三維建模與機(jī)械工程圖

前言

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的廣泛應(yīng)用改變了工程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法和手段，產(chǎn)品設(shè)計(jì)由“二維構(gòu)形、二維設(shè)計(jì)”向“三維構(gòu)形、三維設(shè)計(jì)…方向發(fā)展，人們更多地直接通過構(gòu)建三維模型來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完成后，通過軟件投影生成二維圖。因此，迫切需要將三維CAD技術(shù)引入到工程制圖的教學(xué)中，并與傳統(tǒng)的課程內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)的整合，以適應(yīng)現(xiàn)代工程生產(chǎn)實(shí)踐需求?！　”窘滩臑榻K省高等學(xué)校精品教材建設(shè)項(xiàng)目（蘇高教[2007]23號(hào)），編者遵循以能力培養(yǎng)為中心的教學(xué)指導(dǎo)思想，圍繞三維構(gòu)形和二維工程圖表達(dá)與閱讀能力培養(yǎng)的課程教學(xué)重點(diǎn)，將三維幾何建模技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)與“畫法幾何”、“機(jī)械制圖”進(jìn)行有機(jī)整合，建立了產(chǎn)品三維形體設(shè)計(jì)方法和二維零件（裝配）圖表達(dá)方法并重的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)。教材采用循序漸進(jìn)的內(nèi)容安排，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從基本體入手，逐步介紹組合體、零件、裝配體的構(gòu)形原理與建模方法；在學(xué)習(xí)投影理論后，介紹三維零件、裝配體的數(shù)字模型向二維視圖的轉(zhuǎn)換方法、編輯手段和尺寸標(biāo)注等，以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。本教材編寫注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，每一章后，以NX系統(tǒng)為工具給出零件（裝配體）的建模方法、繪制零件（裝配）圖的思路和操作步驟。經(jīng)過“三輪使用，三輪修改”，取得了預(yù)期的教學(xué)效果。另外編寫有《三維建模與機(jī)械工程圖實(shí)踐指導(dǎo)》與教材配套使用。　　參加本教材編寫工作的有：王旭華（第1、第3、第4、第8章），陳青（第2、第5、第6章），吳衛(wèi)東（第9章），嚴(yán)潮紅（第7章）。

內(nèi)容概要

本教材全面貫徹了教育部工程圖學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)最新通過的《普通高等院校工程圖學(xué)課程教學(xué)基本要求》精神，將三維幾何建模技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)與“畫法幾何”、“機(jī)械制圖”進(jìn)行有機(jī)地整合，建立了機(jī)械產(chǎn)品三維形體表達(dá)方法和二維零件(裝配)圖表達(dá)方法并重的教材體系。    本書內(nèi)容包括：緒論、基本體的構(gòu)形與建模、組合體的構(gòu)形設(shè)計(jì)與建模、零件的構(gòu)形設(shè)計(jì)與建模、裝配建模與結(jié)構(gòu)分析、正投影法基礎(chǔ)、機(jī)件形狀的常用表達(dá)方法、零件圖、裝配圖等章節(jié)。    本教材可作為高等院校機(jī)械類本專科生《機(jī)械制圖》或《工程圖學(xué)》的教材，也可以作為廣大從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)和造型愛好者的工作參考書或自學(xué)教材。

書籍目錄

l  緒論  1.1  本課程的研究對(duì)象、任務(wù)及學(xué)習(xí)方法    1.1.1  研究對(duì)象    1.1.2  研究任務(wù)    1.1.3  學(xué)習(xí)方法    1.2  Unigraphics NX軟件簡(jiǎn)介    1.2.1  UG NX軟件特點(diǎn)      1.2.2  UG NX軟件應(yīng)用模塊簡(jiǎn)介2  基本體的構(gòu)形與建模  2.1  基本體    2.1.1  基本體的概念    2.1.2 基本體的分類    2.1.3  常用基本體    2.2  基本體的構(gòu)形    2.2.1  回轉(zhuǎn)法    2.2.2  移動(dòng)法  2.3  利用UG NX系統(tǒng)建立基本體    2.3.1  基本體素方式建立基本體    2.3.2  掃描方式建立基本體  2.4  常用曲面    2.4.1  曲面的形成    2.4.2  曲面的分類3  組合體的構(gòu)形設(shè)計(jì)與建模  3.1  組合體的組合形式與表面連接關(guān)系    3.1.1  組合體的組合形式    3.1.2  組合體相鄰表面的關(guān)系及特點(diǎn)  3.2  組合體的形體分析與CSG樹    3.2.1  形體分析法    3.2.2  CSG體素構(gòu)造法    3.2.3  不同組合體的分析  3.3  組合體的構(gòu)形設(shè)計(jì)      3.3.1  組合體的構(gòu)形原則        3.3.2  不同組合體的構(gòu)形設(shè)計(jì)  3.4  組合體的尺寸標(biāo)注    3.4.1  基本體的尺寸標(biāo)注    3.4.2  尺寸種類    3.4.3  尺寸基準(zhǔn)    3.4.4  標(biāo)注尺寸的方法    3.4.5  安排尺寸時(shí)的注意事項(xiàng)  3.5  利用UG Nx系統(tǒng)進(jìn)行組合體的構(gòu)形設(shè)計(jì)實(shí)例4  零件的構(gòu)形設(shè)計(jì)與建模  4.1  零件的構(gòu)形設(shè)計(jì)    4.1.1  零件構(gòu)形設(shè)計(jì)要求    4.1.2  零件構(gòu)形設(shè)計(jì)實(shí)例    4.2  UG NX的建模方法與過程    4.2.1  UG NX建模方法    4.2.2  UG NX參數(shù)化建模技術(shù)    4.2.3  UG NX建模過程    4.2.4  三維CAD標(biāo)準(zhǔn)  4.3  典型零件的構(gòu)形設(shè)計(jì)    4.3.1  軸套類零件    4.3.2  輪盤類零件    4.3.3  叉架類零件    4.3.4  箱體類零件  4.4  標(biāo)準(zhǔn)件、常用件的結(jié)構(gòu)分析與建模    4.4.1  標(biāo)準(zhǔn)件、常用件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)      4.4.2  標(biāo)準(zhǔn)件、常用件建模實(shí)例    4.4.3  標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用5  裝配建模與結(jié)構(gòu)分析  5.1  裝配建模    5.1.1  機(jī)械產(chǎn)品的裝配    5.1.2  裝配建模的方法  5.2  裝配結(jié)構(gòu)分析    5.2.1  裝配結(jié)構(gòu)的工藝分析    5.2.2  裝配體的相關(guān)設(shè)計(jì)  5.3  利用UG NX系統(tǒng)建立裝配模型6  正投影法基礎(chǔ)  6.1  投影法的基本知識(shí)    6.1.1  投影法的概念    6.1.2  投影法的分類    6.1.3  正投影法的基本特性  6.2  三視圖的形成及其投影規(guī)律    6.2.1  三視圖的形成    6.2.2  三視圖的投影關(guān)系      6.2.3  三視圖與物體方位的對(duì)應(yīng)關(guān)系  6.3  基本幾何元素的投影    6.3.1  點(diǎn)的投影    6.3.2  直線的投影    6.3.3  平面的投影      6.3.4  平面上的點(diǎn)、線、面    6.3.5  直線平面相互位置關(guān)系  6.4  立體的投影    6.4.1  基本體的三視圖    6.4.2  組合體的三視圖  6.5  立體表面交線的投影    6.5.1  截交線    6.5.2 相貫線  6.6  組合體讀圖    6.6.1  組合體讀圖的方法    6.6.2  讀組合體三視圖思路和步驟    6.7  用UG NX生成組合體視圖  6.8  軸測(cè)投影圖    6.8.1  軸測(cè)圖的基本性質(zhì)    6.8.2  正等測(cè)圖    6.8.3  斜二測(cè)圖7  機(jī)件形狀的常用表達(dá)方法  7.1  視圖    7.1.1  基本視圖    7.1.2  向視圖    7.1.3  局部視圖      7.1.4  斜視圖  7.2  剖視圖    7.2.1  剖視圖的概念    7.2.2  剖視圖的種類    7.2.3  剖切面的種類  7.3  斷面圖    7.3.1  斷面圖的基本概念    7.3.2  斷面圖的分類    7.3.3  剖切位置與標(biāo)注  7.4  其他表達(dá)方法及第三角畫法    7.4.1  局部放大圖      7.4.2  有關(guān)肋板、輪輻等結(jié)構(gòu)的畫法    7.4.3  相同結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化畫法    7.4.4  較長(zhǎng)機(jī)件的折斷畫法    7.4.5  較小結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化畫法    7.4.6  某些結(jié)構(gòu)的示意畫法    7.4.7  對(duì)稱機(jī)件的簡(jiǎn)化畫法    7.4.8  允許省略剖面符號(hào)的移出斷面    7.4.9  第三角畫法簡(jiǎn)介  7.5  機(jī)件表達(dá)方法綜合運(yùn)用舉例8  零件圖  8.1  零件圖的內(nèi)容    8.1.1  零件圖的內(nèi)容    8.1.2 繪制零件圖的過程  8.2  零件表達(dá)方案的選擇    8.2.1  主視圖的選擇    8.2.2  其他視圖的選擇    8.2.3  視圖表達(dá)方案實(shí)例  8.3  零件圖的尺寸標(biāo)注    8.3.1  尺寸基準(zhǔn)及其選擇    8.3.2 合理標(biāo)注尺寸的原則    8.3.3  零件上常見典型結(jié)構(gòu)的尺寸注法    8.3.4  零件尺寸標(biāo)注舉例  8.4  零件圖技術(shù)要求    8.4.1  表面粗糙度代號(hào)及其注法    8.4.2  極限與配合      8.4.3  形狀和位置公差  8.5  用UG NX繪制零件圖    8.5.1  作圖步驟    8.5.2  作圖過程  8.6  讀零件圖    8.6.1  讀零件圖的方法和步驟    8.6.2  看零件圖示例9  裝配圖  9.1  裝配圖的作用和內(nèi)容    9.1.1  裝配圖的作用    9.1.2  裝配圖的內(nèi)容  9.2  裝配圖的視圖選擇    9.2.1  裝配體的視圖選擇原則    9.2.2  主視圖的選擇    9.2.3  其他視圖的選擇    9.2.4  注意事項(xiàng)  9.3  裝配圖的表達(dá)方法    9.3.1  裝配圖的規(guī)定畫法    9.3.2  裝配圖的特殊表達(dá)方法  9.4  裝配圖的尺寸標(biāo)注及技術(shù)要求的注寫    9.4.1  裝配圖上的尺寸標(biāo)注    9.4.2  裝配圖上技術(shù)要求的注寫  9.5  裝配圖零部件序號(hào)和明細(xì)欄    9.5.1  零、部件的序號(hào)    9.5.2  細(xì)欄（根據(jù)GB 10609.2 1989）  9.6  用UG NX繪制典型部件裝配圖  9.7  閱讀裝配圖、拆零件模型    9.7.1  讀裝配圖    9.7.2  讀裝配圖舉例    9.7.3  由裝配圖拆畫零件圖附錄A  常用螺紋及螺紋緊固件  A1  普通螺紋（摘自GB／T 193—2003，GB／T 196—2003）  A2  梯形螺紋（摘自GB／T 5796.2—2005，GB／T 5796.3—2005）  A3  非螺紋密封的管螺紋（摘自GB／T 7307—2001）  A4  螺栓  A5  雙頭螺柱  A6  螺釘  A7  螺母  A8  墊圈附錄B  常用鍵與銷  B1  鍵  B2  銷附錄C  常用滾動(dòng)軸承  C1  深溝球軸承（GB／T 276—1994）  C2  圓錐滾子軸承（GB／T 297一1994）  C3  推力球軸承（GB／T 301—1995）附錄D  常用材料及熱處理  D1  金屬材料  D2 常用熱處理工藝  D3  非金屬材料附錄E  極限與配合  E1  基本尺寸至500 mm的軸、孔公差帶（摘自GB／T 1801—1999）  E2  優(yōu)先選用及其次選用（常用）公差帶極限偏差數(shù)值表（摘自GB／T 1800.4—1999）  E3  優(yōu)先和常用配合（摘自GB／T 1801—1999）  E4  公差等級(jí)與加工方法的關(guān)系附錄F  制圖的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)  F1  圖紙幅面和格式（GB／T 14689—2008）  F2  比例（GB／T 14690--1993）  F3  字體（GB／T 14691--1993）  F4  圖線（GB／T 17450一1998）  F5  尺寸注法（GB／T 4458.4—2003）  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　4　零件的構(gòu)形設(shè)計(jì)與建?！　”菊陆榻B機(jī)器零件的構(gòu)形設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以及制造工藝的基礎(chǔ)知識(shí)，并且還將介紹利用三維設(shè)計(jì)軟件UG NX正確建立機(jī)器零件模型的方法?！　?.1零件的構(gòu)形設(shè)計(jì)　　在前一章中，討論了組合體的構(gòu)形設(shè)計(jì)，突出的是幾何構(gòu)形。但是，真實(shí)機(jī)器零件（以下簡(jiǎn)稱零件）與組合體是不完全相同的，零件的最大特點(diǎn)是：　?。?）零件不是孤立存在的，它必定是某機(jī)器部件里的一個(gè)組成單元，零件的各部分結(jié)構(gòu)形狀是有功用的，這些結(jié)構(gòu)形狀是由零件在機(jī)器中的作用、與其他零件的依存關(guān)系和制造工藝上的要求決定的?！　。?）根據(jù)零件在機(jī)器中的作用、裝配聯(lián)接關(guān)系以及工藝要求，對(duì)一個(gè)零件的幾何形狀、尺寸大小、工藝結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析和造型的過程稱為零件構(gòu)形設(shè)計(jì)。　　4.1.1零件構(gòu)形設(shè)計(jì)要求　　機(jī)械產(chǎn)品中，各部件有其確定的功能和性能指標(biāo)，而零件是組成部件的基本單元，在部件中，每個(gè)零件均起一定的作用，如具有支承、傳動(dòng)、聯(lián)接、定位和密封等一項(xiàng)或幾項(xiàng)功能；部件中各零件之間按確定的方式結(jié)合起來(lái)，結(jié)合應(yīng)可靠、裝配應(yīng)方便；兩零件的結(jié)合可能是相對(duì)固定的，也可能是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的；相鄰零件有些部位要求相互靠緊，而有些部位則必須留有空隙，這反映到零件上往往有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形狀要求，零件的結(jié)構(gòu)形狀取決于它在機(jī)械產(chǎn)品中的功能以及與其他零件間的依存關(guān)系，同時(shí)，在設(shè)計(jì)零件時(shí)，還應(yīng)考慮零件的可制造性和可裝配性，因此，零件的結(jié)構(gòu)形狀、大小和技術(shù)要求是由設(shè)計(jì)要求和工藝要求決定的?！　≡诹慵臉?gòu)形設(shè)計(jì)過程中，必須滿足設(shè)計(jì)要求和工藝要求。由設(shè)計(jì)要求確定零件的主體結(jié)構(gòu)，由工藝要求確定零件的局部結(jié)構(gòu)。零件的內(nèi)形和外形以及各相鄰結(jié)構(gòu)間應(yīng)相互協(xié)調(diào)。　　1）設(shè)計(jì)要求　　從設(shè)計(jì)要求方面看，零件在機(jī)器（或部件）中，可以起到支承、容納、傳動(dòng)、配合、聯(lián)接、安裝、定位、密封和防松等一項(xiàng)或幾項(xiàng)功用，這是決定零件主體結(jié)構(gòu)的依據(jù)?！　「鶕?jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，零件可分為軸套類零件、輪盤類零件、支架類零件和箱體類零件四類，每類零件的構(gòu)形設(shè)計(jì)都有其特點(diǎn)。由于支架類和箱體類零件比較典型，所涉及的問題比較全面，現(xiàn)以它們?yōu)槔懻摿慵黧w結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求?！　≈Ъ茴?、箱體類零件主要是用來(lái)支承或容納運(yùn)動(dòng)零件和其他零件的。由于被支承、容納的零件的形狀多種多樣，支架類、箱體類零件的形狀也是多種多樣的，其結(jié)構(gòu)功能大體可分

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