基于SolidWorks的机械零部件虚拟装配体设计技术

2013-05-21 by:广州有限元分析、培训中心-1CAE.COM 来源:仿真在线

对SolidWorks软件进行了介绍,并指出应用SolidWorks软件进行机械零部件虚拟装配体设计的基本过程,通过实例对应用SolidWorks软件进行机械零部件虚拟装配体设计进行了阐述,为学习和应用SolidWorks软件设计机械零部件提供了技术思路。

作者: 杨国新*王定标来源: 万方数据
关键字: SolidWorks 零部件装配体设计

1 SolidWorks软件简介

SolidWorks是创新的易学易用的标准三维设计软件,是基于Windows开发的三维CAD系统,有全面的实体造型功能,可快速生成完整的工程图纸,还可进行模具制造及计算机辅助分析。目前SolidWorks软件已成为三维机械设计软件的标准。该软件的显著优点为

(1)功能强大无与伦比的、基于特征的实体建模功能;采用智能化装配技术、智能零件技术和镜像部件等技术来加快装配体的总体装配;技术先进的互联网协同工作能力等。整个产品设计是百分之百可编辑的,零件设计、装配设计和工程图之间全相关。

(2)易学易用"全动感的"用户界面,为用户提供了一整套完整的动态界面和鼠标拖动控制,有效减少了设计步骤和多余的对话框。

(3)技术创新第I个基于Wind、平台的三维机械CAD软件;第1个创造了特征管理员的设计思想;第1个在Windows平台下实现了自顶向下的设计方法;第I个实现动态装配干涉检查的CAD软;第1个实现智能化装配的CAD软件;第I个开发特征自动识别的软件;第I个开发基于lntemel的电子图板发布工具。

    2 SolidWorks软件辅助装配体设计

装配体是2个或多个零件(也称为零部件)的组合。装配体是将各种零件模型插人到SolidWorks装配体文件中,利用零部件之间几何关系的配合来限制各个零件的相对位置,使其构成某一机械或机器的部件,甚至装配成一台完整的机械或机器。

在SolidWorks中,装配体设计技术有自下而上和自上而下设计2种方法。可采用1种方法或2种方法结合使用,灵活应用。

自下而上设计法是比较传统的方法。采用该方法,各个零件先在零件文件中设计完成,再插人到装配体中,根据设计要求组装配合零件。该方法的优点是零部件是独立设计的,相互关系及重建行为更为简单,并可专注于单个零件的设计工作。缺点是零件间的尺寸配合无关连性.有时需要依靠方程式建立零件间的配合尺寸,比较麻烦。

自上而下设计法是从装配体中开始设计工作,采用该方法,直接在装配体文件内建立各零件,这是2种设计方法的不同之处。用户可以使用一个零件的几何体来帮助定义另一个零件。该方法的优点是在构建零件时可互相参考外形,省去部分草图绘制及使用配合条件的设置麻烦。缺点是在装配体中所建立的各个零件都是完全配合限制的。

应用SolidWorks软件进行装配体设计的思路是,首先应把握装配体的主体结构,即对应的主体零件,先插人或先生成主体零件,再插人或生成其他零件,并依据其间的配合关系装配各个零件,最后完成装配体设计。装配体设计工作基本上都可在装配体工具栏里完成,如图1所示。

基于SolidWorks的机械零部件虚拟装配体设计技术 cfd应用技术图片图片1

应用SolidWorks进行机械装配体设计的步骤为:

(1)新建一个装配体文件:【文件】~【新建】~【装配体】;
(2)插人零件。【插入】~【零组件】、【来自文件】;
(3)组装配合。主要采用2种方法:①将各零件建立配合关系(标准配合:重合、同轴心、平行、垂直、相切、距离、角度;高级配合:凸轮推杆配合、齿轮配合、限制配合、对称配合);②采用智慧组装(SmartMates):拖动方式;选取方式。
(4)重复(2)和(3)步,直至完成全部零件的装配。
(5)保存装配体文件,完成装配体设计。

    下面以一个装配体设计为例来阐述应用SolidWorks软件进行机械装配体设计的方法。

    3应用实例

例曲柄、支架、铰链接装配体设计,如图2所小。

该装配体所需各零件可在SolidWorks软件里建模完成,也可直接调用SolidWorks软件安装目录下的sample、tutorial、assemblymates文件夹下的零件。

基于SolidWorks的机械零部件虚拟装配体设计技术 cfd应用技术图片图片2

    步骤1新建一个装配文件

    【文件】~【新建】~【装配体】。

    步骤2插入零件。

    (1)单击标准工具栏上的【新建],单击【装配体】,然后单击确定。
    (2)插人零部件。单击【装配体】工具栏上的【插人零部件】,在要插人的零件j装配体下,选择bracket. sldprt,其预览在图形区域中出现。在图形区域中任何地方单击以放置bracket,作为主体零件,在装配体中固定不动,其他再添加的零件均为可浮动的。单击【装配体】工具栏上的【插人零部件】,选择yoke_male . sldprt,在图形区域中任何地方单击即将其放置。单击【整屏显示全图】,并将装配体保存为tutoria文件。

步骤3组装配合,添加配合关系。

    平面重合配合单击装配体工具栏上的【配合】,配合管理器出现,在图形区域中选择如图3所示的平面,零部件移动到位,预览配合,执行以下操作:单击【重合】,作为配合类型,单击确定,重合配合出现在特征管理器中配合下。

    圆柱面同轴心配合单击装配体工具栏上的【配合】,配合管理器出现,在图形区域中选择如图3所示的圆柱面,零部件移动到位,预览配合,执行以下操作:单击【同轴心】,作为配合类型,单击确定,同心配合出现在特征管理器中配合下。

基于SolidWorks的机械零部件虚拟装配体设计技术 cfd应用技术图片图片3

    步骤4插人其他零件并添加配合关系。

插人零部件。单击【装配体】工具栏上的【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个,可以通过复制或再次插人1个即可,单击【整屏显示全图】,如图4所示。

基于SolidWorks的机械零部件虚拟装配体设计技术 cfd应用技术图片图片4

添加配合关系。采用同样的方法,逐步添加配合关系。单击装配体工具栏上的【配合】,配合管理器出现,在图形区域中选择如图5所示的配合关系,零部件移动到位,预览配合,即可执行操作。

基于SolidWorks的机械零部件虚拟装配体设计技术 cfd应用技术图片图片5

通过上述各项操作,最终可完成如图6所示的装配体。

基于SolidWorks的机械零部件虚拟装配体设计技术 cfd应用技术图片图片6

步骤5保存装配体文件,完成装配体设计。基于SolidWorks的机械零部件虚拟装配体设计后,可为机械装配体的应力分析、强度计算、机构运动设计提供了极大的方便。

    4结语

应用SolidWorks软件,可以为机械产品的虚拟建模和设计提供了一个非常友好的环境,进行机械虚拟装配体设计,为进一步工程分析计算提供了极大便利。设计人员在计算机上通过SolidWorks软件可以实现机械产品的设计和分析全套过程。

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