机械CAD 技术
实验指导书
湖南大学机械与汽车工程学院CAD中心
目录
机械CAD 技术 (1)
目录 (2)
实验指导之一手转轮练习 (3)
实验指导之二活塞练习 (11)
实验指导之三螺栓螺母练习 (15)
实验指导之四齿轮轴联系 (18)
实验指导之五复杂零件建模练习 (20)
实验指导之六齿轮参数化建模 (22)
实验指导之七拉伸实体练习 (24)
实验指导之八自由曲线，曲面练习 (27)
实验指导之九UG/GRIP综合练习一 (28)
实验指导之十UG/GRIP综合练习二 (30)
实验指导之十一计算机三维模型竞赛模拟题 (33)
实验指导之一手转轮练习
1.新建文件
进入UG程序（工作环境），新建文件，系统显示如下图所示对话框，设定文件名并选定单位毫米，最后确认（OK）即可。
2 构建圆柱实体
打开应用模块的实体模型
单击【应用】→【建模】，系统将显示相应的工具栏图标，用户可以根据自己的工作需要定制工具栏，单击【工具】→【自定义】即可完成。
设定圆柱体延伸方向
单击【插入】→【成形特征】→【圆柱体】，弹出如下图所示对话框，选择
选项，接着系统会显示向量菜单，选取Z轴方向（I=0，J=0，K=1），确定以定义圆柱体的延伸方向（轴线）。
产生圆柱体
圆柱体轴线方向确定之后，系统会显示圆柱体参数对话框（上图），输入直径=50、高度=60后确认，系统弹出点菜单，提示圆柱体中心之所在（如果不在坐标原点，需要输入具体数据，默认为X=Y=Z=0），确认之后即产生圆柱体（上图）。
设定矩形体参数并构建圆柱实体
单击【插入】→【成形特征】→【长方体】，弹出如下图所示对话框，按图示步骤操作，即可产生下图所示经过布尔操作之后的几何体。
3.绘制各剖面线段
设定圆形参数
单击【插入】→【曲线】→【基本曲线】，即出现下图所示界面，按提示操作即可得到下图右下角的圆形剖面。
移动工作坐标
单击【工作坐标系】→【原点】，即出现点构造器，选择四分点，然后在圆柱体的上表面圆弧上选择一点单击鼠标左键，坐标系发生移动，如下图示；在对话框中输入YC=5，坐标系进一步移动。
完成旋转工作坐标
单击【工作坐标系】→【旋转】，即出现坐标系旋转对话框，选择YC→ZC，角度为90，即可完成坐标系的旋转，如上图示。
完成绘制圆形
单击【插入】→【曲线】→【基本曲线】，之后进入点构造器智能锁点，单击以便生成圆形；单击【重置】，使圆心在新坐标系中为0，之后输入XC=5，确认即得到下面图形。随后将工作坐标系由XC→ZC旋转90度，如下图示。
生成云线
单击【插入】→【曲线】→【样条】，出现如下界面，单击【通过点】确定，之后单击【点构造器】确定，立刻出现点构造器对话框。
之后输入4个点的坐标值（35，0，0）、（55，10，0）、（75，20，0）、（105，20，0），最后单击确认即完成点坐标的输入。系统会提醒输入的点是否正确？若无误单击确认，则生成样条曲线（云线）。
4.构建顺滑实体
单击【插入】→【成形特征】→【扫掠向导】，进入如下界面，按步骤逐一操作即可得到顺滑实体。
5.圆形数组
单击【插入】→【成形特征】→【引用】，依次选择【圆周阵列】、【SWEEP（7）】、【确定】、【点和方向】、【确定】，在点构造器中需要注意，选择，然后选取圆柱体端面圆弧，以定义圆形数组的旋转中心，最后确认，即可生成如下图形。
当完成圆形数组后，单击【插入】→【成形特征】→【球】，出现球体构造对话框，选择直径和圆心，直径设定为50，当出现点构造器对话框时，选择，然后选取圆柱体端面圆弧，以定义球体的中心，最后确认，即可生成如下图形。
这里，请同学们思考一下，如何得到下面的几何体？提示：需要经过坐标轴的平移和旋转，以及在上图最大圆弧上设立一个小圆弧，并经过得到。
6.绘制握把剖面
单击【工作坐标系】→【原点】，出现点构造器，选取和一直径为10的小圆弧，将工作坐标系移动至最大圆弧处，并适当放大，如下图示。
之后，构建直线、样条曲线和直线，分别如下图所示，最后构成一封闭曲线。单击，从弹出的对话框中，选取【成链曲线】，然后选取上述封闭曲线，确定、确定、确定，选择【轴和角度】，弹出【矢量构成】，选定XC确认，确认、确认、确认再确认，即可得到下面的几何体。
这就是本次实验所要求得到的完整几何体。
实验指导之二活塞练习
练习目的熟悉UG工作环境
练习内容延伸实体、薄壳
时间2学时
1.新建文件
进入UG程序（工作环境），新建文件，设定文件名（y217）并选定单位毫米，并进入【建模】，最后确认（OK）即可。
2 构建延伸实体
单击【插入】→【曲线】→【基本曲线】，即可进入基本曲线对话框，选取圆形→智能锁点→点构造器，设定（0，0，0）和（25，0，0），即可产生一圆弧。
单击【插入】→【成形特征】→【拉伸】，选取上述圆弧确认→方向和距离→（I=0，J=0，K=1）→终止距离=31，即可产生一延伸实体（圆柱），如下T01示。
3.绘制矩形剖面及删除实体
将【工作坐标系】移动到圆柱体的侧表面（母线）上，且ZC=22，最后使YC→ZC旋转90度，如上T02和T03示；
单击【插入】→【曲线】→【矩形】，即点构造器对话框，输入（-20，-11，0）和（20，9，0）确认，即得到如下图形(T04)。
单击【插入】→【成形特征】→【拉伸】，选定成链曲线→选取上述矩形→确认→方向和距离→确认→（K=-1，图示箭头方向）→确认→终止距离=5→确认→出现布尔操作提示→选择减→确认，即出现上述图形(T05)；重复操作→起始距离=45、终止距离=50确认，即可得到如上图所示图形（T06）。
4.绘制圆形剖面
隐藏矩形实体：单击【编辑】→【隐藏】→【隐藏】，选择类型→曲线，最后选取矩形的四条边→确认，即可将矩形实体隐藏（T07）；
单击【插入】→【曲线】→【基本曲线】，选择→智能锁点→点构造器，设定（0，0，0）和（5，0，0）确认，即可产生圆弧（T08）；
5.建构延伸实体
单击→选取T08中的圆弧→确认→方向和距离→K=-1；分两次①起始距离=3、终止距离=15、第二偏置=-2→创建→即可产生T09；②起始距离=35、终止距离=47、第二偏置=-2→创建→即可产生T10；
6. 建构薄壳特征
单击【插入】→【特征操作】→【抽壳】，设置缺省厚度=3，依次选取圆柱体的下表面和上表面→确认，即可产生图T11所示的图形；
单击→选取T08中的圆弧→确认→在两个面/平面之间裁剪确认→选择第一个矩形平面→确认→选择第二个矩形平面→确认→偏置为0→减→即可产生T12；（注意：T11和T12的区别在于T12中的圆柱体中间是空的）；
单击→选取圆柱体下底面圆弧→确认→方向和距离→起始距离=31、终止距离=44→创建→即可产生T13；
单击→选取圆柱体下底面圆弧→确认→方向和距离→起始距离=34、终止距离=36，第二偏置=2→减→选取整个圆柱体→即可产生T14（环槽1）；
单击→选取圆柱体下底面圆弧→确认→方向和距离→起始距离=38、终止距离=39，第二偏置=2→减→选取整个圆柱体→即可产生T15（环槽2）；
单击→选取圆柱体下底面圆弧→确认→方向和距离→起始距离=41、终止距离=42，第二偏置=2→减→选取整个圆柱体→即可产生T16a、T16b（环槽3）；
7. 删除延伸实体
单击→插入→曲线操作→偏置，选取圆柱体底端最大圆弧（直径），反向，输入距离=5→应用，输入距离=3→应用，如图17示；之后单击→选取由刚才两条圆弧所组成的面→确认→方向和距离→起始距离=34、终止距离=42→减→选取整个圆柱体→即可产生图17；
单击→选取刚才通过偏置距离为3的曲线所组成的面→确认→裁剪至面/平面→接受默认方向→选取整个几何体中部的圆柱底面→其他参数均为0→确认→减→即可产生图18a、18b；
8. 绘制圆角
移动坐标系到几何体的最底部，并且ZC→XC旋转90度→确认，同时单击→插入→曲线→基本曲线→矩形→输入（5，0，0）和（25，11，0），产生一个矩形如T19示；
单击→插入→曲线→基本曲线→选择倒角→半径=10→选择T19示的矩形的两条边→确认→即可产生T20；
单击→→成链曲线→选择刚才经过倒角的矩形→4个确认→通过多个体→K=-1→确认→偏置为0→即可产生T21；
单击→成形特征→基准平面
（T22），选择固定基准面→
YC-ZC，即出现如图22所示界面→确
认，以选定基准面；
单击→插入→特征操作→引用
（T23），选择→镜像特征（T24）→选
择→确认→单击
→然后选择YOZ坐标平
面，即可生成T25的几何体。最后删除
或者隐藏一些作图时用到的辅助线条和基准面，得到本次实验所要求的活塞三维模型（T26）。
1，首先打开UG2.0，进入建模模块；
2，单击【插入】→【草图】，，单击，进入草图；
3，按如下尺寸绘制图1和图2所示的草图，完成草图后，即可进行拉伸、旋转等操作。
（重要操作命令在实验课堂上讲解：注意、、、、、、
等命令的灵活运用）
（一）绘制M12螺栓
绘制如下图所示的M12螺栓，需要的长度尺寸如下图示：
（二）绘制M12螺母
绘制如下图所示厚度为10的M12螺母
其所需尺寸如下图示：
得到的结果如下图示：
实验指导之五齿轮轴联系
绘制如下所示的实体
其所需尺寸如下图中所示：
实验指导之六复杂零件建模练习
建模绘制如下所示的实体：
其尺寸如下二维图所示：