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autocad第一章目录第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】1.1 CAD的概念的概念1.2 CAD系统组成系统组成1.3 CAD系统配置系统配置 2第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】1.1 CAD的概念的概念1.1.1 CAD的定义的定义1.1.2 CAD系统的功能系统的功能1.1.3 CAD作业过程作业过程1.1.4 CAD的特点的特点1.1.5 CAD的发展过程的发展过程1.1.6 CAD系统的类型系统的类型3第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】计算机辅助设计（计算机辅助设计（Computer aided Design)是是指工程技术人员以计算机为工具，用各自的专业指工程技术人员以计算机为工具，用各自的专业知识，对产品进行总体设计、绘图、分析和编写知识，对产品进行总体设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。技术文档等设计活动的总称。1.1.1 CADCAD的定义的定义产品信息需求信息设计者反馈信息CAD系统创造性工作计算性、管理性工作4第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】CAD的基本内容包括如下5个方面。1.1.2 系统的功能系统的功能几何建模计算分析仿真试验绘图及技术文档生成工程数据库的管理与共享对于一个具体的CAD系统，不一定都要包含上述全部功能。5第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】Solid Works*具有几何建模功能的软件具有几何建模功能的软件*Pro/Engineer8第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】在生成设计对象的模型之后，可继而对该模型进行静、动态下的强度、刚度、振动和热变形等方面的分析。*计算分析计算分析*分析结果9第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】仿真就是在计算机上构造与实际系统相一致的模型进行试验和研究，以检验设计的合理性。通过仿真可以修改设计参数和系统方案，从而减少样机试制和试验次数。*仿真实验仿真实验*仿真演示10第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】绘图及技术文档生成包括绘制工程图(零件图、部件图及装配图等)、机械特性图及生成零件清单、设计说明书等各种技术文件。图样可由计算机辅助绘图系统绘出。*绘图和技术文档生成绘图和技术文档生成*也可通过几何建模产生的各向视图来形成。二维绘图11第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】产品和工程设计中的信息量非常巨大，而且信息的形式、属性、关系也多样而复杂，CAD系统是建立在对这些工程信息存储、管理、传递和共享的基础上的，它依靠的就是工程数据库及其管理系统。CAD工作中，利用数据库技术，统一管理工程数据和图形，为各个专业设计提供共享数据的模式和它们之间的接口，完成对设计信息的存取、加工、转换等。*工程数据库的管理与共享工程数据库的管理与共享*12第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】1.1.3 CAD CAD的作业过程的作业过程输入设计要求设计模型定义工程分析计算满意？结 果 输 出图形交互设备NY数据库程序库图形库13第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】缩短产品开发周期提高产品设计质量降低生产成本便于产品标准化、系列化、通用化CAD是CAM和CAPP的前提和基础1.1.4 CAD CAD的特点的特点示例14第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】1.1.5 CADCAD的发展过程的发展过程提出CAD设想，为CAD应用进行软硬件准备。随着CAD技术的发展，其系统性能提高，价格降低，CAD开始在设计领域全面普及。成为必不可少的设计工具。研制成功试验性CAD系统，有代表性的是IBM和GM开发的汽车前窗玻璃线型设计DAC1系统、贝尔电话实验室用于印制电路设计的CAD系统等。CAD开始实用化，从二维的电路设计发展到三维的飞机、汽车、造船等设计，出现了许多开发CAD系统的公司，如CV、Calma、Intergraph、Applicon、IBM、CDC等。解决了三维几何造型、仿真等问题，应用范围不断扩大，大中型系统向微型化发展，出现了应用极广的微机CAD系统和性能优良的工作站CAD系统。15第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】*我国我国CAD技术的应用情况技术的应用情况*vCAD的集成化程度较低，很多企业的应用仍停在绘图、NC编程等单项技术的应用上；vCAD系统的软、硬件均依靠进口，自主版权的软件较少；v缺少人才和技术力量，致使有些企业尽管引进了CAD软件系统，但其功能没能充分的发挥。16第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】集成化包括软件硬件的集成、不同系统之间的集成、以及通过网络多媒体数据库实现异地系统协同共享信息资源等。*CAD*CAD的发展趋势的发展趋势*集成化集成化 标准化标准化 网络化网络化 智能化智能化 标准化指研究开发符合国际标准化组织颁布的产品数据转换标准、制定网络多媒体环境下数据信息的表示和传输标准、制定统一的国家CAD技术标准体系。网络化指充分发挥网络系统的优势，共享昂贵的设备；借助现有的网络，用高性能的PC机代替昂贵的工作站；在网络上方便地交换设计数据。智能化指将领域专家的知识和经验归纳成必要的规则形成知识库，再利用知识的推理机制进行推理和判断，以获得设计专家水平的设计结果。17第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】检索型CAD系统 计算型CAD系统 交互型CAD系统1.1.6 CAD系统的类型系统的类型18第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】检索型检索型CAD系统系统适用适用基本结构已经定型，有标准零部件和结构可以借鉴的产品，即标准化、系列化产品的设计。如电机、泵、减速器等。建立建立系统时，首先把选定产品的有关设计资料如标准图形信息、加工工艺信息等存入计算机中，需要时输入设计要求，系统自动从所存储的信息中把符合要求的信息检索出来，以图形或文件的形式输出。例如例如瑞典SKF公司的SKF CADALOG软件（检索型计算机辅助轴承选择CAD系统），只需输入载荷大小，载荷类型，轴径等参数，系统会立即输出满足要求的轴承组合，润滑要求等。19第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】计算型计算型CAD系统系统也称作自动设计型CAD系统设计人员按设计设计要求输入基本参数以后，无需或只需很少的人工干预，由计算机按照预先编制好的程序自动地完成全部设计任务。适用适用于那些设计理论成熟、计算公式确定、设计步骤及判别标准清楚的产品。例如例如齿轮减速箱设计系统等。20第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】交互型交互型CAD系统系统交互型CAD系统是指在设计设计时由设计人员与计算机进行人机对话，人工干预方案决策、作出判断及修改设计等，由设计人员与计算机系统一起互相配合工作、以得到一个最优设计。这种交互型CAD系统最适合适合目前工程实际中产品设计与开发的任务，是目前应用最普遍的一种CAD系统。例如例如AutoCAD、Pro/Engineer、SolidWorkS。21第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】1.2 CAD系统的组成系统的组成1.2.1 硬件系统1.2.2 软件系统22第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】CAD系统对硬件的要求:1强大的图形处理和人机交互功能2需要有相当大的外存容量3良好的通信联网功能按配置的不同，CAD的硬件系统可分为大型机系统、小型机系统、工程工作站系统、微机CAD系统和网络分布式CAD系统。1.2.1 CAD的硬件系统的硬件系统23第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】*微机微机CAD硬件系统硬件系统*24第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】CAD系统的软件由三个不同层次的软件组成，其组成与相互关系如图。1.2.2 CAD系统的软件系统的软件OS25第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】系统软件是CAD系统软件中最低层次的软件，它为开发各类支撑软件和面向用户的应用软件提供了必要的基础和环境。*系统软件系统软件*操作系统窗口系统语言编译系统网络通信系统数据库管理系统26第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】是为满足CAD工作中一些用户共同需要而开发的通用软件。通常包括：它它以以系系统统软软件件为为基基础础，又又是是面面向向用用户户的的应应用用软软件件的的开开发发基基础。础。*CAD支撑软件支撑软件*几何建模和图形输出软件计算分析软件产品数据管理软件 辅助用户完成零、部件或产品的结构设计和详细设计，输出产品的零件图、装配图或三维立体图。对CAD过程的图纸、文档、数据文件的电子化管理。对零件或部件进行分析计算，如优化程序、有限元分析程序、动态分析程序等。27第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】*著名的著名的CAD软件软件*名称概念设计方案的选择和优化详细设计工程数据库IDEAS有部分支持零件模型、装配设计、特征定义、有限原分析等2D/3D转换、2D绘图、装配图数据管理Pro/Engineer有部分支持参数化设计、特征造型系统、边界模型造型、装配设计、有限原分析等、2D/3D转换、2D绘图、装配图、参数化设计零件和特征库、项目管理系统CIMLIC无几何造型、曲面造型绘图、2D参数化设计、文档编辑服务图形文件管理系统AutoCAD无实体、曲面造型、装配图2D绘图图形文件管理系统28第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】清 华 THCAD，以AutoCAD为平台，有国标零件、特征设计、参数化设计等功能。*CADCAD应用软件应用软件*在支撑软件的基础上针对特定领域、特定工程设计问题、特定产品等开发专用的软件，即面向用户的应用软件。也称为“二次开发软件”。目前我国CAD技术发展的一个重要方面就是进行应用软件的研制与开发。29第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】1.3 CAD系统的配置系统的配置 软件优先硬件选择软件应考虑的因素选择硬件应考虑的因素 CAD系统的选型原则：30第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】软件的功能应满足产品设计的需要。软件的文件转换接口要好。软件应具有一定的通用性，应与各外接设备有很好的接口。软件还要有充分的技术力量支持，人机交互界面好。要求软件能提供很好的二次开发工具，可方便地进行应用开发，并集成到CAD软件中。软件销售商的技术能力。1.3.1 选择软件应考虑的因素选择软件应考虑的因素31第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】典型典型CADCAD软件对硬件及操作系统的需求软件对硬件及操作系统的需求CADCAD软件及其数据文件占用的存储空间软件及其数据文件占用的存储空间CADCAD软件对硬件速度的要求软件对硬件速度的要求 1.3.2 选择硬件应考虑的因素选择硬件应考虑的因素32第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】Pentium133MHz以上的PC机；Windows95/98/NT4.0操作系统；典型安装至少120MB硬盘空间，完全安装140MB硬盘空间，至少32MB内存，推荐64MB内存，64MB内存硬盘交换空间，800600的图形卡和彩色显示器。CPU400Hz以上；Windows98/2000/XP操作系统；至少1GB剩余硬盘空间，128MB以上内存；3D加速显示卡，三键鼠标。AutoCAD2000Pro/E2001*典型典型CADCAD软件的硬件需求软件的硬件需求*33第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】*典型典型CADCAD软件对内外存的占用软件对内外存的占用*34第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】*主机主机*主机是控制和指挥整个系统执行运算及逻辑分析的装置，是系统的核心。主机由中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)和主存储器(也称内存)及其联接主板组成，用于指挥、控制整个系统完成运算、分析工作。主机的类型及性能很大程度上决定了CAD系统的使用性能。35第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】*外存储器外存储器*光盘软盘硬盘36第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】*输入设备输入设备*键盘鼠标数字化仪扫描仪37第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】*输出设备输出设备*显示器滚筒式绘图机平板式绘图机打印机38第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】1、什么是计算机辅助设计，如何理解CAD中人和计算机的作用？2、CAD系统的功能有哪些？3、CAD系统的软件包括哪些层次？举例说明。4、CAD系统的硬件包括哪些？5、简述CAD系统的选型原则(检索、计算、交互)。6、简述CAD的发展趋势。*复习题复习题*39第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】*企业采用企业采用CAD系统后取得的效益系统后取得的效益*降低维修成本降低维修成本降低销售成本降低销售成本减少制造装配时间减少制造装配时间缩短生产时间缩短生产时间减少设计工时减少设计工时减少库存减少库存降低废品率降低废品率30%33%45%46%48%70%85%0%20%40%60%80%100%40第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】数字化仪是读取图纸上各点坐标的主要图形输入设备。利用触笔或鼠标将图纸上的二维几何图形读入计算机内，具有较高的分辨率和精度。数字化仪的图形输入方式称矢量方式，即将输入的图形看做是由基本的点和线段组成的，其输入的图形数据是以数组方式存储的。也称图形输入板41第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】图形扫描仪是目前主要的图纸输入设备。需要输入的图形或工程图纸装在扫描滚筒上或放在图形输入板上，经过光电扫描转换装置，把图形以像素的形式输入到计算机内。图形扫描仪的输入方式称光栅方式，它将图形看做是由点阵(像素)构成的，以整个屏幕作为一帧画面，以像素为数据单位进行存储。42第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】网络网络CAD系统系统文件服务器数据库服务器HUB工作站打印机ServerTCP/IPClient43第第 页页【上页上页】【下页下页】【返回返回】【结束结束】计计算算机机辅辅助助设设计计第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章【首页首页】*工程数据库与传统数据库的差别工程数据库与传统数据库的差别*l管理对象不同 l支持复杂数据类型l复杂数据结构l信息种类繁多l系统的分层结构一般数据库管理系统所管理的对象通常是静态的，而工程数据库管理系统除了管理静态的数据外、另一类需管理的数据则是高度动态的。一般数据库的数据，绝大部分可表示为字符串和数值类型。而工程上的数据，除了字符串和数值这样的简单数据类型外，还有大量的复杂数据类型的数据一般数据库的数据，用关系型这种数据结构通常就能清晰地被表达。但在工程上，在设计过程中实体间的关系复杂多样，有的呈网状结构这些都是一般数据库难以表达的。1)产品的图形信息2)产品的文字数据信息3)设计所需参数和分析计算数据4)工艺数据工程设计过程是一个创造性的、多人协作的过程，涉及的数据结构繁多、复杂，并需要多次的反复和修改，一般的数据库系统难以支持这类应用，所以需要设计分层结构的数据库系统，来解决工程中的处理问题。44