中文版AutoCAD20机械图形设计电子教案第8章

中文版AutoCAD2021机械图形设计第8章三维绘图三维模型有线框模型、曲面模型和实体模型之分。线框模型用顶点和邻边表示形体。曲面模型是用有向棱边围成的部分定义形体外表，由面的集合来定义形体。曲面模型在线框模型的根底上添加了有关面边(环边)信息以及外表特征、棱边的衔接方向等内容。实体模型那么在外表模型的根底上明确定义了在外表的哪一侧存在实体，添加了给定点与形体之间的关系信息。三维模型具有笼统直观等特点，是CAD技术的开展趋势之一。AutoCAD2021提供了较强的三维绘图功能，本章重点引见如何利用AutoCAD2021绘制三维实体零件。首先引见AutoCAD2021专门用于三维绘图的三维建模任务界面和模型的显示方式(视觉款式)，然后引见常用实体模型的创建过程，并引见如何利用实体模型生成二维图形。中文版AutoCAD2021机械图形设计8.1基础知识8.1.1三维建模任务空间AutoCAD的经典任务界面如图1-1所示，AutoCAD2021的三维建模任务界面如以下图所示，即三维建模任务空间。当以文件ACADISO3D.DWT为样板建立新图形时，可以得到这样的任务界面。中文版AutoCAD2021机械图形设计下面主要引见三维建模任务空间与经典任务界面的不同之处。1．坐标系图标2．光标3．栅格4．功能区5.ViewCube中文版AutoCAD2021机械图形设计8.1.2视觉款式控制用AutoCAD2021进展三维外型时，用户可以控制三维模型的视觉款式，即显示效果。AutoCAD的三维模型可以分别按二维线框、三维隐藏、三维线框、概念以及真实视觉款式显示。用户可以控制三维模型的视觉款式，即显示效果。“视觉款式〞面板“视觉款式〞菜单“视觉款式〞工具栏中文版AutoCAD2021机械图形设计翻开本书光盘中的文件“DWG\第08章\图8-6.dwg〞，如以下图所示。该模型目前以二维线框视觉款式显示，试以其他视觉款式显示该模型。二维线框中文版AutoCAD2021机械图形设计步骤如下：(1)三维线框视觉款式(2)三维隐藏视觉款式(3)真实视觉款式(4)概念视觉款式单击菜单阅读器中视觉款式中的相应命令，得到的相应的视觉款式，如以下图。中文版AutoCAD2021机械图形设计8.2创建简单三维实体本节将创建一些创建过程较为简单的三维实体零件，包括创建手柄、轴、阀门、端盖、管接头、轴承、定位块和皮带轮等。8.2.1创建手柄本小节将创建如图(a)所示的手柄的三维实体，结果如图(b)所示。图(b)图(a)中文版AutoCAD2021机械图形设计步骤如下：(1)绘制轮廓从菜单阅读器选择“视图〞|“三维视图〞|“平面视图〞|“当前UCS〞命令，切换到平面视图。平面视图是指使当前UCS的XY面与绘图屏幕平行，以便绘制二维轮廓图。绘制手柄的半轮廓图，如下图。中文版AutoCAD2021机械图形设计(2)创建封锁多段线执行PEDIT命令。(3)旋转成实体执行REVOLVE命令，执行结果如以下图所示(已将各尺寸删除)。(4)改动视点及视觉款式从菜单阅读器选择“视图〞|“三维视图〞|“西南等轴测〞命令，得到如以下图所示的结果。中文版AutoCAD2021机械图形设计(5)将模型以真实视觉款式显示，得到如以下图所示的结果。真实视觉款式中文版AutoCAD2021机械图形设计8.2.2创建轴本小节将创建图5-41(b)所示轴的三维实体，结果如下图。(a)零件图(b)实体模型中文版AutoCAD2021机械图形设计步骤如下：(1)绘制轮廓从菜单阅读器选择“视图〞|“三维视图〞|“平面视图〞|“当前UCS〞命令，切换到平面视图。轮廓图中文版AutoCAD2021机械图形设计(2)创建封锁多段线执行PEDIT命令，结果如以下图所示(图中已删除了尺寸)。(3)旋转成实体执行REVOLVE命令，结果如以下图所示。中文版AutoCAD2021机械图形设计(4)改动视点从菜单阅读器选择“视图〞|“三维视图〞|“东北等轴测〞命令，得到的结果如以下图所示。以视点(1,1,1)察看实体中文版AutoCAD2021机械图形设计(5)倒角执行CHAMFER命令，结果如下图。(6)创建键槽新建UCS继续建立新UCS中文版AutoCAD2021机械图形设计切换到平面视图绘制圆与直线修剪合并执行结果与左图一样，但对应图形已成为一条多段线。从菜单阅读器选择“视图〞|“三维视图〞|“东北等轴测〞命令，得到的结果如以下图所示，相当于以视点(1,1,1)察看该实体。中文版AutoCAD2021机械图形设计拉伸差集操作完成轴实体的绘制。将轴以真实视觉款式显示，结果如以下图所示中文版AutoCAD2021机械图形设计8.2.3创建阀门本小节将创建以下图所示的阀门三维实体。阀门中文版AutoCAD2021机械图形设计本阀门实体要经过建立不同的UCS来绘制。步骤如下：(1)创建球体(2)创建圆孔建立新UCS创建圆柱体差集操作中文版AutoCAD2021机械图形设计(3)创建凹槽创建长方体差集操作绘制长方体图8-39真实视觉款式中文版AutoCAD2021机械图形设计8.2.4创建端盖本节将创建图5-72(a)所示端盖的三维实体图形，如下图(图(a)是与图5-72(a)对应的零件图，图(b)是对应的实体模型；图(c)是与图5-72(b)对应的实体模型)。(a)零件图(b)实体模型1(c)实体模型2端盖中文版AutoCAD2021机械图形设计步骤如下：(1)绘制封锁多段线(2)旋转成实体绘制多段线旋转结果中文版AutoCAD2021机械图形设计(3)新建UCS(4)旋转UCS(5)创建圆柱体创建大圆柱体创建小圆柱体中文版AutoCAD2021机械图形设计(6)三维阵列(7)差集操作真实视觉款式显示，得到的结果如以下图所示。中文版AutoCAD2021机械图形设计8.2.5创建管接头本节将创建以下图所示的管接头三维实体模型。管接头中文版AutoCAD2021机械图形设计步骤如下：(1)创建直径为75、高为10的圆柱体(2)改动视点，结果如以下图所示。(3)创建直径为46的圆柱体，结果如以下图所示。(4)创建直径为30的圆柱体(5)创建直径为6的小圆柱体中文版AutoCAD2021机械图形设计(6)阵列(7)旋转UCS(8)创建直径为24的圆柱体(9)创建直径为16的圆柱体，结果如右图所示。中文版AutoCAD2021机械图形设计(10)布尔操作并集操作差集操作执行结果如图(a)所示。对其以真实视觉款式显示，得如图(b)所示的结果。图(a)图(b)中文版AutoCAD2021机械图形设计8.2.6创建轴承本节将创建图4-52所示的向心轴承的三维实体，结果如下图。(a)零件图(其中：D=62；d=30；B=16；A=16)(b)实体模型中文版AutoCAD2021机械图形设计步骤如下：(1)绘制封锁线与旋转轴线(2)合并(3)旋转成实体(4)新建UCS中文版AutoCAD2021机械图形设计(5)创建球体(6)三维阵列执行ERASE命令删除旋转轴直线。以真实视觉款式显示，得到的结果如右图所示。中文版AutoCAD2021机械图形设计8.2.7创建定位块本节将绘制如下图的定位块三维实体。定位块中文版AutoCAD2021机械图形设计(1)创建UCS在AutoCAD绘图环境中，创建如以下图图标所示方式的UCS。坐标系图标1坐标系图标2(2)绘制封锁多段线(3)拉伸中文版AutoCAD2021机械图形设计(4)新建UCS改动UCS原点旋转UCS(5)绘制封锁多段线(6)拉伸绘制封锁多段线拉伸为实体中文版AutoCAD2021机械图形设计(7)新建UCS(8)创建圆柱体新建UCS创建圆柱体(9)布尔操作并集操作差集操作布尔操作结果真实视觉款式中文版AutoCAD2021机械图形设计8.2.8创建皮带轮本节将创建图5-195所示皮带轮的三维实体，结果如下图。(b)实体模型(a)零件图中文版AutoCAD2021机械图形设计步骤如下：(1)绘制封锁线与旋转轴线(2)合并成多段线(3)旋转成实体中文版AutoCAD2021机械图形设计(4)新建UCS(5)旋转UCS中文版AutoCAD2021机械图形设计(6)创建圆柱体(7)三维阵列(8)差集操作(9)创建长方体中文版AutoCAD2021机械图形设计(11)创建倒角(10)差集操作至此，完成皮带轮的创建，将图形命名并进展保管，本书光盘中的文件“DWG\第08章\图8-80.dwg〞是本练习图形的最终结果。中文版AutoCAD2021机械图形设计8.3三维图形显示设置AutoCAD中对前面引见的例如进展消隐或以不同的视觉款式显示时，得到的图形能够不很光滑，如下图。用AutoCAD2021创建三维图形时，可以经过一些系统变量控制实体的显示方式。设置AutoCAD系统变量的方法：在AutoCAD命令窗口中，在“命令：〞提示行输入变量的称号，按Enter键，根据提示输入新值。8.3.1系统变量ISOLINES系统变量ISOLINES用于确定实体模型的轮廓线数量，其有效值范围为0~2047，默许值为4。图(a)、(b)和(c)分别给出了系统变量ISOLINES为不同值时的显示效果。(a)ISOLINES=2(b)ISOLINES=6中文版AutoCAD2021机械图形设计(c)ISOLINES=20更改系统变量ISOLINES及后面引见的FACETRES和DISPSILH的值后，需求执行REGEN命令重新生成图形，才可以显示设置后的效果。选择“视图〞|“重生成〞命令可执行REGEN命令。8.3.2系统变量FACETRES系统变量FACETRES用于控制当实体以消隐、不同的视觉款式或渲染方式显示时的外表光滑程度，有效值范围为0~10，默许值为0.5。系统变量FACETRES的值越大，实体消隐或渲染后的外表越光滑，但执行这些操作需求的时间也越长。图(a)和(b)分别给出了系统变量FACETRES为不同值时的概念和真实视觉款式的效果(左图为概念视觉款式，右图为真实视觉款式)。(a)FACETRES=0.1(b)FACETRES=28.3.3系统变量DISPSILH系统变量DISPSILH用于确定对实体进展消隐后，能否显示实体的轮廓线，其有效值为0和1，默许值为0。当系统变量DISPSILH为1时，显示实体的轮廓线，否那么不显示。对于前面绘制的轴承、定位块和皮带轮等实体模型，假设系统变量DISPSILH采用默许值0，消隐后的效果如图(a)所示。假设将系统变量DISPSILH的值设为1，再执行HIDE命令消隐，那么得到的效果如下图。(a)DISPSILH=0(b)DISPSILH=1中文版AutoCAD2021机械图形设计8.3.4利用对话框设置系统变量除了可以在命令窗口中设置系统变量外，利用AutoCAD2021提供的“选项〞对话框中的“显示〞选项卡，也可以设置系统变量FACETRES和ISOLINES的值。执行OPTIONS命令。翻开“选项〞对话框。“选项〞对话框中文版AutoCAD2021机械图形设计8.4创建复杂三维零件8.4.1创建支座本节将创建一些创建过程较为复杂的三维实体零件。本小节将创建如图5-224所示支座的三维实体，结果如下图。(a)零件图(b)实体模型中文版AutoCAD2021机械图形设计步骤如下：(1)创建表示底座的长方体(尺寸：44×50×9)(2)新建UCS(3)创建圆柱体(4)矩形阵列阵列设置阵列结果中文版AutoCAD2021机械图形设计(5)差集操作(6)新建UCS(7)创建圆柱体(8)绘制封锁线中文版AutoCAD2021机械图形设计(9)挪动圆柱体(10)拉伸(11)并集操作(12)差集操作中文版AutoCAD2021机械图形设计(13)建立UCS(14)绘制封锁线绘制多段线显示多段线的位置(15)拉伸(16)挪动中文版AutoCAD2021机械图形设计(17)并集将左图以真实视觉款式显示，得到的结果如以下图所示。中文版AutoCAD2021机械图形设计8.4.2创建衔接件本小节将创建如下图衔接件的三维实体(图中给出了主要尺寸，其他尺寸绘图时指定)。衔接件中文版AutoCAD2021机械图形设计步骤如下：(1)创建长方体(2)新建UCS(3)旋转UCS(4)创建圆柱体(5)阵列阵列设置阵列结果中文版AutoCAD2021机械图形设计(6)差集操作(7)创建圆柱体(8)挪动圆柱体(9)并集操作(10)差集操作(11)创建圆角创建圆角1创建圆角2中文版AutoCAD2021机械图形设计(12)建立UCS挪动UCS旋转UCS建立新UCS旋转UCS挪动UCS(13)改动视点(14)创建圆柱体中文版AutoCAD2021机械图形设计(15)差集操作(16)创建圆角(17)改动视点(18)创建长方体(19)差集操作真实视觉款式的显示效果。中文版AutoCAD2021机械图形设计8.4.3创建齿轮本节将创建如图5-126所示的渐开线圆柱直齿轮的三维实体，结果如图(b)所示。(b)实体模型(a)零件图中文版AutoCAD2021机械图形设计设对于上图所示的齿轮，其模数为3，齿数为66，分度圆半径为99，压力角为20º，那么基圆半径为99╳cos20=93.03。下面将根据渐开线轮齿的特点创建齿轮实体。(1)绘制渐开线轮廓改动视点、新建UCS改动视点绘制基圆切换到平面视图绘制直线和切线中文版AutoCAD2021机械图形设计阵列截取切线绘制渐开线(2)绘制齿根圆、齿顶圆和分度圆绘制齿根圆等整理结果中文版AutoCAD2021机械图形设计(3)镜像齿廓绘制镜像线旋转镜像线镜像从圆心向交点绘制直线旋转直线镜像结果(4)阵列(5)整理阵列结果整理结果阵列设置(6)生成面域“边境创建〞对话框中文版AutoCAD2021机械图形设计(7)拉伸绘制辅助直线执行TRIM命令进展修剪执行PEDIT命令合并执行EXTRUDE命令进展拉伸执行ARRAY命令，将经过拉伸得到的实体进展360º环形阵列(工程数：66)。执行UNION命令，对图8-168中的各实体进展并集操作，最后得到如下图的结果。中文版AutoCAD2021机械图形设计(8)新建UCS(9)设置平面视图(10)绘制幅轮廓与旋转直线(11)合并成多段线(12)旋转成实体中文版AutoCAD2021机械图形设计(13)新建UCS(14)设置平面视图、绘制轮廓(15)合并、拉伸及阵列执行PEDIT命令，将新绘制的轮廓合并成一条多段线。执行EXTRUDE命令，将新绘制的轮廓拉伸成实体(留意：拉伸高度应为-60)。执行ARRAY命令，将拉伸后的实体进展环形阵列。中文版AutoCAD2021机械图形设计(16)绘制长方体(17)差集操作(18)挪动(19)并集操作(20)创建倒角和圆角齿轮实体的概念视觉款式中文版AutoCAD2021机械图形设计8.4.4创建底座本小节将创建如下图底座的三维实体(图中给出了主要尺寸)。底座中文版AutoCAD2021机械图形设计步骤如下：(1)创建长方体(尺寸：172×140×17)(2)新建UCS(3)绘制多段线(4)拉伸中文版AutoCAD2021机械图形设计(5)创建圆柱体(6)差集操作(7)三维镜像镜像结果1镜像结果2(8)新建UCS中文版AutoCAD2021机械图形设计(9)创建圆柱体(10)差集操作(11)创建长方体(12)再次创建长方体(13)差集操作(14)并集操作中文版AutoCAD2021机械图形设计(15)创建圆角(16)新建UCS新建UCS1新建UCS2(17)绘制多段线(18)拉伸(19)并集操作概念视觉款式中文版AutoCAD2021机械图形设计8.4.5创建箱体本节将创建图5-267所示箱体零件的三维实体，结果如图(b)所示。(b)实体模型(a)零件图中文版AutoCAD2021机械图形设计步骤如下：(1)创建长方体创建长方体1创建长方体2(2)布尔操作(3)创建圆柱体(4)切换到平面视图、新建UCS中文版AutoCAD2021机械图形设计(5)创建圆柱体执行ARRAY命令，对新绘制的小圆柱体进展环形阵列，得到的结果如以下图所示(阵列后，已经过“视图〞|“三维视图〞|“东北等轴测〞命令改动了视点)。(6)复制中文版AutoCAD2021机械图形设计(7)三维镜像(8)布尔操作并集操作差集操作(9)新建UCS(10)创建圆柱体中文版AutoCAD2021机械图形设计对新绘制的圆柱体进展两次三维镜像，得到的结果如下图。(11)差集操作完成箱体实体的绘制。以下图为真实视觉款式。中文版AutoCAD2021机械图形设计8.5由三维实体生成二维图本小节将创建如图(a)所示支架的三维实体，并由其生成如图(b)所示的二维图形(图中给出了主要尺寸)。图(a)图(