inventor三维设计讲义

《Inventor三维设计》讲义

集美大学机械学院 孙金余

绪论

第一章 Inventor应用基础介绍

1.1 Inventor介绍

Inventor是一个“参数化/变量化特征建模的三维设计软件”，整个设计可以在装配中、或者基于装配关系进行。 1.2 Inventor模块介绍

基本模块：零件造型（.ipt）、钣金（.ipt）、装配（.iam）、表达视图（.ipn）和工程图（.idw）。还有焊接、结构生成器、设计加速器模块，以及管路设计、线路设计、有限元分析、运动仿真、模具、塑料零件模块。 1.3 Inventor项目管理

第二章 Inventor中2D草图的应用

本章将介绍草图环境、草图坐标系、草图的绘制和编辑、草图中投影的利用、草图中的关联再利

用、草图的几何约束和尺寸约束等。 2.1 草图平面的创建

打开装配（2-001装配）文件，理清装配-零件-特征-草图的关系，进行插入、运动-转动装配。 2.1.1 草图环境

介绍环境界面 功能区外观-普通

草图环境的定制：工具-应用程序选项-草图-显示（“√”去掉），在创建时编辑尺寸打“√”

2.1.2 草图（依附的）平面及坐标

1、默认以XY面建草图；2、以其他原始坐标面建立草图（可右击新建草图）；3、在特征面上建立草图02-004.ipt；4、在工作面上创建草图02-005.ipt；“切片观察”的应用；5、在装配中创建草图（创建新零件，修改老零件即在老零件上创建草图，创建特征草图6-030）

2.2 草图的绘制

1、直线-按住左键（基于“手势”）的绘制方法（如“键”的草图）；绘制的同时创建约束

即时产生动态感应。

1

2、几何约束 添加几何约束；显示与删除约束 由任意三角形到等边三角形

对称-两元素相对某线的对称放置

草图是否具有完整的尺寸约束和几何约束。其颜色不一样。正确的草图应该具有完整的约束。

3、圆、圆弧、椭圆 4、矩形、多边形

5、圆角、倒角: “相等约束”后续倒角均为f(x)，即相等。 点：中心点，草图点

6、投影几何图元、剖切边 02-006.ipt 7、关于投影的设置参数

8、构造线、中心线和中心点设定。 普通线：轮廓草图线。

构造线：点线，能够作为尺寸约束和几何约束的携带者和传递者，但不参与造型。在欠约束的条

件下，是深黄色；在全约束的条件下，自动改成深色。

中心线：点划线，作为旋转特征中心线，可基于这种线形标出直径。 既是构造线又是中心线

中心点：小十字点显示，作为打孔特征自动识别的中心点。

草图点：小黑点显示，作为草图用的点，也能作为打孔特征手动选定的中心点。 9、创建文本

文本、几何图元文本

2

拉伸后字的颜色应该在“特征”（右击）的特性中设置 10、 读取AutoCAD文件

在 Inventor 中直接打开 AutoCAD-DWG 文件，默认设置将进入到图纸检查环境。可以查看、打印和测量图形内容，但不能编辑，AutoCAD 对象在 Inventor 中仍为 AutoCAD 对象。

在草图工具面板中单击“插入 AutoCAD 文件” 选择所有线条-特性-颜色-默认

例如一些 AutoCAD 使用者没能掌握正确的 AutoCAD 绘图技术，图线精度较差，相关图线的几何关系也不正确，甚至有一些 DWG 中带有大量标注尺寸与实际图线不一致的现象，这些问题必然会带到 Inventor的草图中来从而出现各种错误。

11、插入图象

12、 通过EXCAL插入点 例2D.xls 2.3 草图的编辑

2.3.1 选择、延伸、修剪、分割、移动和复制 2.3.2 缩放、旋转和拉伸 2.3.3 镜像

矩形阵列-关联：调整一个的形状大小，其他的跟着变（无法在曲线、多段线条上阵列）

注意关联、范围-测量与表达式d0的使用。

3

环形阵列

偏移：“选择回路”，开关关闭，可以单独选定某些相连的片段，选完之后，在右键菜单选“继续”。“约束偏移量”，控制新曲线是否与原始线保持“法距处处相等”。开关关闭，偏移后的编辑出现不同结果。

2.3.4 从资源中心放置特征

2.4 草图尺寸标注

2.4.1 手动标注尺寸

线；圆直径、圆弧的半径；角度；选定两条平行直线，如果其中一条是“中心线”的

线形，Inventor 将自动推理标注直径；如果该线不是中心线形的线，标注过程中，可以在右键菜单中选“线性直径(L)”，效果一样。

象限点标尺寸和反馈图标。

4

2.4.2 自动标注尺寸（一般不用）

2.4.3 参数化尺寸f(x)与尺寸表达方式

1、尺寸“显示表达式”方式，“dxx=xxx.xxx”

2、f(x)参数表

3、引用本草图内、外的其他尺寸及特征尺寸的引用-如拉伸的厚度尺寸

4、可以在尺寸数据编辑框中，使用计算表达式。Inventor 可理解许多计算符号，常用的是：+、-、

*、/、()等，周长=πd=d*PI(注意大写)。 5、在某些情况下，尺寸标注产生了“重复约束”，Inventor 将创建在显示时用圆括号包起 来的“计算尺寸”

6、双击现有尺寸，按下数据编辑框右边的“>” ，可见“测量(M)”操作项。这种方法建立的尺寸与“测量对象”（在其他图线上测量得到的数据）之间没有关联，就是说，测量对象的变化，不会影响到这样的尺寸。 7、公差

公差决定了草图具有了极限尺寸；而草图的极限尺寸，决定了未来三维模型的可能大小；

未来模型的大小，决定了这个零件在装配中的表现。基本尺寸变，公差也跟着变，即公差与公称尺寸的变化自动关联。

5

图中已经标注了四个开关的作用，它们是：用公称尺寸创建模型； 用平均尺寸创建模； 用最大极限尺寸创建模型和用最小极限尺寸创建模型。如果使用了非公称尺寸，Inventor 将在驱动尺寸中显示下划线以示标记。

草图的全约束时颜色的变化。 2.6 草图医生

练习 一、

6

二、

先画中间圆，再画外面5个圆，再三三相切，修剪，竖立放置，拉伸。 三、辅助线应用

7

四、做椭圆的焦点

五、

注意：

如果得到了一个英制的零件，想在自己的设计中借用，怎么能保持所有的驱动尺寸变 成 mm制？02-024.ipt过程很简单： 在菜单中“工具(T)”-〉 “文档设置(S)”-〉 “单 位”选项卡，在“长度”栏目中设置成“毫米”。 最后（这是关键的一步） ，在在菜单中 “管理”-〉 “全部重建(R)”

第三章 零件设计

3.1 零件造型环境 3.2 定位特征的创建 3.2.1定位特征

定位特征（是用来创建与坐标系相关的特征）：工作面、工作轴 和工作点。

3.2.3 创建工作面 工作面的作用

? 创建依附于这个面的新草图、工作轴或者工作点 ? 作为特征的终止面 ? 作为装配的参考面

? 作为装配状态下剖切观察的剖面

8

? 工作面也可以向草图所在面上投影，作为其他草图的驱动基准。 创建方法

1、过线（含轴）与面（含坐标面）成一定夹角的工作面，3-001.ipt。 2、与面平行的工作面。

3、与面平行且与曲面相切的工作面，相切的位置接近所指处。3-002.ipt

在圆锥面上作相切的工作面，需要先确定工作面与圆锥面的交线。例如打开 3-003.IPT， 使圆锥轴的草图可见，之后作工作面，先选定草图线、再选定锥面。 4、过点作垂直于线的工作面，3-004.IPT，3-005.IPT 5、过两条共面线的工作面。3-005.IPT 6、过三个点的工作面，3-006.IPT

7、过点作平行于面的工作面，3-006.IPT 8、对称两平行面的工作面，3-007.ipt 9、用其他能够创建平面的方法作工作面。

工作面与它创建时所依附的几何对象是相互关联的，当依附对象发生参数改变后，工作面也 会相应改变。工作面间距、夹角也是参数化的。

3.2.3 创建工作轴

工作轴的作用

? 创建工作平面和工作点。

? 投影到二维草图以创建截面轮廓几何图元或参考的曲线。 ? 为旋转特征提供旋转直线。 ? 为装配约束提供参考。 ? 为工程图尺寸提供参考。 ? 为三维草图提供参考。 ? 为环形阵列提供参考。 工作轴的创建方法： 原坐标系的轴

基于圆柱、圆锥、圆环等回转形状的特征创建工作轴，3-008.IPT 基于草图线的工作轴；由线在某面上的投影创建工作轴 过两点的工作轴， 过两平面交线的工作轴

过点且垂直于某平面的工作轴 过点且平行于某直线的工作轴

3.2.2 创建工作点 工作点的作用

? 创建工作平面和工作轴。

? 投影到二维草图以创建参考点。 ? 为装配约束提供参考。 ? 为工程图尺寸提供参考。 ? 为三维草图提供参考。 ? 定义坐标系。 工作点的创建

9

基于现有特征的点（含棱边中点）或可见草图上的点 两线交点 线、面交点 三面交点

3.2 基于草图创建特征 3.2.1 拉伸特征 终止方式

距离：默认方式，拉伸的总距离。

到表面或平面：在选定的拉伸方向上，将使用可能完整地将轮廓投影到达的、并首先到达的

现有的实体表面或面，作为拉伸的终止条件。3-009.IPT

到：在选定的拉伸方向上，穿过指定的面与草图之间的所有特征，将草图投影到指定的面上，

创建特征实体。

从表面到表面：特征实体就不一定从草图所在面开始，3-010.IPT

拉伸中的“延伸”

贯通：

“更多”：在“到”终止方式下，当“最短方式”有效时，将拉伸到最先碰见的面上， 3-011.IPT 。 “拉深角度”：正角度扩张、负角度收缩。 “匹配形状”： 3-012.IPT，（√）则溢出，如灌水般。其他例题 3-013.IPT，3-014.IPT，3-015.IPT。 3.2.2 旋转特征

（轴中孔的处理：旋转创建轴的外观，用专门的打孔特征处理轴中心的孔。） 终止方式：

全部，将截面轮廓旋转360度，即旋转整周。 角度，使截面轮廓旋转指定的角度。 到面，与拉伸类似。

到表面或平面，与拉伸类似。 从表面到表面，与拉伸类似。

轴中心有孔：按制造的实际情况单独做出这个孔的特征。 3.3 打孔 “放置尺寸”：

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从草图（此项要先建草图，利用草图中的孔中心点或者其他可用端点，定位孔中心） 线性（无须草图） 同心（无须草图）

在点上（选定工作点、任何可以控制打孔方向的要素）。

配合的孔，必为通孔，解决螺栓、螺钉安装孔的创建需求（俄罗斯标准GOST） 螺纹类型：底孔“直径” ，攻丝前孔径的大小， “工具”-〉“文档设置”-〉“造型”-〉“螺纹孔径”。 精密螺纹孔的设计尺寸，底孔直径一般使用“小径”。

沉头孔与锪平孔：在工程图标注时有区别。

3.4.4 扫掠 “控制类型”，有三种类型：路径、路径和引导轨道、路径和引导曲面。 路径：控制扫掠结果的草图线，可以是二维或三维草图线，3-018.IPT。

路径和引导轨道：引导轨道可以控制扫掠截面轮廓的比例和扭曲，随着路径与引导线的距离而变化，3-019.IPT。

路径和引导曲面：引导曲面用曲面的法向控制扫掠截面轮廓的扭曲，引导面可以是平面也可以是曲面，

3-021.IPT，用端面做引导面，各个位置的截面轮廓都相对于端面呈确定的角度（平行）。3-020.IPT， 3-021.IPT，3-132.ipt。 螺旋扫掠3-023.IPT， 3.4.3 放样特征

用两个以上的截面草图为基础，甚至添加“轨道”、“中心轨道”（3-025.IPT~ 3-029.IPT） 或“区域（面积）放样”（3-030.IPT）等构成要素作为辅助约束，而中间部分实现光顺而成的复杂几何结构。 “轨道”：轨道必须与每个截面相交，并且必须在第一个和最后一个截面上（或延伸到截面之外）终

止。

“中心轨道”：这条线穿过或者端点落在相关截面草图所在的平面，3-026.IPT “区域（面积）放样”：“已装入截面”-可在中心线处添加点- “截面尺寸”对话框-可以修改点的位

置及面积。

封闭回路：决定在具有三个以上的截面轮廓的放样特征中，是否连接第一个和最后一个截面以构成封

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闭回路，最后形成可能的环状实体。

合并相切面：在结果模型上是否创建各个结构细节之间的“边”，3-030a.IPT 。 “条件”：

无条件（自由状态）:无特殊约束条件

方向条件:设置相对于截面轮廓平面角度。3-030a.IPT , 权值：大值影响大3-031.IPT，3-034.IPT “过渡”：通过调整各截面的对应点（映射点），可以有效地制止放样结果的意外扭转。高版本一般

不会出意外。3-036.ipt

在草图创建中利用投影3-037.IPT,3-006.IPT 4.1 默认的自动投影 4.2 在草图中的手动投影 4.3 同零件的几何要素投影 4.4 跨零件的几何要素投影 4.5 草图要素的投影

4.6 添加驱动尺寸和几何约束中的自动投影

4.7 利用感应自动投影 “在创建曲线过程中自动投影边”

3.3 放置特征的创建 3.3.1 倒角特征

链选边：在带有相切的连续棱边时，是否连续使用这些相切的几个边创建倒角 圆角特征

沿尖锐边圆滑：不打勾，则保持等半径，3-040.ipt 在可能的位置使用球面连接：3-041.IPT

自动链选边：若有效，则选择一条边准备建立圆角时，将自动选择上相切的其他边。 保留所有特征：3-042.IPT 所有圆角：：选择或排除所有的凹边 所有圆边：：选择或排除所有剩余的凸边 “面间圆角”：3-049.IPT “全圆角”：相切于三个面的公切弧面。3-046.IPT，3-047.IPT，3-048.IPT

6.5 抽壳：以现有特征为基础，形成等距面（不同面距离可以不同），创建壳状实体。 6.6 加强筋：

锥度：拔模斜度-有一个必要的前提：筋的草图必须建立在与加强筋的“脊”直线所在的工作面上，

3-051.IPT

6.7 拔模斜度：3-056.IPT “固定边”模式

“固定平面”模式：正常。

拔模平面：垂直于拔模方向的平面。

6.8 分割：切割工具的对象：曲面、工作面、曲线、草图线等。3-060.IPT~3-064.IPT。 6.9 螺纹：

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6.10 折弯零件 6.11 矩形阵列 〉〉按钮： 1、计算：

优化：不创建新的特征，仅计算面。这会提高处理速度，

完全相同：通过复制原始特征来创建选定特征的完全相同副本。一种较快的计算处理模式。 调整： 分别计算每个阵列引用的范围或终止方式，来创建复制的特征。计算量大。3-072.IPT 2、方向：

完全相同： 在阵列创建中，所有的成员与原始特征一致，不会随着阵列路径旋转。

方向1 /方向 2：指定阵列成员跟随旋转的二维路径线，见 3-073.IPT。也能沿三维路径阵列，3-074.IPT。 6.12 环形阵列 6.13 凸雕

3-077.ipt；3-129.ipt；3-135.IPT~3-139.ipt。

6.14 贴图：先创建新草图，用“插入图像”工具引进相关文件；结束草图。再启用“贴图”特征

工具。3-078.IPT；3-079.IPT

3-080.IPT：原始图像中带有“透明背景”的设置，在浏览器中激活草图、选定图像，在右键菜单

中“特性”，在其后弹出的界面，将“使用掩码”开关打开。 6.15 镜像：

6.16 放置特征--特征库 7. 曲面功能

3.3.7 移动面

7.1 用特征造型创建曲面：诸如:拉伸、旋转、放样、扫掠等。 7.2 删除面

7.3 缝合曲面 缝合后才能倒角3-083.IPT， 3-084.IPT，如果缝合之后完全无缝， Inventor 将其自动转成实体。 7.4 替换面 3-085.IPT

7.5 加厚/偏移 两个面法距处处相等、片段一一对应。 创建基于现有模型的，输出为曲面时取法

距为 0的曲面。3-086.IPT，3-089.IPT，“创建竖直面”：创建新老曲面之间的连接曲面

7.6 灌注 3-095.IPT 将鼠标放在原始的双向箭头的希望要的方向上（ 这个方向将会变红）拾取，

作为只可能形成唯一空腔的情况下，可以不用选定灌注方向的。 7.7 修剪曲面功能：

7.8 延伸曲面功能：延伸-新增加的结构的侧边，将继承原有曲面边界的方向生长。

拉伸-新增加的结构的侧边，将沿着延伸的方向生长。

7.9 边界嵌片：补封闭的曲线成为曲面。3-097.IPT， G0连续-曲面会向中部凹陷，G1连续-曲面会

向外凸3-098.ipt， 8. 特征的编辑

8.1 特征尺寸显示和编辑 8.2 特征草图的编辑 8.3 特征重排序

8.4 特征的特性； 特性例题.ipt 8.5 特征的抑制

8.7 特征面的颜色；特征颜色

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9.3 班纹检查：曲面的连续性3-104.IPT

G0 连续：点连续；在每个面上生产一次反射，反射线成断裂分布。 G1 连续：切线连续；生产一个完整表的反射，反射线连续但扭曲。 G2 连续：曲率连续；生产跨越所有边界的完整而光滑的反射。 9.4 拔模分析：根据开模的方向，检查并显示是否可以完成拔模。 9.5 曲率分析：对模型的面和边的曲率及光顺度提供可视化分析结果。

9.6 曲面分析 在零件曲面上使用渐变色显示来估算高曲面曲率和低曲面曲率的区域。比起曲率梳，

曲面分析结果能更清晰地看出曲面上的曲率变化。颜色均匀过渡的部分曲率变化平缓、而颜色突变的部分变化剧烈而并不光滑。

剖切分析：进行剖且面上的“壁厚”分析、面积等计算结果 二维样条曲线 拟合方式：

标准：更接近原始控制点组成的构架的、不很顺滑的曲线；曲率变化相对剧烈。

最小能量：曲率分布更为均匀的、更为顺滑的曲线；曲率变化相对平缓，但计算量更大。 AutoCAD：使用 AutoCAD 样条曲线拟合方式，只与控制点位置相关，很少用。

显示曲率：显示曲率梳

控制柄的方向：是这个样条在这个控制点上的切线方向，可以标注角度驱动尺寸加以限制；控柄的长

度：是这个控制点对曲线影响的范围的“权值”，它是个“无量纲”数，1是原始大小。 曲率：是这个控制点的曲率参数表达，是一条圆弧两个端点，拖动端点时可改变该点曲率。 曲率的倒数就是曲率半径，表明曲线偏离直线的程度。曲率越大，表示曲线的弯曲程度越大。 平直：设置这个控制点上曲线的曲率半径无限大。

插入点：在选定的样条线上，添加新的控制点。

样条曲线张力：小张力可以使样条曲线在拟合点之间曲线片段长度增加，而更加光顺。 件下它仅供扫掠特征或者放样特征作路径或者轮廓曲线。

3.4.2 三维草图

三维草图：多数条件下它仅供扫掠特征或者放样特征作路径或者轮廓曲线。 9.3 三维相交曲线 02-007.IPT 9.4 将曲线投影到曲面

沿矢量投影：要指定矢量以定投影方向； 沿法向投影：沿曲面的法向投影

缠绕到曲面：围绕选定表面形成投影曲线。

习题

第四章 部件装配

4.1 管理部件

4.1.1 部件环境

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4.1.2 设置、创建和使用项目

4.1.3 部件浏览器 4.1.4 创建部件BOM表 4.2 装入和创建零部件

4.2.1 装入与替换零部件 4.2.2 创建零部件 4.2.3 装配中编辑零件 4.3 编辑零部件

4.3.1 零部件的旋转和移动

4.3.2 零部件的阵列、镜像和复制 4.3.3 零部件拉伸、打孔和倒角 4.3.4 创建部件特征

4.3.5 零部件的隐藏和固定 4.4 零部件约束 4.4.1 配合约束 4.4.2 角度约束 4.4.3 相切约束 4.4.4 插入约束 4.4.5 运动约束

4.4.6 查看和编辑约束

与驱动约束

4.5 装配的观察与分析 4.5.1 装配的剖视 4.5.2 干涉检查 4.5.3 驱动约束 4.5.4 自由度检查 4.6 表达视图

4.6.1 创建表达视图

4.6.2 零部件的位置调整与修改 4.6.3 镜头设置 4.6.4 播放表达视图 习题

第五章 工程图

5.1 工程图环境

5.1.1 工程图资源 5.1.2 设置工程图样式 5.2 创建视图

5.2.1 基础视图 5.2.2 投影视图 5.2.3 斜视图 5.2.4 剖视图 5.2.5 局部视图 5.2.6 局部剖视图 5.2.7 打断视图

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5.2.8 草图视图 5.3 工程图标注 5.3.1 尺寸标注 5.3.2 标注孔 5.3.3 技术要求 5.3.4 文本

5.3.5 序号与明细表 5.4 管理视图

5.4.1 编辑视图

5.4.2 修改视图和剖面

5.5 插入和处理AutoCAD工程图 习题

第六章 高级零件设计

6.1 iPart的应用 6.1.1 创建iPart

6.1.2 管理和修改iPart数据 6.2 iFeature的应用 6.2.1 创建iFeature 6.2.2 iFeature的调用 6.3 零件关联设计 6.3.1 复制对象 6.3.2 衍生零件

3-000bei.ipt， 3-0000.ipt(衍生曲线)的两个例题 6.3.3 编辑特征

6.5 创建和使用零件样式

11.1 赋予零件材质：方法之一：iProperties，

方法之二：样式编辑器，不用默认，选其他材质，右键-激活。 11.2 自定义材质 1--“颜色”，选择一个与将来的颜色类似的现有颜色，之后“新建”，并输入颜色方案名； 在图 3-163“纹理”框中，按“选择”键弹 选择铸铁表面合适的贴图。

在“纹理”中有一种带有粉色底色的贴图，这种贴图的粉色部分在未来的结果中呈“透 明”的效果。

2--在“材料列表”中选定相近的现有材质，“新建”，输入有关的物理特性参数，并选定前面已经

做好的渲染颜色样式。

3--使用自定义材质， 选定自定义材料，在右键菜单中选定“输出?”，（.styxml） 11.3 自定义设计信息

在模型参数（Fx 参数表）中修改参数名，设置成可输出，Inventor 将会自动将这样的可输出参数

添加到零件特性的自定义数据中， 12. 关于Fx参数表

可以对现有参数重命名、改变值或添加备注，也可以定义用户参数以便在零件中使用。 “添加”按钮，用户自己定义的参数 12.4 链接

13.3 原始螺纹数据相关

在 Inventor中，是使用 Excel 表来保存和管理螺纹和螺纹孔的原始标准数据的，数据文件存放

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在安装路径的 \\Design Data文件夹中，名为 Thread.XLS，根据用户的要求，增加螺纹尺寸、增加螺纹类型、自定义螺纹尺寸或者自定义螺纹类型。 径极限尺寸 A：公称直径 B：螺距系列

C：外螺纹配合精度

D-E：外螺纹大径极限尺寸 F-G：外螺纹中径极限尺寸 H-I：外螺纹小径极限尺寸 K：内螺纹配合精度

L-M：内螺纹小径极限尺寸 N-O：内螺纹中径极限尺寸 P-Q：内螺纹大径极限尺寸 R：攻丝底孔尺寸 习题

第七章 高级部件装配

7.1 iAssembly的应用 7.1.1 创建iAssembly 7.1.2 iAssembly的调用 7.2 自适应技术

7.2.1 自适应技术介绍 7.2.2 自适应草图和特征 7.2.3 基于自适应的零件设计 7.3 接触识别器 7.4 iMate的应用 7.4.1 创建iMate 7.4.2 iMate的调用

7.5 资源中心库的基础应用 7.5.1 资源中心库的介绍 7.5.2 资源中心库零件的调用 7.5.3 资源中心库零件的替换 7.6 设计加速器的基础应用 7.6.1 设计加速器的介绍 7.6.2 创建与编辑螺纹联结 7.6.3 轴生成器 7.6.4 齿轮生成器 7.6.5 工程师手册 习题

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文件上传练习

考试

问题：1、解决旋转浏览的问题。——鼠标的自定义。

2、肋板沿纵向剖切不画剖面线的问题。——应可转成实体；用拉伸方法做。

3、autocad 按鼠标中间滚轮不是平移，而是右键菜单。——mbuttonpan,初始值 1。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/wiv6.html