李龙
天津市交通教育培训中心 天津 300012
摘要：随着我国科学技术的进步，我国的各项设计工作也正在更新变化，众所周知，机械设计制造和机械设计制造自动化这门技术具有极强的综合性。各种机械设备的设计和制造过程中都可能会涉及到这门技术，且在进行之后的实际使用、实际操作时也会用到这门技术。由于时代的进步，科技飞速发展，在我国高新技术产业蓬勃发展，像信息、计算机等相关的技术得到了良好的运用，在很大程度上提升了各行各业的办公效率。同理，计算机技术在机械设计制造和机械设计制造自动化中也得到了重用，该技术使得工作质量和工作效率大幅提升。时代在发展，如今迎来了工业4.0时代，这个时代给各个行业带来了翻天覆地的变化。在这样一个时代，计算机技术和机械设计制造和机械设计制造自动化技术更加受到了各行各业的关注，工业4.0追求智能生产、智能制造、智慧产品和智能工厂，我们可以将计算机技术和机械设计制造和机械设计制造自动化技术相结合来跟随工业4.0时代的步伐，实现智能化。所以，我们必须加强计算机技术的运用，从而推动我国工业的发展，为我国的经济发展做出贡献。
关键词：新型机械设计理论；汽车工程；运用
引言
和很多的发达国家相比，中国的机械设计自动化差距较大，由于中国在此方面的起步相对比较晚，经过较长时间的发展之后虽然取得了较为可喜的成就，但是对于很多的机械设计自动化的研究依旧只是停留在表面，针对机械自动化的设计中已有的客观规律没有很好的把握，而且此行业的人才不断流失，很多的年轻人愿意将精力投入到电脑、互联网等行业之中，目前从事此行业的设计人员其没有很强的设计能力而且其具备的经验较少，这就在很大程度上限制了机械设计自动化技术的发展，对于很多的企业以及很多当前的设计院而言，其很希望能够提升机械设计自动化的效率，使得机械产品具有较好的质量。现在，由于与国外的差距较大，那么很多人就没有选择性的去抄袭接受国外的一些生产技术以及设计理念，其最后无功而返，其根本原因还是脱离了中国的实际，我们从事此行业要结合实际情况以及结合中国当前的国情，才能够将机械设计自动化的效果发挥到最佳。
1计算机辅助技术的应用
机械设计制造和机械设计制造自动化有极强的综合性，综合性强虽好，但会大大加强进行该过程时的难度，使得其复杂性大。由于时代的进步，科技飞速发展，在我国高新技术产业蓬勃发展，像信息、计算机等相关的技术得到了良好的运用，在很大程度上提升了各行各业的办公效率。所以，计算机技术在机械设计制造和机械设计制造自动化的应用也越来越受到重视。最近几年计算机技术的表现证实了其能在机械设计制造和机械设计制造自动化中发挥巨大作用这一观点，符合时代要求。首先，在进行机械设计制造和机械设计制造自动化活动之前，我们必须要完全了解生产的产品的基础信息例如其运作原理及其基本构造和大小尺寸，根据这些基本信息对设计进行考虑，设计完成后再考虑是否要对该次设计进行优化。在这个过程中计算机辅助技术能发挥巨大的作用，能够提高工作质量，加快整个流程的整体进度。另一边，系统内部的具体释义能够使得设计图更加容易观看和理解。然后，机械设计制造和机械设计制造自动化的设备性能也可以利用计算机辅助技术来提升。原本只能在图纸上表达的设计过程可以通过计算机辅助技术以动态视频的方式展现在计算机上，较为直观地体现出设备的工作原理，如此，我们就能通过这个动态视频来对设备性能进行改进。
2机器人轨迹算法研究
笛卡尔路径规划使用操纵器终点位置的笛卡尔坐标来描述任务。
在笛卡尔空间中，通常使用直线轨迹规划，圆形轨迹规划和样条轨迹规划。线性插值算法：该算法分为两种情况：第一种情况是起点和终点以空间中点的坐标形式给出。可以得到单位矢量，然后可以根据移动速度获得t处对应点的坐标位置。第二种情况是通过教学获得的起点和终点。然后，根据每个关节的角度，当机器人在第一个和终点时，可以使用机器人的向前运动学来唯一确定机器人的起点和终点位置以及姿势，然后使用矢量方法插值计算。圆弧插补算法：圆弧插补的思想是将圆弧转换为平面圆弧，然后确定圆弧的中心和半径，并通过比较角度确定圆弧的方向。在极坐标的情况下，根据角速度和时间获得弧极坐标，并最终将其转换为笛卡尔空间中的离散点。样条插值算法：如果机器人末端没有严格的轨迹精度要求，但是必须控制轨迹使其不与环境碰撞，则可以使用样条轨迹规划。这样做的优点是，不仅提高了机器人运动的流畅性和计算能力，而且可以预测效率和空间的近似轨迹。目前，三至五次多项式插值法主要用于规划样条曲线的过大轨迹。姿态插值算法：姿态描述方法包括欧拉角和旋转矩阵，四元数。由于欧拉角描述了空间旋转变换，因此存在插值困难，万向架死锁和数据冗余等问题，这些问题占用了很多资源。然而，使用四元数来描述旋转变换不仅不会发生上述问题，而且还可以通过插值使其更平滑。四元数插值计算的速度很快，在实际应用中，四元数主要用于描述机器人的姿势。直线，圆弧和样条曲线的姿态插值都可以取代四元数理论进行插值。通过分析对笛卡尔空间中各种算法研究，从而利用笛卡尔空间中规划的轨迹来解决对机器人算法研究。
3组件结构设计与改进
车轮锁紧螺母为外六角螺母，因此组合扳手5个工作端必须是专用的六角扳手。依据技术传动方案确定的齿轮传动方案，如何将5个工作端的六角扳手与齿轮良好连接，使组合扳手的主动力矩同时传到5个工作端同时拆装锁紧螺母是关键所在，最好也最简单的办法是将原车轮螺母外六角专用扳手截断后与外啮合齿轮焊接拼为一体。依据工况可知，车轮螺栓组合扳手工作中不存在冲击和振动，属单向简单传动，依据机械设计用零件选用原则，结合成本控制，应优先选用市场上通用的标准件和常用件。因此选用标准渐开线圆柱直齿轮，基本齿廓选用标准化渐开线齿廓，齿轮选用标准参数齿轮。由前文知，中心距a=57．15mm，传动比i=1∶1，依据技术资料对渐开线外啮合直齿圆柱齿轮传动的主要几何计算公式，齿轮制造对于标准直齿圆柱齿轮最少齿数Zmin=17，标准模数等相关规定，最终确定两传动齿轮:直径d1=d2=57，模数m为3，齿数为19。网络购物平台XX轴承传动配件淘宝店符合以上参数的齿轮，45钢材质的直齿圆柱硬齿面外齿轮，齿宽B为30mm，齿轮内孔常规10mm/12mm/14mm等，每件售价8元，其尺寸结构、传动和力学等性能完全能达到传动要求。
4连接的优化设计
连接对汽车机械转动系统来讲具有重要作用，这便要求设计人员采取合理的设计方案，保证连接具有可靠性。在设计的过程中，应该结合链接的链接信息和结构等进行统一处理，不可以仅考虑某一个要素。整合机械零件的复杂性较高，为保证连接的质量与效率，首要工作是安装铆钉和螺栓等连接，这是保证位置精准的主要途径。为保证机械零件的承受能力达到有关标准，应该采取加工键槽和钻孔的方式，从而进行评估判断。为保证连接的可靠性，还应该重视接头的强度与耐磨性。
结语
综上，机械设计自动化技术能够较好的提升一个国家的综合实力，能够全方位增强各个行业的机械化程度，让人们从繁重的劳动中解脱出来。可见提升机械设计自动化程度是有很大必要的。
参考文献
[1]刘武发，刘德平.机电一体化设计基础[M].北京化学工业出版社，2007，5.
[2]杨世明，腾献银，赵镇宏，段巍.机械设计[M].电子工业出版社出版，2007，3.