第6章裝配體設(shè)計

第六章裝配體設(shè)計6.1裝配體設(shè)計的基本方法SOLIDWORKS支持“自上而下”和“自下而上”兩種裝配設(shè)計方法，也可以將兩種方法結(jié)合起來使用。無論采用哪種方法，其目的就是要建立零部件之間的關(guān)聯(lián)以生成裝配體或子裝配體。在裝配體環(huán)境下，創(chuàng)建零件間的實體裝配，可以充分表達設(shè)計者的設(shè)計思想。通過裝配體的三維模型，觀察和分析零件間的配合和連接關(guān)系、工作原理；進行動態(tài)和靜態(tài)的干涉檢查；生成裝配體的爆炸視圖和二維工程圖；進行運動仿真分析等。6.2裝配體設(shè)計的基本步驟實體裝配的基本步驟：（1）新建裝配體文件。（2）插入裝配體的第一個零件，該零件一般為裝配體的“基準零件”，在裝配體中起支撐或包容其它零件的作用。（3）按照裝配順序?qū)⑵渌悴考来尾迦氲窖b配體環(huán)境中。在添加配合約束前，可以將插入的零部件做旋轉(zhuǎn)或移動，使其處于最佳的裝配位置或視角方向。（4）按照各零部件間的表面配合關(guān)系進行裝配，即添加配合約束。（5）重復步驟3和步驟4，直至最后一個零部件，完成裝配體建模，并保存文件。6.2.1案例介紹和知識要點

1.案例介紹：按照創(chuàng)建裝配體的基本步驟，運用“自下向上”的設(shè)計方法，創(chuàng)建聯(lián)軸器裝配體。對聯(lián)軸器裝配體做干涉檢查，生成爆炸視圖，如圖所示。由于采用“自下向上”的設(shè)計方法，需要在零件環(huán)境創(chuàng)建除標準件以外的其它零件。知識要點：（1）裝配體設(shè)計樹特征節(jié)點的操作。（2）在裝配環(huán)境插入和刪除零部件。（3）旋轉(zhuǎn)和移動零部件。（4）添加和修改零部件間的配合約束。（5）干涉檢查。（6）對零部件的陣列。（7）使用智能扣件和設(shè)計庫插入標準件。（8）生成爆炸視圖。6.2.2操作步驟1.操作步驟：創(chuàng)建聯(lián)軸器裝配體的操作步驟詳見教材對應(yīng)章節(jié)及微課資源。

2.創(chuàng)建裝配體時應(yīng)注意的問題：（1）對于復雜或大型的裝配體，應(yīng)根據(jù)情況，可以先創(chuàng)建子裝配體，再創(chuàng)建總裝配體。（2）最佳配合是將一個零部件作為固定參考，再將其余多個零件配合到該參考零件。（3）對于帶有大量配合的零件，使用基準軸、基準面為配合對像可使配合方案清晰，更不容易產(chǎn)生錯誤。（4）盡量避免循環(huán)配合，這樣會造成潛在的錯誤，并且很難排除。（5）盡量避免冗余配合：盡管SolidWorks允許冗余配合（距離和角度配合除外），冗余配合使配合解算速度更慢，配合方案更難理解，一旦出錯，更難排查。（6）一旦出現(xiàn)配合錯誤，盡快修復。添加配合決不會修復先前配合問題。（7）在添加配合前將零部件拖動、旋轉(zhuǎn)到大致正確位置和方向，這樣會給配合解算應(yīng)用程序更佳機會將零部件捕捉到正確位置。（8）如果有可能減少自由度，盡量完全定義零部件的位置。帶有大量自由度的裝配體解算速度更慢，拖動時容易產(chǎn)生不可預(yù)料的結(jié)果。（9）對于已經(jīng)確定位置或定型的零部件，使用固定代替配合能加快解算速度。（10）如果零部件引起問題，與其診斷每個配合，相反刪除所有配合并重新創(chuàng)建常常更容易。（同向?qū)R／反向?qū)R和尺寸方向沖突）。

（11）繪制零件時，盡量完全定義所有草圖，不建議由CAD中直接拷貝草圖進行建模。不精確的草圖更容易產(chǎn)生配合錯誤，且極難分析錯誤的原因。（12）避免循環(huán)參考。大部分循環(huán)參考發(fā)生在與關(guān)聯(lián)特征配合的時候，有時也會發(fā)生在與陣列零部件配合的時候。如果裝配體需要至少兩次重建才能達到正確的結(jié)果，那么裝配體中很可能存在循環(huán)參考。6.2.3知識拓展一、裝配體的簡化在產(chǎn)品設(shè)計過程中，我們往往會遇到零部件數(shù)目較多或結(jié)構(gòu)復雜的大型裝配體，設(shè)計者可根據(jù)不同的設(shè)計階段或設(shè)計范圍，設(shè)定零部件的不同狀態(tài)，這樣可以減少設(shè)計時裝入和計算的數(shù)據(jù)量，裝配體的顯示和重建速度會更快，用戶可以更有效地使用系統(tǒng)資源。1.隱藏和顯示為了便于裝配或在裝配體中編輯零部件，用戶可以把影響視線的零部件隱藏起來。被隱藏的零部件在圖形區(qū)不顯示，但其所有模型數(shù)據(jù)被載入內(nèi)存。

2.壓縮和解除壓縮

【壓縮】零部件在顯示效果上和【隱藏】零部件一樣，都是在圖形區(qū)不顯示。但被壓縮的零部件的模型數(shù)據(jù)不被載入內(nèi)存，該零部件不參與裝配體的任何計算，因此在載入速度、重新建模和顯示性能均有提高。不過，被壓縮的零部件包含的配合關(guān)系也被壓縮，導致裝配體中零部件的位置可能變?yōu)榍范x，參考壓縮零部件的關(guān)聯(lián)特征也可能受到影響。3.輕化和還原處于輕化狀態(tài)的零部件，只有部分模型數(shù)據(jù)載入內(nèi)存，其余數(shù)據(jù)根據(jù)需要載入。用戶可以對一個零部件或多個零部件做輕化設(shè)置。使用輕化的零部件，可以明顯提高系統(tǒng)對大型裝配體的處理性能。還原是裝配體零部件的正常狀態(tài)。當零部件處于完全還原狀態(tài)，其所有模型數(shù)據(jù)將被載入內(nèi)存，可以使用所有功能。二、配合關(guān)系SOLIDWORKS為用戶提供了功能強大、種類豐富的配合關(guān)系，可以滿足設(shè)計者的設(shè)計要求。按照配合關(guān)系的功能，SOLIDWORKS系統(tǒng)將配合關(guān)系分為三類：標準配合、高級配合和機械配合。設(shè)計者可以通過選擇裝配體環(huán)境中零部件模型上的點、線、面等對象建立配合關(guān)系。（1）面包含各類基準面、模型上的圓柱面和平面。（2）線包含各類基準軸、臨時軸和模型上的邊線。（3）點包含系統(tǒng)原點、模型原點和模型上的頂點。

1.標準配合屬于常規(guī)配合，主要用于確定各零部件上點、線、面之間的相對位置關(guān)系。在【標準配合】選項組中，系統(tǒng)提供了【重合】|【平行】|【垂直】|【相切】|【同軸心】|【鎖定】|【距離】|【角度】等配合方式的選項。2.高級配合適用于建立特殊設(shè)計要求的配合關(guān)系。（1）對稱配合。分別指定兩個零部件上的面相對于裝配體模型上的任何一個平面對稱。（2）限制距離配合。可以控制對象之間的最大和最小距離。（3）限制角度配合?？梢钥刂茖ο笾g的最大和最小夾角。（4）寬度配合。可以控制薄片結(jié)構(gòu)插入凹槽時，相對于凹槽寬度方向居中的配合。（5）路徑配合?？刂屏悴考现付ǖ狞c沿指定路徑移動。（6）線性配合?？刂凭€性移動一個零部件，另一個零部件隨之同時移動，并可設(shè)置其移動速度和移動方向。

3.機械配合適用于建立特殊設(shè)計要求的配合關(guān)系。（1）凸輪配合。建立推桿端面與凸輪輪廓相切或重合的配合關(guān)系。（2）齒輪配合?？刂苾蓚€回轉(zhuǎn)零部件繞指定軸做相對轉(zhuǎn)動。齒輪配合的有效實體包括圓柱面、圓錐面、軸和線性邊線。在建立齒輪配合前，兩個齒輪要解除固定狀態(tài)，根據(jù)兩個齒輪的中心距，添加適當配合關(guān)系確定齒輪的位置，而且兩個齒輪都可以繞自己的軸線轉(zhuǎn)動。（3）齒條小齒輪配合?？刂婆浜系膬蓚€零部件改變相對運動方向，一個做線性平移帶動另一個做圓周運動，反之亦然。用戶可以配合任何兩個零部件做這樣的相對運動，而這些零部件不一定需要有輪齒。（4）螺旋配合。建立具有內(nèi)、外螺紋結(jié)構(gòu)的兩個零部件旋合在一起的配合。配合后的運動特點是一個零件做圓周運動，另一個零件沿軸線做線性移動，反之亦然。6.3裝配體運動仿真在SOLIDWORKS中，通過運動算例功能可以快速、簡潔地完成機構(gòu)的仿真運動及動畫設(shè)計。運動算例可以模擬圖形的運動及裝配體中部件的直觀屬性，它可以實現(xiàn)裝配體運動模擬、物理模擬以及COSMOSMotion，并可以生成基于Windows的avi視頻文件。在運動仿真和動畫過程中，裝配體的配合約束非常重要。只有在裝配體中添加了正確的配合約束，才能達到想要仿真或動畫的效果。

裝配體運動可以完全模擬各種機構(gòu)的運動仿真及動畫，用來表達裝配體的工作原理、零部件組成和產(chǎn)品的演示。

1.案例介紹：創(chuàng)建“千斤頂”裝配體，并創(chuàng)建其運動算例，如圖所示。知識要點：（1）“螺旋配合”的應(yīng)用（2）創(chuàng)建運動算例，模擬裝配體