计算机辅助设计简称CAD,是工程师以计算机软件作为辅助工具进行产品设计的一种现代设计手段,它充分借助人机各自特长,利用计算机软件来改善或完全改变传统设计的过程。所以现代设计方法与传统设计方法相比较,无论从设计时间、精确度还是从可靠性方面都体现出很大的优势,其参数化设计功能可以灵活改动已有的设计参数,极大的提高了设计效率,实现了机械自动化与最优化相互结合。这种方法不仅满足了客户日益增长的高要求,而且还为机械设备向更高精度生产制造提供了依据,他把被动地重复的调试产品性能参数转变为主动设计产品参数,把静态的、经验的、徒手的转变为动态的、科学的、计算机化的设计过程。本文研究以单摆式游乐设备(海盗船)作为对象,利用SolidWorks系统作为设计平台,在设备工作性能要求分析及理论分析基础上,从以下几个方面进行研究：1、在研究单摆式游乐设备工作原理的基础上,从保障机构的安全性要求为出发点,建立该机构初始模型,采用刚体动力学分析方法,获得刚体动力学模型在最大载荷工况下的速度、加速度以及各连接件接触时间-变化曲线。2、参照刚体动力学分析参数对该机构进行主体结构具体设计。3、对关键结构进行结构设计,建立CAD建模、优化和装配,并进行运行及装配干涉检查。4、运用SolidWorks-Motion插件对已建立的刚体动力学模型再次进行分析、对比和验证,然后重新确定各部件在最大载荷工况下的速度、加速度以及各构件接触的时间-变化曲线。5、运用SolidWorks-Simulation插件对主体结构构件进行线性静态分析,以此判定设计好的各部件是否具有足够的强度和刚度,并对海盗船支架进行屈曲分析,防止该构件在没达到屈服载荷之前发生屈曲变形。除此之外,本文还对整体机构进行特殊载荷下的静态分析,满足机构在特殊工况(风载荷、雪载荷)下工作要求。分析结果表明,所设计的结构在特殊载荷组合作用下具有足够的强度、刚度；通过稳定性分析得出该结构在没达到屈服载荷之前不会发生屈曲变形；通过对建立模型的虚拟仿真分析,模拟该机构的运动形式,对该设计进行了对比验证。通过设计研究表明,初始质量参数的假设及各结构链接关系的准确设定,对分析结果影响较大,通过运用设计平台的“设计算例”,对关键部件进行结构优化设计,在保证设计对象机械性能前提下,取得了最佳的结构参数。设计实践表明,该设计方法符合机械设计一般规则,所得到的结构可以在有效参数结合中优化出最优的结构参数。