CAD（计算机辅助设计）和CAE（计算机辅助工程分析）是现代工程设计中不可或缺的两个重要技术。CAD用于创建、修改、分析和优化设计的几何模型；而CAE则用于模拟和分析产品的性能，如结构分析、热分析、流体动力学分析等。本文档主要讨论了CAD和CAE技术在渐开线齿轮设计和分析中的应用。
文档中提到，利用Pro/ENGINEER软件建立了输入轴渐开线齿轮的CAD模型。Pro/ENGINEER是一款流行的CAD软件，它支持特征建模技术，即通过一系列特征来构建机械零件的三维模型。在渐开线齿轮的建模中，作者采用了特定的模型参数，包括基圆直径、分度圆直径、齿根圆直径、齿顶圆直径、模数、齿数、齿厚以及压力角等，并利用渐开线方程来定义齿轮的轮廓。
为了进行结构分析，模型被导入到ANSYS软件中，这是一个广泛使用的CAE工具，尤其擅长于有限元分析。ANSYS能够执行多种结构分析，如静力受载分析、模态分析、谐振响应分析、瞬态动力分析和结构疲劳分析等。通过ANSYS进行的分析显示，渐开线齿轮的轮齿根部应力值最大，表明这一区域是最容易发生故障的危险截面，为设计和制造提供了重要的参考依据。
模型导入到ANSYS中通常有两种方法：接口模块导入和IGES文件导入。接口模块导入模型的优点是模型的准确性高，失真度小，无需进行太多修复。而通过IGES文件导入时，模型在传递过程中可能会出现特征丢失，需要进行修补才能进行网格化处理，操作较为不便。本文档推荐使用接口模块导入方式。
对于CAD和CAE的结合工作而言，目前还做得较少，同时掌握CAD和CAE软件与理论的工程师也较为稀缺。因此，推进CAD与CAE的融合具有非常重要的意义。CAD和CAE的结合可以加速产品从设计到分析再到制造的整个过程，同时提高设计的准确性和效率，缩短产品的开发周期。
在现代设计理念中，随着计算机技术的飞速发展，一套包含CAD、CAE、CAM（计算机辅助制造）和CAPP（计算机辅助工艺规划）的系统逐渐形成，极大地缩短了制造周期，提高了生产效率和产品质量。然而，工程师在使用这些工具时，需要对相关的软件和理论有深入的理解，这样才能确保设计和分析的准确性，从而有效地支持产品的创新和优化。
通过CAD和CAE技术的应用，可以快速且准确地得到产品的几何模型和结构分析结果，这对于提高设计效率、降低成本、保证产品质量以及缩短产品开发周期都具有重要的意义。在渐开线齿轮的设计分析过程中，这一点表现得尤为突出，因为齿轮作为重要的传动零件，其性能的优劣直接影响到整个机械系统的运行效率和可靠性。通过CAD和CAE技术，可以实现对齿轮设计的快速优化，并预测其在实际工作中的性能表现，这对于现代机械设计与制造行业的发展具有重要的推动作用。
