轴类零件的CAD绘制.docx
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轴类零件的CAD绘制
情景四、轴类零件的CAD绘制
学习任务:
用CAD绘制绘制齿普通轴零件图
情景目标:
了解CAD的特点及功能后，掌握CAD的基本操作；在能够手工绘制机械零件图基础上，学会用CAD软件通过计算机来绘制典型零件中的轴类零件的绘制。
教学重点:
CAD软件的基本绘图命令及编辑命令，CAD的绘图步骤及相关操作
教学难点:
基本绘图命令编辑命令的熟练应用
教学方法:
多媒体教学、现场操作演示
环节一、实物演示：
以模型演示的方式介绍衬套的作用、应用
环节二、项目引入
通过前几个项目的学习，我们对机械制图的基本规定有了了解，同时也掌握了机械制图的基本原理以及绘制零件图的一般步骤；在前期的学习过程中，大家应该能感受到机械制图如果用人工来绘制的话，不但精度低，而且劳动强度大工作效率低。
随着社会的发展与先进技术的交流，现在已经可以用计算机来代替人绘制零件图，并且现在这一技术已经非常成熟和普遍，为此，作为新时代的大学生更应该与时代同步，要学会用计算机来绘制机械图样；前期我们已经学习机械制图的有关知识，今天我们就学习用CAD这个软件来绘制典型零件之一的轴类零件。
环节三、完成项目所需知识
一、AutoCAD2007基础
1.1.1AutoCAD的发展史
1.1.2AutoCAD2007的主要功能
AutoCAD2007是一种通用的计算机绘图软件，可以根据用户的命令迅速而又准确地绘制出所需要的图形。
1.绘图功能
绘制二维图形。
用户可以通过单击图标按钮、运行菜单命令以及输入参数等多种方法方便地绘出各种诸如直线、椭圆、矩形、正多边形、多段线等多种基本图形。
绘制三维实体。
AutoCAD2007具有强大的三维功能，可用多种方法绘制球体、圆柱体、立方体等三维实体，并可实现三维动态观察。
绘制曲面模型。
AutoCAD提供了旋转曲面、平移曲面、直纹曲面、边界曲面、三维曲面等多种方法绘制曲面模型。
2.编辑功能
AutoCAD2007不仅具有强大的绘图功能，还具有强大的图形编辑功能，可以通过删除、移动、复制、镜像、旋转、修剪等多种命令实现对图形的编辑、修改。
3.高级扩展功能
用户可以根据需要为自定义各种菜单及与图形有关的一些属性，也可以通过内部编辑语言，来处理复杂的问题或进行进一步开发，形成更广阔的应用领域。
1.1.3AutoCAD2007运行环境
从AutoCADR14开始，AutoDesk公司对软件每升级一次，对运行环境的要求也随之升高。
1.硬件要求
CPU：
PⅢ500（最低），推荐PⅢ800以上；
RAM：
256MB（最低），推荐512MB以上；
显卡：
1024×768真彩；
显示器：
1024×768真彩的VGA；
硬盘：
750MB的空余空间。
此外，还应有定点设备（如鼠标或数字化仪）、光驱（用于安装AutoCAD2007中文版）、打印机或绘图仪（用于图形的输入）、调制解调器（或其他设备，用于连接互联网，非必须设备）等。
2.软件要求
AutoCAD2007中文版运行于NT架构的Windows操作系统，如Windows2003系列，WindowsNT&SP6，WindowsXP系列等。
如果要使用互联网，应具有相应的网络环境。
AutoCAD2007中文版的安装，要求操作系统使用MicrosoftInternetExpeorer6.0的浏览器。
3.安装
AutoCAD2007中文版的安装较为简便，按照软件的提示操作即可。
因为有很多关于这方面的介绍，本书将略过这方面的介绍。
1.2设置绘图环境
1.2.1AutoCAD2007的启动
在默认的情况下，成功的安装AutoCAD2007中文版以后，在桌
面上产生一个AutoCAD2007快捷图标，如图1-1所示。
可以通过
以下两种方式启动AutoCAD2007：
1.双击桌面上的AutoCAD2007快捷方式
2.单击“开始”菜单按钮“程序”“AutoCAD2007”
1.2.2“启动”对话框的操作
AutoCAD2007启动后首先显示如图1-2所示的“工作空间”对话框。
图1-2“工作空间”对话框
“工作空间”对话框中的两个选项：
1.三维建模:
选择三维建模，则会使用三维图形样板文件通过三维视图打开，将显示用于三维绘图的界面。
2.AutoCAD经典:
如用户选择“AutoCAD经典”，则会使用默认图形样板文件打开，将显示经典默认界面。
图1-3“新功能专题研习”对话框
选项后，单击“确定”按钮，将打开如图1-3所示“新功能专题研习”对话框。
初次使用AutoCAD2007的用户可以自行决定是否查看AutoCAD2-007的新功能，如果用户选择“以后再说”单选项框，则可以直接进入AutoCAD2007的操作界面，如选择“不再显示此消息”，则下次启动时，将直接进入AutoCAD2007的操作界面。
如果系统变量startup=1，则单击“确定”按钮后，将打开如图1-4所示“启动”对话框，用户可以通过此对话框单击不同的按钮来以不同的方式实现初始绘图环境的设置。
图1-4“启动”对话框图1-5“从草图开始”对话框
“启动”对话框上面的4个图标从左至右依次是：
“打开图形”、“从草图开始”、“使用样板”和“使用向导”图标。
1．“打开图形”图标
单击此图标，在对话框中间的“选择文件”列表框中列出用户最近打开的几个图形文件，从中选择要打开的图形文件，单击“确定”按钮，或选择文件双击鼠标，系统就可以绘图状态并打开文件。
2．“从草图开始”图标
AutoCAD2007显示“英制”和“公制”两个选项，供用户选择，默认状态为公制。
如图1-5所示
图1-6“使用样板”对话框图1-7“使用向导”对话框
3．“使用样板”图标
单击此图标，AutoCAD2007则会显示出样板文件，如图1-6所示，用户可选择其中的文件并以此为基础创建图形文件。
系统默认的样板文件为Acadiso.dwt文件。
4．“使用向导”图标
单击此图标，AutoCAD2007则会显示“高级设置”与“快速设置”两个选项，用户可使用系统提供的“高级设置”与“快速设置”两种方式来设置绘图环境。
如图1-7所示。
（1）快速设置
选择“快速设置”后，将弹出“快速设置”如图1-8所示的对话框。
快速设置分为“单位”设置和“区域”设置两个步骤。
图1-8“快速设置”对话框
AutoCAD2007提供了5种测量单位：
“小数”即十进制（Decimal）例如：
15.5000
“工程”（Engineering）例如：
1’-3.5000”
“建筑”（Architectural）例如：
1’-31/2
“分数”（Fractional）例如：
151/2
“科学”（Scientific）例如：
1.5500E+01
图1-9“高级设置”对话框
用户完成单位设置后，单击“下一步”按钮，可以进入“区域”设置。
如图1-10所示。
图1-10“区域设置”对话框
“区域”设置对话框主要是通过输入图幅的长度和宽度来确定所需图幅的大小。
AutoCAD中，A3图幅：
长度为
“297”，宽度为“420”；A4图幅：
长度为“297”，宽度为“210”。
【提示、注意、技巧】
图形界限的设置：
用户在绘制图形时，常常要确定图纸的大小、比例、图形之间的距离，以便检查图形是否超出界限。
在AutoCAD中，用户可以利用LIMITS命令来完成此项操作。
下拉菜单：
[格式][图形范围]
命令窗口：
LIMITS
AutoCAD提示：
命令:
limits
指定左下角点或[开（ON）/关（OFF）]<0.0000,0.0000>:
输入图形边界左下角的坐标后回车或单击鼠标指定一点
指定右上角点<420.0000,297.0000>:
输入图形边界右上角的坐标后回车或单击鼠标指定一点
选项说明：
开（ON）:
使绘图边界有效，系统在边界以外拾取的点无效；
关（OFF）:
使绘图边界无有效，用户可以在边界外拾取点或选择对象。
（2）高级设置
选择“高级设置”选项后，可以通过弹出的“高级设置”对话框如图1-9所示，实现“单位”、“角度”、“角度测量”、“角度方向”、“区域”的设置。
①“单位”设置。
选择绘图单位，并在“精度”下拉列表中选择绘图精度。
②“角度”设置。
单位设置完成后，单击“下一步”按钮，进入角度设置对话框，用户可从系统提供的5种角度单位中选择一种并设置好精度。
③“角度测量”设置。
单击“下一步”按钮，进入如图1-11所示的“角度测量”对话框。
选择角度测量的起始方向，即零角度方向。
图1-11“角度测量”对话框
图1-12“图形单位”对话框
【提示、注意、技巧】
图形单位设置操作方法：
菜单栏：
格式/单位
命令行：
UNITS
输入上述方法后即可打开如图1-12所示的“图形单位”对话框，用户可依据对话框中的提示进行单位设置。
（1）“角度方向”设置：
选择角度旋转的正方向为逆时针或顺时针。
（2）“区域”设置：
设定绘图区域的大小。
系统默认图纸大小为宽度420mm，长度297mm（A3图纸）。
区域设置完成后，单击“确定”按钮，系统即会按设置进入绘图状态。
1.3AutoCAD2007操作界面
启动AutoCAD2007中文版以后，默认的操作界面如图1-13所示。
主要包括标题栏、菜单栏、工具栏、绘图区、命令窗口、坐标系图标、状态栏、滚动条及视窗控制按钮等。
进行工程设计时，用户通过工具栏、下拉菜单或命令窗口发出命令在绘图区中绘制图形，而状态栏则会显示出作图过程中的各种信息，同时给用户提供辅助绘图工具。
与其他的Windows应用程序相似，用户可以根据自己的需要安排适合自己的工作界面。
如果是第一次启动AutoCAD2007中文版，界面可能与此稍有不同，但结构是一样的。
图1-13操作界面
1.标题栏
标题栏位于AutoCAD2007工作界面的最上面，它主要的作用是：
（1）显示当前正在编辑的文件名称，默认的是Drawing1.dwg;
（2）显示AutoCAD2007中标记；
（3）右侧三个控制按钮，与计算机中其他的应用程序是一样的。
2.视窗控制按钮及滚动条
AutoCAD2007提供有与Windows相同的视窗控制按钮及滚动条，用来控制窗口的打开、关闭、最小化、还原及绘图区中内容的平移显示，操作方法与Windows中应用程序中相关操作相同。
3.下拉菜单栏
它的位置在标题栏的下面，默认的情况下有11个菜单项目。
AutoCAD绝大部分命令都可以在此区中找到，它有4种类型：
（1）普通菜单：
单击该菜单中的某一项将直接执行相应的命令；
（2）子菜单：
菜单的后面有向右的黑三角的即为该类型，鼠标放在此菜单上时将弹出下一级菜单；
（3）对话框：
菜单的后面有省略号的即为该类型，单击该菜单将弹出一个对话框；
（4）开关：
表示某一选项被选中。
4.工具栏
工具栏由一系列图标按钮构成，每一个图标按钮都对应一个AutoCAD命令，方便用户操作。
默认的情况下AutoCAD2007预先设置了6个工具栏，它们分别是：
（1）“标准”工具栏；
（2）“对象特性”工具栏；
（3）“绘图”工具栏；
（4）“修改”工具栏；
（5）“样式”工具栏；
（6）“图层”工具栏。
用户可以在实际应用中根据自己的需要来决定上述6个工具栏的显示与否。
通过以下三种方式均可实现操作：
①将鼠标指向任意工具栏单击鼠标右键，弹出的右键菜单中列出了AutoCAD2007中所有工具栏的名称，单击工具栏名称即可打开或关闭相应的工具栏。
②将鼠标指向工具栏空白处单击鼠标右键。
③利用菜单进行操作：
从下拉菜单中选取将鼠标放在工具栏上的某一按钮上面时，将弹出该按钮的名称。
AutoCAD2007的工具栏采用浮动方式，因此，其位置可以根据实际情况在屏幕上放置。
移动方法与Windows操作相同。
5.绘图区
绘图区是指在标题栏下方的大片空白区域，它是用户的工作区域，在绘图区可以绘制各种图形，也可以对图形进行修改。
在绘图区左下角显示有坐标系图标，图标左下角为默认的坐标系原点（0，0），在最低部有模型\布局选项卡，它用于模型空间与布局（图纸）空间的切换。
在绘图区域中，还有一个类似光标的十字线，称为十字光标，其交点反映了光标在当前坐标系中的位置。
（1）修改十字光标的大小
光标的长度为屏幕大小的百分之五，用户可以根据绘图的实际需要更改其大小。
具体方法：
在绘图窗口中选择“工具”菜单中的“选项”命令。
在弹出的系统配置对话框中打开“显示”选项卡，在“十字光标大小”区域中的编辑框中直接输入数值或拖动编辑框后的滑块，即可实现对十字光标的大小进行调整。
如图1-14所示。
（2）修改绘图窗口的颜色
在默认情况下，AutoCAD2007的绘图窗口是黑色背景、白色线条，用户可以根据自己的习惯来修改窗口的颜色。
具体步骤：
选择“工具”菜单中的“选项”命令打开“选项”对话框，并打开如图1-14所示的“显示”选项卡，单击“窗口”元素区域中的“颜色”按钮，将打开如图1-15所示的“图形窗口颜色”对话框。
单击对话框中“颜色”下拉列表中选择需要的颜色，即可完成参窗口颜色的修改。
图1-14“显示”选项卡
图1-15“图形窗口颜色”对话框
6.命令窗口
命令窗口也称为命令提示区，是用户输入命令以及系统显示信息的地方。
它以窗口的形式放在绘图区的下方，用户可以在需要的时候将其拖到绘图区，默认状态是显示3行。
【提示、注意、技巧】
在利用AutoCAD2007时，命令窗口可能被隐藏，用户可按下ctrl+9将其显示出来，双击后命令窗口将会恢复原来位置。
7．状态栏
位于系统的最底部，在此显示当前光标的位置，还有捕捉“栅格”、“正交”、“极轴”、“对象捕捉”、“对象追踪”、“线宽”模型等重要信息.
1.4图形文件的管理及图形的显示控制
用户在绘制图形时，受到屏幕大小以及绘图区域大小的限制，常常需要频繁地对图形进行放大或平移，以方便绘图，同时绘制的图形最终都要以文件的形式保存，本节主要阐述如何对图形实现控制以及对文件的管理。
1.4.1CAD图形文件的管理
文件的管理包括新建图形文件，打开、保存已有的图形文件，以及如何退出打开的文件。
1.新建图形文件
用户提示：
工具栏：
下拉菜单：
[文件][新建]
命令窗口：
NEW（N）
2.打开已有图形
工具栏：
下拉菜单：
[文件][打开]
命令窗口：
OPEN
3.保存文件
（1）“保存”命令
工具栏：
下拉菜单：
[文件][保存]
命令窗口：
QSAVE
（2）“另存为”命令
下拉菜单：
[文件][另存为]
命令窗口：
SAVEAS
运行该命令时，弹出如图1-16所示。
4.文件的密码保护
用户在保存图形时，可以设置以实现对图形文件的保护，其操作如下：
（1）执行保存命令，打开“图形另存为”对话框。
如图1-16所示。
（2）单击右上角的“工具”按钮，选择“安全选项”命令，打开如图1-17所示的“安全选项”对话框。
（3）单击“密码”选项卡，在用于打开此图形的密码或短语文本框中输入相应密码，单击“确定”，待“确认密码”对话框打开后再次输入密码，即可完成密码设置。
图1-16“图形另存为”对话框图1-17“安全选项”对话框
5.关闭图形文件
用户提示：
工具栏：
下拉菜单：
[文件][关闭]
命令窗口：
CLOSE
6.检查、修复文件
因为某些原因，可能出现保存的文件出错的情况，这时候，可以用以下的方法来加以解决：
（1）将备份的文件调入；
（2）使用AutoCAD2007提供的检查、修复功能audit与recover。
调用命令的方法如下：
下拉菜单：
[文件][绘图实用程序][检查或修复]
命令窗口：
AUDIT/RECOVER
命令窗口：
SAVEAS
7.退出AutoCAD
用户提示：
工具栏：
下拉菜单：
[文件][退出]
命令窗口：
QUIT
【提示、注意、技巧】
1.如果系统参数startup=1，启动AutoCAD2007后将会弹出“创建新图形”对话框，用户可以使用样板、向导等创建新的图形文件。
如用户不需要这种情况，可在命令窗口中，输入startup，并将值改为0即可。
2.save与saveas是有区别的。
Save执行以后，原来的文件仍为当前文件，而saveas执行以后，另存的文件变为当前文件。
1.4.2图形的显示控制
1.视图缩放
用户在绘制图形时，为了绘图方便，常常需要对图形进行放大或缩小，AutoCAD2007提供ZOOM---缩放命令来完成此项功能。
该命令可以对视图（CAD中，把按照一定比例、观察角度与位置显示的图形称为视图）进行放大或缩小，而对图形的实际尺寸不产生任何影响。
如图1-18所示为“缩放”下拉菜单，图1-19所示为“缩放”快捷菜单。
用户使用以下的方式激活此项功能：
工具栏：
下拉菜单：
[视图][缩放][实时]
命令窗口：
ZOOM（Z）
图1-18“缩放”下拉菜单图1-19“缩放”快捷菜单
具体说明：
（1）实时缩放
：
利用鼠标的移动，对当前视图进行缩放。
上或左是放大；下或右是缩小。
（2）缩放上一个
：
显示上一次显示过的视图，最多10次。
（3）窗口缩放
：
此项为默认选项。
系统把窗口内的图形放大到全屏显示。
（4）动态缩放
：
利用此选项，可以实现动态缩放及平移两个功能。
（5）比例缩放
：
按照输入的比例，以当前视图中心为中心缩放视图。
（6）全部缩放
：
以绘图范围显示全部的图形。
（7）中心缩放
：
系统将按照用户制定的中心点、比例或高度进行缩放。
（8）范围缩放
：
此选项可以使图形充满屏幕。
与全部缩放不同的是，此选项仅对图形范围，而不是绘图范围。
（9）放大
：
默认的情况下，放大2倍。
（10）缩小
：
默认的情况下，缩小一半。
2．平移图形
平移命令用于移动视图，以便用户更好地观察视图。
我们可以使用以下方式来激活此项功能：
工具栏：
下拉菜单：
[视图][平移]
命令窗口：
PAN
执行上述命令后，光标显示为一个小手，按住鼠标左键拖动即可实现图形的平移。
二、绘图初步
2.1AutoCAD2007命令
在AutoCAD系统中，所有功能都是通过命令来执行实现的，熟练的使用AutoCAD命令有助于提高绘图的效率和精度。
AutoCAD2007提供了命令行窗口，下拉菜单和工具栏三种命令输入方式，用户可以利用键盘、鼠标等输入设备以不同方式输入命令。
2.1.1命令的输入方式
1.在命令窗口输入命令名
此种方法中，用户利用键盘输入命令或命令选项于AutoCAD2007绘图窗口的底部命令行窗口中，相关信息将都显示在该窗口中。
在命令行窗口出现“命令”提示符后，利用键盘输入AutoCAD命令，并回车确认，该命令立即被执行。
例如要输入绘制直线命令（LINE），操作如下:
AutoCAD提示：
LINE↙
指定第一点（在屏幕上指定一点或输入一个点的坐标）：
指点下一点或[放弃（U）]：
在此例中，不带括号的命令选项为默认项，用户可以直接输入直线段的起点或在屏幕上指定一点，如果要选择其他选项，则需要输入相应的标识字符，如“放弃”，则需要输入“U”。
在命令选项中的后面带有尖括号表示其内数值为默认数值。
【提示、注意、技巧】
（1）对在命令窗口输入命令名的方法也可以直接输入相应命令的缩写字。
如L（Line）、C（Circle）、A（Arc）、Z（Zoom）、R（Redraw）、M（More）、PL（Pline）、E（Erase）。
（2）AutoCAD窗口中的内容是只读的，用户不能对窗口中的内容进行修改。
2.利用下拉菜单和工具栏
除键盘外，鼠标也是AutoCAD2007最常用的输入设备。
在AutoCAD中，鼠标键是按照下述规则定义的。
拾取键：
指鼠标左键，用于拾取屏幕上的点、菜单命令选项或工具栏按钮等。
确认键：
通常指鼠标右键，相当于Enter键，用于结束当前的命令。
移动鼠标，当光标移至下拉菜单选项或工具栏相应按钮，单击鼠标左键，相应的命令即会被执行。
用户在绘制图形时可以选择下拉菜单选项或在工具栏单击相应的按钮，输入绘制图形的命令。
另外，在绘图过程中，用户可以随时在绘图区单击鼠标右键，AutoCAD将根据当前操作弹出一个快捷菜单，用具可选择执行相应的命令。
【提示、注意、技巧】
AutoCAD采取“实时交互”的命令执行方式，在绘图或图形操作过程中，用户应特别注意命令行窗口中显示提示性文字，这些信息记录了AutoCAD与用户的交流过程。
命令窗口中显示的命令默认为三行，用户想查看前面输入的命令可打开“文本窗口”来阅读。
默认情况下，AutoCAD“文本窗口”处于关闭状态，用户利用F2功能键打开或关闭它。
“文本窗口”中的内容是只读的，因此用户不能对文本窗口中的内容进行修改，但可以将它们复制并粘贴到命令行窗口或其他应用程序中（如Word）。
2.1.2命令的重复、终止、撤消与重做
在AutoCAD中，用户可以方便的重复执行同一条命令，终止正在执行的命令或撤消前面执行的一条或多条命令。
此外，撤消前面执行的命令后还可以通过重做来恢复。
1.重复命令
在AutoCAD中，用户无论使用哪种方法输入一条命令后，都可利用下述方法实现命令的重复：
●按空格键或回车键。
当“命令”提示符出现时，再按一下空格键或回车键，就可重复这个命令。
●在绘图区中单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择“重复”选项，此外用户也可以在命令行窗口单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“近期使用的命令”选项，选择最近使用过的6个命令之一。
2.终止命令
终止命令可以采用下述三种方法：
（1）自动终止。
在命令执行过程中，用户在下拉菜单或工具栏调用另一命令，将自动终止正在执行的命令。
（2）按Esc键。
在命令执行过程中，用户可以随时按Esc键终止命令的执行。
（3）利用鼠标右键。
单击右键，选择“取消”命令。
3.撤消命令
撤消前面的操作，用户可以使用提示方式：
绘图工具栏：
下拉菜单：
[编辑][放弃]
命令窗口：
UNDO（U）
系统提示；
输入要放弃的操作数目或[自动（A）/控制（C）/开始（BE）/结束（E）/标记（M）/后退（B）/]<1>：
5↙
由于命令的执行是依次进行的，所以当返回到以前的某一操作时，在这一过程中的所有操作都将被取消。
4.重做命令
用户提示：
绘图工具栏：
下拉菜单：
[编辑][重做]
命令窗口：
QEDO
2.1.3图形对象的选择
用户在对图形进行编辑操作时首先要确定编辑的对象，既在图形中选择若干图形对象构成选择集。
在输入一个图形编辑命令出现“选择对象”提示时，可根据需要反复多次地进行选择操作，直至回车结束选择。
为了提高选择的速度和准确性，AutoCAD提供了多种不同形式的选择对象方式，常用的选择方式有以下几种。
1.直接选择对象
这是默认的选择对象方式，此时光标变成为一个小方框（称拾取框），将拾取框移至待
选图形对象上单击鼠标左键，则该对象被选中。
重复上述操作，可依次选取多个对象。
被选中的图形对象以虚线亮度显示，以区别其他图形。
利用该方式每次只能选取一个对象，且在图形密集的地方选取对象时，往往容易选错或多选。
2.窗口（W）方式
该方式选中完全在窗口内的图形对象。
通过光标给定一个矩形窗口，所有部分均位于这个矩形窗口内的图形对象被选中。
窗口方式选择对象常用下述方
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