【期刊-齿轮设计】基于SolidWorks的三维设计在起重吊.pdf

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1、Equipment Manufactring Technology NO.1,2008收稿日期5基金项目 湖南工业职业技术学院6年重点资助课题,编号为GYKYZ6。作者简介 王雪红(6),女,湖南工业职业技术学院机械工程系讲师,工学硕士研究生。基 于SolidWorks的 三 维 设 计 在 起 重 吊 具 设 计 中 的 应 用王雪红1,宁朝阳1,王桂良2(1.湖南工业职业技术学院机械工程系,湖南 长沙410000;2.湖南工学院机械系,湖南 衡阳420000)摘要:介绍了SolidWorks软件的特点及其在起重机吊具中的应用,重点阐述了三维设计过程,并对装配体 建模及工程图作 了较深入的探

2、讨。关键词:SolidWorks;装配体设计;工程图;吊具中图分类号:TH122文献标识码:A文章编号:1672-545X(2008)01-0046-02随着企业的不断发展和钢铁工业市场需求的变化,对产品技术含量要求越来越高,产品规格越来越大,结构日趋复杂,产品开发 周期越来越短,同时还要控 制设计制造成本,技术设计开发工作面临严峻挑战。近几年,随着计算机三维CAD/CAM/CAE软件的应用和普及,使得传统的二维机械设计逐步向三维设计转化。世界上有名的一些三维CAD软件,如PROE、UG、SOLIDWORKS、IDEAS等,在许多 企业 已经 采用,都 可以 较好地完成零部件的三维造型。在三维

3、设计环境中可以进行产品的模拟装配,获得 整机或部件的三维 实体,建 立充分完整的设计数据库。并在此基础上进行产品质量特性分析,零部件间的干涉检查,实现机构运动仿真,产品结构的有限元分析等。1 SolidWorks介绍SolidWorks是美 国SolidWorks公 司开发 的一 款三 维机械设计专业软件,它对参数化技术作了一定的改进,例如,对于参数化技术中的全尺寸约束这一硬性规定做出改进,允许不使用全尺寸约束,而是以后添加。同时专门为中国市场需要增加了中国国标(GB)内容,已经得到了较广泛的应用。设计系统主要由零件、装配体和工 程图组成,通常,从绘制草图开始,然后通过三维操作生成基体特征,通

4、过在模型上添加更多的特征,最终生成零件。可以灵活的添加特征、更改特征以及将特征重新排序,进一步完善设计。最后可以自动或人工干预下生成所需要的二维工程图。在SolidWorks中零件、装配体及工程图是全相关性,所以当 其中一个视图改变 时,其它 两个视图也自动相应改变,对模型的改动会自动反映在相关工程图与装配体上,改变工程图或装配体的设置,模型也会跟着改变。2吊具三维实体设计的主要过程2.1零部件设计SolidWorks有全面 的零件实 体建模 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SolidWorks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

5、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建模完成的起重吊具中吊钩、滑轮的三维模型。图1吊钩模型图2滑轮模型图3吊具装配体模型图4滑轮工程图2.2装配体设计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6:20

6、07-10-1:200200 002:19 74装备制造技术2008年第1期件,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,是 一种从装 配入手的设计方 法,允许在 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,

7、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(SmartMates)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

8、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。2.3工程图样绘制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,通过引用已定义的标注符号、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

9、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为滑轮的工程图。3结束语SolidWorks相 对于二维计算机辅助设计软件来说,有许多优点:外形直观、尺寸精确并智 能化;装 配位置关系明确,可以在计算机中 就发现零部件之间 的碰撞;重量自动计算,模型改变则重量自动重新计算;可以自动测量出零部件点、线、面之间的距离;利用嵌入式有限元分析模块可对零部件进行应力、应变分析,便于及时更改设计;三维设计,完整的反映设计者的设计意图等。但该软件也有一些缺点:SolidWorks工程图与AU-TOCAD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

10、于一些大型装 配体的设计此问题更显突出。要让三维SolidWorks设计软件真正很好地为企 业服务,还有许多工作 要做,如 建立完整的标准件 库,建立 企业内部的通用件库,把材料明细 表完全与库存产品 联系起来,定制好模板和定制与出图二维软件的合理接口等。参考文献:12345The Application of 3D Design Based on Solidworks in Crane SlingWANGXue-hong1,NINGChao-yang1,WANGGui-liang2(1.MechanicalDepartment,HunanIndustryPolytechnic College

11、,Changsha 410000,China;2.Mechanical Department,Hunan Institute ofTechnology,HengyangHunan 420000,China)Abstract:The main character andthe application in crane slingof Solidworks are introduced.The 3D design process is mainlyexplained,as-semblingmodel and engineering drawingare alsodiscussed.Key word

12、s:Solidworks;designof assembly;engineeringdrawing;crane sling赵汝嘉.SolidWorks 2001精通与 提高篇M.北京:机械工业出版社,2002.贾宝贤,等.SolidWorks在工业造 型设计中 的应用J.机械 设计与制造,2003,(4):116-117.宁朝阳,等.Solidworks软 件在机械 设计中 的应用J.现代 机械,2007,(2):43-44,46.成大先.机械设计手册M.北京:化学工业出版社,2002.唐运华.SolidWorks在液压元件 设计中的应 用J.液压 气动与密封,2005,(1):20-22.47