第3课 绘制圆、圆弧和椭圆
2课时
2.3.1 绘制圆
行业知识链接：垫板在机械行业中有增高或者密封的作用，一般多用非金属材料制作。如图2-80所示是绘制的垫板零件，绘制时要大量应用圆命令。
图2-80 垫板零件
圆是构成图形的基本元素之一，它的绘制方法有多种，下面将依次介绍。
绘制圆命令的调用方法如下。
● 单击【绘图工具】工具栏中的【圆】按钮
。
● 在命令行中输入“circle”命令后按Enter键。
● 在主菜单中选择【绘图】|【圆】命令。
执行上述操作之一后，在屏幕左下角弹出绘制圆的立即菜单。单击立即菜单1，可选择绘制圆的不同方式，如图2-81所示；单击立即菜单2，该项内容由【直径】变为【半径】，【直径】表示输入的值为圆的直径值；单击立即菜单3，该项内容由【无中心线】变为【有中心线】，并且在立即菜单4中可以输入中心线的延伸长度。CAXA电子图板提供了4种绘制圆的方式，即“圆心 半径”、两点、三点、“两点 半径”。
图2-81 绘制圆的立即菜单
1. 已知圆心、半径绘制圆
（1）选择【绘图】|【圆】菜单命令，在屏幕左下角弹出绘制圆的立即菜单。
（2）在立即菜单1中选择【圆心 半径】选项，在立即菜单2中选择【半径】选项，在立即菜单3中选择【无中心线】选项，如图2-82所示。
图2-82 设置立即菜单参数
（3）根据系统提示，输入圆的圆心坐标为（0，0），绘图区会生成一个有固定圆心、半径由鼠标拖动改变的动态圆，这时系统会提示输入圆的半径，继续输入“30”，然后按Enter键即可完成绘制，如图2-83所示。
图2-83 绘制的圆
2. 绘制两点圆
（1）选择【绘图】|【直线】菜单命令绘制直线，如图2-84所示。
图2-84 绘制直线
（2）选择【绘图】|【圆】菜单命令，在屏幕左下角弹出绘制圆的立即菜单。
（3）在立即菜单1中选择【两点】选项，在立即菜单2中选择【无中心线】选项，如图2-85所示。
图2-85 设置立即菜单参数
（4）根据系统提示，按Space键后，在弹出的工具点菜单中选择【端点】命令。
（5）单击直线的左下部分，一个以直线左下端点为圆上一点的动态圆出现在绘图区，这时系统会提示输入第二点坐标，再次按Space键，在工具点菜单中选择【端点】命令；单击直线的另一端，一个以已知直线为直径的圆绘制完成，如图2-86所示。
图2-86 绘制的圆
3. 绘制三点圆
（1）选择【绘图】|【直线】菜单命令，绘制首尾相接的三条闭合直线，如图2-87所示。
图2-87 绘制直线
（2）选择【绘图】|【圆】菜单命令，在屏幕左下角弹出绘制圆的立即菜单。
（3）在立即菜单中选择【三点】选项，在立即菜单2中选择【无中心线】选项。
（4）绘制内切圆。系统提示输入圆的第一点坐标，按Space键，在工具点菜单中选择【切点】命令，然后单击三角形的第一条边；系统提示输入第二点坐标，再次按Space键并在工具点菜单中选择【切点】命令，然后单击三角形的第二条边，这时会生成一个与边相切且过光标点的动态圆；系统提示输入第三点坐标，再次按Space键并在工具点菜单中选择【切点】命令，再单击三角形的第三条边，即可生成一个与三条边均相切的圆，如图2-88所示。
图2-88 绘制内切圆
（5）绘制外接圆。重复圆命令，立即菜单设置不变。系统提示输入圆的第一点坐标，按Space键，在工具点菜单中选择【交点】命令，然后单击三角形的第一个顶点；系统提示输入第二点坐标，再次按Space键并在工具点菜单中选择【交点】命令，然后单击三角形的第二个顶点，这时会生成一个过两个顶点且过光标点的动态圆；系统提示输入第三点坐标，再次按Space键并在工具点菜单中选择【交点】命令，再单击三角形的第三个顶点，即可生成一个过三个顶点的外接圆，如图2-89所示。
图2-89 绘制外接圆
4. 已知两点、半径绘制圆
（1）选择【绘图】|【直线】菜单命令绘制两条角度直线，如图2-90所示。
图2-90 绘制直线
（2）选择【绘图】|【圆】菜单命令，在屏幕左下角弹出绘制圆的立即菜单。
（3）在立即菜单1中选择【两点 半径】选项，在立即菜单2中选择【无中心线】选项。
（4）系统提示输入圆的第一点坐标，按Space键，在工具点菜单中选择【切点】命令。
（5）单击任意一条直线，当系统提示输入第二点坐标时，再次按Space键并在工具点菜单中选择【切点】命令。
（6）单击另一条直线，这时会生成一个与两边均相切且过光标点的动态圆，当系统提示输入第三点或圆的半径时，输入50，生成如图2-91所示的圆。
图2-91 绘制的圆
2.3.2 绘制圆弧
行业知识链接：CAXA能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形对象，可以绘制多种机械、建筑、电气等行业图纸。如图2-92所示是CAXA软件绘制的机械零件，绘制时需要使用圆弧命令。
图2-92 机械零件
圆弧命令的调用方法如下。
● 单击【绘图工具】工具栏中的【圆弧】按钮
。
● 在命令行中输入“arc”命令后按Enter键。
● 在主菜单中选择【绘图】|【圆弧】命令。
执行上述操作之一后，在屏幕左下角弹出绘制圆弧的立即菜单，单击立即菜单1可选择绘制圆弧的不同方式，如图2-93所示。
图2-93 绘制圆弧立即菜单
1. 已知三点绘制圆弧
（1）选择【绘图】|【直线】菜单命令，绘制两条角度直线，如图2-94所示。
图2-94 绘制直线
（2）选择【绘图】|【圆弧】菜单命令，在屏幕左下角弹出绘制圆弧的立即菜单。
（3）在立即菜单1中选择【三点圆弧】选项。
（4）系统提示输入圆弧的第一点坐标，按Space键，在工具点菜单中选择【端点】命令然后单击上方的直线端点；系统提示输入第二点坐标，再次按Space键并在工具点菜单中选择【交点】命令，然后单击对角线的顶点，这时绘图区会生成一个动态圆弧；系统提示输入第三点坐标，按Space键，在工具点菜单中选择【端点】命令，再单击下方的直线端点，绘制的圆弧如图2-95所示。
图2-95 绘制三点圆弧
提示：三点选取的顺序不同，绘制的圆弧也不同。
2. 已知圆心、起点圆、心角绘制圆弧
（1）选择【绘图】|【点】菜单命令绘制两点，如图2-96所示。
图2-96 绘制点
（2）选择【绘图】|【圆弧】菜单命令，在屏幕左下角弹出绘制圆弧的立即菜单。
（3）在立即菜单1中选择【圆心_起点_圆心角】选项。
（4）系统提示输入圆心坐标，单击左侧点所在的位置；系统提示输入圆弧的起点，单击右侧点所在的位置，这时绘图区会生成一个以左侧点为圆心，以右侧点为起点，终点由鼠标拖动的动态圆弧；系统提示输圆弧的角度，输入“300”，绘制的圆弧如图2-97所示。
图2-97 逆时针绘制圆弧
提示：CAXA电子图板中的圆弧以逆时针方向为正，如果在第（4）步中输入的圆弧角度为“-300”，则绘制的圆弧如图2-98所示。
图2-98 顺时针绘制圆弧
3. 已知两点和半径绘制圆弧
（1）选择【绘图】|【圆】菜单命令绘制两个圆，如图2-99所示。
图2-99 绘制圆
（2）选择【绘图】|【圆弧】菜单命令，在屏幕左下角弹出绘制圆弧的立即菜单。
（3）在立即菜单中选择【圆心_起点_圆心角】选项。
（4）系统提示输入第一点坐标，按Space键，在工具点菜单中选择【切点】命令，然后单击左侧的圆；系统提示输入第二点坐标，再次按Space键，在工具点菜单中选择【切点】命令，然后单击右侧的圆，这时绘图区会生成一段起点和终点固定（与两圆相切）、半径由鼠标拖动改变的动态圆弧，移动鼠标使圆弧成凹形时，输入圆弧半径为“-10”，绘制的圆弧如图2-100所示。
图2-100 绘制半径为“-10”的圆弧
提示：如果在第（4）步中移动鼠标使圆弧成凸形时，输入圆弧半径“10”，绘制的凸圆弧如图2-101所示。
图2-101 绘制半径为“10”的圆弧
4. 已知圆心、半径、起终角绘制圆弧
（1）选择【绘图】|【圆】菜单命令绘制圆φ10，如图2-102所示。
图2-102 绘制圆
（2）选择【绘图】|【圆弧】菜单命令，在屏幕左下角弹出绘制圆弧的立即菜单。
（3）在立即菜单1中选择【圆心_半径_起终角】选项，其余立即菜单的设置如图2-103所示。
图2-103 立即菜单设置
（4）系统提示输入圆心点坐标，按Space键，在工具点菜单中选择【圆心】命令，单击圆φ10，生成如图2-104所示的圆弧。
图2-104 绘制圆弧
5. 已知起点、终点、圆心角绘制圆弧
（1）选择【绘图】|【点】菜单命令绘制两点，如图2-105所示。
图2-105 绘制点
（2）选择【绘图】|【圆弧】菜单命令，在屏幕左下角弹出绘制圆弧的立即菜单。
（3）在立即菜单1中选择【起点_终点_圆心角】选项，在立即菜单2中输入圆弧的圆心角度数60。
（4）系统提示输入圆弧的起点，单击左侧点所在的位置，绘图区生成一段起点固定、圆心角固定的圆弧，用鼠标拖动圆弧的终点至右侧点所在的位置单击，结果如图2-106所示。
图2-106 绘制圆弧
6. 已知起点、半径、起终角绘制圆弧
（1）选择【绘图】|【圆弧】菜单命令，在屏幕左下角弹出绘制圆弧的立即菜单。
（2）在立即菜单1中选择【起点_半径_起终角】选项，其余立即菜单的设置如图2-107所示。
图2-107 立即菜单设置
（3）用鼠标拖动圆弧的起点到合适的位置单击即可。
2.3.3 绘制椭圆
行业知识链接：CAXA中的椭圆命令可以快速创建椭圆图形。如图2-108所示是压紧块零件，压紧块用于压紧机械零件，在创建固定孔时有同心度的要求。
图2-108 压紧块零件
椭圆命令的调用方法有以下几种。
● 单击【绘图工具】工具栏中的【椭圆】按钮
。
● 在命令行中输入“ellipse”命令后按Enter键。
● 在主菜单中选择【绘图】|【椭圆】命令。
执行上述操作之一后，在屏幕左下角弹出绘制椭圆的立即菜单，如图2-109所示。单击立即菜单1，可选择绘制椭圆的不同方式，下面分别予以介绍。
图2-109 绘制椭圆的立即菜单
1. 给定长短轴绘制椭圆
（1）选择【绘图】|【椭圆】菜单命令，在屏幕左下角弹出绘制椭圆的立即菜单。
（2）在立即菜单1中选择【给定长短轴】选项，其余设置如图2-110所示。
图2-110 立即菜单设置
（3）输入以上条件后，就会生成一段符合条件的椭圆，用鼠标拖动椭圆的中心点到合适的位置后单击，即可完成椭圆（弧）的绘制，如图2-111所示。
图2-111 绘制椭圆
2. 通过轴上两点绘制椭圆
（1）选择【绘图】|【直线】菜单命令绘制一条直线，如图2-112所示。
图2-112 绘制直线
（2）选择【绘图】|【椭圆】菜单命令，在屏幕左下角弹出绘制椭圆的立即菜单。
（3）在立即菜单1中选择【轴上两点】选项。
（4）系统提示输入轴上第一点坐标，按Space键，在工具点菜单中选择【端点】命令，然后单击直线左下部分；系统提示输入轴上第二点坐标，再次按Space键，在工具点菜单中选择【端点】命令，然后单击直线右上部分。绘图区生成一个一轴固定，另一轴随鼠标拖动而改变的动态椭圆，用鼠标拖动椭圆的未定轴到合适的长度单击，绘制的椭圆如图2-113所示。
图2-113 绘制椭圆
3. 通过中心点和起点绘制椭圆
（1）选择【绘图】|【椭圆】菜单命令，在屏幕左下角弹出绘制椭圆的立即菜单。
（2）在立即菜单1中选择【中心点_起点】选项。
（3）根据系统提示通过鼠标或键盘输入的方式确定椭圆的中心点和一个轴的端点，绘制生成一段一轴固定、另一轴随鼠标拖动变化的动态椭圆，如图2-114所示。用鼠标拖动圆的未定轴到合适的位置单击，或用键盘输入未定半轴长度即可确定椭圆。
图2-114 动态椭圆
课后练习
案例文件：ywj\02\02. exb
视频文件：光盘→视频课堂→第2教学日→第3课
本例练习创建飞轮零件草图。飞轮是安装在机器回转轴上的具有较大转动惯量的轮状蓄能器。当机器转速增高时，飞轮的动能增加，把能量储蓄起来；当机器转速降低时，飞轮动能减少，把能量释放出来。飞轮可以用来减少机械运转过程中速度的波动，如图2-115所示是完成的飞轮草图。
图2-115 飞轮草图
本例主要练习使用CAXA中的绘制圆形的命令。使用偏移或者圆环命令，可以快速创建一些圆形。绘制飞轮草图的思路和步骤如图2-116所示。
图2-116 飞轮草图的绘制思路和步骤
练习案例操作步骤如下。
step 01 开始绘制飞轮的同心圆图形。选择中心线图层，绘制如图2-117所示的中心线。
图2-117 绘制中心线
step 02 单击【常用】选项卡的【基本绘图】组中的【圆】按钮
，绘制半径为36的圆，如图2-118所示。
图2-118 绘制半径为36的圆
step 03 单击【常用】选项卡的【基本绘图】组中的【圆】按钮，绘制半径分别为5、9的同心圆，如图2-119所示。
图2-119 绘制同心圆
step 04 单击【常用】选项卡的【基本绘图】组中的【圆】按钮，绘制如图2-120所示的中心线圆。
图2-120 绘制中心线圆
step 05 单击【常用】选项卡的【基本绘图】组中的【圆】按钮，绘制半径分别为25、35的同心圆，如图2-121所示，完成内外同心圆。
图2-121 绘制同心圆
step 06 开始绘制主视图。单击【常用】选项卡的【基本绘图】组中的【角度线】按钮
，弹出【立即菜单】，设置【度】为-20，绘制如图2-122所示的角度线。
图2-122 绘制角度线
step 07 单击【常用】选项卡的【修改】组中的【过渡】下拉列表中的【圆角】按钮
，在弹出的【立即菜单】中修改设置，绘制半径为3的圆角，如图2-123所示。
图2-123 绘制半径为3的圆角
step 08 单击【常用】选项卡的【修改】组中的【裁剪】按钮
，在弹出的【立即菜单】中修改设置，快速裁剪图形，如图2-124所示。
图2-124 裁剪图形
step 09 单击【常用】选项卡的【修改】组中的【阵列】按钮
，在弹出的【立即菜单】中设置份数为6，完成如图2-125所示的阵列草图。
图2-125 阵列草图
step 10 单击【常用】选项卡的【基本绘图】组中的【圆】按钮，绘制半径为2.5的圆，如图2-126所示。
图2-126 绘制半径为2.5的圆
step 11 单击【常用】选项卡的【修改】组中的【阵列】按钮，在弹出的【立即菜单】中设置【份数】为6，阵列圆形，如图2-127所示。
图2-127 阵列圆形
step 12 单击【常用】选项卡的【基本绘图】组中的【圆】按钮，绘制半径为5的圆，如图2-128所示。
图2-128 绘制半径为5的圆
step 13 单击【常用】选项卡的【修改】组中的【阵列】按钮，在弹出的【立即菜单】中设置【份数】为6，阵列圆形，如图2-129所示。
图2-129 阵列圆形
step 14 单击【常用】选项卡的【基本绘图】组中的【圆】按钮，绘制半径为42.5的圆，如图2-130所示。
图2-130 绘制半径为42.5的圆
step 15 单击【常用】选项卡的【基本绘图】组中的【直线】按钮
，绘制如图2-131所示的切线。
图2-131 绘制切线
step 16 单击【常用】选项卡的【修改】组中的【过渡】下拉列表中的【圆角】按钮，在弹出的【立即菜单】中修改设置，绘制半径为5的圆角，如图2-132所示。
图2-132 绘制半径为5的圆角
step 17 单击【常用】选项卡的【修改】组中的【裁剪】按钮，在弹出的【立即菜单】中进行设置，快速裁剪图形，如图2-133所示。
图2-133 裁剪图形
step 18 单击【常用】选项卡的【修改】组中的【阵列】按钮，在弹出的【立即菜单】中设置【份数】为3，完成裁剪圆弧的阵列草图，如图2-134所示。
图2-134 裁剪圆弧的阵列草图
step 19 单击【常用】选项卡的【修改】组中的【裁剪】按钮，在弹出的【立即菜单】中进行设置，快速裁剪圆弧图形，如图2-135所示。
图2-135 裁剪圆弧图形
step 20 单击【常用】选项卡的【基本绘图】组中的【圆】按钮，绘制半径为45的圆，如图2-136所示，完成主视图的绘制。
图2-136 绘制半径45的圆
step 21 开始绘制侧视图。单击【常用】选项卡的【基本绘图】组中的【直线】按钮，选择中心线图层，绘制如图2-137所示的中心线。
图2-137 绘制中心线
step 22 单击【常用】选项卡的【基本绘图】组中的【直线】按钮，绘制如图2-138所示的直线草图。
图2-138 绘制直线草图
step 23 单击【常用】选项卡的【基本绘图】组中的【直线】按钮，绘制如图2-139所示的延伸线。
图2-139 绘制延伸线
step 24 单击【常用】选项卡的【基本绘图】组中的【直线】按钮，绘制如图2-140所示的垂直直线。
图2-140 绘制垂直直线
step 25 单击【常用】选项卡的【修改】组中的【裁剪】按钮，在弹出的【立即菜单】中进行设置，裁剪延伸线，如图2-141所示。
图2-141 裁剪延伸线
step 26 单击【常用】选项卡的【修改】组中的【裁剪】按钮，在弹出的【立即菜单】中进行设置，继续快速裁剪图形，如图2-142所示。
图2-142 裁剪图形
step 27 单击【常用】选项卡的【修改】组中的【镜像】按钮
，镜像如图2-143所示的图形。
图2-143 镜像图形
step 28 单击【常用】选项卡的【基本绘图】组中的【直线】按钮，绘制如图2-144所示的延伸线。
图2-144 绘制延伸线
step 29 单击【常用】选项卡的【修改】组中的【裁剪】按钮，在弹出的【立即菜单】中进行设置，裁剪延伸线，如图2-145所示。
图2-145 裁剪延伸线
step 30 单击【常用】选项卡的【基本绘图】组中的【剖面线】按钮
，在弹出的【立即菜单】中设置参数，填充如图2-146所示的草图，完成侧视图的绘制。
图2-146 填充草图
step 31 单击【常用】选项卡的【基本绘图】组中的【圆弧】按钮，绘制如图2-147所示的一段圆弧。
图2-147 绘制一段圆弧
step 32 单击【常用】选项卡的【基本绘图】组中的【曲线文字】按钮
，弹出【曲线文字参数】对话框，添加文字并设置参数，如图2-148所示，单击【确定】按钮。
图2-148 【曲线文字参数】对话框
step 33 单击【常用】选项卡的【修改】组中的【删除】按钮
，删除圆弧，如图2-149所示。
图2-149 删除圆弧
step 34 完成飞轮零件草图的绘制，如图2-150所示。
图2-150 飞轮零件草图绘制完成
机械设计实践：机械设计中，要考虑零件的加工步骤，最先考虑的问题是使用何种加工手段，在绘制过程中要注意加工设备的限制。如图2-151所示为平板零件，绘制草图需要用到圆和圆弧命令。因此，使用CAXA设计零件时要考虑零件加工的方法。
图2-151 平板加工零件