吊钩部件的三维参数化设计

2013-05-16 by:广州有限元分析、培训中心-1CAE.COM 来源:仿真在线

宁朝阳申晓龙来源:万方数据
关键字:吊钩部件 SolidWorks 装配体设计工程图
本文主要介绍了SolidWorks软件的特点及其在起重机吊钩部件中的应用。重点讲解了其整个三维设计过程,对装配体建模及工程图作了较深入的探讨。

1 前言

SolidWrorks是参数化特征造型软件的新秀,有全面的零件实体建模功能、变量化的草图轮廓绘制、驱动参数改变特征的大小和位置,并能够自动进行动态过程约束检查。在屏幕左侧显示的特征树使设计者可直观有效地管理整个设计过程,可以随意地改变零件的形状和设计意图,可以进行特征的拖动、剪贴和换序。当设计完成的零件被其他设计人员调用时,能够很快地通过特征树了解设计意图和设计过程,并可以马上按自己的设计思想进行修改。实体模型、工程图纸和装配的全相关性为评价不同的设计方案、减少设计错误和提高设计质量提供了强有力的途径。

SolidWorks在工业上的应用前景直接以三维概念进行产品的设计,具有现代设计方法的优越性;SolidWork,的设计输出是“所见即所得”的三维实体模型,可非常直观地表现产品的实际情况,提高产品的可信度和竞争力;
SolidWrorks由三维零件产品可以实现产品的虚拟装配,进行产品的结构验证、运动分析,提高设计的准确性;用SolidWorks软件设计的零件、装配体、工程图具有全相关性,可大大减轻设计修改的工作量,缩短产品研发周期;SolidWork。与加工编程软件CAMWorks、有限元分析软件CosMoslWorks,流体力学分析软件FloWork,软件直接结合,使 SolidWrorks更加如虎添翼,功能更加强大,再借助于SdidWork,本身丰富的数据接口在机械设计和制造方面进行产品的虚拟样机测试、仿真分析和快速制造,可大幅度缩短产品研发周期,降低开发成本。

2 吊钩部件的三维参数化设计过程

2.1 零部件建模

SolidWrorks有全面的零件实休建模功能和变量草图轮廓绘制功能,能够自动进行动态过约束检查;用
SolidWrorks的拉伸、旋转、倒角、抽壳、倒圆等功能可以更简便地得到要设计的实体模型;用户可定义坐标系,可自动计算零部件的物理参数,进行可控制的几何测量;所有特征都可以用拖动手柄改变,并有动态的形状变化预览功能;可进行变半径倒圆、指定区域倒圆、填角和圆角过渡等操作。图1、图2所示为采用SolidWorks建模完成的吊钩部件中滑轮、吊钩的三维模型。

2.2 装配体设计

吊钩部件的三维参数化设计solidworks simulation分析图片1

图1 滑轮模型图2 吊钩模型

SolidWorks装配体建模可分为自底向上和自顶向下两种方法。自底向上建模方法是先采用SolidWorks生成部件中的一系列零件,再由这些零件通过一些配合关系组合成装配体。此方法使用配合关系,可相对于其它零部件来精确地定位零部件,还可定义零部件如何相对于其它的零部件移动和旋转。通过继续添加配合关系,可以将零部件移到所需的位置,最后得到一个完整的装配体。此建模方法对各零件建模时必须保证其尺寸完全正确,否则建装配体时会发生许多干涉,修改起来较麻烦;另一种就是自顶向下设计方法,它是一种从装配人手的设计方法,允许你在装配体中对零件进行建立和编辑,零件的草图轮廓,终止关系,建构平面等都可参考装配体中其它实体。当在零部件之间建立参考关系时,模型将完全相关联。对参考零部件所做的改变会使其它零部件相应更新。在进行装配体自顶向下建模时,其中之一就要合理的建好装配体的布局草图,通过零件与装配体草图的关联自上而下地设计一个装配体。可以绘制一个或多个草图,用草图显示每个装配体的零部件的位置。此方法应用起来较困难,要求设计者思路非常明确,而且要想得周到。

为进行快速的装配设计,SolidWorks有一个鼠标引导的自动装配对准功能(Smart Mate)可以捕捉要定义装配关系的位置,能观察在完全动态的装配设计中可运动的零部件的运动形式。在调用大装配时“轻化”零部件的功能可极大地提高运行速度,通过产品配置管理器,设计者可以建立和修改指定产品配置、几何形状、装配关系、零部件颜色和其它属性都能在产品配置中控制。本文采用自底向上方法进行装配体建模,得到的吊具装配体模型见图3。

吊钩部件的三维参数化设计solidworks simulation分析图片2

图3 吊具装配体模型

2.3 绘制工程图

SolidWorks能快捷地生成完整的、符合实际产品需要的工程图样;由三维实体自动生成任何不同的视图、局部视图、剖视图和相关视图;在剖视图上自动生成剖面线。图纸的全相关性简化了设计的过程,实体模型、图纸和装配能自动相关地更新。当图纸中的视图修改时,三维几何模型也随之改变,也可以人为控制相关的更新。能自动消除在视图中的相关隐藏线,也可以进行人工有选择地消隐。在应用过程中,通过引用己定义的标注符号、文字说明和图纸模板,自然形成企业的标准。有完整的尺寸和符号标注工具,在视图中可以控制三维模型中已有标注的显示,在视图上标注参考尺寸,并可以控制单个尺寸的表示方式,自动生成图纸中的材料明细表。图4为吊钩装配工程图。

吊钩部件的三维参数化设计solidworks simulation分析图片3

图4 吊钩装配工程图

3 结论

SolidWorks相对于二维计算机辅助设计软件来说,有许多优点。比如外形直观、尺寸精确并智能化;装配时可以在计算机中就发现零部件之间的碰撞;重量自动计算、能自动测量尺寸、距离;可对零部件进行应力、应变分析以及完整的反映设计者的设计意图等。尽管如此,SolidWorks软件也有一些缺点。如SnlidWorks工程图与AUTOCAD图的转换有时会出现乱码,需要较多的修改。技术上要求更高,对硬件的要求也更高,对于一些大型装配体的设计此问题更显突出;

在设计过程中,对SolidWorks应用要扬长避短。比如在零部件建模时要注意几个问题:

(1)画草图时要使尺寸、注释的位置摆放合理、有序,便于自动生成合理的工程图,减少修改。

(2)特征的生成要体现设计意图,便于实现参数化。

(3)对于外形特征相同而尺寸不同的零件,可通过配置。利用同一个模型按不同的尺寸作变量建立系列零件设计表生成系列零件。

(4)定制企业标准模板,建立企业通用件库。

总之,采用三维软件进行机械零部件设计是大势所趋,但要真正让它很好地为企业服务还需要做大量的工作。

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