吊鉤部件的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)

2013-05-16 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

寧朝陽申曉龍來源:萬方數(shù)據(jù)
關(guān)鍵字:吊鉤部件 SolidWorks 裝配體設(shè)計(jì) 工程圖
本文主要介紹了SolidWorks軟件的特點(diǎn)及其在起重機(jī)吊鉤部件中的應(yīng)用。重點(diǎn)講解了其整個(gè)三維設(shè)計(jì)過程,對(duì)裝配體建模及工程圖作了較深入的探討。

1 前言

SolidWrorks是參數(shù)化特征造型軟件的新秀,有全面的零件實(shí)體建模功能、變量化的草圖輪廓繪制、驅(qū)動(dòng)參數(shù)改變特征的大小和位置,并能夠自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)過程約束檢查。在屏幕左側(cè)顯示的特征樹使設(shè)計(jì)者可直觀有效地管理整個(gè)設(shè)計(jì)過程,可以隨意地改變零件的形狀和設(shè)計(jì)意圖,可以進(jìn)行特征的拖動(dòng)、剪貼和換序。當(dāng)設(shè)計(jì)完成的零件被其他設(shè)計(jì)人員調(diào)用時(shí),能夠很快地通過特征樹了解設(shè)計(jì)意圖和設(shè)計(jì)過程,并可以馬上按自己的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行修改。實(shí)體模型、工程圖紙和裝配的全相關(guān)性為評(píng)價(jià)不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量提供了強(qiáng)有力的途徑。

SolidWorks在工業(yè)上的應(yīng)用前景直接以三維概念進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì),具有現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的優(yōu)越性;SolidWork,的設(shè)計(jì)輸出是“所見即所得”的三維實(shí)體模型,可非常直觀地表現(xiàn)產(chǎn)品的實(shí)際情況,提高產(chǎn)品的可信度和競(jìng)爭(zhēng)力;
SolidWrorks由三維零件產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的虛擬裝配,進(jìn)行產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)驗(yàn)證、運(yùn)動(dòng)分析,提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性;用SolidWorks軟件設(shè)計(jì)的零件、裝配體、工程圖具有全相關(guān)性,可大大減輕設(shè)計(jì)修改的工作量,縮短產(chǎn)品研發(fā)周期;SolidWork。與加工編程軟件CAMWorks、有限元分析軟件CosMoslWorks,流體力學(xué)分析軟件FloWork,軟件直接結(jié)合,使 SolidWrorks更加如虎添翼,功能更加強(qiáng)大,再借助于SdidWork,本身豐富的數(shù)據(jù)接口在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造方面進(jìn)行產(chǎn)品的虛擬樣機(jī)測(cè)試、仿真分析和快速制造,可大幅度縮短產(chǎn)品研發(fā)周期,降低開發(fā)成本。

2 吊鉤部件的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)過程

2.1 零部件建模

SolidWrorks有全面的零件實(shí)休建模功能和變量草圖輪廓繪制功能,能夠自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)過約束檢查;用
SolidWrorks的拉伸、旋轉(zhuǎn)、倒角、抽殼、倒圓等功能可以更簡(jiǎn)便地得到要設(shè)計(jì)的實(shí)體模型;用戶可定義坐標(biāo)系,可自動(dòng)計(jì)算零部件的物理參數(shù),進(jìn)行可控制的幾何測(cè)量;所有特征都可以用拖動(dòng)手柄改變,并有動(dòng)態(tài)的形狀變化預(yù)覽功能;可進(jìn)行變半徑倒圓、指定區(qū)域倒圓、填角和圓角過渡等操作。圖1、圖2所示為采用SolidWorks建模完成的吊鉤部件中滑輪、吊鉤的三維模型。

2.2 裝配體設(shè)計(jì)

吊鉤部件的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)solidworks simulation分析圖片1

圖1 滑輪模型圖2 吊鉤模型

SolidWorks裝配體建?？煞譃樽缘紫蛏虾妥皂斚蛳聝煞N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,再由這些零件通過一些配合關(guān)系組合成裝配體。此方法使用配合關(guān)系,可相對(duì)于其它零部件來精確地定位零部件,還可定義零部件如何相對(duì)于其它的零部件移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。通過繼續(xù)添加配合關(guān)系,可以將零部件移到所需的位置,最后得到一個(gè)完整的裝配體。此建模方法對(duì)各零件建模時(shí)必須保證其尺寸完全正確,否則建裝配體時(shí)會(huì)發(fā)生許多干涉,修改起來較麻煩;另一種就是自頂向下設(shè)計(jì)方法,它是一種從裝配人手的設(shè)計(jì)方法,允許你在裝配體中對(duì)零件進(jìn)行建立和編輯,零件的草圖輪廓,終止關(guān)系,建構(gòu)平面等都可參考裝配體中其它實(shí)體。當(dāng)在零部件之間建立參考關(guān)系時(shí),模型將完全相關(guān)聯(lián)。對(duì)參考零部件所做的改變會(huì)使其它零部件相應(yīng)更新。在進(jìn)行裝配體自頂向下建模時(shí),其中之一就要合理的建好裝配體的布局草圖,通過零件與裝配體草圖的關(guān)聯(lián)自上而下地設(shè)計(jì)一個(gè)裝配體?？梢岳L制一個(gè)或多個(gè)草圖,用草圖顯示每個(gè)裝配體的零部件的位置。此方法應(yīng)用起來較困難,要求設(shè)計(jì)者思路非常明確,而且要想得周到。

為進(jìn)行快速的裝配設(shè)計(jì),SolidWorks有一個(gè)鼠標(biāo)引導(dǎo)的自動(dòng)裝配對(duì)準(zhǔn)功能(Smart Mate)可以捕捉要定義裝配關(guān)系的位置,能觀察在完全動(dòng)態(tài)的裝配設(shè)計(jì)中可運(yùn)動(dòng)的零部件的運(yùn)動(dòng)形式。在調(diào)用大裝配時(shí)“輕化”零部件的功能可極大地提高運(yùn)行速度,通過產(chǎn)品配置管理器,設(shè)計(jì)者可以建立和修改指定產(chǎn)品配置、幾何形狀、裝配關(guān)系、零部件顏色和其它屬性都能在產(chǎn)品配置中控制。本文采用自底向上方法進(jìn)行裝配體建模,得到的吊具裝配體模型見圖3。

吊鉤部件的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)solidworks simulation分析圖片2

圖3 吊具裝配體模型

2.3 繪制工程圖

SolidWorks能快捷地生成完整的、符合實(shí)際產(chǎn)品需要的工程圖樣;由三維實(shí)體自動(dòng)生成任何不同的視圖、局部視圖、剖視圖和相關(guān)視圖;在剖視圖上自動(dòng)生成剖面線。圖紙的全相關(guān)性簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)的過程,實(shí)體模型、圖紙和裝配能自動(dòng)相關(guān)地更新。當(dāng)圖紙中的視圖修改時(shí),三維幾何模型也隨之改變,也可以人為控制相關(guān)的更新。能自動(dòng)消除在視圖中的相關(guān)隱藏線,也可以進(jìn)行人工有選擇地消隱。在應(yīng)用過程中,通過引用己定義的標(biāo)注符號(hào)、文字說明和圖紙模板,自然形成企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。有完整的尺寸和符號(hào)標(biāo)注工具,在視圖中可以控制三維模型中已有標(biāo)注的顯示,在視圖上標(biāo)注參考尺寸,并可以控制單個(gè)尺寸的表示方式,自動(dòng)生成圖紙中的材料明細(xì)表。圖4為吊鉤裝配工程圖。

吊鉤部件的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)solidworks simulation分析圖片3

圖4 吊鉤裝配工程圖

3 結(jié)論

SolidWorks相對(duì)于二維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件來說,有許多優(yōu)點(diǎn)。比如外形直觀、尺寸精確并智能化;裝配時(shí)可以在計(jì)算機(jī)中就發(fā)現(xiàn)零部件之間的碰撞;重量自動(dòng)計(jì)算、能自動(dòng)測(cè)量尺寸、距離;可對(duì)零部件進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變分析以及完整的反映設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖等。盡管如此,SolidWorks軟件也有一些缺點(diǎn)。如SnlidWorks工程圖與AUTOCAD圖的轉(zhuǎn)換有時(shí)會(huì)出現(xiàn)亂碼,需要較多的修改。技術(shù)上要求更高,對(duì)硬件的要求也更高,對(duì)于一些大型裝配體的設(shè)計(jì)此問題更顯突出;

在設(shè)計(jì)過程中,對(duì)SolidWorks應(yīng)用要揚(yáng)長(zhǎng)避短。比如在零部件建模時(shí)要注意幾個(gè)問題:

(1)畫草圖時(shí)要使尺寸、注釋的位置擺放合理、有序,便于自動(dòng)生成合理的工程圖,減少修改。

(2)特征的生成要體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖,便于實(shí)現(xiàn)參數(shù)化。

(3)對(duì)于外形特征相同而尺寸不同的零件,可通過配置。利用同一個(gè)模型按不同的尺寸作變量建立系列零件設(shè)計(jì)表生成系列零件。

(4)定制企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)模板,建立企業(yè)通用件庫(kù)。

總之,采用三維軟件進(jìn)行機(jī)械零部件設(shè)計(jì)是大勢(shì)所趨,但要真正讓它很好地為企業(yè)服務(wù)還需要做大量的工作。

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