基于SolidWorks的機械零部件虛擬裝配體設計技術

2013-05-21 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

對SolidWorks軟件進行了介紹,并指出應用SolidWorks軟件進行機械零部件虛擬裝配體設計的基本過程,通過實例對應用SolidWorks軟件進行機械零部件虛擬裝配體設計進行了闡述,為學習和應用SolidWorks軟件設計機械零部件提供了技術思路。

作者: 楊國新*王定標來源: 萬方數據
關鍵字: SolidWorks 零部件裝配體設計

1 SolidWorks軟件簡介

SolidWorks是創新的易學易用的標準三維設計軟件,是基于Windows開發的三維CAD系統,有全面的實體造型功能,可快速生成完整的工程圖紙,還可進行模具制造及計算機輔助分析。目前SolidWorks軟件已成為三維機械設計軟件的標準。該軟件的顯著優點為

(1)功能強大無與倫比的、基于特征的實體建模功能;采用智能化裝配技術、智能零件技術和鏡像部件等技術來加快裝配體的總體裝配;技術先進的互聯網協同工作能力等。整個產品設計是百分之百可編輯的,零件設計、裝配設計和工程圖之間全相關。

(2)易學易用"全動感的"用戶界面,為用戶提供了一整套完整的動態界面和鼠標拖動控制,有效減少了設計步驟和多余的對話框。

(3)技術創新第I個基于Wind、平臺的三維機械CAD軟件;第1個創造了特征管理員的設計思想;第1個在Windows平臺下實現了自頂向下的設計方法;第I個實現動態裝配干涉檢查的CAD軟;第1個實現智能化裝配的CAD軟件;第I個開發特征自動識別的軟件;第I個開發基于lntemel的電子圖板發布工具。

    2 SolidWorks軟件輔助裝配體設計

裝配體是2個或多個零件(也稱為零部件)的組合。裝配體是將各種零件模型插人到SolidWorks裝配體文件中,利用零部件之間幾何關系的配合來限制各個零件的相對位置,使其構成某一機械或機器的部件,甚至裝配成一臺完整的機械或機器。

在SolidWorks中,裝配體設計技術有自下而上和自上而下設計2種方法。可采用1種方法或2種方法結合使用,靈活應用。

自下而上設計法是比較傳統的方法。采用該方法,各個零件先在零件文件中設計完成,再插人到裝配體中,根據設計要求組裝配合零件。該方法的優點是零部件是獨立設計的,相互關系及重建行為更為簡單,并可專注于單個零件的設計工作。缺點是零件間的尺寸配合無關連性.有時需要依靠方程式建立零件間的配合尺寸,比較麻煩。

自上而下設計法是從裝配體中開始設計工作,采用該方法,直接在裝配體文件內建立各零件,這是2種設計方法的不同之處。用戶可以使用一個零件的幾何體來幫助定義另一個零件。該方法的優點是在構建零件時可互相參考外形,省去部分草圖繪制及使用配合條件的設置麻煩。缺點是在裝配體中所建立的各個零件都是完全配合限制的。

應用SolidWorks軟件進行裝配體設計的思路是,首先應把握裝配體的主體結構,即對應的主體零件,先插人或先生成主體零件,再插人或生成其他零件,并依據其間的配合關系裝配各個零件,最后完成裝配體設計。裝配體設計工作基本上都可在裝配體工具欄里完成,如圖1所示。

基于SolidWorks的機械零部件虛擬裝配體設計技術 cfd應用技術圖片圖片1

應用SolidWorks進行機械裝配體設計的步驟為:

(1)新建一個裝配體文件:【文件】~【新建】~【裝配體】;
(2)插人零件。【插入】~【零組件】、【來自文件】;
(3)組裝配合。主要采用2種方法:①將各零件建立配合關系(標準配合:重合、同軸心、平行、垂直、相切、距離、角度;高級配合:凸輪推桿配合、齒輪配合、限制配合、對稱配合);②采用智慧組裝(SmartMates):拖動方式;選取方式。
(4)重復(2)和(3)步,直至完成全部零件的裝配。
(5)保存裝配體文件,完成裝配體設計。

    下面以一個裝配體設計為例來闡述應用SolidWorks軟件進行機械裝配體設計的方法。

    3應用實例

例曲柄、支架、鉸鏈接裝配體設計,如圖2所小。

該裝配體所需各零件可在SolidWorks軟件里建模完成,也可直接調用SolidWorks軟件安裝目錄下的sample、tutorial、assemblymates文件夾下的零件。

基于SolidWorks的機械零部件虛擬裝配體設計技術 cfd應用技術圖片圖片2

    步驟1新建一個裝配文件

    【文件】~【新建】~【裝配體】。

    步驟2插入零件。

    (1)單擊標準工具欄上的【新建],單擊【裝配體】,然后單擊確定。
    (2)插人零部件。單擊【裝配體】工具欄上的【插人零部件】,在要插人的零件j裝配體下,選擇bracket. sldprt,其預覽在圖形區域中出現。在圖形區域中任何地方單擊以放置bracket,作為主體零件,在裝配體中固定不動,其他再添加的零件均為可浮動的。單擊【裝配體】工具欄上的【插人零部件】,選擇yoke_male . sldprt,在圖形區域中任何地方單擊即將其放置。單擊【整屏顯示全圖】,并將裝配體保存為tutoria文件。

步驟3組裝配合,添加配合關系。

    平面重合配合單擊裝配體工具欄上的【配合】,配合管理器出現,在圖形區域中選擇如圖3所示的平面,零部件移動到位,預覽配合,執行以下操作:單擊【重合】,作為配合類型,單擊確定,重合配合出現在特征管理器中配合下。

    圓柱面同軸心配合單擊裝配體工具欄上的【配合】,配合管理器出現,在圖形區域中選擇如圖3所示的圓柱面,零部件移動到位,預覽配合,執行以下操作:單擊【同軸心】,作為配合類型,單擊確定,同心配合出現在特征管理器中配合下。

基于SolidWorks的機械零部件虛擬裝配體設計技術 cfd應用技術圖片圖片3

    步驟4插人其他零件并添加配合關系。

插人零部件。單擊【裝配體】工具欄上的【插人零部件】1,插人yoke_female. sldprt,spider. sldprt,crank-arm. sldprt,crank-shaft. sldprt ,crank-knob. sldprt , u-joint _ pinl ,u-joint _ pint. sldprt,并且由于u-joint_ pmt. sldprt要用到2個,可以通過復制或再次插人1個即可,單擊【整屏顯示全圖】,如圖4所示。

基于SolidWorks的機械零部件虛擬裝配體設計技術 cfd應用技術圖片圖片4

添加配合關系。采用同樣的方法,逐步添加配合關系。單擊裝配體工具欄上的【配合】,配合管理器出現,在圖形區域中選擇如圖5所示的配合關系,零部件移動到位,預覽配合,即可執行操作。

基于SolidWorks的機械零部件虛擬裝配體設計技術 cfd應用技術圖片圖片5

通過上述各項操作,最終可完成如圖6所示的裝配體。

基于SolidWorks的機械零部件虛擬裝配體設計技術 cfd應用技術圖片圖片6

步驟5保存裝配體文件,完成裝配體設計。基于SolidWorks的機械零部件虛擬裝配體設計后,可為機械裝配體的應力分析、強度計算、機構運動設計提供了極大的方便。

    4結語

應用SolidWorks軟件,可以為機械產品的虛擬建模和設計提供了一個非常友好的環境,進行機械虛擬裝配體設計,為進一步工程分析計算提供了極大便利。設計人員在計算機上通過SolidWorks軟件可以實現機械產品的設計和分析全套過程。

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