很多3C产品设计上，多数都使用Pro/ENGINEER来做造型。
然而，即便是造型设计，纯就功能面和曲面精密度来讲，Catia要比Pro/ENGINEER更优，那为什么Pro/ENGINEER的市占率要优于Catia呢？
两个原因，一个是价格比Catia低，企业基于成本考虑而采用；
另一个是Pro/ENGINEER从工作站下放到个人计算机的时间要比Catia早很多，即较早成熟并取得先机。
当然，软件推广商的态度也有关系。
Catia经销商的姿态总让我猜想他们可能宁愿赚飞机公司代工设计的钱（比较有利润），也不愿赚卖软件的钱。
不过，这一、二年来，Catia经销商的推广动作已经稍有积极，未来本工作室是否要写Catia方面的丛书，就要看他们这几年的推广成果了。
UG在过去一直是逆向（抄数）方面的佼佼者，它在NC方面的功能很获得好评，所以在汽车业、制造业里拥有很多支持者。
台湾就是因为缺乏汽车制造业和大型工业，只有模具厂在用，所以UG在台湾的市场很小。
不过，这在工业较均衡发展的大陆就不同了，很多大陆读者要求我们写UG的书，本工作室原本也要顺从民意开始规划，但是当我们按惯例去查UG公司在美国的股价时，却发现他们有经营不善的问题，于是就不敢投入。
没想到，去年UG就真的就被德国西门子自动化暨驱动系统事业部收购。
说实在话，这对已经使用UG的企业来说，这是会一个很麻烦的事，因为就我们对企业合并或收购行为的了解，竞争对手不会放过任何机会，UG的研发小组的高手们在某种程度上，多少一定会有所折损（挖角）。
因此，对UG的投入来说，本工作室还要观察其后续版本的内容。
如果仍能保持其一贯的水平，我们将针对UG中具有优势的模块，开发出后续的相关书籍。
从上面的叙述中，您可以看出：
在高级层级的三大CAD/CAM/CAE软件中，会因为应用的机械专业不同而有不同取向。
如果是以造型设计为主的，可以采用Pro/ENGINEER；
如果是以制造为主的，用UG可能是不错的选择；
如果企业有钱，可以用更好的软件，那就可以试试Catia。
总之，这个层级的CAD软件都有庞大的模块内涵，CAD基础没打好的人，不一定可以顺利使用这些软件。
至于我们没有谈到的CAD软件，或者说是本工作室没有写到的软件，您可以将打算学习那些软件时间用到专业技术的养成吧！
三级CAD软件和采用企业的关系
现在，您一定会问：
既然CAD软件分三级，那么我们怎么知道有哪些企业会采用哪些软件呢？
在评论前，我们要先作以下声明：
通常企业不会采用单一的CAD软件，而在此我们讨论的是和建模有关的CAD软件。
有些像是CAE（计算机辅助分析）、抄数等专业所用的软件，它们也和CAD软件有关；
有些性质是相同（如Geomagic或Imageware等抄数），有些则是可以衔接的（如ADAMS或ANSYS等CAE软件），但是可以搭配一起使用。
以下都是假设要使用合法软件的前题下。
因为如果不考虑合法软件，那就可以任意使用功能最好的软件，那讨论就没有意义。
当企业决定采用合法软件时，功能最好的软件价格可能最贵，那企业就要认真评估考虑以下重点：
n企业的产品是不是真的需要功能最好的软件才能设计出来！
这牵涉到企业的投资成本、生产效益和操作人才的取得。
n企业所处的产业上、下游都在用什么软件，是否要大家一致。
这牵涉到图形文件交换或转换所需要的时间和人力成本支出。
n所用软件是否可以长期不间断开发。
这牵涉到若要变换软件时，一定会产生的人才和技术库（零件库）损失。
在经营者这样的考虑下，经常会影响到某些CAD软件的市占率。
好！
我们就以下表来说明CAD软件和采用企业（机械业）性质的关系：
CAD软件层级
采用企业性质
低阶
低阶的CAD软件，如AutoCAD，已经是学校都教的软件，一般仍使用传统2D工程图来做制造的加工厂或设计单位，都还要用到它。
以成本来看，这类软件价格比较低，加上大家都会用，所以进入职场后，看到它的机会很普遍。
传统的2D工程图（施工图），一般以三视图来显示，它的优点是尺寸标注清楚，施工者不易搞错，设计和施工的责任区分也较明显，因此在制造上仍有绝对的优势。
大家千万不要以为3D设计是现在的趋势而看轻它，倒是现在因为都有3D模型，所以会在2D的图面上辅之以立体视面，来让施工图更清楚。
但是2D的施工图面仍是非常必要的。
从另一个观点来看，此级软件所有企业的人都会用，只是在用多用少而已！
中阶
某一些企业，它的产品不牵涉复杂的曲线，尤其是生产零件的零件厂，就可以使用这一级的软件。
这一级的软件，如SolidWorks，简单易学，很多在学习高等大型CAD中遇到挫折的人，可以转而进到这个层级。
对采用此级软件的企业来说，人才和软件成本可以降到最低。
这类企业在目前机械业中，算是最广的。
但是在这些企业之中，也有很多因为不花钱买软件，所以就直接采用诸如Pro/E、UG等大型CAD软件（事实上，它们的产品可能用SolidWorks就可以处理了）。
因此，实际上的用量不一定会和您感觉的一样。
高阶
对那些原创性强、制造精度要求高、具有开发或研发需求、精密模具厂，或是外商企业，它们的产品是按工业设计的标准流程来设计制造（或是其中的一环）的；
这类的企业就需要成本价格高，但功能也强的高等大型CAD软件。
当然，要使用这类的软件，绝对要从3D往2D的方向走，同时要涵盖整个CAD/CAM/CAE范畴，而操作者的基础和功力也要够。
所以，您常见的汽车、3C电子产品、家电用品、航空科技…，都是可以使用这类软件的企业。
当然，让我们的读者有能力往这个职场走，是我们期望的。
注意：
所谓“工业设计的标准流程”就是：
造型设计→机构设计→结构分析→模具设计→一般制造或NC加工制造。
您要注意的是：
这仅是我们提供给您参考的全局性一般观点。
有些时候，由于所处区域的发展不一定均衡，以及所用的软件不一定都用合法的，或其它复杂因素，而会有不同的看法和情况。
结语：
CAD系统的变革
以现阶段的局势发展来看，CAD软件的市场或许已经不再像几年前般的诡谲多变，因为“四国鼎立”（Dassault，PTC，UGs，Autodesk）的局面，已经成型。
因此，无论是Autodesk以一亿九千七百万美金买下Alias；
或是西门子并入UG；
或是Google购入SketchUp等并购案，都已经不再令人感到惊讶，因为在CAD的发展历史过程，这样的并购已经发生过太多次了。
然而，对于Google首度购买CAD公司，直接涉入以GoogleEarth为基础的GIS领域，也迫使Autodesk将手上的MapGuide转为“开放原始资源”（OpenSource）作为因应。
事实上，迫使Autodesk将当红的GIS集成环境释出的另外一个重要因素，应该是结合AJAX与各种网际技术（PHP，Python，Perl，Ruby，Java与C#）的MapServer开放原始资源环境，持续不断破坏MapGuide的商用市场所致。
虽然上述的Catia、Pro/E、UG、Alias，被定义为工业设计软件（MCAD），而SketchUP则是属于广用型的3D模型建构系统；
它们与我们所关心的MCAD环境可能有一些差异，但是就协同设计的角度而言，这些工具所代表的基本技术都是相同的。
换句话说，操作者利用AJAX在网络上检视2D或3D地图数据所涉及到的技术，与MCAD使用者浏览2D或3D机械设计图面是相同的，只是目前各家对于市场的考虑，不愿意支持共同的标准格式而已。
因此，这导致Adobe也不得不在以PDF/Flash统一网络2D静态/动态文件的格式之后，也必须再上层楼，试图以Acrobat3D统一全球信息网上的3D虚拟现实文件格式。
最后，接下来与CAD系统有关的发展与变革，可能仍然脱离不了“并购”与“开放原始资源”（OpenSource）两种手段。
在“并购”方面，比较令人关注的，可能是Autodesk未来将会有机会买下哪一套高阶MCAD?
是Pro/E？
还是哪一家？
我们还无法猜测，但2008年最新的消息：
“PTC参数科技与Autodesk欧特克共同宣布技术交换协议，促使双方客户及制造业厂商可因而获得更多选择。
至于开放原始资源方面，则是任何一套中、低阶MCAD软体都有可能。
第1章提高强度和刚度的结构设计
1.1避免受力点与支持点距离太远
1.2避免悬臂结构或减小悬臂长度
1.3勿忽略工作载荷可以产生的有利作用
1.4受振动载荷的零件避免用摩擦传力
1.5避免机构中的不平衡力
1.6避免只考虑单一的传力途径
1.7不应忽略在工作时零件变形对于受力分布的影响
1.8避免铸铁件受大的拉伸应力
1.9避免细杆受弯曲应力
1.10受冲击载荷零件避免刚度过大
1.11受变应力零件避免表面过于粗糙或有划痕
1.12受变应力零件表面应避免有残余拉应力
1.13受变载荷零件应避免或减小应力集中
1.14避免影响强度的局部结构相距太近
1.15避免预变形与工作负载产生的变形方向相同
1.16钢丝绳的滑轮与卷筒直径不能太小
1.17避免钢丝绳弯曲次数太多，特别注意避免反复弯曲
1.18起重时钢丝绳与卷筒联接处要留有余量
1.19可以不传力的中间零件应尽量避免受力
1.20尽量避免安装时轴线不对中产生的附加力
1.21尽量减小作用在地基上的力
第2章提高耐磨性的结构设计
2.1避免相同材料配成滑动摩擦副
2.2避免白合金耐磨层厚度太大
2.3避免为提高零件表面耐磨性能而提高对整个零件的要求
2.4避免大零件局部磨损而导致整个零件报废
2.5用白合金作轴承衬时，应注意轴瓦材料的选择和轴瓦结构设计
2.6润滑剂供应充分，布满工作面
2.7润滑油箱不能太小
2.8勿使过滤器滤掉润滑剂中的添加剂
2.9滑动轴承的油沟尺寸、位置、形状应合理
2.10滚动轴承中加入润滑脂量不宜过多
2.11对于零件的易磨损表面增加一定的磨损裕量
2.12注意零件磨损后的调整
2.13同一接触面上各点之间的速度、压力差应该小
2.14采用防尘装置防止磨粒磨损
2.15避免形成阶梯磨损
2.16滑动轴承不能用接触式油封
2.17对易磨损部分应予以保护
2.18对易磨损件可以采用自动补偿磨损的结构
第3章提高精度的结构设计
3.1尽量不采用不符合阿贝原则的结构方案
3.2避免磨损量产生误差的互相叠加
3.3避免加工误差与磨损量互相叠加
3.4导轨的驱动力作用点，应作用在两导轨摩擦力的压力中
心上，使两条导轨摩擦力产生的力矩互相平衡
3.5对于要求精度较高的导轨，不宜用少量滚珠支持
3.6要求运动精度的减速传动链中，最后一级传动比应该取最大值
3.7测量用螺旋的螺母扣数不宜太少
3.8必须严格限制螺旋轴承的轴向窜动
3.9避免轴承精度的不合理搭配
3.10避免轴承径向振摆的不合理配置
3.11避免紧定螺钉影响滚动导轨的精度
3.12当推杆与导路之间间隙太大时，宜采用正弦机构，不宜采用正切机构
3.13正弦机构精度比正切机构高
第4章考虑人机学的结构设计问题
4.1合理选定操作姿势
4.2设备的工作台高度与人体尺寸比例应采用合理数值
4.3合理安置调整环节以加强设备的适用性
4.4机械的操纵、控制与显示装置应安排在操作者面前最合理的位置
4.5显示装置采用合理的形式”
4.6仪表盘上的刻字应清楚易读
4.7旋钮大小、形状要合理
4.8按键应便于操作
4.9操作手柄所需的力和手的活动范围不宜过大
4.10手柄形状便于操作与发力
4.11合理设计坐椅的尺寸和形状
4.12合理设计坐椅的材料和弹性
4.13不得在工作环境有过大的噪声
4.14操作场地光照度不得太低
第5章考虑发热、腐蚀、噪声等问题的结构设计
5.1避免采用低效率的机械结构
5.2润滑油箱尺寸应足够大
5.3分流系统的返回流体要经过冷却
5.4避免高压容器、管道等在烈日下曝晒
5.5零件暴露在高温下的部分忌用橡胶，聚乙烯塑料等制造
56精密机械的箱体零件内部不宜安排油箱，以免产生热变形
5.7对较长的机械零部件，要考虑因温度变化产生尺寸变化时，能自由变形
5.8淬硬材料工作温度不能过高
5.9避免高压阀放气导致的湿气凝结
5.10热膨胀大的箱体可以在中心支持
5.11用螺栓联接的凸缘作为管道的联接，当一面受日光照射时
由于两面温度及伸长不同，产生弯曲
5.12与腐蚀性介质接触的结构应避免有狭缝
5.13容器内的液体应能排除干净
5.14注意避免轴与轮毂的接触面产生机械化学磨损
（微动磨损）
5.15避免易腐蚀的螺钉结构
5.16钢管与铜管联接时，易产生电化学腐蚀，可安排一段管
定期更换
5.17避免采用易被腐蚀的结构
5.18注意避免热交换器管道的冲击微动磨损
5.19减少或避免运动部件的冲击和碰撞，以减小噪声
5.20高速转子必须进行平衡
5.21受冲击零件质量不应太小
5.22为吸收振动，零件应该有较强的阻尼性
第6章铸造结构设计
6.1分型面力求简单
6.2铸件表面避免内凹
6.3表面凸台尽量集中
6。
4大型铸件外表面不应有小的凸出部分
6.5改进妨碍起模的结构
6.6避免较大又较薄的水平面
6.7避免采用产生较大内应力的形状
6.8防止合型偏差对外观造成不利影响
6.9采用易于脱芯的结构
6.10分型面要尽量少
6.11铸件壁厚力求均匀
6.12用加强肋使壁厚均匀
6.13考虑凝固顺序设计铸件壁厚
6.14内壁厚应小于外壁厚
6.15铸件壁厚应逐渐过渡
6.16两壁相交时夹角不宜太小
6.17铸件内腔应使造芯方便
6.18不用或少用型芯撑
6.19尽量不用型芯
6.20铸件的孔边应有凸台
6.21铸件结构应有利于清除芯砂
6.22型芯设计应有助于提高铸件质量
6.23铸件的孔尽可能穿通
6.24合理布置加强肋
6.25保证铸件自由收缩，避免产生缺陷
6.26注意肋的受力
6.27肋的设置要考虑结构稳定性
6.28去掉不必要的圆角
6.29化大为小，化繁为简
6.30注意铸件合理传力和支持
第7章锻造和冲压件结构设计
7.1自由锻零件应避免锥形和楔形
7.2相贯形体力求简化
7.3避免用肋板
7.4自由锻件不应设计复杂的凸台
7.5自由锻造的叉形零件内部不应有凸台
7.6模锻件的分模面尺寸应当是零件的最大尺寸，且分模面应为平面
7.7模锻件形状应对称
7.8模锻件应有适当的圆角半径
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