機械CAD技術基礎（第3版）

《機械CAD技術基礎（第3版）》是2014年清華大學出版社出版的圖書，作者是童秉樞。

內容簡介

面向機械領域CAD技術和套用的新發展，本書對第2版內容作了大幅度修改，新增與改寫的內容約占全書的2/3。全書共分4篇14章，第1篇為CAD基礎（第1～5章），第2篇為圖形處理基礎（第6、7章），第3篇為建模技術（第8～10章），第4篇為協同、管理與集成（第11～14章）。本書系統地介紹了計算機輔助設計的基礎知識和套用技術，既保持了內容的基礎性，又體現了技術的先進性，同時具有實用性、模組性和與商用軟體無關性等特點。本書可作為高等院校機械類各專業用教材，也可供科研單位和企業中從事CAD套用的工程技術人員參考。

目錄

第1篇CAD基礎

1CAD技術概論3

1.1機械設計概述3

1.2CAD技術的內涵4

1.3CAD技術在我國製造業中的套用7

1.4CAD技術的發展簡史10

1.5CAD技術的發展趨勢11

習題13

2CAD系統14

2.1CAD系統的構成與配置形式15

2.1.1系統的基本組成15

2.1.2計算機類型15

2.1.3CAD系統的配置形式16

2.2CAD系統的硬體21

2.2.1計算機主機21

2.2.2外存儲器22

2.2.3圖形輸入設備22

2.2.4圖形輸出設備24

2.2.5圖形顯示設備29

2.3CAD系統軟體34

2.3.1系統軟體34

2.3.2CAD支撐軟體36

2.3.3CAD圖形支撐軟體的發展37

2.3.4典型CAD軟體簡介38

習題40

3工程手冊的數據處理41

3.1數表的程式化42

3.1.16個實例42

3.1.2一元函式的插值46

3.1.3二元函式的插值48

3.2線圖的程式化52

3.3建立經驗公式的方法53

3.3.1最小二乘法擬合的基本思想53

3.3.2最小二乘法的多項式擬合54

3.3.3最小二乘法的其他函式的擬合56

3.3.4列主元素高斯消去法求解線性聯立方程57

習題62

4機械CAD中常用的數據結構63

4.1基本概念63

4.2線性表64

4.2.1線性表的順序存儲結構65

4.2.2線性表的鏈式存儲結構67

4.3棧75

4.3.1棧的結構75

4.3.2棧的運算75

4.3.3棧的套用舉例76

4.4樹79

4.4.1樹的邏輯結構79

4.4.2樹的存儲結構79

4.4.3樹的套用舉例80

4.5二叉樹81

4.5.1二叉樹的邏輯結構81

4.5.2二叉樹的存儲結構82

4.5.3二叉樹的遍歷82

4.5.4樹的二叉樹表示84

4.5.5二叉樹的套用舉例84

習題87

5信息存儲與管理88

5.1基本概念89

5.2檔案系統89

5.2.1順序檔案90

5.2.2索引檔案90

5.2.3多重鍊表檔案92

5.2.4倒排檔案93

5.3資料庫系統94

5.3.1資料庫系統的主要特徵94

5.3.2資料庫系統的基本組成96

5.3.3資料庫系統的體系結構97

5.3.4數據模型98

5.4關係型資料庫和SQL語言99

5.4.1資料庫對象99

5.4.2SQL語言100

5.5SQLServer關係型資料庫管理系統101

5.5.1SQLServer2000的啟動和常用工具101

5.5.2資料庫的創建和管理104

5.5.3表的創建和管理109

5.5.4表中數據的管理112

5.5.5數據的查詢117

5.5.6創建和修改索引121

5.5.7創建和修改視圖123

5.6工程資料庫系統簡介125

5.6.1工程數據分析125

5.6.2工程資料庫系統的主要特點126

習題127

第2篇圖形處理基礎

6圖形變換131

6.1圖形變換的方法131

6.1.1構成圖形的基本要素及其表示方法131

6.1.2點的變換132

6.2二維圖形幾何變換132

6.2.1二維基本變換132

6.2.2二維組合變換140

6.3三維圖形幾何變換143

6.3.1三維基本變換矩陣143

6.3.2三維基本變換144

6.3.3三維基本變換矩陣的組合148

6.4三維圖形投影變換150

6.4.1平行投影變換151

6.4.2透視投影變換157

習題163

7圖形技術基礎164

7.1坐標系164

7.1.1世界坐標系165

7.1.2觀察坐標系165

7.1.3規格化設備坐標系165

7.1.4設備坐標系166

7.2圖形的輸出166

7.2.1視窗與視區166

7.2.2視窗視區變換167

7.2.3二維圖形的輸出流程168

7.2.4三維形體的輸出流程169

7.3二維圖形的裁剪169

7.3.1點的裁剪169

7.3.2直線段的裁剪170

7.4隱藏線和隱藏面的消除174

7.4.1隱藏線和隱藏面問題174

7.4.2消隱算法中的基本測試方法176

7.4.3z向深度緩衝區算法179

7.4.4掃描線算法179

7.4.5循環細分算法180

7.5圖形標準181

7.5.1圖形核心繫統183

7.5.2程式設計師級層次結構互動式圖形系統183

7.5.3開放式圖形庫184

7.5.4Direct3D191

7.5.5Java3D192

7.5.6三維幾何造型引擎ACIS197

習題199

第3篇建模技術

8二維幾何建模方法203

8.1互動幾何建模203

8.1.1AutoCAD圖形系統簡介203

8.1.2互動幾何建模的一般步驟219

8.1.3互動幾何建模實例219

8.2參數化幾何建模225

8.2.1圖形參數化225

8.2.2參數化幾何建模的編程實現227

8.2.3參數化幾何建模的非編程實現229

8.3形狀特徵拼合法幾何建模233

8.3.1形狀特徵的概念與確定233

8.3.2形狀特徵拼合法的編程實現234

8.4二維裝配圖建模240

8.4.1裝配圖設計方法概述240

8.4.2裝配圖中的隱藏線處理241

8.4.3裝配圖建模實例242

習題245

9三維建模技術248

9.1三維建模的基本概念248

9.1.1幾何建模概述248

9.1.2三維建模系統的3種幾何模型250

9.1.3實體模型的3種建模方法255

9.2產品的三維設計257

9.2.1零件的三維設計257

9.2.2產品的三維設計過程259

9.3實體建模技術260

9.3.1三維實體表示方法260

9.3.2實體造型的理論基礎267

9.3.3基於體素法的實體建模系統簡介275

9.4特徵建模技術288

9.4.1特徵建模概述288

9.4.2特徵定義288

9.4.3形狀特徵的分類289

9.4.4基於特徵的零件信息模型291

9.4.5特徵建模的方法及其實現292

9.4.6AutodeskInventor軟體的特徵建模功能簡介293

9.5參數化與變數化設計技術311

9.5.1參數化設計與變數化設計的基本概念311

9.5.2變數化設計中的方程組整體求解法318

9.5.3商用CAD系統參數化設計功能舉例320

習題323

10裝配建模技術326

10.1概述326

10.2裝配關係的表達327

10.3裝配建模的模式331

10.4裝配建模的方法332

10.4.1自底向上的裝配建模方法332

10.4.2自頂向下的裝配建模方法335

10.5產品裝配模型的套用舉例339

習題341

第4篇協同、管理與集成

11產品協同設計技術347

11.1產品協同設計概述348

11.1.1產品協同設計的產生背景348

11.1.2協同設計的定義和基本理論350

11.1.3協同設計的體系結構352

11.2協同設計的關鍵技術354

11.2.1共享知識的表達與語義一致化354

11.2.2產品設計信息的集成與共享354

11.2.3衝突的管理358

11.2.4協同設計環境360

11.3協同設計系統套用舉例362

11.3.1網路化產品協同設計支持系統362

11.3.2AutoCAD軟體的協同設計功能363

11.3.3SolidWorks軟體的協同設計功能367

11.3.4基於Web的新的三維造型系統369

習題370

12產品數據交換技術371

12.1產品數據交換的方式372

12.2DXF檔案的圖形數據交換373

12.2.1DXF概述373

12.2.2DXF檔案的輸入和輸出命令374

12.2.3DXF檔案的結構374

12.2.4基於DXF檔案的套用開發383

12.3IGES檔案的圖形數據交換387

12.3.1IGES標準概述387

12.3.2IGES產品模型387

12.3.3IGES檔案的結構388

12.3.4IGES套用中存在的問題389

12.4STEP標準390

12.4.1STEP標準概述390

12.4.2STEP標準的基本內容391

12.4.3描述方法391

12.4.4集成信息資源392

12.4.5套用協定394

12.4.6實現方法395

12.4.7STEP套用398

12.5其他格式的數據交換400

習題400

13產品數據與產品生命周期管理技術402

13.1產品數據管理403

13.1.1產品數據管理的概念403

13.1.2PDM系統的體系結構403

13.1.3PDM系統的主要功能404

13.2產品生命周期管理414

13.2.1產品生命周期管理的概念414

13.2.2PLM的特點415

13.2.3PLM系統的功能框架415

13.2.4PLM與PDM的關係416

13.3PLM/PDM軟體產品簡介416

13.3.1Windchill416

13.3.2Teamcenter420

13.3.3國產PLM/PDM產品422

13.4PLM/PDM系統的實施424

13.4.1PLM/PDM實施的內容424

13.4.2PLM/PDM實施的步驟424

13.4.3PLM/PDM實施的信息建模426

13.4.4PLM/PDM實施的階段431

13.4.5套用實施舉例431

習題433

143C/PDM集成技術434

14.13C集成概述434

14.1.13C集成的概念434

14.1.23C集成的內容435

14.1.33C內部集成存在的問題與解決辦法436

14.2CAD/CAPP的集成方法439

14.2.1CAPP的概念、功能與作用439

14.2.2CAPP系統的類型440

14.2.3CAD/CAPP的集成方法441

14.3CAPP/CAM的集成方法443

14.3.1CAM的概念、功能與作用443

14.3.2數控編程方法簡述444

14.3.3CAD/CAPP/CAM集成的概念模型446

14.3.4CAPP/CAM的集成方法446

14.43C/PDM的集成方法448

14.4.1PDM套用集成的3個層次448

14.4.23C/PDM集成的信息流分析450

14.4.33C/PDM集成的體系結構451

14.4.43C/PDM集成的實現方法452

14.5集成系統舉例452

14.5.1示例1--3C集成452

14.5.2示例2--3C/iMAN集成454

習題456

縮略語解釋457

參考文獻460