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第1章 概论 1

1.1 机械设计与机械CAD 4

1.1.1 机械设计概述 4

1.1.2 CAD的基本概念 5

1.1.3 CAD的分类 6

1.2 CAD技术的发展历程及发展趋势 7

1.2.1 CAD技术的发展历程 7

1.2.2 CAD技术的发展趋势 12

1.3 CAD技术在机械设计中的应用 13

1.3.1 三维机械设计的优势及其对机械设计的影响 13

1.3.2 机械CAD系统的基本功能 14

1.3.3 CAD的数据交换标准 15

1.4 主流计算机三维设计系统介绍 16

1.4.1 CATIA 16

1.4.2 UG NX 17

1.4.3 Pro/ENGINEER 18

1.4.4 SolidWorks 19

1.4.5 其他 19

1.5 思考与练习 20

第2章 UG NX基础知识 21

2.1 UG用户界面 22

2.1.1 启动与退出UGNX9.0 22

2.1.2 熟悉UGNX9.0主操作界面 23

2.1.3 定制界面 24

2.2 UG基本操作 26

2.2.1 文件操作 26

2.2.2 图层操作 29

2.2.3 对象操作 30

2.2.4 鼠标操作 32

2.2.5 视图操作 34

2.2.6 工作坐标系 39

2.3 课堂练习——UG的基本操作 44

2.4 思考与练习 46

第3章 草图绘制 48

3.1 草图概述 49

3.1.1 进入草图环境 49

3.1.2 创建工作平面 49

3.1.3 创建草图前的准备 50

3.2 绘制草图 52

3.2.1 建立草图的一般流程 52

3.2.2 点 53

3.2.3 矩形 53

3.2.4 轮廓曲线 53

3.2.5 直线 54

3.2.6 圆弧 54

3.2.7 圆 55

3.2.8 偏置曲线 55

3.2.9 修剪曲线 56

3.2.10 快速延伸 57

3.2.11 激活草图 57

3.3 草图约束 58

3.3.1 几何体的约束状态 58

3.3.2 几何体的自由度符号 58

3.3.3 几何约束 59

3.3.4 尺寸约束 60

3.3.5 草图操作 61

3.4 课堂练习——绘制草图 63

3.5 思考与练习 66

第4章 曲线的创建及编辑 68

4.1 基本曲线 69

4.1.1 点和点集 69

4.1.2 直线 72

4.1.3 圆／圆弧 74

4.1.4 圆角 75

4.2 矩形和多边形 77

4.2.1 矩形 77

4.2.2 多边形 77

4.3 高级建模曲线 78

4.3.1 二次曲线 78

4.3.2 样条曲线 79

4.3.3 螺旋线 80

4.4 编辑曲线 81

4.4.1 编辑曲线参数 81

4.4.2 修剪曲线 81

4.4.3 曲线长度 83

4.4.4 拉长曲线 84

4.4.5 分割曲线 85

4.5 曲线操作 86

4.5.1 偏置曲线 86

4.5.2 连结曲线 87

4.5.3 镜像曲线 87

4.5.4 投影曲线 88

4.5.5 桥接曲线 88

4.6 来自实体的曲线 89

4.6.1 相交曲线 89

4.6.2 截面曲线 89

4.6.3 抽取曲线 91

4.7 曲线工程应用实例 93

4.8 思考与练习 96

第5章 三维建模 98

5.1 常用建模方法 99

5.1.1 参数化建模 99

5.1.2 基于约束的建模 99

5.1.3 特征建模 100

5.2 基于特征的建模 100

5.2.1 基于特征的建模过程 100

5.2.2 特征类型 101

5.2.3 布尔运算 108

5.3 课堂练习——特征建模 110

5.4 典型机械零件特征建模 112

5.4.1 阶梯轴零件的建模 112

5.4.2 箱体零件建模 117

5.5 思考与练习 123

第6章 曲面设计 125

6.1 曲面基本知识 126

6.1.1 曲面的相关概念 126

6.1.2 曲面工具简介 127

6.2 曲面造型 127

6.2.1 基于点创建曲面 127

6.2.2 基于曲线创建曲面 129

6.2.3 基于曲面创建曲面 131

6.2.4 曲面的实体化 134

6.3 曲面的特性分析 135

6.3.1 半径分析 135

6.3.2 反射分析 136

6.3.3 斜率分析 136

6.3.4 距离分析 137

6.4 编辑曲面 138

6.4.1 X成形 138

6.4.2 I成形 139

6.4.3 扩大 140

6.4.4 光顺极点 140

6.4.5 更改阶次 141

6.4.6 更改刚度 141

6.4.7 法向反向 141

6.5 工程实例——创建叶轮的模型 141

6.6 思考与练习 146

第7章 装配设计 147

7.1 装配概述 148

7.1.1 UG装配的基本过程 148

7.1.2 UG装配概念 149

7.1.3 装配界面介绍 149

7.1.4 装配导航器 150

7.2 自底向上的装配 154

7.3 自顶向下的装配 155

7.3.1 新建组件 155

7.3.2 WAVE几何链接器 156

7.4 装配约束 158

7.4.1 约束状态 158

7.4.2 固定约束 158

7.4.3 接触对齐约束 159

7.4.4 距离 160

7.4.5 同心约束 161

7.4.6 中心约束 161

7.4.7 角度约束 162

7.4.8 平行和垂直约束 162

7.4.9 拟合和胶合约束 163

7.5 引用集 163

7.5.1 引用集的定义和种类 163

7.5.2 引用集操作 164

7.6 移动组件 165

7.7 组件编辑 167

7.7.1 镜像 168

7.7.2 阵列 169

7.7.3 抑制 172

7.8 爆炸图 173

7.8.1 创建爆炸视图 173

7.8.2 取消和操作爆炸视图 175

7.9 装配干涉检查 176

7.10 课堂练习——行星减速器输出轴装配 176

7.11 思考与练习 181

第8章 工程图 183

8.1 工程图基本概念 184

8.1.1 概述 184

8.1.2 工程图与三维实体模型的关系 184

8.2 工程图参数的预设值 185

8.3 图纸页的管理 185

8.3.1 第一角投影与第三角投影 185

8.3.2 创建图纸页 186

8.3.3 编辑图纸页 187

8.3.4 打开图纸页 187

8.4 视图的建立 187

8.4.1 添加基本视图 187

8.4.2 添加投影视图 188

8.4.3 添加局部放大图 188

8.4.4 添加剖视图 189

8.4.5 添加局部剖视图 194

8.5 视图对象的编辑 196

8.5.1 编辑剖切线 196

8.5.2 对不剖切零件的处理 197

8.6 图样标注 198

8.6.1 添加中心线 198

8.6.2 注释的标注 200

8.6.3 尺寸的标注 201

8.6.4 形位公差的标注 202

8.6.5 基准的标注 203

8.6.6 表面粗糙度的标注 203

8.6.7 配合尺寸的标注 204

8.6.8 明细栏与零件号生成 205

8.7 工程实践例题——创建拨叉零件的工程图 206

8.8 思考与练习 213

第9章 运动仿真与分析 214

9.1 运动仿真概述 215

9.1.1 运动仿真界面与工具条初识 216

9.1.2 运动仿真参数预设置 217

9.2 定义连杆 218

9.3 定义运动副 219

9.3.1 运动副的类型 220

9.3.2 运动副的建立 222

9.3.3 运动驱动 222

9.4 定义传动副 222

9.4.1 齿轮副 222

9.4.2 齿轮齿条副 223

9.5 定义机构载荷 224

9.5.1 标量力 224

9.5.2 矢量力 225

9.5.3 标量扭矩 225

9.5.4 矢量扭矩 226

9.5.5 弹簧 226

9.5.6 阻尼 227

9.5.7 3D接触与碰撞 227

9.6 运动分析 228

9.6.1 标记 228

9.6.2 智能点 229

9.6.3 传感器 229

9.6.4 定义解算方案 230

9.6.5 图表与电子表格 230

9.7 课堂练习——发动机的运动仿真 231

9.7.1 运动仿真 232

9.7.2 运动分析 235

9.8 思考与练习 237

第10章 同步建模 238

10.1 同步建模的基本知识 239

10.1.1 同步建模的特点 239

10.1.2 同步建模的应用范围 240

10.2 UG NX9.0同步建模技术简介 240

10.2.1 基本功能 240

10.2.2 命令详解 241

10.3 同步建模命令使用及实例 246

10.3.1 移动库命令实例 246

10.3.2 关联库命令实例 248

10.3.3 壳体命令实例 250

10.3.4 重用库命令实例 252

10.4 思考与练习 256

第11章 综合实例 258

11.1 零件造型 258

11.1.1 机架 258

11.1.2 转向横拉杆 261

11.1.3 转向节臂 262

11.1.4 转向直拉杆 263

11.1.5 车轮 263

11.1.6 左、右梯形臂 264

11.1.7 转向盘 267

11.2 装配 269

11.3 建立工程视图 275

11.4 运动仿真 279

参考文献 284