AutoCAD机械制图实用教程（2010版）

法国Dassult System（达索系统）公司最新发布的CATIA V5 R21是国际上最著名的CAD/CAE/CAM软件之一，在机械、汽车、模具、航空航天和消费类电子产品等设计、制造企业中得到了极为广泛的应用，极大地提高了用户的设计、制造能力和水平。CATIA V5在中国的高端CAD/CAM市场占有很大的份额，是中国应用最为广泛的高端CAD/CAM产品之一。

CATIA V5 R21基于特征技术和参数化技术，支持三维建模、零部件设计、装配设计、动态仿真、结构分析和零件数控加工，是产品设计师、机械工程师和高校师生最好的帮手。随着我国汽车、船舶、航空航天等制造业及其他领域的飞速发展，越来越多的企业和工程技术人员迫切需要更快更好地使用CATIA V5软件来进行设计、分析和制造各种类型的产品。熟练掌握CATIA V5 R21的应用，必将给设计者和广大企业带来极大的便利和实惠，帮助设计人员创造更好的业绩。

Dassult System公司的CATIA V5软件的最新版本是CATIA V5 R21，在操作界面上完全采用Windows 风格并做出了创新性的改进，在操作过程中更符合设计者的逻辑思维过程，在操作命令方面更凸显其“集成、简约、直观、灵活、方便”的特色，从而有利于提高设计效率和设计质量。

然而，毕竟CATIA V5 R21是一个相当复杂的、专业化的软件系统，在建模和高级仿真过程中往往需要在多个“工作台”之间进行频繁切换，对初学者和入门者来说，CATIA V5 R21又显得十分神秘。

本书以CATIA V5 R21中文版为蓝本，结合编著者30余年来从事CAD/CAE/CAM教学与科学研究的经验进行编写，书中包含了编著者近几年来的多项科研成果。书中内容按照CATIA V5 R21软件各工作台之间的逻辑关系进行系统化的组织；以PLM的思想及特征和参数化技术引领并贯穿于始终；注重机械原理、机械设计、机制工艺及机械加工等多方面知识的融合，比较全面地论述了CATIA V5 R21的强大功能，并针对具体的特征、零件和产品的创建和高级仿真过程，进行深入细致的介绍。全书内容由浅入深，由简到繁，强调系统性和直观性，重点是对CATIA V5 R21的三维数字化建模功能及使用过程中容易造成失误的诸多细节做了细致入微的阐述，全书共分为8章，各章的主要内容如下：

第1章CATIA V5 R21软件概览，介绍CATIA V5 R21软件的演变和发展沿革及其所涵盖的主要子模块功能，CATIA V5 R21的工作环境和工作界面，还介绍使用CATIA V5 R21进行建模和仿真操作的要领和技巧以及所要用到的一些基本工具和辅助工具。

第2章CATIA V5 R21特征与参数化建模，介绍使用CATIA V5 R21进行草绘、尺寸参数标注、修改及约束的方法，讲解进行“凸台”、“旋转”、“扫掠”、“实体混合”、“多截面实体”等特征建模的基本方法，是开展数字化设计的基础。

第3章CATIA V5 R21典型零件设计，讲解如何采用CATIA V5 R21的最新功能和基于三维特征和参数化建模理论设计典型零件和常用零件方法和技巧。这是利用CATIA V5 R21软件进行CAD的核心，是开展数字化设计的基本手段。

第4章CATIA V5 R21曲面设计，重点介绍CATIA V5 R21关于曲面建模的各种方法，如何创建自由特征数字化模型，自由式曲面建模的新功能，对于工业民用产品的外形设计、复杂型面的设计具有重要的指导意义。

第5章CATIA V5 R21工业民用产品创新设计，通过来自实践的工业和民用产品设计实例展示出了CATIA V5 R21的巨大功能和创新设计思想。

第6章CATIA V5 R21产品装配设计，介绍产品整机装配设计的方法。系统地论述了产品装配设计的过程和要点。

第7章CATIA V5 R21机构运动仿真，以V6发动机曲轴、连杆、活塞机构总成和汽车差速机构为例重点介绍CATIA V5 R21进行机构运动仿真的方法和技巧。

第8章CATIA V5 R21结构有限元分析，着重讲解CATIA V5 R21的工程分析（CAE）模块的重要功能——结构的有限元仿真。

第1章CATIA V5系统概览

1.1CATIA V5简介

1.1.1CATIA V5主要功能特色

1.1.2CATIA发展简史

1.1.3CATIA的行业应用概况

1.2CATIA V5用户界面及环境设置

1.2.1CATIA V5 R21的用户界面

1.2.2CATIA V5 R21工作环境设置

1.3其他辅助工具及操作技巧

1.3.1建模基准

1.3.2三维动态罗盘——指南针

1.3.3图形属性、层与可视化过滤器

习题1

第2章CATIA V5 R21特征与参数化建模

2.1特征与参数化建模简介

2.1.1特征技术

2.1.2参数化技术

2.2草图

2.2.1草图功能简介

2.2.2草图综合举例

2.3三维特征与参数化建模的基本方法

2.3.1凸台/凹槽——拉伸特征

2.3.2旋转体/旋转沟槽——旋转特征

2.3.3孔特征

2.3.4扫掠实体/扫掠槽——扫掠特征

2.3.5加强肋——肋特征

2.3.6混合成形——混合特征

2.3.7多截面实体/多截面减料成形

2.4特征的修饰和变换——工艺特征

2.4.1修饰特征

2.4.2特征变换（Feature Transformation）

2.5特征和实体的布尔操作

2.5.1与实体有关的操作

2.5.2布尔操作(Boolean Operations)

习题2

第3章CATIA V5 R21典型零件设计

3.1轴/杆类零件设计

3.1.1轴/杆类零件的设计特点

3.1.2阶梯轴的创建

3.1.3蜗杆轴设计

3.1.4花键轴的设计

3.1.5V6发动机曲轴设计

3.1.6螺杆设计

3.1.7发动机气门挺杆设计

3.1.8发动机连杆及连杆盖设计

3.2盘类零件设计

3.2.1盘类零件的设计特点

3.2.2轴承盖设计

3.2.3带轮设计

3.2.4同步齿形带轮设计

3.2.5凸轮设计

3.3齿轮和蜗轮的设计

3.3.1标准直齿圆柱齿轮设计

3.3.2斜齿圆柱齿轮设计

3.3.3直齿圆锥齿轮设计

3.3.4弧齿锥齿轮的设计

3.3.5蜗轮设计

3.4箱体/壳体/腔体类零件设计

3.4.1四缸内燃机配汽机构凸轮箱设计

3.4.2汽车差速器行星齿轮室（腔体）设计

习题3

第4章CATIA V5 R21曲面和外形设计

4.1线框和曲面设计环境下的曲面建模

4.1.1线框和曲面建模的基本方法

4.1.2线框和曲面设计中的曲面操作

4.2自由曲面和外形设计

4.2.1自由曲线设计

4.2.2自由曲面设计

4.3曲线、曲面的形状编辑

4.3.1曲线的编辑

4.3.2曲面的编辑

4.4想象与塑型

4.4.1“想象与塑型”工作台操作要领

4.4.2拉力器手柄的创建

4.4.3汽车后视镜壳体的创建

4.5曲面应用综合实例

4.5.13张曲面片构造微波炉旋钮

4.5.2曲顶式花瓶的外形设计

4.5.3矿泉水瓶底造型

习题4

第5章CATIA V5 R21工业民用产品创新设计

5.1十字推力杆车桥悬架设计

5.1.1十字推力杆车桥悬架的结构特点

5.1.2创建基准面和草图

5.1.3创建多截面曲面和旋转曲面

5.1.4实体操作

5.2航空齿轮轴创新设计

5.2.1航空齿轮轴的结构特点

5.2.2创建航空齿轮轴毛坯

5.2.3创建航空齿轮轴上的标准圆柱齿轮

5.2.4创建航空齿轮轴上的锥齿轮

5.3新款光电鼠标及主要零件设计

5.3.1新款鼠标特征和结构造型分析

5.3.2创建新型光电鼠标毛坯

5.3.3创建鼠标主体部分

5.3.4创建鼠标右半部分

5.3.5创建电池舱盖

5.3.6创建鼠标中键滚轮

5.4新款汽车方向盘的设计

5.4.1方向盘中部实体设计

5.4.2创建左右两侧抓手

5.4.3创建方向盘外环及底部指痕

5.5中国传统手壶的创新设计

5.5.1壶体设计

5.5.2壶盖设计

习题5

第6章CATIA V5 R21产品装配设计

6.1装配设计综述

6.1.1产品装配模型的层次结构

6.1.2虚拟装配技术的优点和过程

6.1.3CATIA装配设计基本工具

6.2光电鼠标外壳的装配设计

6.2.1光电鼠标外壳总成

6.2.2光电鼠标底部组件装配

6.2.3鼠标外壳顶盖组件的装配

6.2.4鼠标外壳组件的总体装配

6.2.5组件装配的分解

6.3V6发动机曲轴、连杆、活塞机构总成装配设计

6.3.1V6发动机曲轴、连杆、活塞机构的特点

6.3.2装配连杆子装配件

6.3.3装配活塞子装配件

6.3.4曲轴、连杆、活塞机构总成装配

6.4汽车差速器机构总成装配设计

6.4.1差速机构总成装配思路

6.4.2差速壳子组件的装配

6.4.3驱动半轴子组件的装配

6.4.4驱动桥壳子组件的装配

6.4.5差速器组件的总装配

习题6

第7章CATIA V5 R21机构运动仿真

7.1CATIA V5 R21运动仿真概述

7.1.1机构运动仿真的意义

7.1.2CATIA V5 R21的机构运动仿真环境

7.1.3机构运动仿真基础知识

7.1.4机构运动仿真的流程

7.2V6发动机曲轴、连杆、活塞机构总成运动仿真

7.2.1V6发动机曲轴、连杆、活塞机构总成运动仿真前处理

7.2.2V6发动机曲轴、连杆、活塞总成机构运动模拟

7.3汽车差速机构运动仿真分析

7.3.1汽车差速器的基本原理及连接关系

7.3.2主减速器运动仿真

7.3.3差速轮系的装配及运动副连接

7.3.4差速机构总成的运动仿真

习题7

第8章CATIA V5 R21结构有限元分析

8.1有限元分析的基础知识

8.1.1有限元分析简介

8.1.2有限单元法及其基本术语

8.1.3有限元分析的基本流程和应用领域

8.2CATIA V5 R21有限元仿真环境和工具

8.2.1CATIA V5 R21有限元仿真环境

8.2.2CATIA V5 R21有限元仿真的主要工具

8.3CATIA V5 R21有限元仿真分析步骤

8.3.1有限元仿真分析的前处理

8.3.2有限元分析的解算

8.3.3有限元分析的后处理

8.4有限元仿真分析实例

8.4.1发动机连杆的有限元仿真分析

8.4.2发动机活塞的静态仿真分析

8.4.3发动机活塞的频率分析和屈曲分析

习题8

参考文献

2100433B

本书以CATIA V5 R21中文版为蓝本，按照该软件各功能模块的逻辑关系对其主要功能进行系统化的组织，以PLM的思想及特征和参数化技术引领并贯穿各章内容，针对具体的特征、零件和产品的创建及数值仿真过程，进行深入细致的介绍。内容由浅入深，由简到繁，强调系统性、直观性和实践性。 全书分为CATIA V5 R21软件概览、CATIA V5 R21特征与参数化建模、CATIA V5 R21典型零件设计、CATIA V5 R21曲面设计、CATIA V5 R21工业民用产品创新设计、CATIA V5 R21产品装配设计、CATIA V5 R21机构运动仿真及CATIA V5 R21结构有限元分析等8章，各章节内容均包含大量来自实践的工程设计案例，以帮助读者理清思路，掌握诀窍，举一反三，熟练应用。本书重点是对CATIA V5 R21的三维数字化建模功能及使用过程中容易造成失误的很多细节做了细致入微的阐述，同时还对CATIA V5 R21的自由曲面建模、装配体建模、机构运动仿真及结构有限元分析等功能做了较为详尽的介绍。

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