作者：于文强,杜泽生
出版社：电子工业出版社
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UG NX 9.0机械设计教程试读：
前言
目前高校使用的机械设计三维软件教程过于侧重软件操作而忽略了机械设计过程的训练，且版本普遍较为低，难以适应现代机械工业对人才设计能力的要求。本书在详细介绍了UG NX建模基础知识后，针对机械设计教学的需要，系统阐述了最基本的一级圆柱齿轮减速器的设计过程，并介绍了产品零件有限元分析及运动仿真的基础知识，使学生能够系统地掌握机械设计过程和软件的使用技巧。
编者在多年的教学实践中总结机械工程人才的培养要求和现代工业企业对工程师素质能力的需要，系统地整理UG NX 9.0的内容体系构架，适时恰当地加入现代工业设计的案例，同时融入与工程实践相关的设计性问题并提供优化设计的全部过程，使得学生不仅具有扎实的机械三维软件设计基础，同时具有从事现代机械工业设计的基本能力，成为名符其实的机械设计卓越工程师。
本书是根据教育部《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》的改革精神，围绕卓越工程师教育培养计划目标，为适应具有国际竞争能力的工程人才培养的需要而编写的。
本书详细介绍了UG NX 9.0的常用功能，注重实际应用和技巧训练相结合。本书共分为12章，第1～10章详细介绍了NX软件基本的建模功能，第11章通过实例介绍了UG NX 9.0有限元分析及运动仿真功能，第12章系统阐述了最基本的一级圆柱齿轮减速器的设计过程。各章主要内容如下：
第1章介绍了UG NX 9.0的界面内容和视图的运用，为设计的入门内容。
第2章为基本实体的构建，包括基本特征的构建、基本体素建模和布尔运算等。
第3章为参数化草图建模，详细讲解了UG NX 9.0中草图的应用。
第4章为扫描特征的创建，包括拉伸、回转和扫掠的使用。
第5章为创建设计特征，包括创建孔特征和建立凸台、腔体、键槽等。
第6章讲解了基准的建立，展示了基准面和基准轴的各种创建方式。
第7章为创建细节特征，表现了倒角、倒圆的设置，还有抽壳、拔模的应用，以及镜像特征和阵列特征的使用。
第8章为表达式与部件族，包括创建和编辑表达式、创建抑制表达式和部件族。
第9章为装配建模，包括建立装配体模型，从底向上设计方法和装配上下文设计。
第10章为创建工程图，主要讲解了工程图的管理、剖视图的创建、工程图的标注与编辑等内容。
第11章为CAE分析，通过静态分析、疲劳分析、运动仿真等方面的实例来讲解UG NX 9.0的高级仿真模块内容，也使读者对UG NX有其他角度的认识和理解。
第12章以工业生产中常见的减速箱为例，展示了从设计零部件到装配体，再到力学分析和运动仿真，讲解了工业生产中常用的设计流程，可使读者感受到作为现代工业产品设计人员工作的基本内容和成就感。
本书由山东理工大学于文强和杜泽生、华北水利水电大学范素香、山东钢铁股份有限公司莱芜分公司能源动力厂单潇辰、柳州职业技术学院关来德、河北建筑工程学院张兰娣等多位高校教师和企业一线工程师合作编写，由上海交通大学产品生命周期管理学院培训中心郑维明担任主审。在书稿的整理过程中，张天宇、雷岩、李含珍、于明智也做了大量的工作，在此表示衷心的感谢！
尽管我们为本书付出了十分的心血和努力，但书中仍存在一些疏漏和欠妥之处，恳请读者多提宝贵意见。本书编写组QQ群：39024033，用于专业教师同行探讨问题、研究教学方法、交流教学资源，同时为本书提供课件下载。关于本书的实例源文件及素材，可通过扫描位于封底的二维码下载。编者2014年11月 于 稷下第1章UG NX 9.0设计基础
NX是一种交互式计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助工程（CAD/CAM/CAE）系统。CAD功能使当今制造业公司的工程、设计及制图能力得以自动化；CAM功能采用NX设计模型为现代机床提供NC编程，以描述所完成的部件；CAE功能提供了很多产品、装配和部件性能模拟能力，跨越了广泛的工程学科范围。
NX功能被分为各个通用的“应用模块”。这些应用模块由一个名为“NX基本环境”的必备应用模块提供支持。每个NX用户均必须安装NX基本环境；而其他应用模块则是可选的，并且可以按每个用户的需求进行配置。
NX是一个全三维的双精度系统，该系统允许用户精确地描述几乎任何几何形状。通过组合这些形状，可以设计、分析、存档和制造合格的产品。
通过任意的NX应用模块（如建模、制图、加工或仿真）或符合NX的任意外部应用模块，可以随时使用NX部件文件中包含的数据。NX还支持以多种格式导出数据，可供其他应用模块使用。1.1 NX应用初探
本节简要介绍操作界面的应用、文件的打开和保存，以及鼠标的应用技巧等。1.1.1 NX操作界面简介
NX的界面风格是一种Windows方式的图形用户界面（GUI），在设计上简单易懂，用户只要了解各部分的位置与用途，就可以充分运用系统的操作功能，给自己的设计工作带来方便。NX的工作界面，如图1-1所示。图1-1 NX的工作界面
工作界面中主要包括菜单条、工具条、资源条、导航器和工作对象等。
菜单条包含了NX软件的所有功能命令。系统将所有的命令及设置选项予以分类，分别放置在不同的菜单项中，以方便用户查询及使用。
NX环境中还包含了丰富的操作功能图标，它们按照不同的功能分布在不同的工具图标栏中。每个工具图标栏中的图标按钮都对应着不同的命令，而且图标按钮都以图形的方式直观地表现了该命令的功能，当光标放在某个图标按钮上时，系统还会显示出该操作功能的名称，这样可以免去用户在菜单中查找命令的工作，更方便用户的使用。
提示栏主要用来提示用户如何操作。执行每个命令时，系统都会在提示栏中显示用户必须执行的动作，或者提示用户下一个动作。状态栏主要用来显示系统或图形的当前状态。1.1.2 实例：启动UG NX 9.0操作要求
掌握软件启动、退出的方法。对NX软件的界面布局、菜单和命令功能有初步的了解，能进行基本的操作。操作步骤
1）启动软件（1）选择【开始】︱【所有程序】︱【siemens NX 9.0】︱【NX 9.0】命令，启动NX 9.0，打开NX 9.0窗口界面，如图1-2所示。图1-2 UG NX主要工作窗口（2）选择【新建】命令，出现【新建】对话框，UG NX提供多种设计模式，其中模型、图纸、仿真和加工是最常用的四种模式，如图1-3所示。图1-3 【文件新建】对话框（3）选择【模型】选项卡，在【名称】文本框内输入“Case1.1”，在【文件夹】文本框内输入“Examples＼ch1＼”，单击【确定】按钮，进入模型模块窗口，如图1-3所示。
2）观察主菜单栏
未打开文件之前，观察主菜单状况。建立或打开文件后，再次观察主菜单栏状况（增加了【编辑】、【曲线】、【视图】、【分析】等），如图1-4所示。图1-4 打开文件后的主菜单栏
3）观察下拉式菜单
点击每一项下拉菜单条，如图1-5所示。选择并点击所需选项进入工作界面。图1-5 下拉式菜单
4）使用浮动工具条
用鼠标左键点在工具条的横线或空白处，按住鼠标左键并移动鼠标，可拉动工具条到所需位置（NX的工具条都是浮动的，可由使用者任意调整到所需位置），如图1-6所示。图1-6 浮动工具条安放位置
5）调用浮动菜单
将鼠标放在工作区任何一个位置，单击鼠标右键，出现浮动菜单，如图1-7所示。图1-7 浮动菜单
6）调用推断式弹出菜单
推断式弹出菜单提供了另一种访问选项的方法。当按下鼠标右键时，会根据选择在光标位置周围显示推断式弹出菜单（最多8个图标），如图1-8所示。这些图标包括了经常使用的功能和选项，可以像从菜单中选择一样选择它们。图1-8 推断式弹出菜单
7）观察资源条
资源条可利用很小的用户界面空间将许多页面组合在一个公用区中。UG NX软件将所有导航器窗口、历史记录资源板、集成Web浏览器和部件模板都放在资源条中。在默认情况下，系统将资源条置于NX窗口的左侧，如图1-1所示。
8）观察提示栏
提示栏显示在NX主窗口的底部或顶部。主要用来提示用户如何操作。执行每个命令步骤时，系统都会在提示栏显示关于用户必须执行的动作，或者提示用户下一个动作。
9）观察状态栏
状态栏主要用来显示系统及图元的状态，给用户可视化的反馈信息。
10）认识工作区
工作区处于屏幕中间，显示工作成果。
11）退出软件
选择【文件】︱【退出】命令，出现【退出】对话框，如图1-9所示，单击【是-保存并退出】按钮，退出软件。图1-9 【退出】对话框1.1.3 实例：UG NX 9.0的文件操作操作要求
掌握文件的建立、打开和选择，文件存盘与关闭的操作。操作步骤
1）新建文件（1）选择【文件】︱【新建】命令或单击【标准】工具栏上的【新建】按钮，出现【文件新建】对话框，如图1-3所示。（2）在【文件新建】对话框中，单击所需模板的类型的选项卡（如【模型】或【图纸】）。【文件新建】对话框显示选定选项卡的可用模板，在【模板】列表框中单击所需的模板。（3）在【名称】文本框入新的名称。（4）在【文件夹】文本框入指定目录，或单击打开文件夹图标，以便浏览选择目录。（5）选择单位为【毫米】。（6）完成定义新部件文件后，单击【确定】按钮。
2）打开文件（1）选择【文件】︱【打开】命令或单击【标准】工具栏上的【打开】按钮，出现【打开部件文件】对话框，如图1-10所示。图1-10 【打开部件】对话框（2）【打开部件文件】对话框显示所选部件文件的预览图像。使用该对话框来查看部件文件，而不用先在NX会话中打开它们，以免打开错误的部件文件。双击要打开的文件，或从文件列表框中选择文件并单击【OK】按钮。（3）如果知道文件名，在【文件名】文本框输入部件名称，然后单击【OK】按钮。如果NX不能找到该部件名称，则会显示一条出错消息。
3）保存文件
保存文件时，即可以保存当前文件，也可以另存文件，还可以保存显示文件或对文件实体数据进行压缩。（1）选择【文件】︱【保存】命令或单击【标准】工具栏上的【保存】按钮，直接对文件进行保存。（2）选择【文件】︱【选项】︱【保存选项】命令，出现【保存选项】对话框，如图1-11所示。在这里可以对保存选项进行设置。图1-11 【保存选项】对话框
4）关闭文件（1）完成建模工作以后，需要将文件关闭，以保证所做工作不会被系统意外修改。选择【文件】︱【关闭】命令下的命令可以关闭文件，如图1-12所示。图1-12 关闭文件菜单（2）若关闭某个文件，则应当选择【所选的部件】命令，出现【关闭部件】对话框，如图1-13所示。图1-13 【关闭部件】对话框【关闭部件】：对话框中各功能选项如下。
①【顶级装配部件】：文件列表中只列出顶级装配文件，而不列出装配中包含的组件。
②【会话中的所有部件】：文件列表中列出当前进程中的所有文件。
③【仅部件】：仅关闭所选择的文件。
④【部件和组件】：如果所选择的文件为装配文件，则关闭属于该装配文件的所有文件。
⑤【关闭所有打开的部件】：关闭所有打开的部件。
选择完以上各功能，再选择要关闭的文件，单击【确定】按钮。1.1.4 鼠标与键盘的使用
1．NX的鼠标操作
NX支持2键和3键鼠标。以3键鼠标为例，其操作方法如下。
1）左键（MB1）单击左键用于选择图中的对象或选择菜单项。双击左键相当于进行功能操作后回车确定。
2）中键（MB2）单击中键相当于回车确定。如果为滑轨式，滑动中键可以对图形进行实时缩放。在图形区按住中键并拖动，可以旋转视图。
3）右键（MB3）
在不同的区域位置单击右键，弹出相应的菜单，方便实时操作。
2．NX键盘上的功能键
F5——刷新
F6——窗口缩放
F7——图形旋转
F8——定向于图形最接近的标准视图
Home——图形以三角轴测图显示
End——图形以等轴测圈显示
Ctrl＋D/Delete组合键——删除
Ctrl＋Z组合键——取消上一步操作
Ctrl＋B组合键——隐藏
Ctrl＋Shift＋B组合键——互换显示与隐藏
Ctrl＋J组合键——改变图形的图层、颜色及线型等
Ctrl＋shift＋J组合键——预设置图形的图层、颜色及线型等
Shift＋MB1组合键——取消已选取的某个图形
Shift＋MB2/MB2＋MB3组合键——平移图形
Ctrl＋MB2/MB1＋MB2组合键——放大/缩小1.2 视图的运用
在设计过程中，需要经常改变视角来观察模型，调整模型以线框图或着色图来显示。有时也需要多幅视图结合起来分析，因此观察模型不仅与视图有关，也和模型的位置、大小相关联。观察模型常用的方法有放大、缩小、旋转、平移等，而多幅视图是通过【布局】选项来实现的。
在NX软件中观察模型的常用方法有3种：（1）直接在【视图】工具条中单击需要的视图按钮。（2）在绘图区中单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择需要的命令。（3）直接利用鼠标中键的功能进行观察模型。1.2.1 观察模型的方法
在设计中常常需要通过观察模型来粗略检查模型设计是否合理，NX软件提供的视图功能可以让设计者方便、快捷地观察模型。【视图】工具条如图1-14所示。图1-14 【视图】工具栏1.2.2 模型的显示方式
在【视图】工具条中，单击【着色】按钮右边的下三角按钮，弹出【视图着色】下拉菜单。各种常用着色的效果图，如图1-15所示。（b）带有变暗边的线（c）带有隐藏暗边的（a）静态线框框线框（d）带边线着色（e）着色（f）艺术外观图1-15 各种显示状态的效果图1.2.3 模型的查看方向
在【视图】工具条中，单击【等轴测】按钮右边的下三角按钮，弹出【视图显示】下拉菜单，如图1-16所示。图1-16 【视图】工具栏
利用其中【顶部视图】、【前视图】、【底部视图】、【左视图】、【右视图】的命令可分别得到五个基本视图方向的视觉效果，如图1-17所示。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]