书名：SolidWorks 2014三维设计及应用教程pdf/doc/txt格式电子书下载

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作者：曹茹、

出版社：机械工业出版社

出版时间：2019-12-01

书籍编号：30616383

ISBN：9787111472438

正文语种：中文

字数：340360

版次：

所属分类：教材教辅-大学

本书系统地介绍了计算机三维辅助机械设计的基本原理及实现方法。通过机械设计案例，介绍了运用SolidWorks及其插件进行零件建模、虚拟装配、图样绘制及产品展示等CAD技术，进行强度动力学仿真的CAE技术，进行数控编程的CAM技术。本书主要内容包括三维设计概述、零件建模、虚拟装配设计、工程图创建、Solidworks提高设计效率的方法、机构运动/动力学仿真、机械零件结构设计、计算机辅助制造等。本书最大的特色是内容系统全面、讲述因用就简、范例通用实用。

本书可作为大、中专院校机械类专业和各种培训机构相关课程的教材和参考书，也可作为从事机械CAD/CAE/CAM研究与应用的工程技术人员的参考用书。

本书配有电子教案，需要的教师可登录www.cmpedu.com免费注册，审核通过后下载，或联系编辑索取（QQ：2966938356，电话：010-88379739）。

图书在版编目（CIP）数据

SolidWorksl2014三维设计及应用教程/曹茹等编著.—3版.—北京：机械工业出版社，2014.7

21世纪高等院校计算机辅助设计规划教材

ISBN 978-7-111-47243-8

Ⅰ.①S… Ⅱ.①曹… Ⅲ.①机械设计―计算机辅助设计―应用软件―高等学校―教材 Ⅳ.①TH122

中国版本图书馆CIP数据核字（2014）第147194号

机械工业出版社（北京市百万庄大街22号 邮政编码100037）

责任编辑：和庆娣 责任校对：张艳霞

责任印制：李洋

三河市宏达印刷有限公司印刷

2017年81月第3版·第3次印刷

184mm×260mm·23印张·571千字

4801―7300册

标准书号：ISBN 978-7-111-47243-8

定价：49.00元

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封面无防伪标均为盗版

前言

三维CAD系统设计的零部件不仅所见即所得，而且由于全相关，即零件、装配和工程中只要一处修改，所有涉及的内容自动修改；并且可以对零部件进行质量属性分析、装配干涉分析、空间运动仿真、应力应变分析、可加工性分析等一系列的仿真，极大地提高了设计水平和效率。目前，我国已有数百万机械设计从业人员，而且正在与日俱增，急需学习和掌握三维机械设计的原理、方法与技术。

三维机械设计技术涉及的内容十分广泛，软件命令繁多，如何合理组织和编排其核心技术内容，形成通俗易懂、简练实用的教材，是本书首要解决的问题。本书以SolidWorks 2014为参照，本着CAD/CAE/CAM一体化的思路组织内容，按照“通用、实用、系统、精练”的原则编写，重在培养读者基于三维技术的机械设计创新能力。尽力使读者真正做到不仅知其然，而且知其所以然，从本质上提高设计能力。本书的主要特色如下。

1）内容系统全面——更注重“知识的系统性”，力求做到“设计与制造仿真”。尽力使读者明白计算机三维辅助设计是机械制图、机械原理、机械设计及机械制造等课程中所学理论知识的综合运用，使读者真正理解三维CAD软件是“机械产品的设计与制造仿真，而非简单的画图”。

2）讲述因用就简——更注重“因用而学”，力求做到“删繁就简”。按照机械产品设计的需求组织和讲解最常用的命令，尽力做到选材精练、图文并茂、通俗易懂。

3）范例通用实用——更注重“理论指导下的实践”和“设计能力的培养”，力求做到“让读者专注于设计而非软件本身”。深入浅出地讲解理论，在理论指导下完成工程实例的设计实践。使读者在实践过程中进一步理解和掌握理论，通过举一反三，去解决工程实际问题。力求做到“范例有实际工程背景”，运用真实机械零部件的设计过程把设计、绘图、生产工艺等各个步骤连接起来，使读者建立全新的基于三维技术的机械设计知识体系。

本书的第2章由曹茹编写，第3章由曹兴潇编写，第4章由刘万选编写，第5章由李刚编写，第6章、第7.5节由商跃进编写，第7.1～7.4节由薛海编写，第1章、第8章由苗莉编写。全书由曹茹和商跃进统稿，并对例题进行了上机验证。

本书编写过程中，得到了兰州交通大学机电工程学院有关老师的大力支持和帮助，在此表示衷心的感谢。

由于作者水平所限，难免存在不妥之处，敬请读者提出宝贵意见和建议。

编者

第1章 三维设计概述

制造的全球化、信息化及需求的个性化，都要求企业能在最短的时间内推出用户满意的产品，并快速占领市场。欲适应这种瞬息万变的市场需求，缩短设计制造周期，提高产品质量，必须有先进的设计制造技术。计算机技术与设计制造技术相互渗透、依存、结合并共同发展，产生了一门综合性应用技术—计算机辅助设计与制造（Computer Aided Design and Computer Aided Manufacturing，CAD/CAM）。该技术是把人和计算机的最佳特性结合起来，辅助进行产品的设计分析与制造的一种技术，是综合了计算机与工程设计方法的最新发展而形成的一门新兴学科。

1.1 CAD/CAM技术概述

CAD/CAM技术的发展和应用已经成为衡量一个国家科技现代化与工业现代化水平的重要指标。本节主要介绍三维设计技术的意义、任务及其建模方法等。

1.1.1 三维设计基础

与二维设计相比，三维参数化设计是在装配设计的大环境下建立的，它可以用统一的、无须人为更改的数据，直接进行必要的结构强度等应力/应变分析，以保证新设计符合实际工程需要，而这也正是CAD的关键所在。

1.三维设计的意义与作用

三维CAD系统中，用参数化约束设计零部件的尺寸关系，使得所设计的产品修改更容易，管理更方便。在装配设计中除了定义零部件之间的关系时需要采用参数化、变量化设计以外，为了更好地表述设计者的构思，也需要用参数化和变量化技术来建立装配体中各个零部件之间的特征形状和尺寸之间的关系，使得当其中某个零部件的形状和尺寸发生变化时，其他相关零部件的结构与尺寸也随之改变。支持在装配环境下设计新零件，可以用已有零件的形状作为参考，建立新零件与已有零件之间的形状关联。当参考零件的形状和尺寸发生变化时，新零件的结构与尺寸也随之变动。还可以利用参数化建立装配体中不同零部件之间的尺寸关联，定义驱动尺寸和参考尺寸。

三维CAD系统中，由于使用了统一的数据库，可借助于完整的三维实体模型、齐全的尺寸和几何约束、充分的参数驱动数据，完成设计的修改和调整、零部件的装配、力学分析、运动仿真、数控加工等CAD设计过程。通过必要的模拟仿真，可以直接应用和指导生产。

三维CAD系统中，工程图可以直接由三维模型投影而成，从而保证各个视图的正确性，可以根据三维模型的尺寸，自动生成二维尺寸，只需要对视图中个别线条进行调整，并标注工程符号，即可满足工程图的要求。由于三维CAD系统中三维/二维的全相关性，在不同的设计环境中的模型都是相互关联的，可以在三维/二维或其他设计环境中直接修改模型的结构和尺寸，其他设计环境中的模型可以自动更新，从而可以使得设计的修改在三维与二维模型中保持一致。

在三维CAD系统中，可以调节渲染所设计产品的一些基本属性，如光源、模型属性（颜色等），还可以设置模型的纹理、反射、景深、阴影等效果，从而达到渲染产品外观的效果。

只有在三维的CAD设计中，才可能建立进行有限元分析的原始基本数据，进而实现产品的优化设计。用三维模型在装配状态下进行零件设计，可避免实际的干涉现象，达到事半功倍的效果。凡此种种，二维的绘图设计只能在局部勉强达到，因此，采用三维设计是设计理念的一种变革，是CAD应用的真正开始。

2.CAD/CAM的功能和任务

CAD/CAM的主要任务是对产品设计制造过程中的信息进行处理。这些信息主要包括：需求分析、概念设计、设计建模、设计分析、设计评价和设计表示、加工工艺分析、数控编程等。其工作流程如图1-1所示。

图1-1 CAD/CAM的工作流程

3.CAD建模方式与方法

常用建模方式与方法见表1-1。随着CAD／CAM的发展，产品模型研究和集成的要求迫切需要建立一个统一的产品信息模型，以满足设计、加工和检验等需要。特征建模正是针对这一问题而进行的一项卓有成效的探索，这种技术对几何形体的定义不仅限于名义形状的描述，还包括规定的公差、表面处理以及其他制造信息和类似的几何处理。面向设计过程、制造过程的特征建模方法，克服了几何造型的缺陷，是一种理想的产品建模方式。

表1-1 常用建模方式与方法

1.1.2 三维设计软件快速入门

所有的三维视图、三维动画都是通过专业的三维设计软件制作的。不同的三维设计软件的主要侧重功能不一样，正确了解每个软件的特性有助于读者更好地运用三维设计软件。

1.CAD/CAM系统组成

由一定硬件和软件组成的供辅助设计与制造使用的系统称为CAD/CAM系统。

（1）CAD/CAM系统的硬件

CAD/CAM系统的硬件由主机和外围设备组成，如图1-2所示。

（2）CAD/CAM系统的软件

CAD/CAM系统的软件可分为3个层次：系统软件、支撑软件和应用软件。

系统软件指操作系统和系统实用程序等，它用于计算机的管理、控制和维护。其包括操作系统、编译系统和系统实用程序。

图1-2 CAD/CAM系统硬件的组成

支撑软件包括：几何建模软件，如SolidWorks等；数据库管理系统，如FoxPro工程数据库等；工程分析及计算软件，如ANSYS等；机构分析软件，如ADAMS等；文档制作软件，如Word等。

应用软件是用户为解决各类实际问题，在系统软件的支持下设计、开发的程序，或利用支撑软件进行二次开发形成的程序。

2.产品对CAD软件功能的需求

不同企业因产品结构、生产方式和组织管理形式不同，对CAD软件的功能有不同需求。从大多数企业和CAD应用情况来看，对CAD软件的功能大致有如下需求。

1）计算机二维绘图功能。“甩掉图板”把科技人员从烦琐的手工绘图中解放出来，是CAD应用工程的主要目标，也是CAD技术的最基本功能。

2）三维CAD/CAM功能。可以解决企业的三维设计、虚拟设计与装配、机构运动分析、应力应变分析、钣金件的展开等困难，使企业走向真正的CAD设计。

3）计算机辅助工艺设计（CAPP）功能。生产工艺是企业从设计到加工的桥梁，CAPP软件应具有工艺设计、工艺设计任务管理、材料定额管理等功能，实现工艺过程标准化，保证获得高质量的工艺规程，提高企业工艺编制的效率和标准化程度。

4）产品数据管理PDM。复杂产品的设计和开发，不仅要考虑产品设计开发结果，而且必须考虑产品设计开发过程的管理与控制，管理产品生命周期的所有数据（包括图样技术文档）以及产品开发的工艺过程，使CAD/CAPP/CAM等系统实现数据的共享，使产品设计工作保持规范化，保证图样、工艺卡、加工代码、技术资料等的安全性。

5）企业的应用软件。企业在引进二维/三维CAD/CAPP/CAE/CAM/PDM的基础上，针对本企业的技术特征所进行的二次开发，如汉化、厂标、行业标库建设、图库的扩充等。根据本企业产品的特点，建立分析、仿真优化、成本分析等专用或专业CAD系统，并和引进的CAD系统集成，形成本企业的CAD系统。

3.市场上流行的CAD系统技术特点

CAD软件可分为高端工作站CAD系统、中端微机CAD系统和低端微机CAD系统3类。

1）高端工作站CAD系统。这类系统的特点是以UNIX操作系统为支撑平台。比较流行的有：Pro/Engineer软件、I-DEAS软件和UG软件。

2）中端微机CAD系统。随着计算机技术的发展，基于Windows技术的微机CAD系统也迅速发展。目前，国际上流行的有SolidWorks软件和MDT软件等，国内也推出清华CAD工程中心的GEMS及华正公司的CAXA-ME。

3）低端微机CAD系统。纯二维CAD系统在国外已经不多，应用比较广泛的是AutoCAD软件。

4.软件的选用原则

以上简单介绍了几种CAD/CAM软件，选择适合自己的软件时一般应考虑以下几个因素。

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