CATIA V5三維機(jī)械設(shè)計(jì)

第1章 CATIA V5產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)

1.1 CATIA軟件簡介

1.2 CATIA V5對軟硬件的要求

1.2.1 硬件需求

1.2.2 軟件需求

1.3 CATIA V5用戶界面

1.4 實(shí)例

第2章 草圖設(shè)計(jì)

2.1 草圖工作平臺(tái)進(jìn)入與退出

2.2 主要工具欄

2.3 草圖繪制

2.4 草圖操作

2.5 草圖約束

2.6 輔助工具

2.7 實(shí)例

第3章 零件實(shí)體設(shè)計(jì)

第4章 零件修飾

第5章 零件變換

第6章 裝配設(shè)計(jì)

第7章 工程圖設(shè)計(jì)

參考文獻(xiàn)2100433B

本書是全國信息化計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)資格認(rèn)證（CCAT）項(xiàng)目的指定教材。CCAT資格認(rèn)證項(xiàng)目設(shè)立的目的除了培養(yǎng)學(xué)生掌握相應(yīng)專業(yè)的理論知識，注重學(xué)員動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力的訓(xùn)練外，還注重培養(yǎng)和提高學(xué)員的企業(yè)管理能力，為社會(huì)和企業(yè)培養(yǎng)既懂技術(shù)、又懂管理的復(fù)合型人才，以改變?nèi)瞬排囵B(yǎng)中存在的重理論輕實(shí)踐、重文憑輕能力的缺陷。

CATIA是CAD/CAE/CAM一體化軟件，從產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)到最終形成，其完備的設(shè)計(jì)能力在CAD/CAE/CAM領(lǐng)域中處于領(lǐng)導(dǎo)地位，并被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造和造船等機(jī)械制造行業(yè)。CATIA軟件的機(jī)械設(shè)計(jì)模塊功能強(qiáng)大，容易操作，從使用者的角度出發(fā)，本書以汽車分動(dòng)器為主線，按照由淺入深、循序漸進(jìn)的方式，詳細(xì)講解了草圖設(shè)計(jì)、實(shí)體建模、裝配設(shè)計(jì)和工程圖生成等機(jī)械設(shè)計(jì)模塊的功能，通過圖文并茂的方式，系統(tǒng)介紹了CAATIA軟件在汽車分動(dòng)器建模過程中的應(yīng)用，可以使讀者在很短時(shí)間內(nèi)掌握CATIA V5三維機(jī)械設(shè)計(jì)的各項(xiàng)功能。

本書實(shí)例豐富，圖文并茂，內(nèi)容非常實(shí)用，可作為高等院校和高等職業(yè)技術(shù)教育相關(guān)專業(yè)的教材，也可作為機(jī)械設(shè)計(jì)類相關(guān)行業(yè)人員的參考資料。

《CATIA V5機(jī)械設(shè)計(jì)案例教程》基于高等教育對高素質(zhì)人才培養(yǎng)的要求，依據(jù)教育部工程圖學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的“普通高等院校工程圖學(xué)課程教學(xué)基本要求”中提出的工程圖學(xué)課程任務(wù)之一“培養(yǎng)使用繪圖軟件繪制工程圖樣及進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)的能力”，并結(jié)合編者多年教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)編寫而成，是工程圖學(xué)課程改革的配套教材。

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CATIA V5是IBM/Dassault System開發(fā)的個(gè)人計(jì)算機(jī)版本的高端CAD/CAE軟件，其機(jī)械設(shè)計(jì)模塊功能強(qiáng)大且使用方便。本書按照循序漸進(jìn)的方式，從草圖設(shè)計(jì)、實(shí)體建模到三維圖形至二維圖形的轉(zhuǎn)換，通過實(shí)例將各種功能靈活運(yùn)用，可以使初學(xué)者在很短的時(shí)間內(nèi)就能夠進(jìn)行幾何體的三維設(shè)計(jì)。為便于讀者學(xué)習(xí)和掌握各種功能，各章節(jié)中對窗口、線型、背景、圖面、鏈接等屬性的設(shè)置，即對菜單中選項(xiàng)的各種設(shè)置方法進(jìn)行了詳細(xì)的敘述。在三維圖形至二維圖形轉(zhuǎn)換部分中，除基本操作方法外，還詳細(xì)介紹了按照我國機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)修改圖面的方法，并按照我國機(jī)械設(shè)計(jì)者的習(xí)慣編排內(nèi)容，使讀者使用CATIA時(shí)更加得心應(yīng)手。

本書可作為機(jī)械、化工、建筑等專業(yè)的科研和工程技術(shù)人員的參考書，高校相關(guān)專業(yè)的教材，以及學(xué)習(xí)CATIA V5軟件的培訓(xùn)用書。

目　錄

第1章　CATIA V5概述　1

1.1　CATIA軟件簡介　1

1.2　CATIA V5的啟動(dòng)及用戶界面　2

1.2.1　CATIA V5軟件的啟動(dòng)　2

1.2.2　CATIA V5用戶界面　4

1.2.3　CATIA V5用戶界面的基本操作　4

1.2.4　定制工作臺(tái)設(shè)計(jì)環(huán)境　7

1.2.5　通用工具欄　7

第2章　草圖編輯器工作臺(tái)　13

2.1　進(jìn)入“草圖編輯器”工作臺(tái)　13

2.2　草圖的繪制　15

2.2.1　草圖工具欄　15

2.2.2　輪廓工具欄　17

2.3　選擇工具欄　21

2.4　操作工具欄　22

2.4.1　圓角　22

2.4.2　倒角　22

2.4.3　重新限定　23

2.4.4　變換　24

2.4.5　3D幾何圖形工具條　27

2.5　草圖的尺寸約束和幾何約束　29

2.5.1　尺寸約束和幾何約束的概念　29

2.5.2　約束的創(chuàng)建　31

2.6　草圖分析　36

2.6.1　草圖輪廓和約束狀態(tài)　36

2.6.2　“草圖求解狀態(tài)”和“草圖分析”工具　37

2.6.3　可視化工具條　41

第3章　草圖繪制實(shí)例　43

3.1　草圖繪制　43

3.2　實(shí)戰(zhàn)練習(xí)　51

第4章　參考元素與基于草圖的特征　55

4.1　參考元素　55

4.1.1　創(chuàng)建參考點(diǎn)　55

4.1.2　創(chuàng)建參考線　58

4.1.3　創(chuàng)建參考平面　61

4.2　基于草圖特征　64

4.2.1　拉伸構(gòu)型　65

4.2.2　旋轉(zhuǎn)構(gòu)型　73

4.2.3　掃略構(gòu)型　75

4.2.4　放樣構(gòu)型　78

4.2.5　在實(shí)體上創(chuàng)建孔　83

4.2.6　在實(shí)體上創(chuàng)建加強(qiáng)肋　87

4.2.7　利用實(shí)體混合命令創(chuàng)建實(shí)體　89

4.2.8　三維實(shí)體創(chuàng)建的過程分析　91

第5章　二維視圖與三維立體轉(zhuǎn)換　92

5.1　三維立體的二維表達(dá)　92

5.2　特征視圖與二維草圖　96

5.3　讀物體的二維視圖　97

5.3.1　幾個(gè)視圖聯(lián)系起來看，找出特征視圖　97

5.3.2　分析特征視圖中線框與線框之間的邏輯關(guān)系　98

5.3.3　讀組合體的視圖，構(gòu)建三維模型　100

5.3.4　讀切割體的視圖，構(gòu)建三維模型　102

5.3.5　物體構(gòu)型的綜合分析　104

5.3.6　物體構(gòu)型練習(xí)　108

5.3.7　自測題　114

第6章　修飾特征、變換特征與布爾操作　115

6.1　修飾特征　115

6.1.1　倒圓角　115

6.1.2　倒角　120

6.1.3　拔?！?21

6.1.4　盒體　124

6.1.5　增厚　125

6.1.6　外螺紋/內(nèi)螺紋　125

6.1.7　移除面和替換面　126

6.2　變換特征　127

6.2.1　變換　127

6.2.2　鏡像　130

6.2.3　陣列　130

6.2.4　縮放與仿射　133

6.3　布爾操作　134

6.3.1　插入新實(shí)體　134

6.3.2　零件幾何體與幾何體之間的布爾運(yùn)算　135

6.3.3　布爾操作的綜合應(yīng)用　138

6.4　應(yīng)用材料　140

第7章　一般零件的構(gòu)型設(shè)計(jì)　141

7.1　軸套類零件的構(gòu)型設(shè)計(jì)　141

7.1.1　軸類零件的構(gòu)型設(shè)計(jì)　141

7.1.2　套類零件的構(gòu)型設(shè)計(jì)　143

7.2　輪盤類零件的構(gòu)型設(shè)計(jì)　145

7.2.1　輪類零件的構(gòu)型設(shè)計(jì)　145

7.2.2　盤類零件的構(gòu)型設(shè)計(jì)　147

7.3　叉架類零件的構(gòu)型設(shè)計(jì)　149

7.3.1　叉類零件的構(gòu)型設(shè)計(jì)　149

7.3.2　支架類零件的構(gòu)型設(shè)計(jì)　152

7.3.3　箱殼類零件的構(gòu)型設(shè)計(jì)　154

7.3.4　箱體類零件的三維構(gòu)型　156

第8章　常用件、標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)　158

8.1　知識工程工具簡介　158

8.1.1　創(chuàng)建參數(shù)　158

8.1.2　創(chuàng)建公式　161

8.1.3　創(chuàng)建法則(規(guī)則)　161

8.2　漸開線直齒圓柱齒輪的參數(shù)化建?！?63

8.2.1　漸開線直齒圓柱齒輪齒廓曲面造型數(shù)學(xué)基礎(chǔ)　164

8.2.2　漸開線直齒圓柱齒輪參數(shù)及公式　164

8.2.3　變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)直齒輪的半自動(dòng)化快速數(shù)字建模方法　165

8.2.4　【實(shí)例】漸開線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建?！?65

8.3　圓柱螺旋彈簧參數(shù)化建模　174

8.3.1　圓柱彈簧參數(shù)及公式　174

8.3.2　【實(shí)例】圓柱彈簧建?！?75

8.4　圓柱蝸桿參數(shù)化建?！?77

8.4.1　阿基米德蝸桿參數(shù)及公式　178

8.4.2　【實(shí)例】阿基米德蝸桿參數(shù)化建?！?78

8.5　深溝球軸承參數(shù)化建?！?81

8.5.1　深溝球軸承參數(shù)及公式　182

8.5.2　深溝球軸承裝配體文件　182

8.5.3　【實(shí)例】建立控制參數(shù)(模塊)零件　182

8.5.4　【實(shí)例】建立外圈、內(nèi)圈，一組鋼球和保持架　183

8.5.5　軸承裝配約束的施加　189

第9章　工程制圖　191

9.1　工程制圖工作臺(tái)　191

9.1.1　進(jìn)入工程制圖工作臺(tái)　191

9.1.2　選擇圖紙幅面　193

9.1.3　工程制圖工作臺(tái)界面　193

9.2　三維物體的二維視圖表達(dá)　194

9.2.1　創(chuàng)建視圖　194

9.2.2　創(chuàng)建剖視圖　203

9.2.3　剖切面的分類　210

9.2.4　創(chuàng)建斷面圖　216

9.2.5　創(chuàng)建局部放大圖和斷裂畫法　218

9.2.6　常用項(xiàng)目的屬性說明　221

9.2.7　修改視圖的投射方向及剖視圖的剖切位置　224

9.3　二維視圖上的尺寸標(biāo)注與注釋　227

9.3.1　手動(dòng)標(biāo)注尺寸　227

9.3.2　自動(dòng)生成尺寸　231

9.3.3　尺寸要素的修改　234

9.3.4　標(biāo)注尺寸公差　235

9.3.5　標(biāo)注形位公差　236

9.3.6　標(biāo)注表面粗糙度　238

9.3.7　文字注釋　239

9.4　創(chuàng)建圖框和標(biāo)題欄　239

9.4.1　插入圖框和標(biāo)題欄　240

9.4.2　繪制圖框和標(biāo)題欄　241

9.5　部件裝配圖的創(chuàng)建　243

9.6　焊接圖中焊縫的標(biāo)注　248

9.6.1　焊接符號的標(biāo)注　248

9.6.2　焊縫斷面形狀的創(chuàng)建　249

第10章　裝配設(shè)計(jì)　250

10.1　裝配設(shè)計(jì)工作臺(tái)　250

10.1.1　進(jìn)入裝配設(shè)計(jì)工作臺(tái)　250

10.1.2　裝配設(shè)計(jì)工作臺(tái)界面　251

10.2　裝配設(shè)計(jì)中零部件的添加　252

10.2.1　建立裝配文件　252

10.2.2　添加零部件　252

10.3　裝配設(shè)計(jì)中零部件的移動(dòng)　257

10.3.1　使用羅盤移動(dòng)零部件　258

10.3.2　使用“移動(dòng)”工具條命令移動(dòng)零部件　260

10.4　裝配設(shè)計(jì)中零部件的約束　264

10.4.1　相合約束　264

10.4.2　接觸約束　265

10.4.3　偏移約束　266

10.4.4　角度約束　266

10.4.5　固定部件　267

10.4.6　固聯(lián)約束　267

10.4.7　快速約束　268

10.4.8　柔性/剛性子裝配　269

10.4.9　更改約束　269

10.5　裝配約束規(guī)則和約束分析　270

10.5.1　裝配約束規(guī)則　270

10.5.2　裝配約束分析　270

10.6　“測量”工具與零部件的復(fù)制　271

10.6.1　“測量”工具　271

10.6.2　裝配中的復(fù)制工具　274

10.7　自下而上裝配設(shè)計(jì)實(shí)例　277

10.8　自上而下裝配設(shè)計(jì)實(shí)例　285

10.9　協(xié)同混合裝配設(shè)計(jì)實(shí)例　295

10.9.1　協(xié)同混合裝配設(shè)計(jì)的第一階段　296

10.9.2　協(xié)同混合裝配設(shè)計(jì)的第二階段　298

10.9.3　協(xié)同混合裝配設(shè)計(jì)的第三階段　316

第11章　減速器參數(shù)化裝配設(shè)計(jì)　318

11.1　自下向上裝配設(shè)計(jì)　318

11.1.1　裝配所需的零件設(shè)計(jì)　318

11.1.2　“自下向上”裝配設(shè)計(jì)　318

11.1.3　CATIA自動(dòng)生成工程圖　320

11.2　“自上向下”和“自下向上”的協(xié)同裝配設(shè)計(jì)　321

11.2.1　CATIA“自上向下”參數(shù)化裝配設(shè)計(jì)的環(huán)境設(shè)置　322

11.2.2　“自上向下”參數(shù)化裝配設(shè)計(jì)的流程　323

11.2.3　減速器的概念設(shè)計(jì)　323

11.2.4　在裝配設(shè)計(jì)模塊中規(guī)劃和創(chuàng)建CATIA特征樹目錄　324

11.2.5　建立主骨架控制零件　324

11.2.6　減速器參數(shù)化裝配　326

11.2.7　減速器參數(shù)化自動(dòng)交互虛擬裝配設(shè)計(jì)　334

11.2.8　CATIA自動(dòng)生成工程圖　335

11.2.9　測試題　335

參考文獻(xiàn)　336