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第一章 绪论 1

第一节 概述 1

一、CAD概念的演变 1

二、CAD系统发展概况 1

三、CAD的特点 2

第二节 CAD的作业过程 3

第三节 数学模型及分析方法 4

一、数学模型的概念 4

二、建立数学模型的方法 4

第四节 CAD硬件 5

一、主机 5

二、磁盘机和磁带机 6

三、字符终端 7

四、图形终端 8

五、打印机 9

六、绘图机 10

七、数字化板 11

八、光笔 12

九、硬拷贝 12

十、激光绘图机 12

第五节 系统软件及语言配置 13

一、系统软件 13

二、语言配置 13

第六节 CAD软件 14

一、基础软件 14

一、检索型设计系统 15

二、应用软件 15

第七节 CAD的基本类型 15

二、交互式设计系统 16

第二章 程序编制和数据库基础 18

第一节 操作系统概述 18

第二节 各种操作命令 19

一、MS-DOS系统 19

二、PC-BASIC源程序的准备与文件管理 22

三、DOS操作系统 24

四、CP／M操作系统 26

五、程序的编译、连接、建库 27

第三节 程序和程序库 29

一、程序库 29

二、程序设计的要点 30

第四节 数表程序化 33

一、数表程序化方法 33

二、线性插值 33

第五节 数表公式化和线图程序化 36

一、数表公式化 36

二、线图程序化 37

三、附录(数表公式化程序) 38

第六节 数据的组织和管理 42

一、基本概念 42

二、数据的顺序组织及其查找法 43

三、数据的排序 44

四、指针 45

一、概述 46

第七节 数据文件 46

二、CP／M-80系统数据文件 47

三、DOS系统数据文件 51

四、MS-DOS系统数据文件 55

五、RSX-11M系统(用于PDP11机)数据文件 57

第八节 数据库系统概述 58

一、数据文件的建立与使用 59

二、数据文件的操作 60

三、报表生成 60

四、应用程序 60

第九节 动态数据文件 61

第三章 图形显示技术 63

第一节 图形显示器的组成部分 63

一、在AppleⅡ机上作图 66

第二节 图形显示基础软件 66

二、IBM PC图形软件 73

三、GINO-F图形软件 76

第三节 二维图形的变换 79

一、图形的比例 79

二、窗口和修剪 80

三、四种基本变换 82

四、用矩阵表示四种基本的变换 84

五、对任一点(X0，Y0)的图形变换 85

六、复杂图形变换示例 86

七、视见变换 87

三、对于某轴的旋转 89

二、对于原点的平移 89

一、以原点为中心的缩放 89

第四节 三维图形的变换 89

四、反射 91

五、透视变换 91

六、三面投影图的展开 95

第五节 图形显示的若干基本问题 97

一、保护图形程序 97

二、保存图形及再显图形 98

三、图形的打印 99

四、软开关控制两页图形区 100

五、字形表的构成 101

一、概述 105

二、基本软件介绍 105

第六节 数学化板的应用 105

第七节 图形显示基础软件的开发 107

一、概述 107

二、键盘作图命令 108

三、建立子图形程序库 110

四、建立二级子图形程序 118

第四章 计算机绘图 123

第一节 概述 123

第二节 绘图基本软件 124

一、MP1000型绘图机软件 125

二、SR6602型绘图机软件 129

三、PLOT10软件 131

第三节 交互式绘图系统 134

一、AUTOCAD硬件配置 134

二、AUTOCAD软件特点 135

三、AUTOCAD和高级语言及数据库的交换 136

第四节 ADS-Ⅱ交互绘图系统 138

一、硬件条件 138

二、软件的组成 138

第五节 剖面线处理(ADS-Ⅱ) 140

一、剖面域的构成 140

二、绘图笔绘制剖面线时的动作规律 141

三、边界线的种类 141

四、连接点的处理 141

五、求解交点的控制 142

第六节 长仿宋体汉字生成系统设计中的几点考虑(ADS-Ⅱ) 144

一、数据结构 144

三、两个框图 147

二、修改数字化板的软件 147

第五章 交互式计算机绘图系统设计的基本概念 148

第一节 交互式工作方式的要求 148

第二节 交互式工作方式的实现 149

一、实现交互技术的物理设备 149

二、交互工作方式的实现形式--用户接口的设计 150

第三节 图形显示的输入技术 153

一、定位技术 154

二、橡皮带技术 155

三、拖动技术 156

四、拾取技术 156

第六章 计算机辅助优化设计 158

第一节 概述 158

一、函数的极值 163

第二节 优化设计的理论基础 163

三、一般的n元函数 164

二、目标函数的等高线 164

四、函数的凸性 168

第三节 无约束优化方法 170

一、基本形式与分类 170

二、一维搜索的优化方法 171

三、变量轮换法 173

第四节 有约束优化方法 174

一、惩罚函数法 174

二、双下降法 177

三、双下降法优化程序 178

四、实例 181

第一节 概述 190

第七章 有限元法 190

第二节 一维有限元素的分析 191

第三节 杆元素的刚度矩阵 194

第四节 梁元素的刚度矩阵 196

第五节 坐标变换 197

第六节 直接刚度法 200

一、基本概念 200

二、结构的刚度方程 200

三、结构分析的一般步骤 206

第七节 机床主轴系统的计算 207

第八节 机床支承件的应用 209

第九节 SAP-5程序的应用 211

一、三次样条曲线 214

第八章 曲线和曲面的设计与拟合 214

第一节 曲线设计中的基本数学方法 214

二、空间样条曲线 220

三、贝齐尔曲线 224

四、B样条曲线 227

第二节 渐开线齿廓的圆弧样条拟合 231

一、圆弧拟合渐开线齿廓的实用价值 231

二、渐开线齿廓圆弧拟合的基本运算 232

三、齿根过渡曲线的几何分析 240

四、圆弧样条函数拟合渐开线齿廓 245

五、渐开线齿轮模具的自动编程系统 251

第三节 曲面的设计与制造 258

一、网格法 259

二、孔斯曲面 262

三、曲面处理实例 267

四、FAPT(DIE-Ⅱ)三维模具曲面加工的自动编程简介 275

第四节 曲线和曲面的光顺 280

一、光顺的概念 280

二、局部回弹法 281

三、曲面的光顺 283

第九章 机床典型零部件设计 286

第一节 三角胶带及带轮的设计 286

一、数学模型的建立 286

二、数据文件的建立 287

三、程序中变量名对照表 288

四、程序框图 288

五、三角胶带程序内容 289

第二节 直齿圆柱齿轮的设计 293

一、数学模型的建立 293

二、数据文件的建立 294

三、程序中变量名说明 295

四、齿轮模数计算程序框图 296

五、圆柱齿轮设计程序 297

第三节 车床主传动系统图设计 302

一、子图形的建立 302

二、图形组合方法 303

第四节 组合机床多孔钻主轴箱设计 307

一、CAD工作地组织及其设备 307

二、主轴箱程序设计概述 308

三、主轴箱动态数据文件的构成及其说明 311

四、轴单元设计中值得提出的内容 313

五、齿轮传动系统图程序 315

六、箱体、箱盖补充加工图程序 315

第十章 刀具的机辅设计 319

第一节 概述 319

第二节 成形车刀设计 319

一、成形车刀传统设计方法和存在的问题 319

二、机辅设计成形车刀的载形 321

三、计算机自动绘图 326

第三节 插齿刀设计 327

一、插齿刀计算程序设计 327

二、计算机自动绘图 330

附录 字符的ASCII码对照表(摘录) 388