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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CAXA2000 92

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 R14 105

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CAD 146

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