素描基础教程

PAGEPAGE93《AutoCAD2008中文版应用基础》中等职业学校教材青岛市石化高级技工学校教案任课教师于介民周课时四电子工业出版社郭朝勇主编PublishingHouseofElectronicsIndustry前言为了配合《AutoCAD2004中文版应用基础》课程的教学，体现教材的编写特色，更好地为读者服务，编写了此教学资料。教学资料内容有三个部分：第一部分是教学指南，包括了课程性质与任务、课程内容及要求、教学建议、教学时间分配。第二部分是电子教案，采用PowerPoint课件形式。教师可以根据不同的教学要求按需选取和重新组合。第三部分是思考题答案。限于编著者水平，教学资料中有错误或不妥之处，请读者给予批评指正。《AutoCAD2008中文版应用基础》教学指南一、课程的性质与任务本课程是中等职业技术学校计算机技术类专业的专业课。本课程注重对学生进行计算机绘图应用能力的培养和训练。通过本课程的学习，应使学生掌握计算机绘图的基本原理及运用，并能较熟练地应用AutoCAD进行一般工程图的绘制及简单零件或场景的三维造型。二、教学内容及要求第1章AutoCAD概述主要教学内容计算机辅助设计了解计算机辅助设计的概念和应用。计算机绘图明确计算机绘图系统的组成和常用的计算机绘图软件。AutoCAD的主要功能了解AutoCAD的主要功能及特点。系统配置了解运行AutoCAD所需的硬、软件环境。AutoCAD2004的安装与启动了解AutoCAD的安装方法；学会启动AutoCAD。AutoCAD的用户界面熟悉AutoCAD2004的用户界面组成及布置；了解基本用户界面的修改方法。AutoCAD命令和系统变量掌握命令行、菜单、工具栏等AutoCAD命令的主要输入方法；熟悉AutoCAD系统变量的查询及修改方法。文件操作熟悉AutoCAD图形的文件类型及打开、新建、保存图形文件的具体操作。绘图过程通过绘图实例了解AutoCAD下进行图形设计与绘制的全过程。AutoCAD设计中心了解AutoCAD设计中心的作用及基本操作。绘图输出了解AutoCAD图形输出的基本操作。在线帮助初步掌握AutoCAD在线帮助系统的使用方法。第2章二维绘图命令主要教学内容直线段、构造线、射线和多线绘图命令熟练掌握直线等绘图命令的使用方法、选项含义及主要应用。圆和圆弧绘图命令熟练掌握圆和圆弧绘图命令的使用方法、选项含义及主要应用。多段线绘图命令熟练掌握多段线绘图命令的使用方法、选项含义及主要应用。平面图形（矩形、正多边形、圆环、椭圆和椭圆弧）绘图命令熟练掌握矩形、正多边形、圆环、椭圆和椭圆弧等绘图命令的使用方法、选项含义及主要应用。点、定数等分点、定距等分点绘图命令熟练掌握点、定数等分点、定距等分点等绘图命令的使用方法、选项含义及主要应用，能够依需要正确设置点的样式。样条曲线绘图命令熟练掌握样条曲线绘图命令的使用方法、选项含义及主要应用。图案填充绘图命令熟练掌握样条曲线绘图命令的使用方法，能够正确设置填充图案的类型、比例、旋转角度及填充区域的指定方式。AutoCAD的绘图作业过程了解完成一个AutoCAD绘图作业的主要操作过程。第3章二维图形编辑主要教学内容构造选择集熟练掌握直选、窗选（W）、叉选（C）、扣除（R）等构造选择集方式的具体操作。删除和恢复命令掌握删除和恢复命令的使用方法。命令的放弃和重做掌握命令放弃和重做的操作方法。复制和镜像命令熟练掌握复制和镜像命令的使用方法、选项含义及主要应用阵列和偏移命令熟练掌握阵列和偏移命令的使用方法、选项含义及主要应用。移动和旋转命令熟练掌握移动和旋转命令的使用方法、选项含义及主要应用。比例和对齐命令熟练掌握比例命令的使用方法、选项含义及主要应用，了解对齐命令的功能及主要操作。拉长和拉伸命令初步掌握拉长和拉伸命令的使用方法、选项含义及主要应用打断、修剪和延伸命令掌握打断、修剪和延伸命令的使用方法、选项含义及主要应用。圆角和倒角命令掌握圆角和倒角命令的使用方法、选项含义及主要应用，能够正确设置圆角半径或倒角距离。多段线的编辑了解多段线的编辑方法。多线的编辑了解多线的编辑方法。图案填充的编辑了解图案填充的编辑方法。分解掌握分解命令的使用方法。夹点编辑了解夹点编辑的特点及用法。样条曲线的编辑了解样条曲线的编辑方法。综合示例掌握图形编辑命令的综合应用方法。第4章辅助绘图命令主要教学内容绘图单位和精度熟悉绘图单位和精度的设置方法。绘图界限掌握绘图界限的设置方法。绘图辅助工具掌握捕捉和栅格、自动捕捉、正交模式、线宽、状态栏控制等绘图工具的设置方法。对象捕捉熟练掌握对象捕捉的设置及具体操作方法。自动捕捉了解自动捕捉的设置方法。用户坐标系的设置了解坐标系的分类及用户坐标系的设置方法。显示控制掌握缩放、平移等图形显示控制命令的操作方法。第5章对象特性主要教学内容对象特性掌握图层、颜色、线型等对象特性的概念。图层熟练掌握图层的设置、控制及应用。颜色熟练掌握颜色的设置及应用。线型熟练掌握线型的设置、加载及应用。修改对象特性初步掌握对象特性的修改及匹配方法。第6章文字和尺寸标注主要教学内容字体和字样熟悉AutoCAD下字体和字样的概念及特点，掌握文字样式的定义和修改方法。单行文字和多行文字掌握单行文字及多行文字的书写及设置方法。文字的修改初步掌握修改文字内容及文字大小的方法。尺寸标注命令掌握线性尺寸、对齐尺寸、半径尺寸、直径尺寸、角度尺寸、基线标注、连续标注的标注方法，首席其他标注方法。尺寸标注的修改熟悉尺寸标注样式的设置和修改（如箭头大小、数字大小等），了解尺寸标注的修改方法。第7章块、外部参照和图像附着主要教学内容块定义数练掌握图块的定义方法。块插入熟练掌握在图中插入图块的操作方法及插入点、比例和旋转角度的设置方法。定义属性了解图块属性的概念及属性定义的方法。块存盘掌握将已定义图块存盘的命令及具体操作。更新块定义初步掌握更新块定义的方法。外部参照了解外参照的概念及主要操作。附着光栅图像了解在AutoCAD图形中附着光栅图像的操作方法。图形数据交换了解在AutoCAD下进行数据交换的操作方法。第8章三维绘图基础主要教学内容三维图形元素的创建掌握三维点的坐标表示，了解三维多段线的绘制方法，掌握基面及三维表面的绘制方法，了解三维面的绘制。三维形体的显示掌握三维形体的视点设置、消隐、着色、渲染等显示控制方法。用户坐标系的应用熟悉用户坐标系的设置及应用。三维曲面掌握旋转曲面和平移曲面的造型方法；了解直纹曲面及边界曲面的造型方法。三维绘图综合示例初步掌握三维曲面造型的方法及具体应用。第9章实体造型主要教学内容创建面域掌握面域的概念及创建的方法。创建基本立体掌握长方体、圆柱体、圆锥体、球、圆环体、楔形体等规则形状三维实体模型的创建方法。拉伸体与旋转体掌握拉伸体与旋转体的三维实体造型方法。实体造型中的布尔运算掌握实体造型中布尔运算的概念及实体间进行交、并、差运算的具体操作方法。三维实体的编辑初步掌握对三维实体进行倒角、倒圆角、剖切、断面等编辑的具体操作方法。设置曲面的轮廓密度和显示方式初步掌握三维显示设置和控制的方法。实体造型及渲染综合示例初步掌握三维实体造型的方法及具体应用。三、教学建议本课程是一门实践性较强的课程，应围绕“培养学生计算机绘图应用能力”的目标组织教学，讲授时间最好控制在总学时的二分之一以内。教学中应突出基本知识、主要命令的介绍，对于部分不太常用的命令可安排学生自学。教学中应加强图形特点分析及命令综合应用能力的训练，以提高学生的绘图能力。上机实践环节的教学，可使用与本教材配套的上机教材《AutoCAD2004上机知道与练习》（第2版）。对于机械、建筑等非计算机技术专业的学生，使用本教材时，可适当增加专业应用图例及练习。四、教学时间分配（含上机）章次课程内容课时第1章AutoCAD概述7第2章二维绘图命令10第3章二维图形编辑12第4章辅助绘图命令5第5章对象特性5第6章文字和尺寸标注8第7章块、外部参照和图像附着7第8章三维绘图基础10第9章实体造型8合计72注：以上课时分配，教学中应根据教学安排做适当调整。概述本章将概略介绍计算机辅助设计（CAD）及计算机绘图的概念、意义，计算机绘图系统的组成，以及有代表性的微机绘图软件AutoCAD的特点、应用及其安装和启动。1.1计算机辅助设计设计工作的特点是整个设计过程以迭代反复的形式进行的，在各个设计阶段之间有信息的反馈和交互作用。在此过程中设计者需要进行大量的分析计算和绘图等工作。传统的设计方法使设计人员不得不在脑海里完成产品构思，想象出复杂的三维空间形状，并把大量的时间和精力消耗在翻阅手册、趴图板绘图、描图等繁琐、重复的劳动中。计算机具有高速的计算功能，巨大的存储能力和丰富、灵活的图形、文字处理功能。充分利用计算机的这种优越性能，同时，将人的知识经验、逻辑思维能力结合起来，形成一种人与计算机各尽所长、紧密配合的系统，以提高设计的质量和效率。计算机辅助设计（ComputerAidedDesign）即CAD，是从五十年代开始，随着计算机以及外部设备的发展而形成的一门新技术。广义上讲，计算机辅助设计就是设计人员根据设计构思，在计算机的辅助下建立模型，进行分析计算，在完成设计后，输出结果（通常是图纸、技术文件或磁盘文件）的过程。CAD是一种现代先进的设计方法，它是人的智慧与计算机系统功能的巧妙结合。CAD技术能够提供一个形象化的设计手段，有助于发挥设计人员的创造性，提高工作效率，缩短新产品的设计周期，把设计人员从繁重的设计工作中解脱出来。同时，在产品数据库、程序库和图形库的支持下，应用人员用交互方式对产品进行精确的计算分析，能够使产品的结构和功能更加完善，提高设计质量。不仅如此，CAD技术还有助于促进产品设计的标准化、系列化、通用化，规范设计方法，使设计成果方便、快捷地进行推广和交流。目前，CAD已成为工程设计行业在新技术背景下参与产品竞争的必备工具，成为衡量一个国家和地区科技与工业现代化水平的重要标志之一。CAD正朝着标准化、智能化、网络化和集成化方向蓬勃发展。CAD技术的开发和应用从根本上改变了传统的设计方法和设计过程，大大缩短了科研成果的开发和转化周期，提高了工程和产品的设计质量，增加了设计工作的科学性和创造性，对加速产品更新换代和提高市场竞争力有巨大的帮助。美国国家工程科学院曾将CAD技术的开发应用评为1964至198925年间对人类影响最大的十大工程成就之一。CAD技术所产生的经济效益也十分可观，美国科学研究院所作的统计分析是：(1)降低工程设计成本13%～30%；(2)减少产品设计到投产的时间30%～60%；(3)产品质量的量级提高2～5倍；(4)减少加工过程30%～60%；(5)降低人力成本5%～20%；（6）增加产品作业生产率40%～70%；(7)增加设备的生产率2～3倍；(8)增加工程师分析问题的广度和深度的能力3～35倍。CAD技术的应用也改变了人们的思维方式、工作方式和生产管理方式，因为载体发生了变化，已不再是图纸。CAD工作方式主要体现在：①并行设计。进行产品设计的各个部门，如总体设计部门、各部件设计部门、分析计算部门及试验测试部门，可以平行地进行各自的工作，同时，还能共享到他人的信息，从网络上获得产品总体结构形状和尺寸，各部门的设计结果、分析计算结果和试验测试数据，并能对共同感兴趣的问题进行讨论和协调。在设计中，这种协调是必不可少的。②在设计阶段就可以模拟零件加工和装配，以便及早发现加工工艺性方面的问题，甚至运动部件的相碰、相干涉的问题。（3）在设计阶段可以进行性能的仿真，从而大幅度地减少试验工作量和费用。作为CAD技术主要组成部分的CAD软件源自20世纪60年代的计算机辅助几何设计，当时主要解决图形在计算机上的显示与描述问题，逐渐提出了线框、实体、曲面等几何形体描述模型。发展至今，共经历了以下几个阶段：（1）计算机绘图阶段：重点解决计算机图形生成、显示、曲面表达方式等基础问题。（2）参数化与特征技术阶段：解决CAD数据的控制与修改问题。（3）智能设计阶段：在设计中融入更多的工程知识和规则，实现更高层次上的计算机辅助设计。经过四十余年的发展，CAD软件已经由单纯的图纸或者产品模型的生成工具，发展为可提供广泛的工程支持，涵盖了设计意图表达、设计规范化、系列化、设计结果可制造性分析（干涉检查与工艺性判断）、设计优化等诸多方面。产生的三维设计模型可转换为支持CAE（计算机辅助工程）和CAM（计算机辅助制造）应用的数据形式。三维设计的这些特点满足了企业的工程需要，极大提高了企业的产品开发质量和效率，大大缩短了产品设计和开发周期。目前，国外大型制造类企业中，三维设计软件已得到了广泛的应用。如美国波音公司利用三维设计及相关软件，在两年半的时间里实现了波音777的无图纸设计，而按照传统的设计工作方式，整个过程至少需要4年。并且，在工程实施中，广泛采用了并行工程技术，在CAD环境下进行了总体产品的虚拟装配，纠正了多处设计错误，从而保证了设计过程的短周期、设计结果的高质量以及制造过程的流畅性。相对于二维设计（计算机辅助绘图），三维设计的最大特点就是采用了特征建模技术和设计过程的全相关技术。三维设计软件不仅具有强大的造型功能,而且提供了广泛的工程支持。包括设计意图的描述、设计重用和设计系列化等。三维设计分为零件设计、装配设计和工程图生成三个阶段。设计过程的全相关，使得在任何一个阶段修改设计，都会影响其它阶段的设计结果，从而保持模型在各种设计环境中的一致性，提高设计效率。图1.1所示为用三维设计软件建立的“装载车”三维装配模型；图1.2所示是装载车中的主要零件之一“铲斗”的三维零件模型。图1.3为由软件自动生成的对应图1.2所示铲斗零件的零件工程图。三者之间是完全关联和协调一致的。图1.1“装载车”的装配模型图1.2装载车中“铲斗”的零件模型图1.3由软件自动生成的“铲斗”零件图我国的CAD技术，从总体水平上看，与发达国家相比较，还存在着一定的差距。我国的CAD技术的研究及应用，始于70年代初，主要研究单位是为数不多的航空和造船工业中的几个大型企业和高等院校。到80年代后期，CAD技术的优点开始为人们所认识，我国的CAD技术有了较大的发展，并推动了几乎一切领域的设计革命。目前，作为CAD应用初级阶段的计算机绘图技术在我国的工程设计和生产部门已完全实现。三维CAD技术和应用正得到迅猛发展和普及，并已产生巨大的社会效益和经济效益。1.2计算机绘图1.2.1计算机绘图的概念图样是表达设计思想、指导生产和进行技术交流的“工程语言”，而绘图是一项细致、烦琐的劳动。长期以来，人们一直使用绘图工具和绘图仪器手工进行绘图，劳动强度大，效率低，精度差。1963年，美国麻省理工学院的I.E.Sutherland发表了第一篇有关计算机绘图的论文“SKECHPAD一种人机通信系统”，从而确立了计算机绘图技术作为一个崭新的科学分支的独立地位。计算机绘图的出现，将设计人员从繁琐、低效、重复的手工绘图中解放出来。计算机绘图速度快、精度高、且便于存储管理。经过四十余年的蓬勃发展，计算机绘图技术已渗透到各个领域，在机械、电子、建筑、航空、造船、轻纺、城市规划、工程设计等方面得到了广泛的应用，已经取得了显著的成效。计算机绘图就是利用计算机硬件和软件生成、显示、存储及输出图形的一种方法和技术。它建立在工程图学、应用数学及计算机科学三者结合的基础上，是CAD的一个主要组成部分。计算机绘图系统由硬件和软件两大部分组成，所谓硬件是指计算机及图形输入、输出等外围设备，而软件是指专门用于图形显示、绘图及图数转换等处理的程序。1.2.2计算机绘图系统的硬件计算机绘图系统的硬件主要由计算机主机、图形输入设备及图形输出设备组成。输入／输出设备在计算机绘图系统中与主机交换信息，为计算机与外部的通信联系提供了方便。输入设备将程序和数据读入计算机，通过输入接口将信号翻译为主机能够识别与接受的信号形式，并将信号暂存，直至被送往主存储器或中央处理机；输出设备把计算机主机通过程序运算和数据处理送来的结果信息，经输出接口翻译并输出用户所需的结果（如图形）。下面介绍几种常用的输入／输出设备。1.图形输入设备从逻辑功能上分，图形输入设备有定位、选择、拾取和输入四种，但实际的图形输入设备却往往是多种功能的组合。常用的图形输入设备中，除最基本的输入设备键盘、鼠标外，还有图形数字化仪和扫描仪。（1）图形数字化仪数字化仪又称图形输入板，是一种图形输入设备。它主要由一块平板和一个可以在平板上移动的定位游标（有4键和16键两种）组成，如图1.4所示。当游标在平板上移动时，它能向计算机发送游标中心的坐标数据。数字化仪主要用于把线条图形数字化。用户可以从一个粗略的草图或大的设计图中输入数据，并将图形进行编辑，修改到所需要的精度和详细的结构。数字化仪也可以用于徒手作一个新的设计，随后进行编辑，以得到最后的图形。图1.4图形数字化仪数字化仪的主要技术指标有：●有效幅面：指能够有效地进行数字化操作的区域。一般按工程图纸的规格来划分。如：A4、A3、A1、A0等。●分辨率：指相邻两个采样点之间的最小距离。●精度：指测定位置的准确度。（2）扫描仪扫描仪是一种直接把图形（如工程图）和图像（如照片、广告画等）以象素信息形式扫描输入到计算机中的设备，其外观如图1.5所示。将扫描仪与图像矢量化软件相结合，可以实现图形的扫描输入。这种输入方式在对已有的图纸建立图形库，或局部修改图纸等方面有重要意义。（a）平板式（b）滚动式图1.5扫描仪扫描仪按其所支持的颜色，可分为黑白和彩色两种；按扫描宽度和操作方式可以分为大型扫描仪、台式扫描仪和手持式扫描仪。扫描仪的主要技术指标有：●扫描幅面：常用的幅面有A0、A1、A4三种。●分辨率：指在原稿的单位长度上取样的点数（常用的为dpi，即每英寸内的取样点数）。一般来说，扫描时所用分辨率越高，所需存储空间越大。●支持的颜色、灰度等级：目前有4位、8位和24位颜色、灰度等级的扫描仪。一般情况下，扫描仪支持的颜色、灰度层次越多，图像的数字化表示就越精确，但也意味着占用的存贮空间越多。2.图形输出设备图形显示器是计算机绘图系统中最基本的图形输出设备，但屏幕上的图形不可能长久保存下来，要想将最终图形变成图纸，就必须为系统配置绘图机、打印机等图形输出设备以永久记录图形。现仅就最常用的图形输出设备绘图机简介如下。绘图机从成图方式来看有笔式、喷墨、静电和激光等类型，从运动方式来分有滚筒式和平板式两种。因喷墨滚筒绘图机既能绘制工程图纸，又可输出高分辨率的图像及彩色真实感效果图，且对所绘图纸的幅面限制较小，因而目前得到了最为广泛的应用。图1.6所示为两种滚筒绘图机的外观。（a）笔式（b）喷墨图1.6滚筒绘图仪1.2.3计算机绘图系统的软件在软件方面，实现计算机绘图，除可通过编程以参数化等方式自动生成图形外，更多采用的是利用绘图软件以交互方式绘图。绘图软件一般应具备以下功能：绘图功能：绘制多种基本图形。编辑功能：对已绘制的图形进行修改等编辑。计算功能：进行各种几何计算。存储功能：将设计结果以图形文件的形式存储。输出功能：输出计算结果和图形。目前流行的交互式微机绘图软件有多种，代表性的主要有美国Autodesk公司开发的AutoCAD及我国北京北航海尔公司开发的CAXA电子图板。本书以AutoCAD为应用平台，介绍计算机绘图的知识和操作技术。所述基本原理与方法亦适用于其它绘图软件。AutoCAD是美国Autodesk公司推出的，集二维绘图、三维设计、渲染及关联数据库管理和互联网通讯功能为一体的计算机辅助设计与绘图软件。自1982年推出，二十多年来，从初期的1.0版本，经2.17、2.6、R10、R12、R14、2000、2002、2004、2006等多次典型版本更新和性能完善，现已发展到AutoCAD2008，在机械、电子和建筑等工程设计领域得到了大规模的应用，目前已成为微机CAD系统中应用最为广泛和普及的图形软件。本章后续各节将对目前国内应用最广的版本AutoCAD2004的主要功能、软硬件需求、软件安装与启动、用户界面、基本操作等作一概略的介绍，使读者对该软件有一个整体的认识。1.3AutoCAD的主要功能1．强大的二维绘图功能AutoCAD提供了一系列的二维图形绘制命令，可以方便地用各种方式绘制二维基本图形对象，如：点、直线、圆、圆弧、正多边形、椭圆、组合线、样条曲线等。并可对指定的封闭区域填充以图案（如剖面线、非金属材料、涂黑、砖、砂石、渐变色填充等）。2．灵活的图形编辑功能AutoCAD提供了很强的图形编辑和修改功能，如：移动、旋转、缩放、延长、修剪、倒角、倒圆角、复制、阵列、镜像、删除等，可以灵活方便地对选定的图形对象进行编辑和修改。3．实用的辅助绘图功能为了绘图的方便、规范和准确，AutoCAD提供了多种绘图辅助工具，包括绘图区光标点的坐标显示、用户坐标系、栅格、捕捉、目标捕捉、自动捕捉、正交方式等功能。4．方便的尺寸标注功能利用AutoCAD提供的尺寸标注功能，用户可以定义尺寸标注的样式，为绘制的图形标注尺寸、尺寸公差、几何形状和位置公差、注写中文和西文字体。图1.7所示为利用AutoCAD绘制的机械和建筑工程图图例。（a）机械装配图（b）建筑平面图图1.7利用AutoCAD绘制的机械和建筑工程图5．显示控制功能AutoCAD提供了多种方法来显示和观看图形。“缩放”及“鹰眼”功能可改变当前视口中图形的视觉尺寸，以便清晰地观察图形的全部或某一局部的细节；“扫视”功能相当于窗口不动，在窗口后上、下、左、右移动一张图纸，以便观看图形上的不同部分；“三维视图控制”功能能选择视点和投影方向，显示轴测图、透视图或平面视图，消除三维显示中的隐藏线，实现三维动态显示等；“多视窗控制”能将屏幕分成几个窗口，每个窗口可以单独进行各种显示并能定义独立的用户坐标系；重画或重新生成图形等。6．图层、颜色和线型设置管理功能为了便于对图形的组织和管理，AutoCAD提供了图层、颜色、线型、线宽及打印样式设置功能，可以对绘制的图形对象赋予不同的图层、用户喜欢的颜色、所要求的线型、线宽及打印控制等对象特性，并且图层可以被打开或关闭、冻结或解冻、锁定或解锁。7．图块和外部参照功能为了提高绘图效率，AutoCAD提供了图块和对非当前图形的外部参照功能，利用该功能，可以将需要重复使用的图形定义成图块，在需要时依不同的基点、比例、转角插入到新绘制的图形中，或将外部及局域网上的图形文件以外部参照的方式链接到当前图形中。8．三维实体造型功能AutoCAD提供了多种三维绘图命令，如创建长方体、圆柱体、球、圆锥、圆环、楔形体等，以及将平面图形经回转和平移分别生成回转扫描体和平移扫描体等，通过对立体间进行交、并、差等布尔运算，可以进一步生成更为复杂的形体。AutoCAD提供的三维实体编辑功能可以完成对实体的多种编辑，如：倒角、倒圆角、生成剖面图和剖视图等。实体的查询功能可以方便地自动完成三维实体的质量、体积、质心、惯性矩等物性计算。此外，借助于对三维图形的消隐或阴影处理，可以帮助增强三维显示效果。若为三维造型设置光源、并赋以材质，经渲染处理后，可获得像照片一样非常逼真的三维真实感效果图。图1.8所示为用AutoCAD完成的“轿车”三维建模及渲染效果图；图1.9所示为用AutoCAD完成的建筑三维造型及渲染效果图。（a）三维模型（b）渲染效果图图1.8用AutoCAD完成的“轿车”三维建模及渲染效果图（a）建筑三维造型样章（10页）第1章使用AutoCAD

开始设计机械产品在计算机中做机械设计工作的方法与途径是多种多样的，用户可采用自己所习惯和熟悉的方式从制定设计方案开始。使用AutoCAD开展设计与制图工作，能让用户甩掉图板，开展无纸办公。为此，用户需要按本章所述内容做好各种相关的准备工作。本章内容以AutoCAD2008简体中文版为例，安装AutoCAD与机械设计的相关软件。设计并绘制机械传动简图，了解AutoCAD的使用与操作特点。了解AutoCAD命令的使用特点及AutoCAD2008简体中文版操作窗口的组成。了解绘制机械设计图形的操作特点，编辑、修改图形的操作特点。本章目的做好使用AutoCAD开展机械设计的准备工作。掌握应用AutoCAD的基本知识。做好设计机械产品的准备工作。本章的操作将绘制一个一级齿轮传动简图，如图1-1所示。本章所涉及的AutoCAD命令与功能有：INE命令，用于绘制直线。ORTHO命令，用于控制使用正交方式。MOVE命令，用于移动用户选定的图形对象。COPY命令，用于复制用户选定的图形对象。精确定位坐标点，自动引用上一个坐标点。ZOOM命令，在屏幕上放缩显示图形。

图1-1一级齿轮传动简图1.1准备使用AutoCAD1.安装AutoCADAutoCAD从诞生以来已经发布了几十种版本，安装时屏幕上将显示安装向导，用户在它的引导下即可完成操作。如图1-2所示为简体中文AutoCAD2008，单击它的“安装产品”文本链接，即可进入该软件的安装向导，在它的引导下即可完成安装操作。图1-2屏幕上将显示安装向导注：本教材插图取自中文简体AutoCAD2008正式版。本教材适用于AutoCADR14及以后的版本，某些版本特有的功能将在教材中及时指出。对于AutoCAD2005以前的版本来说，用户还可以通过屏幕上显示的操作向导与提示信息来设计与绘制图纸。初学者需要注意到中文版AutoCAD2008对计算机操作系统的版本要求较高。用户的计算机操作系统必须是WindowsXPProfessionalServicePack1或2、WindowsXPHomeServicePack1或2、WindowsXPTabletPC（用户必须有管理权限）、Windows2000ServicePack4。此外，还应当满足的条件是：MicrosoftInternetExplorer6.0ServicePack1，或者更高版本。PentiumⅢ800MHz或更高处理器。512MB内存（RAM）与500MB硬盘。支持Windows的显示适配器。1024768VGA真彩色（最低要求）。如果在WindowsXP上安装AutoCAD2008时遇到问题，按屏幕上显示的提示信息处理后，也没有解决问题，可以尝试在安全模式下进行安装操作。若还不能排除故障，说明用户的Windows系统的程序安装器被关闭了。此时，可将WindowsXP切换到诊断启动模式后再进行操作，其步骤如下。步骤1从Windows任务栏中的“开始”菜单里执行“运行”命令。按钮。步骤3在“系统配置实用程序”对话框中，选择“诊断启动”，如图1-4所示。图1-3输入命令msconfig图1-4选择“诊断启动”步骤4单击“服务”选项卡，并选择WindowsInstaller，如图1-5所示。步骤5单击“确定”按钮。此后，屏幕上将提示重新启动Windows。当Windows重新启动后，以管理用户的身份登录，然后运行安装向导即可顺利完成操作。安装完AutoCAD2008后，可再一次进入“系统配置实用程序”对话框，将WindowsXP系统切换回正常启动模式，为此，可在图1-4所示的“系统配置实用程序”对话框中，选择“正常启动”后，然后单击“确定”按钮。2.安装辅助设计的工具软件如果用户需要做大量的机械设计工作，可考虑在自己的计算机中安装一些辅助设计的工具软件，如齿轮设计、有限元分析、结构与应力分析，以及《机械零件设计手册》电子版等都是很不错的选择。图1-5选择WindowsInstaller当用户熟练掌握了AutoCAD及其编程语言后还能自己开发这些软件。对于绝大多数用户来说，仅《机械零件设计手册》软件版具有较强的实用性，其他的工具软件可有可无，无足轻重。顺便说一句，《机械零件设计手册》可以与AutoCAD同时运行，当用户需要查询某个设计参数时，可通过它快速达到目的，如图1-6所示的操作正是在查询公差与配合值。图1-6正在查询公差与配合值3.安装文本处理软件在机械设计中，工程师们会“边设计、边修改、边绘图”，因此为了编写《设计说明书》，或者在校学生的《课程设计》、《毕业设计》文档，用户还需要在自己的计算机系统中安装文本处理软件如MicrosoftWord，用户除了可用它完成这种“三边”工作方式中的文本处理工作外，还能为设计蓝图与产品设计数据库准备好数据。图1-7显示了本教材正在用它制定带输入一级齿轮减速器的基本参数。图1-7制定带输入一级齿轮减速器的基本参数这里要特别提醒一下，为了应用AutoCAD2008的表格功能，请不要忘记安装MicrosoftOffice软件包中的Excel程序。此外，AutoCAD软件包中的某些帮助文档是以pfd格式提供的，为了阅读它们，用户还需要在自己的计算机系统中安装AdobeReader，这是由Adobe公司开发的一种阅读器，在网络上的许多网站中可下载到它。注意本教材后面各章将采用图1-7中所列的参数设计一个带输入一级齿轮的减速器，并绘制出主要的设计蓝图。按上述内容安装好了AutoCAD与文本处理软件，用户就能够开展无纸办公设计机械产品了，这也正是本教材要采用的工作方法。4.安装数据库管理系统软件如果用户将要做的是一个大型设计项目，特别是将要由多人来完成的工作，或者要将设计的结果、技术数据保存起来，以备查询，就可以考虑在自己的计算机上安装数据库管理系统软件。在这一类软件中，VisualFoxPro是一款适用于AutoCAD工程师的好工具，特别适用于机械设计项目。此外，MicrosoftExcel也是不错的选择。AutoCAD自12版本开始，也提供了应用数据库管理系统的功能，用户若想使用它，还可以在外部使用VisualFoxPro、MicrosoftExcel，或者文字编辑处理等软件创建数据表，本教材将在后面的章节中讲述详细的操作方法。注意数据库管理系统是一种专业性很强的应用软件，需要在参阅AutoCAD以外的教材来学习其使用方法。

1.2启动AutoCAD如本教材《前言》所述，AutoCAD不只是一个绘图软件，而且是一个计算机辅助设计软件，其最新版本AutoCAD2008还能让用户通过网络开展设计工作，本教材将基于中文简体正式版AutoCAD2008来讲述这个软件的机械工程设计应用步骤。安装这个软件后，用户按启动Windows应用程序的方法启动它，屏幕上将显示一个介绍新功能的对话框，用户打开它的“以后再说”单选按钮，然后单击“确定”按钮如图1-8所示，即可看到这个软件的“二维草图与注释”工作空间，本教材将由此开始讲述应用这个软件的操作步骤。图1-8“以后再说”单选按钮注意AutoCAD2008的“二维草图与注释”工作空间是这个软件提供的一种用户操作窗口，它提供了一些常用的工具栏，以及位于屏幕右边缘的操作控制台。控制台的一些浮动面板，用于快速选择某些常用的操作工具，如图1-9所示。图1-9AutoCAD2008的“二维草图与注释”工作空间

1.3设置屏幕显示方式由图1-9可见，AutoCAD的操作窗口由下拉菜单、工具栏、绘图工作区、控制台、命令窗口构成。默认状态下的绘图工作区背景为灰色，这与图板上的白色图纸截然不同，而显示在AutoCAD操作窗口中的光标线是一个十字架，用户若想按使用图板与丁字尺那样绘制图纸，则需要修改它的尺寸大小，下述操作就将达到此目的。步骤1从“工具”下拉菜单中执行“选项”命令。“工具”下拉菜单中的命令很多，若用户不能在屏幕上看到“选项”命令，可单击位于该下拉菜单底部的滚动按钮让此命令显示出现，如图1-10所示。步骤2单击“选项”对话框中“显示”选项卡里的“颜色”按钮，如图1-11所示。图1-10执行“选项”命令图1-11单击“颜色”按钮步骤3进入图1-12所示的“图形窗口颜色”对话框后，从“背景”列表中选择“二维模型空间”，在“界面元素”列表中选定“统一背景”，然后单击“颜色”下拉按钮，接着选择白色，如图1-13所示。“图形窗口颜色”对话框用于为AutoCAD操作窗口中的各种元素设置颜色。初始时，此对话框中的模型空间窗口元素处于选定状态。模型空间是AutoCAD用来绘制图形的工作模式，因此这一步操作就将设置绘图工作区域的显示颜色，当用户单击“应用并关闭”按钮后，就将在屏幕上看到该操作的结果。注意与模型空间相对应的还有图纸空间，通过AutoCAD操作窗口底部的“模型”选项卡可进入前者，单击“布局”选项卡则进入后者。用户参阅本教材后面的内容，可进一步了解它们各自的用途。图1-12“图形窗口颜色”对话框图1-13选择白色步4返回“选项”对话框中的“显示”选项卡后，让其值变成100，如图1-14所示。最后，单击“确定”按钮结束。图1-14向右拖动“十字光标大小”区域中的滑标这一步操作实际上是在修改AutoCAD中的CURSORSIZE系统变量值。为了设置与控制AutoCAD的工作环境，以及完成一些特定的任务，这里提供了数百个系统变量。这里的CURSORSIZE系统变量用于设置光标线的尺寸大小，可取用的值范围为5~100。若设置一个小于100的值，修改此值就能改变十字光标线的尺寸大小，即可以在屏幕上看到十字光标的尾端。若将此值设置为100，在操作窗口中将看不到十字光标线的尾端，即十字光标线始终横过操作窗口，如图1-15所示。一旦修改了CURSORSIZE系统变量的值，十字光标线的尺寸大小将立即更改。此后，若用户想恢复默认的十字光标线尺寸大小，可将该系统变量的值修改为5。图1-15在操作窗口中将看不到十字光标线的尾端注意尽管AutoCAD提供的系统变量很多，但用户不必一一记住它们，而且它们中的某些是只读的，而有些则将随用户在相关对话框中所做的操作自动变更。不是所有的系统变量都能在命令行上或对话框中修改其值。初学者也不必去了解AutoCAD的所有系统变量与各自所控制的范围。而且，任何用户都不可能将所有系统变量的功能都弄明白和记忆下来，许多老练的用户也可能从来没有去深入研究过系统变量，本教材在这里也仅作为一种概念性知识来讲述。但是，若用户使用的是AutoCAD14与此前的版本，就需要记住某些常用系统变量的功能与应用参数了。上面的操作仅说明了执行AutoCAD下拉菜单中的命令方法。在这个软件中还有许多命令需要通过工具栏或者“命令”窗口来执行。无论用户通过什么样的途径来执行命令，所执行的命令名都将在“命令”窗口中显现。这个窗口位于AutoCAD操作窗口的底部，由图1-15可见，此窗口显示有_options字符串，说明刚才执行了OPTIONS命令，下划线表示是由其他方式执行此命令，没有在“命令”提示符下输入它来执行。顺便说一下，Autodesk公司提供给用户使用的命令非常多，其中很大一部分是常用的，它们可以通过下拉菜单与工具栏进行调用，而另一些则是不常用的，但是具有较强的实用性，它们只能在命令行上输入其名称来引用。1.4执行AutoCAD命令AutoCAD预设的绘图单位是毫米（mm），这正是机械设计中所采用的单位。因此，用户可在完成上述操作后立即着手执行AutoCAD命令来开展设计工作。执行AutoCAD命令是使用这个软件的重要操作。而且绝大多数的命令被调用时会在“命令”窗口中的提示区里显示一行或者多行提示信息来引导用户进行操作。许多AutoCAD命令提示行中都有一些供用户选择使用的操作项，它们被称为“选择项”，简称“选项”，用于完成用户指定的操作，下面的操作就将说明这一点。命令提示区是“命令”窗口的一部分，在AutoCAD的一个文本窗口中，用户通过它可输入并执行命令，AutoCAD也将在此区域显示一些与当前操作相关的提示信息，以及让用户输入相关的参数来回答提示信息。下述步骤将说明这一点，所绘图形及顺序如图1-16所示。图中虚线部分为将要绘制的内容，实线部分为按顺序绘制出的部分图形。图1-16所绘图形及顺序步骤1从“二维建模”控制台中选择“直线”工具，如图1-17所示。这一步操作用于执行LINE命令，因此命令提示区中将显示命令：_line，以及提示信息“指定第一点：”如图1-18所示。这里的下划线(_)表示此命令是通过工具栏来执行的。图1-17选择“直线”工具图1-18命令提示区显示命令：_line步骤2在绘图区域中单击要绘制直线的起点。初学者需要注意到，此后的“命令”窗口中，以及绘图区域中都将显示提示信息“指定下一点：”由于用户是手持鼠标器操作的，因此这以后用户的鼠标器多少会有一些移动，相对于起点而言，当前光标所在位置就不可避免地产生变化，如图1-19中显示的相对角度为0。若移动鼠标器，这个相对角度值会随之变化。此时用户可移动鼠标器在绘图区域中选取直线的下一点，即所要绘制的直线另一个端点，或者从键盘上输入一个坐标点来回答该行提示。注意AutoCAD的命令名不分大小写，而且不同的执行途径会在“命令”提示符后显示不同的书写格式（包括参数），如这里的_line就是通过“绘图”工具栏操作的结果。本教材对在“命令”提示符后输入命令的操作，将给出大写的命令名以示区别。图1-19单击要绘制直线的起点步骤3从键盘上输入：@225.92<0，并按下Enter键。图1-20先从键盘上输入字符@图1-21接着输入225.92<最后，输入角度值0（如图1-22所示），并按下Enter键，一条直线就绘制好了，光标附近也将显示下一个“指定下一点：”提示信息，如图1-23所示。图1-22输入角度值0图1-23“指定下一点：”提示信息图1-24绘制出一个由多条直线段构成的矩形这里的“起点”与“下一点”都是直线的端点，它们分别位于直线的两端，将用来确定直线长度与位置、相对于水平线的角度。在AutoCAD中，当前光标所在处与上一个点（在这里即为“起点”）之间会有一条“橡皮筋”连线，光标移动时此连线就会随之变换方向与长度，以保持连接这两个点。启用“动态输入”后，显示在光标附近的提示信息随着光标移动而动态更新。AutoCAD还将用虚线来标明没有测量长度起始点与终点，以及测量角度的两条边线，如图1-23中的334.5342就是AutoCAD测量的“橡皮筋”长度，它与“线段1”的延长线夹角为34o。命令与技巧：LINE命令这是一条常用的AutoCAD命令，能让用户通过指定两个端点来绘制一条直线，然后指定下一个端点绘制第二条直线。操作时，屏幕上显示指示信息：命令：LINE命令：指定第一点:选择一个点用户回答一个点后还将显示提示：命令：指定下一点或[放弃(U)]:回答第二个点后一条直线就将被绘制。接着屏幕上还将显示这一行提示，再回答一个点，提示就将变成：命令：指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:此时，回答一个点将绘制下一条直线，回答C则将第一个点作为终点来绘制一条闭合曲线，如图1-25所示，用户与AutoCAD的操作对话过程也就结束了。顺便说一下，若使用提示行中的U回答将取消上一步操作，这是一种常用的操作。

图1-25LINE命令的用途1.5输入坐标值上述操作说明了执行AutoCAD命令的操作特点，以及输入相对坐标值的方法。其操作样章绘制传动示意图本章所绘制的多段线，是AutoCAD机械设计与绘图工作中使用最频繁的图形对象，因此用户应当努力掌握它的使用特点与应用方法。2.1作业学完本章后，应当掌握多段线的绘制方法。本章作业：接着教程中图2-46所示的结果，绘制教程中图2-1所示的机械传动示意图。评分标准（满分：5分）：图形对象对称性好、结果准确：1分直线段与圆弧段定位准确：1分准确应用键盘上的相关功能键：1分熟练应用PLINE命令：1分文档窗口中显示的对话过程流畅：1分参考步骤：先参阅本章的内容，绘制好教程中图2-46所示的结果，然后按下述步骤继续操作。步骤1参照上一节的操作，绘制如图2-1所示的两条辅助线，然后使用PLINE命令绘制一条直线与圆弧段，结果如图2-2所示，对话过程如下所述。命令:PLINE指定起点:当前线宽为0.8000指定下一个点或[圆弧(A)/半宽(H)/长度(L)/放弃(U)/宽度(W)]:指定一个点指定下一点或[圆弧(A)/闭合(C)/半宽(H)/长度(L)/放弃(U)/宽度(W)]:a指定圆弧的端点或[角度(A)/圆心(CE)/闭合(CL)/方向(D)/半宽(H)/直线(L)/半径(R)/第二个点(S)/放弃(U)/宽度(W)]:a指定包含角:270指定圆弧的端点或[圆心(CE)/半径(R)]:CE指定圆弧的圆心:指定圆弧的端点或[角度(A)/圆心(CE)/闭合(CL)/方向(D)/半宽(H)/直线(L)/半径(R)/第二个点(S)/放弃(U)/宽度(W)]:Enter这一段对话所绘制的多段线宽度为0.8个绘图单位。此宽度值由前面执行PLINE命令的操作所设置，这是一个值得初学者注意的问题。图2-1绘制两条辅助线图2-2绘制好一条直线与圆弧段步2参照上面的操作，建立如图2-3所示的两条辅助线，并绘制一条直线与圆弧段，对话过程如下所述。最后，删除辅助线，结果如图2-4所示。命令:_pline指定起点:指定一个点当前线宽为0.8000指定下一个点或[圆弧(A)/半宽(H)/长度(L)/放弃(U)/宽度(W)]:指定一个点指定下一点或[圆弧(A)/闭合(C)/半宽(H)/长度(L)/放弃(U)/宽度(W)]:A指定圆弧的端点或[角度(A)/圆心(CE)/闭合(CL)/方向(D)/半宽(H)/直线(L)/半径(R)/第二个点(S)/放弃(U)/宽度(W)]:A指定包含角:270指定圆弧的端点或[圆心(CE)/半径(R)]:CE指定圆弧的圆心:指定圆弧的端点或[角度(A)/圆心(CE)/闭合(CL)/方向(D)/半宽(H)/直线(L)/半径(R)/第二个点(S)/放弃(U)/宽度(W)]:Enter图2-3建立两条辅助线图2-4最后的结果步骤3参见图2-5，使用PLINE命令绘制四条直线。步骤4在绘图区域中的一个空白处绘制一条直线，如图2-6所示。图2-5绘制四条直线图2-6在一个空白处绘制一条直线步5使用MOVE命令移动这一条直线段，将它的中点作为基点做移动操作，对话的过程如下所述。命令:_move选择对象:L找到1个选择对象:Enter指定基点或[位移(D)]<位移>:选定图2-7中所示的“中点”指定第二个点或<使用第一个点作为位移>:<正交关><捕捉关>选定图2-8中所示的“端点”图2-7指定基点图2-8指定目标点对齐的结果将如图2-9所示。步骤6按下述对话过程复制刚才移动的直线段。命令:_copy选择对象:L找到1个选择对象:Enter指定基点或[位移(D)]<位移>:选定图2-10中所示的中点图2-9移动的结果图2-10指定复制的基点指定第二个点或<使用第一个点作为位移>:选定图2-11中所示的“端点”指定第二个点或[退出(E)/放弃(U)]<退出>:Enter复制的结果应如图2-12所示。图2-11指定移动的目标点图2-12复制的结果步骤7按下述对话过程绘制一条直线。命令:_pline指定起点:选定图2-13中所示的“端点”当前线宽为0.8000指定下一个点或[圆弧(A)/半宽(H)/长度(L)/放弃(U)/宽度(W)]:W指定起点宽度<0.8000>:0指定端点宽度<0.0000>:Enter指定下一个点或[圆弧(A)/半宽(H)/长度(L)/放弃(U)/宽度(W)]:选定图2-14中所示的“端点”指定下一点或[圆弧(A)/闭合(C)/半宽(H)/长度(L)/放弃(U)/宽度(W)]:Enter这一段对话所绘制的多段线宽度不再是0.8个绘图单位，而是0宽度。0宽度在AutoCAD中是一种细线，可用于绘制细实线、虚线、点画线等机械制作中的非轮廓线。初学者可从上述对话过程中体会到使用PLINE命令绘制有宽度多段线的操作特点。图2-13指定起点图2-14指定第二点步骤8接着，再按下述对话过程绘制一条直线。命令:Enter命令：PLINE指定起点:选定图2-15中所示的“中点”当前线宽为0.0000指定下一个点或[圆弧(A)/半宽(H)/长度(L)/放弃(U)/宽度(W)]:指定下一个点或[圆弧(A)/半宽(H)/长度(L)/放弃(U)/宽度(W)]:@10<45指定下一点或[圆弧(A)/闭合(C)/半宽(H)/长度(L)/放弃(U)/宽度(W)]:Enter这一段对话将绘制一条倾角为45的直线，如图2-16所示。步骤9在“命令：”提示符下选定刚才绘制的直线，接着选定图2-17中所示端点处的夹点，然后按下述对话过程做镜像夹点编辑操作。命令:选定刚才绘制的直线与图2-17中端点所在处的夹点**拉伸**指定拉伸点或[基点(B)/复制(C)/放弃(U)/退出(X)]:Enter**移动**指定移动点或[基点(B)/复制(C)/放弃(U)/退出(X)]:Enter**旋转**指定旋转角度或[基点(B)/复制(C)/放弃(U)/参照(R)/退出(X)]:Enter**比例缩放**指定比例因子或[基点(B)/复制(C)/放弃(U)/参照(R)/退出(X)]:Enter**镜像**指定第二点或[基点(B)/复制(C)/放弃(U)/退出(X)]:C**镜像(多重)**指定第二点或[基点(B)/复制(C)/放弃(U)/退出(X)]:<正交开>选定图2-18所示的“端点”

图2-15指定起点图2-16绘制一条倾角为45的直线这一段对话说明了使用AutoCAD夹点编辑功能的一个操作特点：夹点编辑对话中所显示的第一行操作提示将用夹点拉伸编辑功能，对它给出空回答后才能使用其他的夹点编辑功能，并在屏幕上看到相应的提示信息。图2-17选定夹点图2-18选定端点**镜像（多重）**指定第二点或[基点(B)/复制(C)/放弃(U)/退出(X)]:选定图2-19所示的“中点”**镜像（多重）**指定第二点或[基点(B)/复制(C)/放弃(U)/退出(X)]:选定图2-20所示的“端点”**镜像（多重）**指定第二点或[基点(B)/复制(C)/放弃(U)/退出(X)]:Enter图2-19选定中点图2-20选定端点注意上面的操作将现有图形中直线作为辅助线来完成镜像复制夹点编辑工作，其结果将是绘制一个斜十字架，如图2-21所示。操作中，由图2-18中选定的“端点”镜像复制了第一条直线，它正是图2-20中选定的“端点”所属的直线。上面的各种操作将现有的图形中的部分直线对象用于捕捉坐标点，从而快速绘制出了适当的直线与圆弧线，下面的操作还将利用这些直线来做移动与复制工作。步10在“命令”提示符下选定图2-21中那些组成斜十字架的直线段，结果应当如图2-22所示。图2-21绘制一个斜十字架图2-22选定组成斜十字架的直线段操作时，可使用“窗口”方式选择对象。一旦选定了这四条直线，即可从“二维绘图”控制台中选择“移动”工具，并做好下述对话。命令:_move找到4个指定基点或[位移(D)]<位移>:选定图2-23中所示的“端点”指定第二个点或<使用第一个点作为位移>:选定图2-24中所示的“端点”这一段对话也能由夹点移动编辑操作来替换。只是在这里使用夹点移动编辑时，需要特别指定移动基点，不如使用MOVE命令来得容易。图2-23指定基点图2-24指定第二点再接着从“修改”工具栏中选择“复制”工具，并做好下述对话。命令:_copy选择对象:P找到4个选择对象:Enter指定基点或[位移(D)]<位移>:选定图2-24中所示的“端点”指定第二个点或<使用第一个点作为位移>:选定图2-25中所示的“端点”指定第二个点或[退出(E)/放弃(U)]<退出>:Enter这里，对COPY命令的“选择对象”提示行回答了P，这是一个应用AutoCAD选择集的常用参数。当用户在此之前，执行其他操作时选定了对象，该参数就将为当前操作引用这些对象，即再一次选定它们。因此，上述操作的结果就将如图2-26所示。此参数也将用于预置选择集(在AutoCAD中编辑与绘制图形时的一种操作技巧)，只是使用的时候并不多。步骤11按下述对话过程执行PLINE命令。命令:_pline指定起点:<正交关><捕捉关><对象捕捉关>选择图2-27中十字光标中心所在处的点当前线宽为0.0000指定下一个点或[圆弧(A)/半宽(H)/长度(L)/放弃(U)/宽度(W)]:A指定圆弧的端点或[角度(A)/圆心(CE)/方向(D)/半宽(H)/直线(L)/半径(R)/第二个点(S)/放弃(U)/宽度(W)]:选择图2-28中十字光标中心所在处的点指定圆弧的端点或[角度(A)/圆心(CE)/闭合(CL)/方向(D)/半宽(H)/直线(L)/半径(R)/第二个点(S)/放弃(U)/宽度(W)]:w指定起点宽度<0.0000>:4指定端点宽度<4.0000>:0指定圆弧的端点或[角度(A)/圆心(CE)/闭合(CL)/方向(D)/半宽(H)/直线(L)/半径(R)/第二个点(S)/放弃(U)/宽度(W)]:选择图2-29中十字光标中心所在处的点指定圆弧的端点或[角度(A)/圆心(CE)/闭合(CL)/方向(D)/半宽(H)/直线(L)/半径(R)/第二个点(S)/放弃(U)/宽度(W)]:Enter图2-25指定复制目标点图2-26上述操作的结果图2-27指定起点图2-28指定圆弧的端点这一段对话将绘制一个圆弧箭头，其结果如图2-30所示。图2-29指定圆弧箭头的终点图2-30绘制一个圆弧箭头此后，用户可保存当前图形。操作时，可在AutoCAD主操作窗口标题栏中看到保存当前图形文件的文件夹名，若想换一个地方，或者更名保存图形文件，则需要从“文件”下拉菜单中执行“另存为”命令，或者按下键盘的“Ctrl+S”组合键即可达到目的。2.2复习与测试本章讲述用AutoCAD开展机械产品设计工作时，绘制传动示意图的操作方法。其目的是要让用户在操作中了解PLINE命令的功能，绘制有宽度的直线段与圆弧线、箭头的操作步骤，以及绘制两维图形的技巧，辅助线在绘图操作中的重要性与应用方法。复习本章内容时，需要注意下述问题。重点内容：应用PLINE命令绘制不同宽度的多段线。预设选择集及其应用方法。ZOOM命令的功能及其应用方法。COPY与MOVE命令的使用方法。熟练应用的操作：应用多个夹点做编辑操作。预设选择集做编辑修改操作。通过下列测试题，可检测读者对这些内容的掌握程度。测试时间：45分钟总分：100分一、选择题（每题4分，共40分）1.在默认状态下，AutoCAD的绘图命令所绘制的线段宽度为（）。A．0宽度 B．用户预设宽度C．1个绘图单位 D．0.8个绘图单位2.打开AutoCAD自动捕捉坐标点功能可采用的操作是（）。A．执行菜单命令 B．执行快捷菜单中的命令C．设置预定选项 D．按下键盘上的F9功能键3.PLINE命令的功能是（）。A．绘制由直线与圆弧线构成的多段线 B．设置图形的线宽C．绘制多段直线与圆弧线 D．修改图形的线宽4.PLINE命令提示行中，用于绘制圆弧线的关键字是（）。A．C B．HC．W D．A5.SNAP命令的功能是（）。A．捕捉坐标点 B．设置捕捉栅格颜色与密度C．控制显示捕捉栅格 D．在屏幕上放大或缩小显示图形6.控制使用捕捉方式的方法可以是（）。A．按下键盘上的F3功能键 B．使用下拉菜单命令C．预先设置 D．使用快捷菜单命令7.AutoCAD的镜像功能是（）。A．参考某一条中心线复制对象 B．对称于某一条中心线复制对象C．绘制相同形状的图形对象 D．镜像复制或移动对象8.建立夹点的操作方法是（）。A．执行菜单命令 B．连续单击图形对象C．在“命令:”提示下选定对象 D．右键单击对象9.下面不属于夹点拉伸编辑提示行中的关键字是（）。A．B B．CC．X D．A10.夹点编辑结束后，取消夹点的方法是（）。A．立即执行新的命令 B．右键单击夹点C．右键单击夹点所在的对象 D．按下键盘上的空格键二、填空题（每题4分，共40分）1.ZOOM命令的E参数用于最_____化地显示绘图区域中的______。使用它的目的是要尽可能大的显示当前视图中的图形。ZOOM命令的A参数，用于显示当前视图中的_____图形。转动鼠标上的滚轮，可放大或缩小显示当前______所在处的图形。2.AutoCAD可按预定的精度在当前坐标系中_____捕捉坐标点，在默认状态下，这个精度为_____个绘图单位，按下键盘上的_____功能键就将打开该捕捉功能，并让用户在屏幕上移动鼠标指针时，按此单位捕捉__________。3.PLINE命令用于绘制______。这是一种可作为单个对象来创建的、相互____的序列线段，可由________、______线段或两者相组合而形成的线段。4.PLINE命令提示行的关键字用法：C，绘制一条直线段来______图形；H，绘制一条___宽度的线段；L，绘制指定长度的______；U，______操作。5．使用SNAP命令能提高绘图操作效率。因为它可控制显示并设置捕捉______点矩阵，控制其_______、________和对齐______。6.按下键盘上的F3功能键的目的就是要_____对象捕捉功能。若“命令”提示区中显示出“<对象捕捉关>”的信息，说明当前对象捕捉功能已经_____；若“命令”提示区中显示出“<对象捕捉开>”的信息，说明当前对象捕捉功能已经_____。通过_______中的“捕捉”按钮也能完成相同的操作。7.使用AutoCAD夹点编辑功能可完成的常用编辑操作有拉伸、______、______、______、______。8.一旦在屏幕上建立起了夹点，就可以单击其中的某一个夹点，让它填充成_____。填充成红色的夹点即为当前______的夹点，这是对选定的图形对象做______编辑的所必需的操作。操作时，若按住键盘上的Shift键，单击______夹点，让它们都处于选定状态。9.夹点移动编辑提示行中的“复制”选项，用于_____并_____选定的对象。“基点”选项用于指定移动的______，每指定一个目标点，就将在此______出一个选定的对象。10.预置选择集是一种很重要的______选择方法。为了使用它，用户可在执行相关命令前，预先选定好______，也可以使用SELECT命令选择好对象，此后执行各种需要选择对象的命令时，对“选择对象”提示行回答____，就能选择这些图形对象。除非这些选定的图形对象被_______了，或者重新预置了选择集，这种回答才会失效。三、问答题（每题5分，共10分）1.通过PLINE命令定义的线宽值如何应用？2.多段线与直线的主要差别是什么？四、操作题（每题5分，共10分）1.用于PLINE命令绘制一个尺寸标注对象中的箭头。2.将AutoCAD中的图形插入MicrosoftWord文档中。样章（10页）第9章三维实体造型9.1上机目的1．掌握三维实体命令的使用。2．初步掌握三维实体编辑命令的操作方法。3．明确通过形体间的交、并、差等布尔运算进行三维实体造型的基本思想，并可完成简单三维立体的实体造型。9.2上机内容1．参考教材第9章熟悉三维实体造型命令的功能及其操作方法。2．按教材[例9.3]所列方法步骤完成“烟灰缸”的三维实体造型。3．按下面的“操作实例”所给步骤完成“显示器”、“等径正交圆柱筒”及“方向盘”的三维实体造型。9.3操作实例9.3.1显示器完成图9.22所示的计算机“显示器”的三维实体造型。分析显示器的形状虽不规则，但可以将其看成是由若干规则的几何实体经并、差等布尔运算后形成的。底座可以用圆锥体命令（CONE）生成，显示框体可由长方体命令（BOX）定义，后伸框体可通过对长方形的内收缩拉伸体命令（EXTRUDE）得到。对上述3部分进行“并运算”（UNION）即可形成显示器的外轮廓实体。至于屏幕凹槽的形成，则可通过布尔“差运算”来实现。

步骤1．设置绘图环境。用默认设置开始一幅新图，打开“视图”工具栏，单击其中的“东北等轴测视图”图标，如图9.1所示。此时屏幕显示如图9.2所示。图9.1“视图”工具栏图9.2设置绘图环境2．绘制底座圆锥体。用画圆锥命令（CONE）在坐标系原点绘制圆锥体，作为显示器的底座。具体过程如下：命令:CONE↙（或单击“实体”工具栏中的图标，如图9.3所示）当前线框密度:ISOLINES=4指定圆锥体底面的中心点或[椭圆(E)]<0,0,0>:↙指定圆锥体底面的半径或[直径(D)]:120↙指定圆锥体高度或[顶点(A)]:110↙图9.3“实体”工具栏屏幕显示如图9.4所示。

图9.4绘制圆锥体3．用长方体命令（BOX）绘制显示器的面板部分；然后用显示缩放命令（ZOOM）调整屏幕显示。过程如下：命令:BOX↙（或单击“实体”工具栏中的图标，如图9.3所示）指定长方体的角点或[中心点(CE)]<0,0,0>:CE↙指定长方体的中心点<0,0,0>:0,70,190↙指定角点或[立方体(C)/长度(L)]:L↙指定长度:350↙指定宽度:100↙指定高度:290↙命令:Z↙（或单击“缩放”工具栏中的图标）指定窗口角点，输入比例因子(nX或nXP)，或[全部(A)/中心点(C)/动态(D)/范围(E)/上一个(P)/比例(S)/窗口(W)]<实时>:A↙正在重新生成模型。屏幕显示如图9.5所示。图9.5绘制长方体并调整屏幕图形显示4．用户坐标系命令（UCS）将坐标系移到长方体前平面的底边中点，然后将坐标系绕X轴旋转90°，使XOY坐标面位于长方体前平面上，以方便后面的作图。具体过程如下：命令:UCS↙（或打开“UCSII”工具栏并单击其中的图标，如图9.6所示）当前UCS名称:*世界*输入选项[新建(N)/移动(M)/正交(G)/上一个(P)/恢复(R)/保存(S)/删除(D)/应用(A)/?/世界(W)]<世界>:M↙指定新原点或[Z向深度(Z)]<0,0,0>:（同时按下Shift键和鼠标右键，在弹出的图9.7所示的捕捉光标菜单中单击“中点”选项）_mid于（当如图9.8所示的捕捉到长方体前平面的底边中点时单击鼠标左键，此时的屏幕显示如图9.9所示）命令:UCS↙（或打开“UCS”工具栏并单击其中的图标，如图9.10所示）当前UCS名称:*没有名称*输入选项[新建(N)/移动(M)/正交(G)/上一个(P)/恢复(R)/保存(S)/删除(D)/应用(A)/?/世界(W)]<世界>:X↙指定绕X轴的旋转角度<90>:↙屏幕显示如图9.11所示。图9.6“UCSII”工具栏图9.7“捕捉”光标菜单图9.8捕捉长方体前平面的底边中点

图9.9将坐标系原点移到长方体前平面的底边中点图9.10“UCS”工具栏图9.11将坐标系绕X轴旋转90°5．在当前坐标系的XOY坐标面上绘制一个矩形，然后用拉伸体命令（EXTRUDE）将该矩形沿Z轴方向拉伸成水平放置的四棱台，作为显示器的后伸部分，最后看一下消隐的效果。具体过程如下：命令:RECTANG↙指定第一个角点或[倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W)]:-145,0↙指定另一个角点或[尺寸（D）]:145,240↙（屏幕显示如图9.12所示）命令:EXTRUDE↙（或单击“实体”工具栏中的图标）当前线框密度:ISOLINES=4选择对象:L↙找到1个选择对象:↙指定拉伸高度或[路径(P)]:330↙指定拉伸的倾斜角度<0>:10↙（此时的屏幕显示如图9.13）命令:HIDE↙正在重新生成模型。屏幕显示如图9.14所示。图9.12在当前坐标系的XOY坐标面上绘制一个矩形图9.13用拉伸体方式绘制四棱台

图9.14消隐效果6．用“并”运算命令（UNION）将上面所绘各自独立的圆锥体、长方体和四棱台组合为一个实体，然后再看一下消隐的效果。具体过程如下：命令:UNION↙（或打开“实体编辑”工具栏并单击其中的图标，如图9.15所示）选择对象:ALL↙找到3个选择对象:↙（此时的屏幕显示如图9.16所示）命令:HIDE↙正在重新生成模型。屏幕显示如图9.17所示。图9.15“实体编辑”工具栏图9.16将圆锥体、长方体和四棱台组合为一个实体

图9.17消隐效果7．在模型的前面用画矩命令（RECTANG）绘制矩形并对其进行倒圆角，作为显示器的屏幕区域。具体过程如下：命令:RECTANG↙指定第一个角点或[倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W)]:-145,30↙指定另一个角点或[尺寸（D）]:145,260↙命令:FILLET↙当前设置:模式=修剪，半径=10.0000选择第一个对象或[多段线(P)