学免免w.bzExw,C0 机械CAD技术课程教学不太好组织，主要原因有二：一是CAD技术 的内容太丰富，涉及信息处理技术、输入和输出技术、数值计算和评价技 术、二维和三雏建模技术、可视化技术、绘图技术、仿真技术和知识处理技 术等，因此要想在有限的教学时间内把内容都讲清楚、讲透彻，确实有一 定难度；二是CAD技术发展太快，也给教材内容的组织带来了困难。鉴 于上述两方面的原因，尽管目前有关CAD技术的书籍很多，但大致都是 属于CAD技术基础，CAD/CAM和CAD系统使用操作指南之类的，而面 向机械产品的CAD技术教材相对缺乏。 本书结合机械专业的特点，主要介绍机械CAD技术的基本概念、原 理、知识、方法和实际应用。具体内容包括机械CAD过程、CAD软硬件 系统、二维CAD关键技术（图形学基础、图形变换、图形显示）、三雏CAD 关键技术（曲线曲面建模、三维实体建模、参数化特征建模、三维装配建模 等)、产品数据交换标准、机械CAD中的计算分析技术、机械CAD系统的 开发、机械CAD技术的典型工程应用等。 与同类书相比，本书的特点主要是面向高校机械类本科生CAD课程 的教学需要，将传统CAD理论与现代CAD技术有机结合，密切结合机械 产品的研发过程，以简明、清晰的方式，通过示例来系统地介绍机械CAD 的基础理论、关键技术、与CAD相关的设计方法和工程应用。本书介绍 的基本工程概念并不涉及具体的软件，但通过学习本书介绍的机械CAD 技术，能够更好地利用已有的CAD系统来解决工程实际问题，并为进 步学习打下较好的CAD知识基础。 本书由王书亭、黄运保任主编，陈钢、吴义忠参加编写。其中王书亭 编写第1、2、5、6、8章，黄运保编写第3章，陈钢编写第4章，吴义忠编写第 7章。 在编写过程中，得到了戴同救授、张卫国教授的大力支持和帮助，在 此表示衷心的感谢。本书的出版得到了国家CAD支撑软件工程技术研 究中心（武汉）和华中科技大学出版社的大力支持和帮助，在此表示衷心
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学兔兔w.bzfw.c0m 的感谢。特别感谢王启富救授，在本书的编写过程中，从大纲的制定，到 具体内容的取舍，他都给予了全面的指导和大力的支持。 在本书的编写过程中，参阅了以往其他的同类教材、资料和文献，在 此向相关作者表示衷心的感谢。 由于作者水平所限，加之CAD技术发展较快，书中难免存在不足和 错误，敬请广大读者批评指正。 编者 2012年5月于华中科技大学
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学免免w.bzExw.C0m 目 录 第1章绪论. 1.1机械CAD技术的概念及内容.(1) 1.2机械CAD系统的构成.(8) 1.3机械CAD技术的发展.(20) 思考与练习. (24) 第2章线条图处理技术 *. (25) 2.1图形生成. (25) 2.2图形儿何变换. (31) 2.3 二维图形显示.(42)》 2.4三维图形显示. (48 思考与练习. (54) 第3章 曲线曲面建模技术 (56) 3.1曲线曲面的基本概念. (56 3.2 Bezier曲线与曲面 (60 3.3B样条曲线与曲面.(71) 3.4 NURBS曲线与曲面.(82) 3.5曲线曲面造型方法. (84) 思考与练习. (90) 第4章三维实体建模技术 (92) 4.1三维实体建模的基本概念. (92) 4.2三维实体表示方法.(99) 4.3常用的几何形体定义方法.（105》 4.4三维造型中的集合运算及欧拉运算.(107) 4.5三维形体的显示. (114) 思考与练习. (123)
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·2· 机械CAD技术 第5章特征建模及装配建模.(126) 5.1特征建模.(126) 5.2参数化特征建模 .(133) 5.3数字化装配建模 (139 5.4基于特征的机械产品设计.(148) 思考与练习. .(152) 第6章机械CAD中的计算分析技术.(153) 6.1一般数值计算.(153) 6.2基于几何模型的计算.(159) 6.3基于数理模型的性能计算.(164) 6.4机械结构性能计算应用实例.(173) 思考与练习. ,(179) 第7章机械CAD系统开发技术 .(181) 7.1机械CAD系统的要求 .(181) 7.2机械CAD系统开发技术基础 .(182) 7.3基于二维CAD系统的二次开发 .(186) 7.4基于三维CAD系统的二次开发 .(203) 思考与练习. .(210) 第8章机械CAD技术在机床设计中的应用.(212) 8.1机床结构及其CAD概述.(212) 8.2机床结构造型设计.(217) 8.3机床结构性能分析. (222) 8.4机床设计文档. (235) 思考与练习. (237) 参考文献 (238)
第1章 绪论 计算机辅助设计技术产生于20世纪50年代后期，随着计算机软，硬件技术和计 算机图形学技术的发展，机械CAD技术得到了迅速普及和广泛应用，已经成为机械 产品设计的基本手段和方法。本章主要从计算机辅助设计的基本概念、机械CAD 技术的内容、机械CAD系统的组成、机械CAD技术的发展等方面进行概括性介绍， 以便于使读者对机械CAD技术有一个总体的认识和了解。 1.1机械CAD技术的概念及内容 1.1.1机械产品设计及CAD技术 1.机械产品设计过程 为了说明机械CAD技术的概念，这里首先以内燃机设计为例，介绍一般机械产 品的设计过程。 内燃机属于一种量大面广的复杂机电产品，其设计是一项复杂的系统工程，一般 由以下几个环节组成。 1)产品开发计划阶段 此阶段由下述活动组成， (1)确定任务。 主要是根据市场需要（进行必要性、可行性论证）和法规需要来确定，这个环节应 该是在企业产品规划中完成。 (2)组织设计人员。 (3)调查研究。 ①访问用户，调查市场对欲开发产品的要求和技术需求。 ②了解制造厂的工艺条件、设备能力以及配件供应情况 ③收集同类先进产品的资料，包括性能参数、结构方案。 ④确定参考样机。现在内燃机一般没有从零开始的产品设计，许多产品都是在 某个参考机型的基础上进行改进设计