机械CAD技术基础PDF电子书下载

第一章 计算机辅助设计概述 1

1.1 CAD技术的出现和发展 1

1.1.1 设计工作的地位和现状 1

目录 1

1.1.2 设计工作的特点 2

1.1.3 CAD是实现设计现代化的必由之路 2

1.1.4 CAD的发展历史 3

1.1.5 普及CAD应用的重大意义 4

1.2 机械CAD的工作范围和内容 5

1.2.1 机械CAD的工作范围 6

1.2.2 机械CAD的基本内容 7

1.3.1 CAD系统的硬件 9

1.3 CAD系统的构成 9

1.3.2 CAD系统的软件 13

1.4 CAD系统的分类 16

1.4.1 信息检索型CAD系统 16

1.4.2 人机交互型CAD系统 17

1.4.3 智能型CAD系统 17

1.5 CAD环境下的设计工作 18

1.5.1 CAD中的人机分工 18

1.5.2 对CAD工作平台的要求 19

1.5.3 CAD工作平台的功能模型 19

1.5.4 CAD环境下的设计工作流程 19

2.1.2 软件产品的特点 24

2.1.1 程序与软件 24

2.1 软件和软件的开发 24

第二章 机械CAD应用软件开发技术 24

2.1.3 软件生命期 25

2.1.4 软件质量与评价 26

2.2 软件的需求分析 26

2.2.1 需求说明书 27

2.2.2 数据流分析法 27

2.3 软件设计 28

2.3.1 软件设计说明书 29

2.3.2 结构化设计——SD法 29

2.3.3 SD法实例——凸轮机构CAD系统的结构设计法 30

2.4.2 结构化程序设计 33

2.4.1 建立数学模型 33

2.4 编写模块程序 33

2.5 系统软件的测试 34

2.5.1 什么是测试 35

2.5.2 测试方法 35

2.5.3 测试阶段注意点 35

2.5.4 测试过程 35

第三章 CAD建模基础 37

3.1 建模的基本概念 37

3.1.1 什么是模型 37

3.1.2 模型分类 38

3.1.3 设计过程建模 39

3.1.4 工程系统建模所要解决的问题 41

3.2.1 几何造型中的基本概念 43

3.2 几何造型 43

3.2.2 几何造型中常用模型 44

3.2.3 几何造型中常用表示模式 47

3.3 特征造型 51

3.3.1 特征造型概述 51

3.3.2 特征表示的几何模型 52

3.3.3 建立特征造型系统的技术要点 52

3.4 产品模型和STEP标准 54

3.4.1 产品模型概述 54

3.4.2 STEP标准 56

第四章 常用平面连杆机构运动模拟技术 59

4.1 连杆机构运动模拟系统的模块设计 59

4.2.1 构件的运动模块 61

4.2 常用I级杆组运动分析的模块程序 61

4.2.2 曲柄的运动模块 62

4.2.3 二杆链运动模块 62

4.2.4 连杆滑块链运动模块 63

4.2.5 导杆滑块链运动模块 65

4.2.6 双滑块1运动模块 67

4.2.7 双滑块2运动模块 69

4.3 常用Ⅲ级杆组的数学建模和编程方法 71

4.3.1 杆长逼近法 71

4.3.2 角度逼近法 72

4.3.3 解非线性方程组法 74

4.4.1 计算机辅助运动分析的一般步骤 76

4.4 计算机辅助平面连杆机构运动分析举例 76

4.4.2 连杆机构计算机辅助运动分析实例 77

4.5 平面连杆机构运动分析程序自动生成系统 79

4.5.1 系统的模块结构图 80

4.5.2 连杆机构的装配特征矩阵 81

4.5.3 连杆机构的尺度矩阵和节点特征矩阵 82

4.5.4 系统的运行和实例 82

第五章 凸轮机构的计算机辅助设计 86

5.1 凸轮机构的模块设计 86

5.2 多项式运动规律的数学模型 88

5.2.1 标准传动函数与真实的运动规律 88

5.2.2 用多项式表示的标准传动函数 88

5.2.3 多项式传动函数的线图特性 90

5.3 组合运动规律的数学模型 91

5.3.1 组合块运动曲线 92

5.3.2 组合曲线的拼接实例 96

5.4 常用运动规律的FORTRAN函数子程序模块 98

5.5 盘形凸轮廓线设计程序模块 104

5.5.1 理论廓线、压力角、曲率半径的数学模型 104

5.5.2 实际廓线、刀具中心线坐标的数学模型 105

5.5.3 盘形凸轮廓线设计子程序模块 105

5.6 凸轮机构CAD应用举例 111

5.6.1 移动滚子从动件盘形凸轮机构CAD 111

5.6.2 摆动滚子从动件盘形凸轮机构CAD 114

6.2.1 缝纫机机构运动模拟的数学模型及程序模块设计 117

6.2 缝纫机的CAD 117

6.1 计算机运动模拟概述 117

第六章 机械系统的运动模拟技术 117

6.2.2 缝纫机机构总的运动模拟流程图 122

6.2.3 CAD在缝纫机改进设计中的应用 123

6.3 自动锁线机书贴推送机构的运动模拟与综合 123

6.3.1 系统分析 124

6.3.2 数学模型和模块程序设计 124

6.3.3 系统的综合 128

第七章 计算机辅助工程分析 131

7.1 计算机辅助工程分析概述 131

7.1.1 计算机辅助工程分析的必要性 131

7.1.2 典型的CAD/CAE/CAM系统的基本构成 134

7.1.3 CAE的任务和常用方法 136

7.2 有限元法的基本原理和解题步骤 140

7.2.1 弹性力学的基本方法 140

7.2.2 有限元法的求解思想 141

7.2.3 符号和基本方程式 141

7.2.4 有限元法分析的基本原理 142

7.3 平面问题的有限元法程序 152

7.3.1 程序结构 152

7.3.2 简单运算实例 160

7.4 有限元法在机械零件设计中的应用 161

7.4.1 齿轮弯曲应力的有限元分析 161

7.4.2 轴对称机械零件的有限元分析 166

8.1 机械零件设计程序化的意义 169

第八章 机械零件设计的程序化 169

8.2 设计资料的程序化 170

8.2.1 查表检索法 171

8.2.2 数表的解析化 179

8.2.3 线图的程序化 183

8.3 用户接口 187

8.3.1 用户接口概述 187

8.3.2 人机界面设计 188

8.4 机械零件常规设计程序化实例 191

8.4.1 齿轮承载能力计算程序 191

8.4.2 轴的初步设计及强度刚度校核程序 192

8.5.1 优化设计概述 198

8.5 机械零件优化设计 198

8.5.2 机械零件优化设计的方法简介 201

8.5.3 SUMT法程序 203

8.5.4 机械零部件的优化设计实例 217

第九章 计算机辅助绘图 222

9.1 三维造型 222

9.1.1 三维造型的必要性 222

9.1.2 三维造型的应用现状 223

9.1.3 三维造型的优点 224

9.1.4 三维造型的局限性 224

9.2 二维绘图的工作方式 225

9.3 参数化绘图 227

9.3.1 机械零件参数化绘图 227

9.3.2 通用子程序的编制 230

9.3.3 圆柱齿轮零件图绘制 235

9.4 标准件库创建 241

9.4.1 事物特性表 242

9.4.2 标准件图形特性文件 242

9.4.3 图形构成 245

9.4.4 显示方式 245

9.5 装配图绘制 246

9.6 绘图软件AutoCAD及其二次开发 247

9.6.1 AutoCAD概述 247

9.6.2 AutoCAD二次开发功能 250

9.6.3 AutoCAD编程接口 253

第十章 数据结构和工程信息管理 261

10.1.1 有关数据结构的基本概念和术语 262

10.1 数据结构 262

10.1.2 线性表结构 264

10.1.3 链表结构 266

10.1.4 树结构 269

10.1.5 数据检索 270

10.2 数据库的基本概念 271

10.2.1 从文件系统到数据库系统 271

10.2.2 基本数据模型 272

10.2.3 数据库的逻辑结构 272

10.2.4 数据的物理组织 274

10.2.5 数据库管理系统（DBMS） 274

10.2.6 机械CAD数据库 275

10.3.1 加强设计信息管理的必要性 278

10.3 设计信息管理 278

10.3.2 设计信息管理的目标及内容 280

10.4 产品数据管理技术 283

10.4.1 产品数据管理技术的必要性 283

10.4.2 产品数据管理技术的发展 285

10.4.3 产品数据管理系统 290

第十一章 机械CAD技术的发展趋势 295

11.1 CAD集成化 295

11.1.1 基于IGES的不同CAD系统之间的连接 295

11.1.2 CAD与CAPP、CAM的集成 305

11.2 CAD智能化 307

11.2.1 智能CAD概述 308

11.2.2 机械设计专家系统 310

11.2.3 知识获取 312

11.2.4 知识表示方法 313

11.2.5 专家系统的推理方法 316

11.2.6 专家系统实例 317

11.3 CAD网络化 319

11.3.1 计算机网络简述 320

11.3.2 局域网及其设计 323

11.3.3 CAD网络实例 327

附录 328

一、平面连杆机构运动分析子程序 328

二、解线性、非线性方程子程序 352

三、凸轮机构设计子程序 358

主要参考文献 376