工程图学CAD实践(Inventor2020版)

第 1 章 形体和零件的构形及分析设计方法 ………………………………………………… 1 1. 1 简单形体的形成方式和结构特点 ……………………………………………………… 1 1. 1. 1 平面立体 …………………………………………………………………………… 1 1. 1. 2 回转体 ……………………………………………………………………………… 2 1. 2 复杂形体的构形和分析方法 …………………………………………………………… 2 1. 2. 1 构形方法 …………………………………………………………………………… 2 1. 2. 2 组合体构形的描述 ………………………………………………………………… 5 1. 2. 3 形体间的相对位置和邻接表面关系 ……………………………………………… 6 1. 3 组合体的构形设计 ……………………………………………………………………… 6 1. 3. 1 构形设计的基本要求 ……………………………………………………………… 7 1. 3. 2 构形常用的原则 …………………………………………………………………… 9 1. 3. 3 构形设计方法 …………………………………………………………………… 10 1. 3. 4 构形设计实例 …………………………………………………………………… 11 1. 4 零件的构形设计 ……………………………………………………………………… 13 练习题 ………………………………………………………………………………………… 18 第 2 章 零件参数化特征设计 ………………………………………………………………… 20 2. 1 参数化设计 …………………………………………………………………………… 20 2. 1. 1 参数尺寸和图形的关联性 ……………………………………………………… 21 2. 1. 2 参数形式 ………………………………………………………………………… 21 2. 2 特征设计 ……………………………………………………………………………… 23 2. 3 Inventor 工作环境 ……………………………………………………………………… 24 2. 3. 1 启动界面 ………………………………………………………………………… 27 2. 3. 2 工作环境 ………………………………………………………………………… 27 2. 3. 3 快捷键 …………………………………………………………………………… 33 2. 4 简单零件的三维设计过程实例 ……………………………………………………… 33 2. 4. 1 零件的三维设计流程 …………………………………………………………… 33 2. 4. 2 生成零件模型的环境 …………………………………………………………… 34 2. 4. 3 主特征的草图设计阶段 ………………………………………………………… 34 2. 4. 4 三维实体设计阶段 ……………………………………………………………… 37 2. 4. 5 二维工程图设计阶段 …………………………………………………………… 38 Ⅰ 2. 5 简单零件参数化设计实例 …………………………………………………………… 41 练习题 ………………………………………………………………………………………… 44 第 3 章 草图设计和零件特征设计 …………………………………………………………… 46 3. 1 三维零件的草图设计 ………………………………………………………………… 46 3. 1. 1 草图设计流程 …………………………………………………………………… 46 3. 1. 2 草图平面 ………………………………………………………………………… 47 3. 1. 3 草图的生成及规则 ……………………………………………………………… 48 3. 1. 4 绘制草图命令 …………………………………………………………………… 49 3. 1. 5 修改编辑草图 …………………………………………………………………… 50 3. 1. 6 草图约束 ………………………………………………………………………… 52 3. 1. 7 草图样式工具 …………………………………………………………………… 55 3. 2 零件特征设计 ………………………………………………………………………… 55 3. 2. 1 零件设计流程 …………………………………………………………………… 55 3. 2. 2 草图特征 ………………………………………………………………………… 56 3. 2. 3 放置特征 ………………………………………………………………………… 57 3. 2. 4 定位特征 ………………………………………………………………………… 58 3. 3 零件建模分析 ………………………………………………………………………… 62 3. 3. 1 零件建模总流程 ………………………………………………………………… 62 3. 3. 2 零件模型设计分析 ……………………………………………………………… 62 3. 3. 3 零件的三维设计综合举例 ……………………………………………………… 63 练习题 ………………………………………………………………………………………… 73 第 4 章 产品造型设计 ………………………………………………………………………… 76 4. 1 拉伸特征 ……………………………………………………………………………… 76 4. 1. 1 叉子 ……………………………………………………………………………… 76 4. 1. 2 连接板 …………………………………………………………………………… 78 4. 1. 3 烟灰缸 …………………………………………………………………………… 80 4. 2 旋转特征 ……………………………………………………………………………… 82 4. 3 放样特征 ……………………………………………………………………………… 85 4. 3. 1 五角星 …………………………………………………………………………… 85 4. 3. 2 花瓶 ……………………………………………………………………………… 87 4. 3. 3 洗发水瓶 ………………………………………………………………………… 90 4. 4 f x参数和阵列特征……………………………………………………………………… 94 4. 4. 1 齿轮 ……………………………………………………………………………… 94 4. 4. 2 梳子 ……………………………………………………………………………… 98 4. 5 凸雕特征 ……………………………………………………………………………… 100 4. 5. 1 旋钮 ……………………………………………………………………………… 100 4. 5. 2 电风扇叶片 ……………………………………………………………………… 103 4. 5. 3 旋转楼梯 ………………………………………………………………………… 105 Ⅱ 4. 6 螺旋扫掠特征 ………………………………………………………………………… 107 4. 6. 1 垃圾桶 …………………………………………………………………………… 107 4. 6. 2 纸篓 ……………………………………………………………………………… 110 4. 7 三维草图 ……………………………………………………………………………… 113 4. 7. 1 非圆柱螺旋弹簧 ………………………………………………………………… 113 4. 7. 2 三维弯管 ………………………………………………………………………… 117 4. 7. 3 三维支架管 ……………………………………………………………………… 119 4. 7. 4 回形针 …………………………………………………………………………… 123 4. 7. 5 螺旋开瓶器 ……………………………………………………………………… 125 4. 8 衍生 …………………………………………………………………………………… 132 4. 8. 1 节能灯 …………………………………………………………………………… 132 4. 8. 2 鼠标 ……………………………………………………………………………… 136 4. 9 曲面 …………………………………………………………………………………… 143 4. 9. 1 水果盘模型 ……………………………………………………………………… 143 4. 9. 2 瓶子 ……………………………………………………………………………… 145 4. 9. 3 吊钩 ……………………………………………………………………………… 151 4. 10 创建自定义特征(iFeature)和参数驱动零件族(iPart) …………………………… 155 4. 10. 1 骰子 …………………………………………………………………………… 155 4. 10. 2 一次性水杯 …………………………………………………………………… 158 4. 11 钣金 ………………………………………………………………………………… 163 练习题 ……………………………………………………………………………………… 166 第 5 章 实体装配设计 ……………………………………………………………………… 171 5. 1 装配设计流程 ………………………………………………………………………… 171 5. 2 装配设计环境 ………………………………………………………………………… 172 5. 3 装配设计中的约束 …………………………………………………………………… 173 5. 3. 1 零件的自由度 …………………………………………………………………… 173 5. 3. 2 约束类型 ………………………………………………………………………… 173 5. 3. 3 部件约束 ………………………………………………………………………… 173 5. 3. 4 运动约束 ………………………………………………………………………… 175 5. 4 “自下向上”的三维装配设计………………………………………………………… 176 5. 4. 1 低速滑轮装置 …………………………………………………………………… 177 5. 4. 2 钟表 ……………………………………………………………………………… 179 5. 5 “自上向下”的三维装配设计………………………………………………………… 184 5. 5. 1 齿轮油泵 ………………………………………………………………………… 185 5. 5. 2 手压阀 …………………………………………………………………………… 187 5. 6 设计加速器 …………………………………………………………………………… 196 5. 6. 1 轴 ………………………………………………………………………………… 196 5. 6. 2 齿轮 ……………………………………………………………………………… 201 Ⅲ 5. 6. 3 带轮 ……………………………………………………………………………… 204 5. 7 轴系部件综合设计 …………………………………………………………………… 206 练习题 ……………………………………………………………………………………… 211 第 6 章 部件分解表达 ……………………………………………………………………… 214 6. 1 表达视图的作用 ……………………………………………………………………… 214 6. 2 定滑轮模型 …………………………………………………………………………… 215 6. 2. 1 创建表达视图 …………………………………………………………………… 215 6. 2. 2 编辑表达视图 …………………………………………………………………… 220 6. 2. 3 动画模拟 ………………………………………………………………………… 221 6. 3 齿轮泵装置 …………………………………………………………………………… 223 练习题 ……………………………………………………………………………………… 228 第 7 章 工程图设计 ………………………………………………………………………… 230 7. 1 工程图的设计流程 …………………………………………………………………… 230 7. 2 设置工程图环境 ……………………………………………………………………… 230 7. 3 创建工程图中的视图 ………………………………………………………………… 231 7. 3. 1 基础视图 ………………………………………………………………………… 231 7. 3. 2 投影视图 ………………………………………………………………………… 232 7. 3. 3 向视图 …………………………………………………………………………… 234 7. 3. 4 局部视图 ………………………………………………………………………… 234 7. 3. 5 全剖视图 ………………………………………………………………………… 237 7. 3. 6 半剖视图 ………………………………………………………………………… 241 7. 3. 7 局部剖视图 ……………………………………………………………………… 243 7. 4 工程图的标注 ………………………………………………………………………… 245 7. 4. 1 标注尺寸 ………………………………………………………………………… 245 7. 4. 2 表面粗糙度代号 ………………………………………………………………… 249 7. 4. 3 工程图的技术要求 ……………………………………………………………… 249 7. 4. 4 工程图的标题栏 ………………………………………………………………… 251 7. 5 部件装配工程图 ……………………………………………………………………… 252 练习题 ……………………………………………………………………………………… 261 第 8 章 渲染与动画 ………………………………………………………………………… 265 8. 1 渲染图像与渲染动画 ………………………………………………………………… 265 8. 1. 1 场景光源、阴影、地平面反射、材质、局部光源与照相机设置 ………………… 265 8. 1. 2 渲染图像 ………………………………………………………………………… 272 8. 1. 3 渲染动画 ………………………………………………………………………… 274 8. 2 渲染与动画应用举例 ………………………………………………………………… 278 8. 2. 1 蜗轮减速器渲染图像制作 ……………………………………………………… 278 8. 2. 2 蜗轮减速器渲染动画制作 ……………………………………………………… 279 练习题 ……………………………………………………………………………………… 282 参考文献 ……………………………………………………………………………………… 283