模块七简单零件三维建模

模块七简单零件三维建模学习目标1、在 AutoCAD中，正确使用图层组织视图；2、建立空间概念，掌握三维视图的使用及转换；3、掌握三维图形的观察及视觉样式的使用；4、掌握三维用户坐标系的使用；5、准确的在三维空间中拾取点；6、掌握基本实体的绘制命令及布尔运算创建复杂实体方法。任务一三通管道建模一、 工作任务及分析绘制三通管道，管道外径40mm，内径 36mm 总长 120mm ，接头处外径50mm。绘制时创建中心线图层，和实线图层，线宽为0.2。其余参数不变。图 7-1-1 三通管道二、实践操作步骤(一 )创建文档与基本操作1、创建文档启动 AutoCAD2008 ，“新建”文件，输入文件名“三通管道”。2、基本操作单击图层工具栏中“图层特性管理器”，在“图层特性管理器”对话框中单击“新建图层”，建立如图7-1-2 所示的图层，单击“确定”。图 7-1-2 图层特性管理器（二）绘制图形1、创建三维视图如图 7-3，选择菜单中“视图”“三维视图” “西南等轴测视图” ，创建三维视图。图 7-1-3 创建三维视图创建后视图坐标轴和光标如图7-1-4 所示。图7-1-4西南等轴测视图中坐标和鼠标2、绘制中心线单击工具栏“图层”中工具，选择图层“中心线”为当前图层。单击工具栏“绘图”中“直线”工具，在绘图区合适位置单击，得到直线的一个端点，在“正交” 模式下， 向上移动点光标，并输入点划线长度“ 140”，回车两次得到主视图中心线。3、绘制圆柱体切换图层为实线层，使用命令cylinder或单击建模工具栏栏中圆柱体命令图标，启动圆柱体绘制命令。图 7-1-5 建模工具栏启动对象追踪和对象捕捉功能，捕捉中心线下端点，移动鼠标向上在追踪状态下，输入追踪值10，移动鼠标向外，输入圆柱底面半径20。如图 7-6 绘制圆柱底面圆。图 7-1-6 绘制圆柱底面圆移动鼠标向上，输入圆柱体高度100，回车确认生产圆柱体。如图7-1-7图 7-1-7 绘制圆柱体继续使用绘制圆柱体命令，命令使用如下命令 : _cylinder指定底面的中心点或三点 (3P)/两点 (2P)/相切、相切、半径(T)/ 椭圆 (E): （用鼠标捕捉圆柱体底面圆心作为圆柱体的中心点）指定底面半径或 直径 (D) : 25 （输入底面圆半径为25）指定高度或两点 (2P)/轴端点 (A): 10（鼠标向下移动，输入圆柱体高度为10）得到如图7-1-8 所示组合圆柱体。图 7-1-8 绘制圆柱体继续使用绘制圆柱体命令，重复绘制圆柱体，操作同图7-1-8 步骤，但是此次绘制圆柱体上表面处的圆柱体。图 7-9绘制圆柱体4、旋转圆柱体启动旋转命令rotate 或使用鼠标单击土7-1-10 修改工具栏中的旋转按钮，选择圆柱体中心线上端点为基点，旋转角度为90，得到图7-1-11 所示图形。图 7-1-10 修改工具栏图 7-1-11 旋转后的圆柱体此处也可使用3drotate 命令或用鼠标单击建模工具栏中三维旋转按钮实现圆柱体旋转操作，注意此时旋转轴的选择应根据当前坐标系的坐标轴来确定。图 7-1-12 建模工具栏5、绘制三通部分的圆柱体在命令行窗口中输入ucs 命令，或者用鼠标单击图7-1-13UCS 工具栏中的ucs 按钮， 启动用户坐标系，通过命令行窗口中的坐标原点指定或绕坐标轴旋转命令等的使用，使XOY平面和旋转后的圆柱体中心线平行。图 7-1-13 UCS 工具栏再次使用绘制圆柱体命令，命令使用如下命令 : _cylinder指定底面的中心点或三点 (3P)/两点 (2P)/相切、相切、半径(T)/ 椭圆 (E): （用鼠标捕捉中心线中点作为圆柱体的中心点）指定底面半径或 直径 (D) : 20 （输入底面圆半径为20）指定高度或两点 (2P)/轴端点 (A): 50（鼠标向下移动，输入圆柱体高度为50）得到如图7-1-14 所示组合圆柱体。图 7-1-14 三通组合圆柱体再次启动圆柱体绘制命令，以小圆柱体的上表面圆心为中心点，绘制直径50，高度为10 的小圆柱体，如图7-1-15 所示。图 7-1-15 三通组合圆柱体6、用布尔运输合并实体在命令行窗口中输入命令 union，或者单击图 7-1-16 建模工具栏中并集工具，选择所有圆柱体，生成一个实体。图 7-1-16 建模工具栏7、绘制三通管道内孔在当前坐标系下先绘制垂直方向圆柱体内孔，启动圆柱体绘制命令，用鼠标捕捉小圆柱体上表面圆心为圆柱中心点，输入半径为 18，移动鼠标向下，输入高度为 60，完成圆柱体内孔绘制。如图 7-1-17 所示。图 7-1-17 三通内孔启动 UCS 命令，使坐标轴绕 X 轴旋转 90， XOY 平面和中心线处于垂直状态。再次启动绘制圆柱体命令，绘制水平方向内孔，如图 7-1-18 所示，命令如下：cylinder指定底面的中心点或三点 (3P)/两点 (2P)/相切、相切、半径(T)/ 椭圆 (E): （鼠标选择水平方向圆柱体底面圆心为中心点）指定底面半径或 直径 (D) : 18 （输入半径为18）指定高度或两点 (2P)/轴端点 (A) : 120 （移动鼠标沿水平方向移动，并输入高度 120）8、用布尔运算求差在命令行窗口中输入 subtract 命令，或者单击图 7-1-16 并后的圆柱体， 依次减去步骤七中生成的两个圆柱体内孔，命令）后结果如图 7-1-19 所示。建模工具栏中差集工具，选择合生成三通管道实体，经消隐（ hide图 7-1-18 绘制三通内孔图 7-1-19 差集并消隐显示后的三通管道9、绘制三通圆角并渲染利用 fillet 命令或用鼠标单击修改工具栏中的圆角按钮，进行圆角操作。图 7-1-20 修改工具栏命令如下：命令 : _fillet当前设置 : 模式= 修剪，半径= 0.0000选择第一个对象或 放弃 (U)/ 多段线 (P)/ 半径 (R)/ 修剪 (T)/ 多个 (M): r （输入 R 选项）指定圆角半径: 3 （输入圆角半径为3）选择第一个对象或 放弃 (U)/ 多段线 (P)/ 半径 (R)/ 修剪 (T)/ 多个 (M): （用鼠标选择实体）选择边或链 (C)/ 半径 (R):已选定6 个边用于圆角。 （用鼠标依次选择需圆角的各边，右键确认进行圆角）启动渲染命令，或用鼠标单击图7-1-21 渲染工具栏中渲染按钮，进行渲染操作。图 7-1-21 渲染工具栏图 7-1-22 圆角渲染后三通管道三、相关理论知识（一）三维视图的表达方式在 Autocad 中，有三种方式创建三维图形，即线框模型：线框模型是由一组轮廓线来表达三维实体，轮廓线可以是直线和曲线。曲面模型：曲面模型使用多边形网格定义曲面，表达三维视图。实体模型： 实体模型具有不透明的曲面，包含了空间信息，不同的实体对象间可以进行布尔运算操作，从而创建复杂的实体对象。（二）三维动态观察器使用“视图” 菜单中“动态观察器” 下各子菜单项， 可在三维空间动态观察对象。 Autocad 有三种动态观察器。受约束的动态观察器：此时系统显示三维动态观察图标， 图形将沿 XOY 平面或 Z 轴约束进行三维动态观察。自由动态观察器：不参照平面，在任意方向上进行动态观察。连续动态观察器： 连续进行动态观察， 选择该项， 在绘图区中单击鼠标并沿任意方向拖动鼠标，释放鼠标按键后，图形开始动画演示。（三）设置视觉样式为了能够更好的观察三维视图， AutoCAD 提供了多种视觉样式。在“视图”菜单下有“消隐” 选项，或者在 “视图” 菜单下有 “视觉样式” 子菜单中的 “二维线框” 、“三维线框” 、“概念”、“真实”等。现将消隐视觉样式介绍如下：消隐：通过消隐图形， 可将位于三维实体背面看不见的部分遮挡起来，从而使用户更好的观察视图。在命令行窗口中输入hide 命令或者使用“视图”菜单中的“消隐”选项可以启动消隐命令，具体消隐结果可以对比图 7-1-18 和图 7-1-19 两图显示的结果。进行消隐操作后绘图窗口将无法使用“缩放”和“平移”命令。其他视觉样式用户可自行使用并对比。（四）三维空间定位点绘制平面图时，可以使用输入坐标、极轴追踪、对象捕捉追踪等方法来定位点，绘制三维图形时点的定位主要有以下几种方法。对象捕捉、对象捕捉追踪方法：在绘制三维图形时，依然可以使用对象捕捉、对象捕捉追踪方法来定位点， 需要注意的是在三维视图中使用对象捕捉、 对象捕捉追踪方法绘图时，通常要将 AutoCAD2008 的动态 UCS 功能打开， 否则，将只能在当前坐标系的 XY 平面或和 XY 平面平行的屏幕上绘图，如图 7-1-23，在当前坐标系下用对象捕捉和捕捉追踪功能捕捉侧面边线中点，在侧面上绘制图形。如果关闭动态UCS功能则捕捉到的点为XY平面上的点。图 7-1-23 打开动态 UCS三维坐标定位点：在绘制三维图形时通过输入三维坐标值来进行三维空间点的定位。如（ 20， 30， 40）则是指的坐标值分别为X 坐标 20、Y 坐标果 Z 坐标为 0 则表示在当前坐标系的XY 平面上绘图。30、 Z坐标40 的空间点。如建立用户坐标系：在绘制或对三维视图进行标注操作时，为了方便定位，经常进行坐标系的变换，建立用户坐标系。具体操作如下：在命令行窗口中输入UCS 命令，或用鼠标选择“工具”菜单下“新建UCS”菜单中的各子菜单选项可以进行用户坐标系的创建操作。如图7-1-24 所示。图 7-1-24 建立用户坐标系（五）基本实体的绘制在 AutoCAD2008 中，系统提供了很多基本实体的绘制工具，可以绘制长方体、楔体、圆锥体、圆柱体、球体、圆环体等，用户要绘制基本实体，可选择“绘图”菜单下“建模”子菜单中的各子菜单项，用户也可以通过“建模”工具栏，来绘制基本实体。1、绘制长方体用鼠标单击建模工具栏中长方体按钮，或在命令行窗口中输入Box 命令可启动长方体绘制命令，在命令行中的提示如下：指定第一个角点或中心 (C):指定点或输入c 指定中心点指定其他角点或立方体 (C)/ 长度 (L):指定长方体的另一角点或输入选项备选项含义如下：中心是指使用指定的中心点创建长方体。立方体是指创建一个长、宽、高相同的长方体。长度按照指定长宽高创建长方体。长度与X轴对应，宽度与Y 轴对应，高度与Z 轴对应。如图7-1-25 所示。为三种方式绘制的长方体。图 7-1-25 长方体绘制2、绘制圆锥体用鼠标单击建模工具栏中圆锥体按钮，或在命令行窗口中输入Cone命令可启动圆锥体的绘制命令，在命令行中提示如下：指定底面的中心点或 三点 (3P)/两点 (2P)/相切、相切、半径心点或输入选项指定底面半径或直径 (D) : 指定底面半径、输入定默认的底面半径值指定高度或 两点 (2P)/ 轴端点 (A)/ 顶面半径 (T) :键指定默认高度值圆锥体形状尺寸如图7-1-26 所示。(T)/ 椭圆 (E):指定点为底面中d 指定直径或按ENTER 键指指定高度、输入选项或按ENTER图 7-1-26 圆锥体备选项含义如下三点（ 3P） 通过指定三个点来定义圆锥体的底面周长和底面。两点（ 2P）通过指定两个点来定义圆锥体的底面直径。相切、相切、半径（T） 定义具有指定半径，且与两个对象相切的圆锥体底面。椭圆（ E） 指定圆锥体的椭圆底面轴端点 （ A ）指定圆锥体轴的端点位置。轴端点是圆锥体的顶点，或圆台的顶面中心点面半径 ”选项）。轴端点可以位于三维空间的任何位置。轴端点定义了圆锥体的长度和方向。顶面半径（ T ）创建圆台时指定圆台的顶面半径。3、球体和圆环体（ “顶用鼠标单击建模工具栏中球体按钮，或在命令行窗口中输入Sphere 命令，可以绘制球体，这时只需指定球体球心坐标和球体半径或直径即可。用鼠标单击建模工具栏中圆环体按钮，或在命令行窗口中输入Torus命令，可以绘制圆环体，绘制时需要指定圆环体的中心位置，圆环体半径或直径，以及圆管半径或直径。其备选项含义同圆锥体的绘制。图 7-1-27 球体和圆环体四、强化练习使用三通管道绘制过程中使用的命令和方法，绘制下图所示的三通管道。任务二茶壶建模一、工作任务及分析茶壶的绘制：为方便建模和绘图，将茶壶分为壶体、壶盖、壶把、壶嘴、壶底五部分，分别绘 -制在对应的图层上，最终结果如图7-2-1 所示。图 7-2-1 茶壶建模二、实践操作步骤(一 )创建文档与基本操作1、创建文档启动 AutoCAD2008 ，“新建”文件，输入文件名“茶壶”。2、基本操作单击“图层特性管理器” ，在“图层特性管理器” 对话框中单击 “新建图层” ，建立如图 7-2-2 所示的图层，单击“确定” 。图 7-2-2 图层管理器（二）茶壶建模1、绘制中心线在图层管理器中选择“中心线” 层为当前图层， 单击工具栏 “绘图” 中“直线” 工具，在绘图区合适位置单击，得到直线的一个端点，在“正交”模式下，向下移动点光标，并输入点划线长度“ 120”，回车两次得到主视图中心线。2、绘制壶体切换当前图层为“壶体”层，单击绘图工具栏中“样条曲线”（水平距离 25）处单击确定样条曲线的起点，经修剪后绘制如图，在中心线右侧适当位置7-2-3 所示样条曲线。图 7-2-3 样条曲线在命令行中输入revolve ，或用鼠标单击图7-2-4 建模工具栏中的“旋转”按钮启动旋转命令，选择样条曲线为旋转对象，中心线为旋转轴，旋转角度为360，得到图7-2-5 壶体曲面。图 7-2-4图 7-2-5 壶体曲面3、绘制壶嘴切换当前图层为“壶嘴” 层，单击绘图工具栏中“样条曲线” ，在壶体表面适当处单击，作为样条曲线的起点，绘制如图7-2-6 所示样条曲线，图 7-2-6样条曲线在命令行窗口中输入 UCS 命令，以样条曲线起点为坐标原点，建立和样条曲线和 XOY平面相垂直的用户坐标系，如图7-2-7 所示。图 7-2-7 建立 UCS用鼠标单击绘图工具栏中的按钮，启动画圆命令，捕捉坐标原点为圆心，分别绘制半径为 8 和 12 的两个同心圆。图 7-2-8 壶嘴的绘制再次启动UCS 命令，以样条曲线的另外一个端点为原点，建立如图7-2-9所示用户坐标系。重复画圆命令，以新建的用户坐标系原点为圆心，绘制半径为5 和8 的同心圆图 7-2-9 建立 UCS 并画圆在命令行窗口中输入loft命令或单击建模工具栏中的放样按钮，启动放样命令。图 7-2-10 建模工具栏依次选择壶嘴样条曲线两端的大圆，命令如下：按放样次序选择横截面 : 找到 1 个（选择第一个圆）按放样次序选择横截面 : 找到 1 个，总计 2 个（选择第二个圆）按放样次序选择横截面:（回车确认截面选择完成）输入选项导向 (G)/ 路径 (P)/仅横截面 (C) : p（输入 p 选项，按路径进行放样）选择路径曲线:（选择样条曲线为路径曲线，执行的结果如图7-2-11 ）图 7-2-11 壶嘴放样操作关闭壶体和中心线层，继续以样条曲线两端的小圆进行放样操作，启动布尔运算差集命令，用先生成的大壶嘴实体减去后生成的实体得图7-2-12 壶嘴。图 7-2-12 壶嘴实体视图打开壶体图层，鼠标单击修改菜单中“三维操作”下的“剖切”命令，命令如下：图 7-13 剖切命令slice选择要剖切的对象: 找到1 个（鼠标单击壶嘴部分实体，选中作为剖切对象）选择要剖切的对象:（回车确认剖切对象选择完成）指定切面的起点或平面对象 (O)/ 曲面 (S)/Z 轴 (Z)/ 视图 V)/XY(XY)/YZ(YZ)/ZX(ZX)/三点 (3) : s（输入 S 选项，选择曲面为切面）选择曲面 : （鼠标选择壶体曲面为切面）选择要保留的实体或 保留两个侧面 (B) : （鼠标选择要保留部分实体回车确认，完成剖切）生成如图7-2-14 所示壶嘴实体。图 7-2-14 剖切壶嘴4、生成壶体实体关闭壶嘴图层，鼠标单击修改菜单中“三维操作”下的“加厚”命令，选中壶体曲面，进行曲面加厚操作，厚度为3，选择概念视图样式后，显示如图7-2-15 所示。图 7-2-15 壶体实体视图5、绘制壶把将“壶把” 图层置为当前层， 鼠标单击绘图工具栏上 “样条曲线” 按钮，绘制如图 7-2-16 所示样条曲线。图 7-2-16 绘制壶把关闭壶体图层，在命令行窗口中输入UCS 命令，以样条曲线起点为坐标原点，建立和样条曲线和XOY 平面相垂直的用户坐标系，绘制长半轴为8，短半轴为 6 的椭圆，如图 7-2-17所示。图 7-2-17 壶把的绘制在命令行窗口中输入sweep 命令，或者单击图7-2-18启动扫掠命令， 选择椭圆为扫掠对象，样条曲线为扫掠路径，7-2-19 所示。建模工具栏中的“扫掠”按钮，生成壶把。二维线框显示如图图 7-2-18 扫掠命令按钮图 7-2-19生成壶把实体6、绘制壶盖将“壶盖”层置为当前层，在壶体上方使用样条曲线和直线工具绘制如图7-2-20 所示阴影图形。图7-2-20绘制壶盖在命令行窗口中输入region命令，或用鼠标单击绘图工具栏中按钮，启动面域命令，将壶盖封闭图形生成面域。在命令行窗口中输入revolve 命令，或用鼠标单击建模工具栏中“旋转”按钮，以生成的壶盖面域为旋转对象，以中心线为旋转轴，生成图7-2-22 所示壶盖实体。图 7-2-21 建模工具栏图 7-2-22 壶盖实体7、绘制壶底将“壶底”图层置为当前图层，使用直线工具绘制图7-2-23 阴影框线，并生成面域。图 7-2-23 绘制壶底使用建模工具栏中“旋转”命令，以中心线为轴线，将壶底面域生成如图7-2-24 所示壶底实体。图7-2-24壶体实体8、布尔运算合成茶壶实体将所有图层处于显示状态，在命令行窗口输入union 命令或鼠标单击建模工具栏中的并集命令，选择所有绘制的茶壶对象，将所绘实体合成一个整体，选择视图菜单中，概念视觉样式，得到图7-2-25 所示茶壶实体。图 7-2-25 茶壶实体建模三、相关理论知识（一）利用布尔运算创建复杂实体布尔运算通过对两个或两个以上的实体对象进行并集、差集、交集运算，从而得到新的形状更为复杂的实体。并集运算：使用“并集 ”命令（ UNION ）可以通过组合多个实体生成一个新实体。该命令主要用于将多个相交或相接触的对象组合在一起。 当组合一些不相交的实体时， 其显示效果看起来还是多个实体，但实际上却被当作一个对象。图 7-2-26 显示了将一个圆柱体与一个球体合并的效果。图 7-2-26 并集运算差集运算：差集运算可以通过从一个或多个实体中减去一个或多个实体而生成一个新的实体。图中显示了从圆柱体中减去球体后的结果。如果两个实体对象不相交，那么将删除被减去的实体对象。图 7-2-27 差集运算交集运算：使用 “交集 ”命令（ INTERSECT ），可以创建一个实体，该实体是两个或多个实体的公共部分，结果为圆柱体与球体的公共部分。如果所选实体对象不相交，那么进行交集运算后，所选实体对象同时被删除。图 7 2-28 交集运算（二）使用面域绘制复杂形状实体面域是由直线、圆弧、多段线、样条曲线等对象组成的二维封闭实体。面域是一个独立的实体， 它可以进行布尔运算。 在三维实体绘制中， 一些复杂形状的截面经常需要生成面域才能进行相关的实体生成操作，如旋转、拉伸等。1、创建面域要创建面域 ,可以通过选择“绘图”菜单下“面域”选项，或在命令行窗口中输入执行Region 命令，将封闭图形区域转换为面域。创建面域后，原来的对象被组合为一个整体。2、面域的布尔运算通过选择“修改”菜单中“实体编辑”子菜单中的“并集” 、“差集”或“交集”选项，可以对面域执行三种布尔操作，即并集、差集及交集。操作时应注意以下几点：对面域求并集时，即使所选面域并未相交，所选面域也将被合并为一个单独的面域。对面域求差集时，如果所选面域并未相交，所有被减面域将被删除。对面域求交集时，如果所选面域并未相交，将删除所有选择的面域。如图7-2-29 所示图 7-2-29 面域布尔运算3、旋转创建实体使用 “旋转 ”命令（ REVOLVE ），或用鼠标单击建模工具栏中按钮，启动旋转命令，可以将二维对象绕某一轴旋转生成实体或曲面。用于旋转的二维对象可以是封闭多段线、边形、圆、椭圆、封闭样条曲线、圆环，以及由多个对象组成的封闭区域，并而且一次可以旋转多个对象。 但是，三维对象、 包含在块中的对象、有交叉或自干涉的多段线不能被旋转。通常情况下，如果要旋转由多个对象组成的封闭区域生成实体，则封闭区域要先转化为面域或封闭多段线才行。如图7-2-30，轴承端盖实体的生成。操作步骤如下：步骤 1、在平面视图环境下，先根据尺寸绘制截面图形，确定旋转轴。再转换到三维视图模式，如本图转换视点为西南等轴测视图。步骤 2、将截面视图转换为面域或封闭多段线。步骤 3、使用旋转命令创建实体。多图 7-2-30 旋转生成实体4、放样创建实体“放样 ”命令（ LOFT ）或鼠标单击建模工具栏中按钮可以启动放样命令，放样是通过指定一系列横截面来创建新的实体或曲面。横截面用于定义结果实体或曲面的截面轮廓（形状）。横截面（通常为曲线或直线）可以是开放的（例如圆弧），也可以是闭合的（例如圆）。放样命令用于在横截面之间的空间内绘制实体或曲面。使用放样命令时必须指定至少两个横截面如果放样的截面都是开放的，那么将创建曲面；如果放样的对象都是闭合的，那么将创建实体。命令操作如下_loft按放样次序选择横截面: 找到1个(鼠标选择所需横截面 )按放样次序选择横截面: 找到1个，总计 2 个（鼠标选择所需横截面）按放样次序选择横截面:（回车确认横截面选择完毕）输入选项 导向 (G)/ 路径 (P)/ 仅横截面 (C) : （输入相应选项）备选项含义如下：导向：指定控制放样实体或曲面形状的导向曲线。导向曲线是直线或曲线，可通过将其他线框信息添加至对象来进一步定义实体或曲面的形状。如图 7-2-31 所示无导向线和有导向线不同的放样结果。路径：按照路径对截面进行放样控制。如图 7-2-32 所示。图 7-2-33 按照路径放样仅横截面：显示 “放样设置 ”对话框，设置横截面上的曲面控制方法图 7-2-33 放样设置对话框四、强化练习按照图示尺寸，绘制轴承端盖实体图形。任务三直齿圆柱齿轮建模一、 工作任务及分析绘制直齿圆柱齿轮：已知直齿圆柱齿轮的尺寸如图 7-3-1 所示，模数 m 为 2，齿数 z 为根据图示尺寸绘制齿轮三维实体， 为方便理解和应用， 本任务要求将齿轮实体和中心线分别置于对应的图层上。故本任务至少应创建 2 个图层，分别为中心线、轮廓线图层36，图 7-3-1 直齿圆柱齿轮二、实践操作步骤(一 )创建文档与基本操作1、创建文档启动 AutoCAD2008 ，“新建”文件，输入文件名“齿轮”。2、基本操作单击“图层特性管理器”建立如图7-3-2 所示的图层，线宽为，在“图层特性管理器”对话框中单击 “新建图层”0.2，单击“确定” 。，图 7-3-2 图层的建立（二）绘制齿轮1、绘制中心线单击工具栏 “图层” 中工具，选择图层“中心线”为当前图层。单击工具栏“绘图”中“直线”工具，在绘图区合适位置单击，得到直线的一个端点， 在“正交” 模式下， 向下移动点光标， 并输入点划线长度 “ 100”，回车两次得到齿轮主视图中心线；再次回车重新执行“直线”命令，在“对象追踪”和“对象捕捉”模式下，光标在主视图中心线中间移动，当出现捕捉俯视图中心线中点，向左移动鼠标，当出现虚线的追踪线时，直接输入 50 作为水平中心线的起点，移动鼠标向右当出现水平追踪虚线时输入长度 100 并回车确认，完成水平中心线。2、绘制齿轮分度圆在当前图层为中心线层状态下，单击绘图工具栏中“圆”按钮，启动画圆命令，用鼠标捕捉中心线交点为分度圆的圆心，输入半径值为36 完成分度圆的绘制，如图7-3-3 所示。图 7-3-3 齿轮分度圆3、绘制齿轮轮廓线将“轮廓线”图层置为当前图层，再次启动“圆”命令，命令执行如下：circle指定圆的圆心或 三点 (3P)/两点 (2P)/相切、相切、半径(T): （捕捉中心线交点为圆心）指定圆的半径或 直径 (D) : 38 （输入齿顶圆半径值38）命令 : _circle 指定圆的圆心或三点 (3P)/两点 (2P)/相切、相切、半径动“圆”命令，捕捉中心线交点为圆心）指定圆的半径或 直径 (D) : 33 （输入齿根圆半径值33）得到如图7-3-4 所示图形(T): （回车再次启图 7-3-4 齿轮轮廓线4、绘制单个轮齿的齿形轮廓在命令行窗口中输入offset 命令或用鼠标单击图7-3-5 修改工具栏中“偏移”按钮，启动“偏移” 命令，输入偏移距离为2，用鼠标选择垂直中心线进行左偏移操作。再次启动 “偏移”命令，输入偏移距离为1.57，用鼠标选择垂直中心线进行左偏移操作，再次启动 “偏移”命令，输入偏移距离为0.61，用鼠标选择垂直中心线进行左偏移操作。图 7-3-5 修改工具栏选中刚生成的三条直线，将其置于“轮廓线”图层。如图7-3-6 所示。图 7-3-6 偏移中心线在命令行窗口中输入arc 命令，或用鼠标单击绘图工具栏中圆弧按钮，启动圆弧命令，绘制如图7-3-7 所示圆弧。图 7-3-7 轮齿轮廓线删除偏移的三条垂直线，启动“镜像”命令，以垂直中心线为镜像轴线，对圆弧进行镜像，经修剪后得到单个轮齿轮廓线，如图7-3-8 所示。图7-3-8单个轮齿轮廓线在命令行窗口中输入array 或者用鼠标单击修改工具栏中阵列按钮，启动阵列命令，如图 7-3-9列操作。所示，选择环形阵列选项，项目数目输入36，阵列中心点为中心线交点，进行阵图 7-3-9 阵列选项卡对阵列后的图形进行修剪操作，得到图7-3-10 所示齿轮轮廓线图形。图 7-3-10 齿轮轮廓线5、绘制齿轮轴孔启动“圆”命令，以中心线交点为圆心，半径为 10，会齿轮轴孔，启动“直线”命令，绘制如图 7-3-11 所示轴孔。图 7-3-11 绘制齿轮轴孔6、生成齿轮实体将“中心线” 图层隐藏起来， 在命令行窗口中输入region 命令，或者用鼠标单击面域按钮， 启动面域命令，用鼠标框选齿轮轮廓线，生成二个面域。用布尔运算差集命令对生成的两个面域进行差集运算，生成如图7-3-12 所示图形。图 7-3-12 生成齿廓面域在命令行窗口中输入 extrude 命令，或用鼠标单击图 7-3-13 建模工具栏中拉伸按钮，启动“拉伸”命令。图 7-3-13 建模工具栏选择齿廓面域为拉伸对象，输入拉伸高度20，切换到西南等轴测视图，在对二维线框进行“消隐”显示，得到如图7-3-14 所示齿轮实体图形。图 7-3-14 齿轮实体三、相关理论知识1、拉伸创建实体使用 “拉伸 ”命令（ EXTRUDE ），或用鼠标单击建模工具栏中按钮，启动拉伸命令，可以将二维对象沿 Z 轴或某个方向矢量拉伸成实体。拉伸对象被称为断面，它们可以是任何二维封闭多段线、圆、椭圆、封闭样条曲线和面域。命令操作步骤如下：_extrude( 启动拉伸命令)选择要拉伸的对象:（鼠标选择需要进行拉伸操作的对象）指定拉伸高度或 方向 (D)/ 路径 (P)/ 倾斜角 (T) : （输入拉伸高度或其它选项）备选项含义：直接输入拉伸高度表示沿Z 轴进行拉伸操作， 如果输入正值， 将沿对象所在坐标系的轴正方向拉伸对象。如果输入负值，将沿Z 轴负方向拉伸对象。方向：通过指定的两点指定拉伸的长度和方向。路径： 选择基于指定曲线对象的拉伸路径。路径将移动到轮廓的质心。然后沿选定路径拉伸选定对象的轮廓以创建实体或曲面。倾斜角：拉伸角度可以为正或为负，其绝对值不大于90。默认值为0，表示生成的Z实体的侧面垂直于 XY 平面，没有锥度。如果为正，将产生内锥度，生成的侧面向里靠；如果为负，将产生外锥度，生成的侧面向外2、按住并拖动创建实体通过按住【 Ctrl+Alt 】组合键，或用鼠标单击“建模 ”工具栏中的 “按住并拖动 ”工具，或直接在命令行窗口中输入执行 PRESSPULL 命令，可以通过拾取一个共面的封闭区域， 然后拖动鼠标来创建实体。执行 “按住并拖动 ”操作时， 只需将光标移至封闭区域，系统会自动分析边界。如图 7-3-15 生成的五角星实体所示。图 7-3-15 按住并拖动创建实体四、强化练习如图所示图形，已知模数为4 齿数为 45。根据图示尺寸绘制齿轮实体。模块八复杂零件三维建模学习目标1、 熟练掌握和使用三维坐标系及坐标轴转换；2、 掌握各实体生成命令的应用；3、 掌握三维实体编辑命令的应用；4、 掌握使用布尔运算命令创建复杂实体；5、 掌握三维对象的相关操作方法；6、 掌握三维实体视图的尺寸标注。任务一焊接弯头建模一、 工作任务及分析绘制焊接弯头：焊接弯头尺寸如图8-1-1 所示，壁厚为5mm ，绘制本任务时，为方便操作将管身部分和接头部分分别放置在不同图层上，因此本任务建立管身、接头、中心线三个图层。图 8-1-1焊接弯头二、实践操作步骤(一 )创建文档与基本操作1、创建文档启动 AutoCAD2008 ，“新建”文件，输入文件名“焊接弯头”。2、基本操作单击“图层特性管理器” ，在“图层特性管理器” 对话框中单击 “新建图层” ，建立如图 8-1-2 所示的图层，单击“确定” 。图 8-1-2 图层特性管理器(二 )绘制焊接弯头实体1、绘制中心线单击工具栏“图层”中工具，选择图层“中心线” 为当前图层。 单击工具栏 “绘图”中 “圆弧”工具，在绘图区合适位置单击，进行圆弧中心线绘制，命令执行如下：arc 指定圆弧的起点或圆心 (C): c （输入 c 选项）指定圆弧的圆心:（在屏幕绘图区单击确定圆弧中心点）指定圆弧的起点: 200（移动鼠标向上移动，输入200 作为圆弧起点）指定圆弧的端点或角度 (A)/ 弦长 (L): a （输入 A 选项，启动包含角度选项）指定包含角 : 90（输入包含角度90）得到如图