机械图形设计三维绘图课件.ppt

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1、中文版AutoCAD 2009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表面，由面的集合来定义形体。曲面模型在线框模型的基础上增加了有关面边(环边)信息以及表面特征、棱边的连接方向等内容。实体模型则在表面模型的基础上明确定义了在表面的哪一侧存在实体，增加了给定点与形体之间的关系信息。三维模型具有形象直观等特点，是CAD技术的发展趋势之一。AutoCAD 2009提供了较强的三维绘图功能，本章重点介绍如何利用AutoCAD 2009绘制三维实体零件。首先介绍AutoCAD 2009专门用于

2、三维绘图的三维建模工作界面和模型的显示方式(视觉样式)，然后介绍常用实体模型的创建过程，并介绍如何利用实体模型生成二维图形。,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,8.1 基 础 知 识,8.1.1 三维建模工作空间,AutoCAD的经典工作界面如图1-1所示，AutoCAD 2009的三维建模工作界面如下图所示，即三维建模工作空间。当以文件ACADISO3D.DWT为样板建立新图形时，可以得到这样的工作界面。,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,下面主要介绍三维建模工作空间与经典工作界面的不同之处。,1坐标系图标,2光标,3栅格,4功能区,5.ViewCube,中文版AutoC

3、AD 2009机械图形设计,8.1.2 视觉样式控制,用AutoCAD 2009进行三维造型时，用户可以控制三维模型的视觉样式，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、概念以及真实视觉样式显示。用户可以控制三维模型的视觉样式，即显示效果。,“视觉样式”面板“视觉样式”菜单,“视觉样式”工具栏,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,打开本书光盘中的文件“DWG第08章图8-6.dwg”，如下图所示。该模型目前以二维线框视觉样式显示，试以其他视觉样式显示该模型。,二维线框,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,步骤如下：,(1)三维线框视觉样式,(2

4、)三维隐藏视觉样式,(3)真实视觉样式,(4)概念视觉样式,单击菜单浏览器中视觉样式中的相应命令，得到的相应的视觉样式，如下图。,中文版AutoCAD 2009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AutoCAD 2009机械图形设计,步骤如下：,(1)绘制轮廓,从菜单浏览器选择“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

5、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，如图所示。,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,(2)创建封闭多段线,执行PEDIT命令。,(3)旋转成实体,执行REVOLVE命令，执行结果如下图所示(已将各尺寸删除)。,(4)改变视点及视觉样式,从菜单浏览器选择“视图”|“三维视图”|“西南等轴测”命令，得到如下图所示的结果。,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,(5)将模型以真实视觉样式显示，得到如下图所示的结果。,真实视觉样式,中文版AutoCAD 2009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，结果如图所示

6、。,(a)零件图(b)实体模型,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,步骤如下：,(1)绘制轮廓,从菜单浏览器选择“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AutoCAD 2009机械图形设计,(2)创建封闭多段线,执行PEDIT命令，结果如下图所示(图中已删除了尺寸)。,(3)旋转成实体,执行REVOLVE命令，结果如下图所示。,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,(4)改变视点,从菜单浏览器选择“视图”|“三维视图”|“东北等轴测”命令，得到的结果如下图所示。,以视点(1,1,1)观察实体,中文版AutoCAD 2009机械图

7、形设计,(5)倒角,执行CHAMFER命令，结果如图所示。,(6)创建键槽,新建UCS,继续建立新UCS,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,切换到平面视图,绘制圆与直线,修剪,合并,执行结果与左图相同，但对应图形已成为一条多段线。,从菜单浏览器选择“视图”|“三维视图”|“东北等轴测”命令，得到的结果如下图所示，相当于以视点(1,1,1)观察该实体。,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,拉伸,差集操作,完成轴实体的绘制。将轴以真实视觉样式显示，结果如下图所示,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,8.2.3 创建阀门,本小节将创建下图所示的阀门三维实体。,阀门,中文版A

8、utoCAD 2009机械图形设计,本阀门实体要通过建立不同的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AutoCAD 2009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 真实视觉样式,中文版AutoCAD 2009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，如图所示(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AutoCAD 2009

9、机械图形设计,步骤如下：,(1)绘制封闭多段线,(2)旋转成实体,绘制多段线 旋转结果,中文版AutoCAD 2009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AutoCAD 2009机械图形设计,(6)三维阵列,(7)差集操作,真实视觉样式显示，得到的结果如下图所示。,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,8.2.5 创建管接头,本节将创建下图所示的管接头三维实体模型。,管接头,中文版AutoCAD 2009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)改变视点，结果如下图所示。,(3)创建直径为46

10、的圆柱体，结果如下图所示。,(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AutoCAD 2009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AutoCAD 2009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。对其以真实视觉样式显示，得如图(b)所示的结果。,图(a),图(b),中文版AutoCAD 2009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，结果如图所示。,(a)零件图(其中：D=62；d=30；B=16；A=1

11、6),(b)实体模型,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,步骤如下：,(1)绘制封闭线与旋转轴线,(2)合并,(3)旋转成实体,(4)新建UCS,中文版AutoCAD 2009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。以真实视觉样式显示，得到的结果如右图所示。,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,8.2.7 创建定位块,本节将绘制如图所示的定位块三维实体。,定位块,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,(1)创建UCS,在AutoCAD绘图环境中，创建如下图图标所示形式的UCS。,坐标系图标1 坐标系图标2,(2)绘制封闭多段线,(3

12、)拉伸,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,(4)新建UCS,改变UCS原点 旋转UCS,(5)绘制封闭多段线,(6)拉伸,绘制封闭多段线 拉伸为实体,中文版AutoCAD 2009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,真实视觉样式,中文版AutoCAD 2009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，结果如图所示。,(b)实体模型,(a)零件图,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,步骤如下：,(1)绘制封闭线与旋转轴线,(2)合并成多段线,(3)旋转

13、成实体,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,(4)新建UCS,(5)旋转UCS,中文版AutoCAD 2009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AutoCAD 2009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，将图形命名并进行保存，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AutoCAD 2009机械图形设计,8.3 三维图形显示设置,AutoCAD 中对前面介绍的示例进行消隐或以不同的视觉样式显示时，得到的图形可能不很光滑，如图所示。,用AutoCAD 20

14、09创建三维图形时，可以通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：”提示行输入变量的名称，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02047，默认值为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AutoCAD 2009机械图形设计,(c)ISOLINES=20,更改系统变量ISOLINES及后面介绍的FACETRES和DISP

15、SILH的值后，需要执行REGEN命令重新生成图形，才能够显示设置后的效果。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、不同的视觉样式或渲染模式显示时的表面光滑程度，有效值范围为010，默认值为0.5。系统变量FACETRES的值越大，实体消隐或渲染后的表面越光滑，但执行这些操作需要的时间也越长。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样式的效果(左图为概念视觉样式，右图为真实视觉样式)。,(a)FACETRES=0.1,(b)FACETRES=2,8.3.3 系统变

16、量DISPSILH,系统变量DISPSILH用于确定对实体进行消隐后，是否显示实体的轮廓线，其有效值为0和1，默认值为0。当系统变量DISPSILH为1时，显示实体的轮廓线，否则不显示。对于前面绘制的轴承、定位块和皮带轮等实体模型，如果系统变量DISPSILH采用默认值0，消隐后的效果如图(a)所示。如果将系统变量DISPSILH的值设为1，再执行HIDE命令消隐，则得到的效果如图所示。,(a)DISPSILH=0,(b)DISPSILH=1,中文版AutoCAD 2009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AutoCAD 2009提供的“

17、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。打开“选项”对话框。,“选项”对话框,中文版AutoCAD 2009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，结果如图所示。,(a)零件图,(b)实体模型,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,步骤如下：,(1)创建表示底座的长方体(尺寸：44509),(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AutoCAD 2009机械图形

18、设计,(5)差集操作,(6)新建UCS,(7)创建圆柱体,(8)绘制封闭线,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,(9)移动圆柱体,(10)拉伸,(11)并集操作,(12)差集操作,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,(13)建立UCS,(14)绘制封闭线,绘制多段线,显示多段线的位置,(15)拉伸,(16)移动,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,(17)并集,将左图以真实视觉样式显示，得到的结果如下图所示。,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,8.4.2 创建连接件,本小节将创建如图所示连接件的三维实体(图中给出了主要尺寸，其余尺寸绘图时指定)。,连接件,中文

19、版AutoCAD 2009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AutoCAD 2009机械图形设计,(6)差集操作,(7)创建圆柱体,(8)移动圆柱体,(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AutoCAD 2009机械图形设计,(12)建立UCS,移动UCS,旋转UCS,建立新UCS 旋转UCS 移动UCS,(13)改变视点,(14)创建圆柱体,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,(15)差集操作,(16)创建圆角,(17)改变视点,(18)创

20、建长方体,(19)差集操作,真实视觉样式的显示效果。,中文版AutoCAD 2009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AutoCAD 2009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20，则基圆半径为99cos20=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,改变视点、新建UCS,改变视点,绘制基圆,切换到平面视图,绘制直线和切线,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,阵列,截取切线,绘制渐开

21、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AutoCAD 2009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,“边界创建”对话框,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,(7)拉伸,绘制辅助直线,执行TRIM命令进行修剪,执行PEDIT命令合并,执行EXTRUDE命令进行拉伸,执行ARRAY命令，将通过拉伸得到的实体进行360环形阵列(项目数：66)。,执行UNION命令，对图8-168中的各实体进行并集操作，最后得到如图所示的结果。,中

22、文版AutoCAD 2009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AutoCAD 2009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(注意：拉伸高度应为-60)。,执行ARRAY命令，将拉伸后的实体进行环形阵列。,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,(16)绘制长方体,(17)差集操作,(18)移动,(19)并集操作,(20)创建倒角和圆角,齿轮

23、实体的概念视觉样式,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,8.4.4 创建底座,本小节将创建如图所示底座的三维实体(图中给出了主要尺寸)。,底座,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,步骤如下：,(1)创建长方体(尺寸：17214017),(2)新建UCS,(3)绘制多段线,(4)拉伸,中文版AutoCAD 2009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AutoCAD 2009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

24、版AutoCAD 2009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,概念视觉样式,中文版AutoCAD 2009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AutoCAD 2009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AutoCAD 2009机械图形设计,(5)创建圆柱体,执行ARRAY命令，对新绘制的小

25、圆柱体进行环形阵列，得到的结果如下图所示(阵列后，已通过“视图”|“三维视图”|“东北等轴测”命令改变了视点)。,(6)复制,中文版AutoCAD 2009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AutoCAD 2009机械图形设计,对新绘制的圆柱体进行两次三维镜像，得到的结果如图所示。,(11)差集操作,完成箱体实体的绘制。下图为真实视觉样式。,中文版AutoCAD 2009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(

26、a),图(b),中文版AutoCAD 2009机械图形设计,8.5.1 创建支架实体,(1)创建底板长方体,(2)创建侧板长方体,(3)建立UCS,(4)创建直径为100的圆柱体,(5)创建直径为80的圆柱体,(6)三维镜像,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,(7)并集操作,(8)差集操作,(9)其他操作,进行倒角和创建孔等操作，结果如图所示(真实视觉样式)。,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,8.5.生成二维图形,设在AutoCAD中已打开如图所示的支座(位于光盘文件“DWG第08章图8-221.dwg”)，下面将由其生成二维图形。,中文版AutoCAD 2009机械图形

27、设计,(1)建立UCS,(2)切换到布局,(3)用SOLVIEW命令创建俯视图(参见下图),中文版AutoCAD 2009机械图形设计,(4)创建主视图,(5)创建左视图,(6)对齐视图位置,(7)通过SOLDRAW命令生成轮廓图和剖视图,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,(8)冻结图层VPORTS，得到的结果如图(a)所示。,(9)标注尺寸,对上图中的各视图标注尺寸，得到的结果如图(b)所示(标注方式与二维标注相同，不再介绍)。,图(a),图(b),中文版AutoCAD 2009机械图形设计,8.6 标 注 尺 寸,为三维图形标注尺寸时，除应根据需要定义对应的尺寸标注样式外，还应满足制图标准规定的标注方式。国家机械制图标准规定：轴测图的线性尺寸，一般应沿轴测方向标注。尺寸数值为零件的基本尺寸，尺寸数字应按相应的轴测图形标注在尺寸线的上方。尺寸线必须与所标注的线段平行，尺寸界限一般应平行于某一轴测图。下图为一个满足标注标准要求的标注示例。,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,标注过程如下：,(1)打开图形,打开与图8-183对应的图形。,(2)新建UCS,(3)标注尺寸,(4)新建UCS,(5)标注尺寸,中文版AutoCAD 2009机械图形设计,(6)新建UCS,(7)标注尺寸,(8)新建UCS,(9)标注尺寸,完成尺寸的标注，将图形保存。,