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前言1

第1章 计算机辅助设计与制造系统概述1

1.1 计算机辅助设计与制造的基本概念及发展史1

1.2 系统的作用与组成2

1.2.1 系统的作用2

1.2.2 系统的类型4

1.3 系统硬件环境5

1.3.1 主机6

1.3.2 输入装置6

1.3.3 输出装置8

1.3.4 外部存储装置13

1.3.5 人--机交互装置14

1.4 系统软件环境15

1.4.1 系统管理软件16

1.4.2 应用程序16

1.4.3 应用程序的组成18

1.5 系统工作流程19

复习思考题21

第2章 图形生成基础要素22

2.1 操作平台22

2.2.3 三维立体坐标24

2.2.2 极坐标24

2.2.1 二维平面坐标24

2.2 系统坐标24

2.2.4 球坐标25

2.3 二维、三维模型25

2.3.1 二维模型的建立26

2.3.2 三维模型的建立26

2.4 文件28

2.5 几何图形元素定位29

2.6 “橡皮筋”31

2.7 元素点识别32

2.8 元素选择36

复习思考题38

第3章 几何图形元素与生成40

3.1 几何图形元素的种类40

3.2 点(实体)元素40

3.3 线元素43

3.3.1 过两点生成线元素43

3.3.2 用起始点、角度和距离生成线元素43

3.3.3 水平与垂直线元素43

3.3.4 平行线与等距线元素44

3.3.5 角度平分线44

3.3.6 切线元素44

3.4 圆元素45

3.3.7 连续折线45

3.4.1 利用圆中心点的半径或直径确定圆元素46

3.4.2 利作圆中心点和圆周上一点确定圆元素46

3.4.3 生成与已知元素相切的圆46

3.4.4 利用两个或三个任意点生成圆46

3.5 弧元素47

3.5.1 利用圆心、半径(或直径)、起始角和终止角生成弧47

3.5.2利用圆心、弧上一点、起始角和终止角生成弧47

3.5.3 利用弧上两点和半径或三点生成弧48

3.5.4 利用相切关系生成弧48

3.6 椭圆元素49

3.5.6 利用端点相切的关系生成弧49

3.5.5 利用起始点、终止点和圆心角生成弧49

3.7 链元素50

3.7.1 矩形50

3.7.2 任意多边形50

3.7.3 任意链元素50

3.8 样条51

3.8.1 三次样条51

3.8.2 B样条54

3.9 过渡元素54

3.9.2 切角55

3.10.1 边界条件法56

3.10 阴影线56

3.9.3“专用切角”56

3.10.2 剖切面法57

3.11 其它元素58

复习思考题58

第4章 CAD系统中的辅助功能61

4.1 宏程序命令61

4.1.1 宏元素的类型与特点62

4.1.2 产生变异宏程序的方法63

4.2 元素属性64

4.3 层操作67

4.4.2 消隐68

4.4.1 删除68

4.4 删除与消隐68

4.5 修剪与延伸69

4.6 切断71

4.7 扩展71

4.8 比例变换72

4.9 移动与复制73

4.9.1 相对移动与复制73

4.9.2 绝对移动与复制73

4.10 图像偏心(PAN)74

4.11 旋转与复制75

4.12 镜像映射76

4.13 几何图形的放大与缩小77

4.13.1 局部放大78

4.13.2 比例放大和缩小78

4.13.3 自动定标显示与显示回溯79

4.14 辅助线与栅格80

4.14.1 辅助线80

4.14.2 栅格82

4.15 尺寸标注83

4.15.1 线段标注83

4.15.2 圆与圆弧标注85

4.15.3 角度标注85

4.15.5 尺寸参数设定86

4.15.4 尺寸公差与符号表示86

4.16 文字说明87

4.17 图形文件的输出与管理89

复习思考题90

第5章 常用CAD软件的应用92

5.1 二维图形的生成92

5.1.1 关于CAXA200092

5.1.2 CAXA2000电子图板用于二维图形的生成98

5.2 三维图形的生成105

5.2.1 关于AutoCAD R14105

5.2.2 AutoCAD R14用于三维图形的生成112

5.3.1 装配图的内容128

5.3 装配图的生成128

5.3.2 画装配图的步骤129

5.3.3 装配图的生成129

复习思考题135

第6章 CAD的实现136

6.1 结构布局设计137

6.2 设计过程的优化138

6.2.1 概述138

6.2.2 优化设计方法138

6.2.3 减速器结构的优化设计140

6.3.1 机械零部件的CAD所涉及的问题145

6.3 零件的设计145

6.3.2 编制机械零部件设计程序的一般步骤146

6.3.3 二级圆柱齿轮减速器输出轴零件的CAD146

6.4 装配件的生成148

6.5 结构设计的检验152

6.5.1 校验性计算153

6.5.2 计算机模拟153

复习思考题153

第7章CAM及CAD/CAM集成系统154

7.1 CAD/CAM集成系统概述154

7.1.1 CAD/CAM集成的基本概念154

7.1.2 CAD/CAM系统的组成154

7.1.4 CAD/CAM系统的发展155

7.2.1 集成产品数据模型156

7.2 集成产品数据模型及数据交换接口156

7.2.2 产品数据交换标准157

复习思考题165

第8章 CAM及自动编程系统166

8.1 自动编程基本概念166

8.1.3 数控编程的内容和步骤168

8.2 曲面造型169

8.2.1 曲面造型概况169

8.2.2 曲面构造方法170

8.3.2 特征建模175

8.3 特征实体建模175

8.3.1 实体建模的原理及实体生成方法175

8.3.3 特征建模开发实例178

8.4 数控加工的工艺控制179

8.4.1 数控编程的工艺处理179

8.4.2 数控编程的数学处理182

8.5 数控程序的编制183

8.5.1 数控编程的标准与代码183

8.5.2 数控编程的指令代码185

8.5.3 数控加工程序的结构与格式189

8.5.5 自动编程语言的发展概况190

8.5.4 数控编程的方法及其发展190

8.5.6 APT语言的基本组成191

8.5.7 APT语言基本语句194

8.5.8 数控程序系统199

8.5.9 数控程序的动态模拟系统201

复习思考题203

9.1 CAD模型的基本分析方法204

9.2 工程设计图表数据处理204

9.3 机械零件性能计算方法209

9.4 有限元分析方法211

9.4.1 有限元法的基本原理和分析方法211

9.4.2 有限元分析的前置处理214

9.4.3 后置处理218

9.5 优化设计方法218

9.6 CAE在机械工程中的应用222

9.6.1 齿轮弯曲应力的有限元分析222

9.6.2 受扭转轴的应力分析224

9.6.3 发动机连杆的应力分析225

9.6.4 螺母与螺栓间的受力分析226

9.7 常用CAE软件简介227

9.7.1 I-DEAS MASTER SERIES工程分析功能227

9.7.2 PRO/ENGNEER工程分析功能227

复习思考题227

参考文献229