SolidWorks-三維設(shè)計及應(yīng)用教程PPT演示課件

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《SolidWorks 三維設(shè)計及應(yīng)用》 電子教案,課程介紹,本課程的性質(zhì)和任務(wù) 本課程的內(nèi)容和學習方法,單元1  SolidWorks輕松上手,學習目的： 了解參數(shù)化三維建模的特點 了解SolidWorks的界面和特點 了解特征的概念和特征在三維建模中的應(yīng)用 了解SolidWorks的一些基本配置 學習重點： 熟悉SolidWorks的界面和基本概念 學會SolidWorks的基本配置,內(nèi)容提要,參數(shù)化三維建模創(chuàng)造歷史,1.1 經(jīng)驗者說,制造的全球化、信息化及需求個性化，都要求企業(yè)能在最短的時間內(nèi)推出用戶滿意的產(chǎn)品，并快速占領(lǐng)市場。欲適應(yīng)這種瞬息萬變的市場需求，縮短設(shè)計制造周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，必須有先進的設(shè)計制造技術(shù)。計算機技術(shù)與設(shè)計制造技術(shù)相互滲透、依存、結(jié)合并共同發(fā)展，產(chǎn)生這樣一門綜合性應(yīng)用技術(shù)——計算機輔助設(shè)計與制造（Computer Aided Design and Computer Aided Manufacturing，簡稱CAD/CAM）。該技術(shù)是把人和計算機的最佳特性結(jié)合起來，輔助進行產(chǎn)品的設(shè)計分析與于制造的一種技術(shù)，是綜合了計算機與工程設(shè)計方法的最新發(fā)展而形成的一門新興學科。該技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用已經(jīng)成為衡量一個國家科技現(xiàn)代化與工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要指標。,1.2 手把手教,1.2.1 CAD/CAM的工作流程 1.2.2 三維設(shè)計軟件快速入門 1.2.3 三維設(shè)計軟件簡介 1.2.4 SolidWorks簡介,1.2.1 CAD/CAM的工作流程,1.2.2 三維設(shè)計軟件快速入門,1、輪對CAD/CAE演示 2 、特征的定義 3、基于特征的產(chǎn)品設(shè)計三步曲,1、輪對CAD/CAE演示,關(guān)于特征的定義有很多說法。如：國際標準化組織對特征所做的定義是“特征是單個特性”，如平面、圓柱面、兩個平行面、臺階、螺紋、輪廓等；美國全國標準協(xié)會的定義是特征可以看成是一個零件的有形部分，如表面、孔和槽等；計算機福州制造國際的定義是工件形狀特征定義，在工件的表面、棱邊或轉(zhuǎn)角上形成的特定幾何輪廓，用來修飾工件外貌或者有助于工件的給定功能。 在基于特征的造型系統(tǒng)中，特征是構(gòu)成零件的基本元素，即零件是由特征組成的。,2 、特征的定義,3、基于特征的產(chǎn)品設(shè)計三步曲,（1）零件造型 規(guī)劃零件：分析零件特征組成、特征之間的關(guān)系、特征的構(gòu)造順序及其構(gòu)造方法等。 創(chuàng)建基礎(chǔ)特征：基本基礎(chǔ)是構(gòu)成每一個零件基本形態(tài)的基本特征，它是構(gòu)造其他特征的基礎(chǔ)。 創(chuàng)建其他基本特征：根據(jù)零件的規(guī)劃結(jié)果，在基礎(chǔ)特征上添加其他基本特征，最后添加輔助特征。 編輯特征：根據(jù)需要對已經(jīng)建立的零件進行特征修改、刪除和添加等編輯操作。 （2）虛擬裝配 規(guī)劃裝配：分析產(chǎn)品的零件組成、零件之間的裝配關(guān)系、裝配順序及其裝配方法。 插入基礎(chǔ)零件：基礎(chǔ)零件是產(chǎn)品中起支撐作用的零件，也稱為“地”，一般選取產(chǎn)品中與其他零件配合關(guān)系較多的零件作為基礎(chǔ)零件。 組裝其他零件或子裝配：根據(jù)裝配的規(guī)劃結(jié)果，插入其他零件或子裝配，并根據(jù)各自的配合關(guān)系進行組裝。 （3）生成圖紙 規(guī)劃視圖：根據(jù)零件和裝配的特點選擇圖紙格式、視圖組成。 添加視圖：根據(jù)視圖規(guī)劃結(jié)果，添加基本視圖和輔助視圖。 標注尺寸：標注零件的定性尺寸、定位尺寸、形位公差等。 添加注釋：添加技術(shù)要求等文字說明。,1.2.3 三維設(shè)計軟件簡介,1、 CAD/CAM系統(tǒng)的軟件類型 2、流行CAD系統(tǒng)技術(shù)特點,1、 CAD/CAM系統(tǒng)的軟件類型,CAD/CAM系統(tǒng)的軟件可分為三個層次：系統(tǒng)軟件、支撐軟件、應(yīng)用軟件。 系統(tǒng)軟件指操作系統(tǒng)和系統(tǒng)實用程序等，它用于計算機的管理、控制和維護。 包括：操作系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)和系統(tǒng)實用程序。 支撐軟件包括幾何建模軟件，如Pro/E等 ；數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，如FoxBASE，F(xiàn)oxPRO工程數(shù)據(jù)庫等；工程分析及計算軟件，如 ADINA等；機構(gòu)分析及機構(gòu)綜合的軟件，如 ADAMS等；文檔制作軟件，如WPS，WORD2000等。 應(yīng)用軟件是用戶為解決各類實際問題，在系統(tǒng)軟件的支持下而設(shè)計、開發(fā)的程序，或利用支撐軟件進行二次開發(fā)形成的程序，應(yīng)用軟件的功能和質(zhì)量直接影響CAD系統(tǒng)的功能和質(zhì)量。,2、流行CAD系統(tǒng)技術(shù)特點,CAD軟件大致可分為高端UNIX工作站CAD系統(tǒng)，中端Windows微機CAD系統(tǒng)和低端二維微機CAD系統(tǒng)等三類。 （1）高端UINX工作站CAD系統(tǒng) 這類系統(tǒng)的特點是，UNIX操作系統(tǒng)為支撐平臺，從50年代發(fā)展至今，產(chǎn)生了許多著名的軟件。目前，這類系統(tǒng)中比較流行的有：PTC公司的Pro/Engineer軟件、SDRC公司的I-DEAS軟件和EDS公司的UG軟件。 （2）中端微機的CAD系統(tǒng) 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，尤其是微機的性能和Windows技術(shù)的發(fā)展，已使微機具備了中低檔UNIX工作站的競爭的實力，也使基于Windows技術(shù)的微機CAD系統(tǒng)迅速發(fā)展。目前，國際上最流行的有SolidWorks公司的SolidWorks軟件，UG公司的SolidEdge軟件和Autodesk公司的MDT軟件等，國內(nèi)也推出清華CAD工程中心的GEMS，浙大大天公司的GSMASD，北京巨龍騰公司的龍騰CAD，北京愛宜特公司的Micro Solid、江蘇杰必克超人CAD/CAM以及華正公司的CAXA-ME。 （3）低端CAD系統(tǒng)——二維CAD系統(tǒng) 純二維CAD系統(tǒng)在國外已經(jīng)不多，真正有名的是Autodesk公司的AutoCAD軟件。AutoCAD 提供一套豐富的設(shè)計工具，嵌入的Internet技術(shù)和具有創(chuàng)新性的Objict ARX、Autolisp及VBA編程語言能夠幫助開發(fā)人員和用戶按他們的特定需求控制軟件，可對多個圖形文件同時進行操作，支持多任務(wù)設(shè)計環(huán)境（MDE）。,1.2.4 SolidWorks簡介,1、SolidWorks的特點 2、 SolidWorks的思維方式 3、SolidWorks三維設(shè)計過程 4、認識SolidWorks的用戶界面 5、SolidWorks相關(guān)設(shè)定和配置,1、SolidWorks的特點,基于 Windows 操作系統(tǒng)，采用 Windows 界面風格 參數(shù)式設(shè)計 單一數(shù)據(jù)庫 真正三維實體模型 全相關(guān) 參數(shù)關(guān)系式 實體建模 低成本 已在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用,2、 SolidWorks的思維方式,3、SolidWorks三維設(shè)計過程,由以上火車輪對建模過程可見：SolidWorks等三維CAD軟件具有“機械制造仿真、所見即所得和牽一發(fā)動全身”的特點，且一般都擁有“造零件、裝機械、出圖紙”的三種基本功能。各種功能的操作步驟總結(jié)為： 造零件的過程： 選平面、畫形狀、定位置、標尺寸、造特征、制零件。 裝機械的過程： 插零件、選對象、設(shè)配合、裝機械。 出圖紙的過程： 設(shè)格式、選視圖、定位置、標尺寸、添注解、出圖紙。,4、認識SolidWorks的用戶界面,下拉菜單 快捷鍵 工具欄 快速提示 FeatureManager 設(shè)計樹 PropertyManager 任務(wù)窗格 鼠標鍵 系統(tǒng)反饋,5、SolidWorks相關(guān)設(shè)定和配置,選項 應(yīng)用改變 默認選項設(shè)置 建議設(shè)置,,1.請問實體模型的好處是什么？ 2.為什么系統(tǒng)要提供不同的實體模型顯示方式？ 3.怎樣成為合格的機械三維設(shè)計人員,1.3 常見問題,第一，要耐得住寂寞。 第二，要培養(yǎng)自身的學習能力、思維能力、創(chuàng)新能力。 第三，要提高計算機水平。 第四，不能過分講究方法和技巧，而不愿意下真功夫。 第五，要明確三維設(shè)計的目的。 第六、有扎實的實踐基礎(chǔ)。 第七、培養(yǎng)對美學的認識。,本單元主要介紹了三維設(shè)計的基本特點，并認識了Solidworks三維設(shè)計的過程及其基本界面、使用和一些基本的系統(tǒng)配置參數(shù)。 希望通過對本單元的學習，讀者能對三維設(shè)計有一個基本的了解，為以后學習建模打下良好基礎(chǔ)。,1.4 本單元回顧,單元2 草圖繪制,學習目的： 了解草圖繪制的作用 掌握SolidWorks中常用的草圖繪制方法 掌握草圖的修改 掌握約束在草圖繪制中的作用 了解基準的概念和特點 掌握各種常見基準的創(chuàng)建方法 學習重點： SolidWorks中常用的草圖繪制方法 草圖的修改方法 約束在草圖繪制中的作用,內(nèi)容提要,經(jīng)驗者說：正確繪制草圖是三維建模的關(guān)鍵,從幾何學知識可知，任何一個基本的三維幾何體都是將一定形狀的二維剖面圖形（草圖）按一定方式如拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描等生成的。在三維設(shè)計軟件中，特征的創(chuàng)建、工程圖的建立、三維裝配圖的建立以及都需要進行平面草圖繪制。熟練掌握草圖的繪制，就已經(jīng)掌握了三維設(shè)計軟件的基礎(chǔ)繪圖核心。,2.1 經(jīng)驗者說,,2.2 手把手教,2.2.1 草繪基礎(chǔ) 2.2.2 基本圖形的繪制 2.2.3 草圖繪制實例 2.2.4 草圖繪制技巧,,,2.2.1 草繪基礎(chǔ),1、 草繪環(huán)境介紹 2、 草繪步驟 3、專業(yè)術(shù)語,,,,1、 草繪環(huán)境介紹,,,,選平面→繪形狀→定位置→設(shè)大小,2、 草繪步驟,3、專業(yè)術(shù)語,草圖：三維實體模型在某個截面上的二維輪廓稱為草圖，每個草圖都有一些形狀、大小或者方向的特征。創(chuàng)建草圖的過程是：選平面→繪形狀→定位置→設(shè)大小。 草圖平面:即繪制二維幾何圖形（草圖）的平面。在創(chuàng)建草圖前，用戶必須選擇一個草圖平面。SolidWorks系統(tǒng)默認提供三個基準面，分別是上視基準面、前視基準面和右視基準面。草圖平面也可以是前一個特征上的某一個平面，還可以是用戶使用菜單命令：“工具”→“參考幾何體”→“基準面”創(chuàng)建的基準平面。 約束:沒有規(guī)矩不成方圓。每個草圖都必須有一定的約束，沒有約束則設(shè)計者的意圖也無從體現(xiàn)。約束有兩種：一種對尺寸進行約束，一種對位置進行約束。繪制草圖前，應(yīng)仔細分析草圖圖形結(jié)構(gòu)，明確草圖中的幾何元素之間的約束關(guān)系。 草圖狀態(tài):任何時候，草圖都處于三種狀態(tài)之一。這三種狀態(tài)分別是：欠定義、完全定義和過定義。草圖狀態(tài)由草圖中幾何體與定義尺寸之間的幾何關(guān)系來決定。欠定義是指草圖的不充分定義狀態(tài)，但這個草圖仍可以用來創(chuàng)建特征。欠定義是很有用的，因為在零件早期設(shè)計階段的大部分時間里，并沒有足夠的信息來對草圖進行完全的定義。隨著設(shè)計的深入，會逐步得到更多有用信息，可以隨時為草圖添加其他定義。欠定義的繪制幾何體是藍色的（默認設(shè)置）。完全定義是指草圖具有完整的信息。完全定義的草圖幾何元素是黑色的（默認設(shè)置）。一般來說，當零件最終完成設(shè)計，要進行下一步的加工時，零件的每一個草圖都應(yīng)該是完全定義的。過定義是指草圖中有重復的尺寸或互相沖突的約束關(guān)系，直到修改后才能使用。應(yīng)該刪除多余的尺寸和約束。過定義的幾何體是紅色的（默認設(shè)置）。,2.2.2 基本圖形的繪制練習,練習1 – 繪制水平和垂直直線 練習2 – 根據(jù)推理線繪制直線 練習3 – 草圖繪制任意直線,基本圖形包括了直線、矩形、圓、圓弧、過渡圓弧、樣條曲線等，這些基本圖形是繪制復雜圖形的基礎(chǔ)。,,2.2.3 草圖繪制實例,,,1、每個草圖盡可能簡單,可以將一個復雜草圖分解為若干簡單草圖。目的：便于約束，便于修改 2、給每一個草圖h賦予合適的名稱。 目的：便于管理 5、對于比較復雜的草圖，最好避免“ 構(gòu)造完所有的曲線，然后再加約束”，這會增加全約束的難度。一般的過程為： 創(chuàng)建第一條主要曲線，然后施加約束，同時修改尺寸至設(shè)計值； 按設(shè)計意圖創(chuàng)建其它曲線，但每創(chuàng)建一條或幾條曲線，應(yīng)隨之施加約束，同時修改尺寸至設(shè)計值。這種建幾條曲關(guān)線然后施加約束的過程，可減少過約束、約束矛盾等錯誤。 6、施加約束的一般次序： 定位主要曲線至外部幾何體，按設(shè)計意圖、施加大量幾何約束；施加少量尺寸約束(表達設(shè)計關(guān)鍵尺寸)。 7、一般情況下圓角和斜角不在草圖里生成，而用特征來生成,2.2.4 草圖繪制技巧,2.2.5基準,1、基準的作用 2、基準的分類和顯示控制 3、 建立基準,基準在三維建模中扮演重要角色,基準是指確定點、線、面所依據(jù)的哪些點、線、面。所以基準實際上還是一些點、線、面，它們在建模過程中是確定其他點、線、面的依據(jù)。 在SolidWorks系統(tǒng)中，要設(shè)計出尺寸、位置都符合設(shè)計要求的模型，則必須在操作過程中依據(jù)一定的點、線、面，這些點、線、面就是在SolidWorks系統(tǒng)中的基準。在建模的過程中，基準的正確建立是必要的也是必須的。在三維建模的過程中，由于空間概念的引入，需要合理有效地確定大量的基準。所以基準是建模過程中不可或缺的、必須的特征?？梢哉f，基準的正確、合理地建立是快速、準確建模的關(guān)鍵，每一位讀者都必須熟練掌握各種基準的使用。,1、基準的作用,,基準面 基準軸 基準點 坐標系統(tǒng),2、基準的分類和顯示控制,,1．系統(tǒng)默認的基準,2．創(chuàng)建自己需要的基準,3、 建立基準,,1.裁剪和刪除兩種操作有什么不同？ 2.使用草圖約束有什么好處？ 3.草圖欠定義有什么缺點?,2.3 常見問題,本單元主要介紹了繪制草圖的相關(guān)知識，草圖繪制在三維建模中有著核心的基礎(chǔ)地位。包括草圖繪制的基本方法、草圖的修改、尺寸的修改即標注、約束的含義及運用，并用實例來具體說明了相關(guān)命令的用法。介紹了有關(guān)基準的概念，SolidWorks中基準的類型和基準的重要作用，并重點介紹了基準面、基準點和基準軸的常見創(chuàng)建方法及命令的基本含義。 希望通過本單元的學習，讀者能掌握草圖的繪制，為后續(xù)的建模學習打下良好的基礎(chǔ)。讀者可以自己找些例子來加強練習，只有通過大量的練習，才能體會各個命令的運用技巧，才能真正熟練掌握。,2.4 本單元回顧,單元3 創(chuàng)建特征,學習目的： 掌握三維建模的基本步驟 了解特征的種類和作用 掌握創(chuàng)建特征的方法 學習重點： 如何使用特征的創(chuàng)建命令 理解特征的重要意義,內(nèi)容提要,經(jīng)驗者說：正確創(chuàng)建特征是三維建模的第一步,本單元主要介紹特征的創(chuàng)建。任何模型都是由一個個特征組合而成，一個模型一般由多種特征組成，如草圖特征、圓孔特征、倒角特征、切削特征等，后三種特征一般稱為應(yīng)用特征。任何應(yīng)用特征都必須建立在草圖特征之上。所以，在每次建立模型的時候，首先要做的工作是建立草圖特征，然后才是建立其他的附加特征。 所以在建模的時候，需要遵循以下步驟： 1）創(chuàng)建草圖特征。 2）應(yīng)用特征。 3）特征操作。,3.1 經(jīng)驗者說,3.2 手把手教,3.2.1 特征分類 3.2.2 特征練習,3.2.1 特征分類,,,,,,,,,,,,,,,3.2.2 特征練習,練習1 – 圖版 練習2 – 基本修改 練習3 – 支架,,1.創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)特征時剖面必須封閉嗎？ 2.在軌跡復雜的時候創(chuàng)建掃描特征時經(jīng)常失敗，為什么？ 3.創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)特征時剖面必須封閉，而創(chuàng)建加強筋時剖面必須開放，是嗎？ 4.鏡像、復制、陣列這三種特征的操作方法有什么區(qū)別和聯(lián)系？ 5.在旋轉(zhuǎn)陣列特征的時候，必須借助角度尺寸作為參考嗎？,3.3 常見問題,本單元利用實例和知識點相結(jié)合的方式介紹了創(chuàng)建草圖特征和應(yīng)用特征的方法，主要包括拉伸、旋轉(zhuǎn)和掃描等草圖特征，圓角、倒角、加強筋、殼體和拔模特征等應(yīng)用特征 。同時，介紹了各種方法的具體建模步驟和注意事項，并練習了利用模型樹和模型對話框來修改特征的方法。 在本單元中要求重點掌握的內(nèi)容有（1）四種創(chuàng)建草圖特征的方法；（2）掌握草圖面、視圖方向、尺寸參考方向等基本概念并能靈活運用；（3）加材料和減材料的關(guān)系。（4）各種創(chuàng)建應(yīng)用特征的方法 。,3.4 本單元回顧,單元4 零件建模,學習目的： 掌握建模命令的靈活運用 掌握常見的特征操作方法 理解零件建模順序的重要性 學習重點： 綜合運用各種建模命令 如何運用特征操作的方法創(chuàng)建特征,內(nèi)容提要,經(jīng)驗者說： “如何加工就如何造型 ”是確定建模順序的指針，實例練習是掌握建模方法的有效途徑,運用前面幾個單元介紹的知識，已經(jīng)可以創(chuàng)建一般復雜程度模型了。但怎樣合理地、靈活地運用這些基本命令來創(chuàng)建模型并不是一件容易的事情，只有通過大量的實例練習來體會其中的奧妙。另外，掌握對特征的操作方法也是加快建模的重要方法，這些操作方法包括陣列、復制、鏡像、組特征等。特征操作方法對于讀者來說是全新的內(nèi)容，在本書中將不做專門介紹，而是將這些內(nèi)容放在實例練習中來介紹，相信這樣讀者會更容易理解和掌握。,4.1 經(jīng)驗者說,,4.2 手把手教,4.2.1 建立零件的步驟 4.2.2 零件建模實例 4.2.3 零件設(shè)計術(shù)語 4.2.4 常見零件建模 4.2.5 Solidwork二次開發(fā)綜述,4.2.1 建立零件的步驟,如圖所示，SolidWorks的零件設(shè)計過程是真實制造環(huán)境的虛擬仿真。零件是由多個特征累積而成的，SolidWorks建立零件的步驟包括： （1） 規(guī)劃零件：分析零件的特征組成、特征之間的關(guān)系、特征的構(gòu)造順序及其構(gòu)造方法、確定最佳的輪廓等。 （2） 創(chuàng)建基礎(chǔ)特征：基本基礎(chǔ)是零件的第一個特征，它是構(gòu)成零件基本形態(tài)的特征，它是構(gòu)造其他特征的基礎(chǔ)，可以看作是零件模型的“毛坯”。 （3） 創(chuàng)建其它特征：按照特征之間的關(guān)系一次創(chuàng)建剩余特征?？梢詤⒄樟慵募庸み^程進行造型，即“如何加工就如何造型”。,4.2.2 零件建模實例,4.2.3 零件設(shè)計術(shù)語,1、設(shè)計意圖 2、設(shè)計意圖示例 3、設(shè)計意圖的表達 4、編輯特征要素,1、設(shè)計意圖,開始零件建模時，選擇哪一個特征作為第一個特征？選擇哪個外形輪廓最好？確定了最佳的外形輪廓后，所選擇的輪廓形狀會對草圖平面的選擇造成什么影響？采用何種順序來添加其他輔助特征？這些都要受制于設(shè)計意圖。 關(guān)于模型被改變后如何表現(xiàn)的計劃稱為設(shè)計意圖。設(shè)計意圖決定模型如何建立與修改，特征之間的關(guān)聯(lián)和特征建立的順序都會影響設(shè)計意圖。,2、設(shè)計意圖示例,設(shè)計意圖如圖1-44(a)所示，無論矩形尺寸100mm如何變化，兩個孔始終與邊界保持20mm的相應(yīng)距離。如圖1-44(b)所示，兩個孔以矩形左側(cè)為基準進行標注，尺寸標注將使孔相對于矩形的左側(cè)定位，孔的位置不受矩形整體寬度的影響。如圖1-44(c)所示，標注孔與矩形邊線的距離以及兩個孔的中心距，這樣的標注方法將保證兩孔中心之間的距離。,3、設(shè)計意圖的表達,選擇草圖平面: 一旦決定最佳輪廓之后，下一步就是決定用哪個平面作為草圖平面繪制這個輪廓。CAD系統(tǒng)一般提供了三個默認的參考基準面，標記為前視基準面、上視基準面和右視基準面，如圖1-48所示。每個平面都是無限大的，但是為了便于操作中查看與選擇，在屏幕上顯示的平面有邊界，而且每個平面都通過原點，兩兩互相垂直。參考基準面可以重命名，平面是無限延伸的，但可以把它們想象成是一個打開的盒子的幾個面，這幾個面相交于原點，依此類推，盒子的內(nèi)表面就是草圖平面。,選擇最佳輪廓：選擇“最佳”輪廓。在拉伸時，最佳輪廓可比其他輪廓建立更多的模型部分。在圖1-46中，分別顯示了三種可能的輪廓。討論它們各自的優(yōu)缺點后，將選擇一個最好的輪廓用作繪制模型基體。輪廓A是矩形的，比模型本身大很多。它需要很多的切除或凸臺來去除或添加材料以及建立一些細節(jié)，才能完成建模；輪廓B使用模型上“L”形的一條邊，提供了一個較好的基本外形，但是需要一些額外的工作來形成半圓形的末端；可見輪廓C是最好的，只需再添加圖1-47所示的兩個凸臺，就可以完成基本外形。然后再建立切除特征和圓角特征，模型就完成了。,4、編輯特征要素,4.2.4 常見零件建模,1、 階梯軸 2、其他零件,標準件設(shè)計、盤類零件設(shè)計、軸類零件設(shè)計、齒輪類零件設(shè)計、箱體零件設(shè)計,2．建模步驟,,1.繪制 草圖,,2.完成軸的繪制,,,3.完成鍵槽創(chuàng)建,4.完成退刀槽和倒角的創(chuàng)建,1．結(jié)構(gòu)分析 軸是常見的機械產(chǎn)品，掌握其創(chuàng)建方法有重要意義。軸的形狀一般都是一個階梯狀的圓柱體，軸上一般有鍵槽及圓角、倒角特征。軸的幾何結(jié)構(gòu)較簡單，本例中的軸一共由6段組成，每一段都是圓柱體，而且各軸段同軸。當然可以將各段軸分別創(chuàng)建，但這樣的效率較低，特別是當軸段較多時就體現(xiàn)得就越明顯。利用各段軸同軸的特點，本例將通過創(chuàng)建一個階梯的剖面，然后通過旋轉(zhuǎn)的方式來創(chuàng)建軸的基本體。在軸上有兩個鍵槽，確定鍵槽的位置是問題的關(guān)鍵。,1、 階梯軸,2、其他零件,4.2.5 Solidwork二次開發(fā)綜述,1、二次開發(fā)過程 2、二次開發(fā)實例,1、二次開發(fā)過程,錄制宏的過程 單擊錄制暫停宏圖標按鈕或單擊“工具”→“宏操作”→“錄制”菜單命令。執(zhí)行要錄制的建模操作。操作結(jié)束后，單擊停止宏圖標按鈕■，或單擊菜單“工具”→“宏操作”→“停止”，出現(xiàn)“另存為”對話框。輸入宏的名稱，并單擊“保存”命令。 編輯或調(diào)試以前錄制的宏的過程 單擊編輯宏圖標按鈕單擊“工具”→“宏操作”→“編輯”菜單命令。選擇宏文件(jip)并單擊“打開”命令。編輯此宏。 執(zhí)行宏的過程 單擊執(zhí)行宏圖標按鈕或單擊“工具”→“宏操作”→“執(zhí)行”菜單命令。查找所要執(zhí)行的宏文件，然后單擊“打開”命令,2、二次開發(fā)實例,,,,1、拿到圖紙后無從下手 --- 不了解系統(tǒng)的造型流程 2、零件的編輯修改很困難 --- 沒有用全參數(shù)化造型 3、零件數(shù)據(jù)非常龐大 --- 沒有統(tǒng)一思路，做到哪兒是哪兒 4、零件數(shù)據(jù)非?；靵y --- 沒有統(tǒng)一規(guī)劃 5、缺少技巧性,4.3 常見問題,在本單元中通過具體的實例介紹了有關(guān)特征的操作方法，包括特征鏡像、特征陣列、特征復制、組特征等，在此基礎(chǔ)上還介紹了關(guān)系式的運用。另外，本單元也是前面幾單元的基礎(chǔ)知識的綜合運用。 在本單元中要求重點掌握的內(nèi)容有（1）各種常見的特征操作方法；（2）確定合理的建模步驟；（3）理解草圖對創(chuàng)建特征的重要意義 。,4.4 本單元回顧,單元5 裝 配,學習目的： 了解裝配的基本概念 掌握常見的裝配操作方法 學習重點： 如何完成一個裝配體的創(chuàng)建,內(nèi)容提要,經(jīng)驗者說：虛擬裝配使設(shè)計更加可靠,一個產(chǎn)品通常都是由多個零件組成，各個零件之間需要正確裝配在一起才能正常使用。在傳統(tǒng)的設(shè)計過程中，無法通過計算機來完成虛擬裝配——即在設(shè)計完成之后通過在計算機的環(huán)境中將各個零件裝配起來，從而增大了設(shè)計出錯的可能性。在三維設(shè)計系統(tǒng)中，可以通過將各個零件按照設(shè)計者的需要裝配起來，這樣將非常直觀地觀察到整個產(chǎn)品的全貌，更能直觀地發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題，如是否發(fā)生裝配干涉、各個零件的外觀是否協(xié)調(diào)等，從而增加設(shè)計工作的可靠性和正確性。,5.1 經(jīng)驗者說,5.2 手把手教,5.2.1 概述 5.2.2 裝配體引例 5.2.3 裝配過程 5.2.4 減速器裝配 5.2.5 工業(yè)設(shè)計產(chǎn)品表達,5.2.1 概述,1、裝配的概念 2、虛擬裝配設(shè)計過程,1、裝配的概念,裝配：任何機器都是由若干零部件組成。按規(guī)定的技術(shù)要求，將零部件進行配合和連接，使之成為半成品或成品的工藝過程稱為裝配。 零件：組成機器的最小單元。 部件：部件是在基準件上裝上若干個組件、套件和零件構(gòu)成的。,2、虛擬裝配設(shè)計過程,裝配層次是指裝配體的子裝配體組成，即確定組成零部件。將產(chǎn)品劃分為套件、組件、部件等能進行獨立裝配的裝配單元，是設(shè)計裝配工藝規(guī)程中最重要的一項工作，這對于大批大量生產(chǎn)中裝配那些結(jié)構(gòu)較為復雜的產(chǎn)品尤為重要 確定裝配順序：在劃分裝配單元確定裝配基準件之后即可根據(jù)裝配體的結(jié)構(gòu)形式和各零部件的相互約束關(guān)系，確定各個組成零部件的裝配順序，并以裝配工藝系統(tǒng)圖的形式表示出來。一般首先要確定基準件作為其它零部件的約束基準，然后將其他組件按配合約束關(guān)系，依次裝配成一個裝配體。編排裝配順序的原則是：先下后上，先內(nèi)后外，先難后易，先精密后一般 確定裝配約束是確定基準件和其它組成件的定位及相互約束關(guān)系，主要由裝配特征、約束關(guān)系和裝配設(shè)計管理樹組成 裝配體的干涉檢查分為靜態(tài)干涉檢查和動態(tài)干涉檢查，靜態(tài)干涉檢查是指在特定裝配結(jié)構(gòu)形式下，檢查裝配體的各個零部件之間的相對位置關(guān)系是否存在干涉；而動態(tài)干涉檢查是在運動過程中是否存在零部件之間的運動干涉。通過干涉檢查可以發(fā)現(xiàn)所設(shè)計的零件在裝配體中不正確的結(jié)構(gòu)部分，然后根據(jù)裝配體的結(jié)構(gòu)和零部件的干涉情況修改零件的原設(shè)計模型。,5.2.2 裝配體引例,,圖2-5 輪軸裝配,,,5.2.3 裝配過程,1、零件裝配的基本步驟 2、零件裝配方法 3、配合關(guān)系 4、配合管理器 5、幾何特征間的約束類型 6、裝配體編輯,1、零件裝配的基本步驟,零件裝配的基本步驟包括： 1）設(shè)定裝配體的“地”零件。2）將其他零件調(diào)入裝配環(huán)境，尚未指定裝配關(guān)系的零件可以在圖形區(qū)中隨意地移動和旋轉(zhuǎn)，稱為浮動零件。3）設(shè)定浮動零件的裝配關(guān)系。4）依次進行步驟（2）和步驟（3），直至完成所有零件的裝配設(shè)定，形成裝配體。,2、零件裝配方法,裝配是定義零件之間幾何運動關(guān)系和空間位置關(guān)系的過程，每個零件在自由的空間中具有六個自由度。而裝配關(guān)系包括平面約束、直線約束、點約束等幾大類。每種約束所限制的自由度數(shù)目不同。 與工程中經(jīng)常使用的定位方式和零件關(guān)系相對應(yīng)，SolidWorks主要提供了如下類型的配合關(guān)系:平面重合、平面平行、平面之間成角度、曲面相切、直線重合、同軸心和點重合等，下表列舉了不同幾何特征之間可能具有的約束類型。,3、配合關(guān)系,表2-1 配合關(guān)系,,,,,,,,,,,,,,,圖2-6 配合管理器,4、配合管理器,,,,5、幾何特征間的約束類型,6、裝配體編輯,5.2.4 減速器裝配,,,圖2-47 低速軸組件,,,,5.2.5 工業(yè)設(shè)計產(chǎn)品表達,零件的設(shè)計表達 裝配設(shè)計表達 產(chǎn)品動畫演示,,,,,1、如何確定基準零件？ 2、如何選擇裝配順序？ 3、如何選擇裝配關(guān)系？,5.3 常見問題,本單元主要介紹了裝配的概念和常見的裝配操作方法，并通過實例具體說明各種操作方法的運用。通過對本單元的學習要求讀者掌握常用的裝配方法，并理解其實質(zhì)。 在本單元中要求重點掌握的內(nèi)容有（1）裝配的概念和意義；（2）常用裝配方法的運用和實質(zhì)。,5.4 本單元回顧,單元6 工程圖,學習目的： 如何完成一個裝配體的創(chuàng)建 了解工程圖的基本術(shù)語 掌握圖紙格式的建立和編輯方法 掌握零件圖的建立和編輯方法 掌握裝配圖的建立和編輯方法 學習重點： 如何完成一個圖紙格式的創(chuàng)建 如何完成一個零件圖的創(chuàng)建 如何完成一個裝配圖的創(chuàng)建,內(nèi)容提要,經(jīng)驗者說：人們常常把工程圖樣稱為“工程界的語言”。每個工程技術(shù)人員必須掌握繪制工程圖樣的基本理論以及手工繪圖和計算機繪圖兩種方法，必須具有較強的繪圖和讀圖能力，以適應(yīng)生產(chǎn)和科技發(fā)展的需要。,在日常生活中，人們大部分是通過語言和文字來交流思想的，但在工程上僅靠語言來描述是很困難的。例如，端蓋是一個簡單的零件，可以試著用語言來描述它的形狀和大小，即使表達得很清楚，聽的人也不一定能完全正確理解。可以想象在機器的制造或建筑物的建造中，僅靠語言和文字是不能完全表達清楚的。因此，在工程上常常將物體按一定的投影方法和技術(shù)規(guī)定表達在圖紙上，用以表達機件的結(jié)構(gòu)形狀、大小及制造、檢驗中所必需的技術(shù)要求，這種圖樣稱為工程圖樣。,6.1 經(jīng)驗者說,6.2 手把手教,6.2.1 SolidWorks工程圖基礎(chǔ) 6.2.2 建立符合GB的圖紙格式 6.2.3 創(chuàng)建零件工程圖 6.2.4 創(chuàng)建裝配工程圖,6.2.1 SolidWorks工程圖基礎(chǔ),1、基本術(shù)語 2、SolidWorks工程圖快速入門 3、SolidWorks工程圖術(shù)語,1、基本術(shù)語,視圖：根據(jù)有關(guān)標準和規(guī)定，用正投影法所繪制的物體的圖形稱為視圖。視圖主要表達機件的外部結(jié)構(gòu)形狀，一般只畫機件的可見部分，必要時才畫其不可見部分。視圖分為：基本視圖、向視圖、局部視圖和斜視圖四種。 基本視圖：基本視圖是機件向基本投影面投影所得的圖形。包括主、俯、左、右、仰、后六個基本視圖。 向視圖 ：向視圖是可以自由配置的基本視圖。 局部視圖：將物體的某一部分向基本投影面投射所得的視圖稱為局部視圖。 斜視圖：將機件向不平行于任何基本投影面的平面投影所得的視圖叫斜視圖。 零件圖：零件工作圖是零件制造、檢驗和制訂工藝規(guī)程的基本技術(shù)文件。因此零件工作圖應(yīng)包括創(chuàng)造和檢驗零件所需全部內(nèi)容，如圖形、尺寸及其公差、表面粗糙度、形位公差、對材料及熱處理的說明及其他技術(shù)要求、標題欄等。 裝配圖：裝配圖是一種表達機器或部件裝配、檢驗、安裝、維修服務(wù)的重要技術(shù)文件。它是設(shè)計零件的結(jié)構(gòu)和零件裝配的基本依據(jù)。裝配圖應(yīng)包括組裝零件所需全部內(nèi)容，如各零件的主要結(jié)構(gòu)形狀、裝配關(guān)系、總體尺寸、技術(shù)要求、零件編號、標題欄和明細表等。,2、SolidWorks工程圖快速入門,下面建立壓力盤的工程圖，內(nèi)容包括：打開工程圖模板、生成新工程圖、移動工程視圖、生成剖面視圖、生成局部視圖、添加中心符號線、添加中心線、放置尺寸、修改尺寸文字、修改尺寸數(shù)值、自動給剖面視圖標注尺寸、插入基準特征符號、插入形位公差符號、插入注釋并格式化和打印工程圖。,3、SolidWorks工程圖術(shù)語,工程圖中會使用到的專用術(shù)語包括：工程圖紙、圖紙格式和工程視圖。 （1） 工程圖紙 在SolidWorks 中，讀者可以將“圖紙”的概念理解為一張實際的繪圖紙。工程圖紙用來放置工程圖視圖、尺寸和注解。工程圖中可以有多張圖紙。 （2） 圖紙格式 圖紙格式包括圖幅設(shè)定和圖框、標題欄和必要的文字、材料明細表定位點、預(yù)定義視圖。保存下來圖紙格式可以重使用。 （3） 工程視圖 用正投影法所繪制的零件和裝配體的視圖?？梢詫σ晥D進行縮放、定向并放置在圖紙中。每張圖紙可以包含不同參考的多個視圖。SolidWorks 中可以創(chuàng)建的工程視圖包括： 標準工程視圖：以零件或裝配體生成的各種視圖。包括： 標準三視圖、模型視圖、相對視圖、預(yù)定義的視圖、空白視圖。 派生工程視圖：由其它視圖派生的各種視圖，要么從標準視圖或從其它派生視圖。包括：投影視圖、輔助視圖、局部視圖、裁剪視圖、斷開的剖視圖、剖面視圖、旋轉(zhuǎn)剖視圖、交替位置視圖、相對視圖。 （4） 注解 注解包括：注釋、焊接注解、基準特征符號、基準目標符號、形位公差、表面粗糙度、多轉(zhuǎn)折引線、孔標注、銷釘符號、裝飾螺紋線、區(qū)域剖面線填充、零件序號等。,6.2.2 建立符合GB的圖紙格式,1、工程圖模板 2、工程圖一般規(guī)范 3、建立GB工程圖模板,1、工程圖模板,模板是SolidWorks的一組系列文件(零件圖模板、工程圖模板、裝配圖模板)，當新建零件(裝配、工程圖)時，SolidWorks程序?qū)⒏鶕?jù)模板來設(shè)置圖紙格式等系統(tǒng)屬性和文件屬性。 在“工具”-“選項”-“系統(tǒng)選項”里有很多相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，包括各種顏色設(shè)置等，修改這些設(shè)置可以使SolidWorks各種默認顏色符合自己的喜好，從而達到個性化 的目的。在“工具”-“選項”-“文件屬性”可以修改一些SolidWorks 程序標識、標注的樣式，修改這些設(shè)置可以使SolidWorks更符合GB要求。SolidWorks零件模板的擴展名為：*.prtdot、裝配模板的擴展名為：*.asmdot、工程圖模板：*.drwdot。在SolidWorks中，模板的默認保存位置為： SolidWorks 安裝目錄\data\templates。,2、工程圖一般規(guī)范,圖紙幅面和格式由 GB／T 14689-1993《技術(shù)制圖圖紙幅面和格式》規(guī)定。,3、建立GB工程圖模板,,建立GB圖紙格式 設(shè)置圖幅 進入編輯圖紙格式狀態(tài) 繪制圖紙邊框 繪制標題欄 添加注釋 進入編輯圖紙狀態(tài) 保存圖紙格式 使用圖紙格式 設(shè)定圖紙選項 圖紙背景顏色 尺寸線設(shè)置 箭頭大小設(shè)置 尺寸字體設(shè)置 保存工程圖模板 使用工程圖模板,6.2.3 創(chuàng)建零件工程圖,1、零件工程圖基本知識 2、SolidWorks零件圖操作基礎(chǔ) 3、范例——軸類零件工程圖,1、零件工程圖基本知識,零件圖內(nèi)容 一組視圖（視圖、剖視圖、斷面圖）：表達零件各部分的形狀、結(jié)構(gòu)、位置。 完整的尺寸：確定零件各部分形狀的大小、各結(jié)構(gòu)之間的相對位置。 技術(shù)要求：說明零件在制造和檢驗時應(yīng)達到的技術(shù)標準。 標題欄：說明零件的名稱、材料、數(shù)量以及簽署等。 零件圖的視圖選擇原則 主視圖安放位置應(yīng)符合零件的加工位置或工作位置；以能最清楚地顯示零件的形狀特征的方向為主視圖的投影方向。 其它視圖的選擇：主視圖確定后，選擇適當?shù)钠渌晥D（剖視、斷面）表達該零件還沒有表達結(jié)構(gòu)、形狀。 在選擇視圖時，可作幾種方案的分析、比較，然后選出最佳方案。 零件圖的尺寸標注的要求 正確選擇尺寸基準 按零件加工工序標注尺寸 標注尺寸要便于測量 避免標注成封閉的尺寸鏈 簡化標注法和習慣標注法必須符合國家標準(GB/T 16675.2-1996)。,2、SolidWorks零件圖操作基礎(chǔ),SolidWorks生成視圖的命令包括：標準三視圖、模型視圖、投影視圖、輔助視圖、斷裂視圖、裁剪視圖、局部視圖、剖面視圖、旋轉(zhuǎn)剖視圖、斷開的剖視圖。其功能及操作方法見表3-3。,,,3、范例——軸類零件工程圖,,6.2.4 創(chuàng)建裝配工程圖,1、裝配圖的主要內(nèi)容 2、裝配圖范例1——減速器總裝工程圖 3、裝配圖操作技巧,1、裝配圖的主要內(nèi)容,一組視圖：表達機器或部件的結(jié)構(gòu)、工作原理、裝配關(guān)系、各零件的主要結(jié)構(gòu)形狀； 完整的尺寸：機器或部件的規(guī)格、配合（零件圖中注有精度等級的尺寸）、安裝（如安裝孔間距）、總體尺寸； 技術(shù)要求：說明機器或部件的性能、裝配、檢驗等要求；有關(guān)產(chǎn)品性能、安裝、使用、維護等方面的要求。有關(guān)試驗和檢驗的方法和條件。有關(guān)裝配時的加工、密封和潤滑方面的要求； 標題欄：說明名稱、重量、比例、圖號、設(shè)計單位等； 零件編號：裝配圖中每一種零件或部件都要進行編號，且形狀尺寸完全相同的零件和標準部件只編一個序號，數(shù)量填寫在明細欄中。序號應(yīng)盡可能注寫在反映裝配關(guān)系最為清楚的視圖上，且應(yīng)沿水平或垂直方向排列整齊成行，并按順時針或逆時針方向依次排列； 明細表：列出機器或部件中各零件的序號、名稱、數(shù)量、材料等。,2、裝配圖范例1——減速器總裝工程圖,,圖3-58 減速器裝配圖,本部分包括：打開工程圖模板、生成新工程圖、移動工程視圖、生成剖面視圖、生成局部剖視圖、添加中心符號線和中心線、修改剖面線、標注尺寸、自動插入零件序號、插入材料明細表、插入注釋并格式化和打印工程圖。,3、裝配圖操作技巧,工程圖模板的建立 材料明細表模板的建立 圖紙格式的更換 解除視圖對齊關(guān)系與對齊視圖 剖視圖中不欲剖切零件的處理 插入模型項目 塊操作的應(yīng)用 改變材料明細表中零件的順序,,1、如何創(chuàng)建標準的工程圖模板？ 2、完整的零件圖包含哪些內(nèi)容？ 3、完整的裝配圖包含哪些內(nèi)容？,6.3 常見問題,本單元主要介紹了工程圖的概念和常見的工程圖操作方法，并通過實例具體說明各種操作方法的運用。通過對本單元的學習要求讀者掌握常用的工程圖方法，并理解其實質(zhì)。 在本單元中要求重點掌握的內(nèi)容有（1）工程圖的概念和意義；（2）常用工程圖繪制方法的運用和實質(zhì)。,6.4 本單元回顧,單元7 虛擬樣機技術(shù),學習目的： 了解虛擬樣機技術(shù)的特點 掌握COSMOSMotion進行機構(gòu)仿真的基本術(shù)語與步驟 掌握常用機構(gòu)運動仿真的方法 學習重點： 約束、運動副、運動和載荷等概念 約束、運動副、運動和載荷的創(chuàng)建和參數(shù)設(shè)置 如何完成機構(gòu)運動仿真,內(nèi)容提要,機械工程中的虛擬樣機技術(shù)又稱機械系統(tǒng)動態(tài)仿真技術(shù)，是20世紀80年代發(fā)展起來的一項計算機輔助工程技術(shù)。在機械，電子，航天航空及武器設(shè)計、制造等領(lǐng)域都有虛擬樣機的成功應(yīng)用實例，從龐大的卡車到照相機的快門，從火箭到輪船的錨機，虛擬樣機技術(shù)的應(yīng)用都為用戶節(jié)省了成本、時間，并提供了滿意的設(shè)計方案。,7.1 經(jīng)驗者說,經(jīng)驗者說：虛擬樣機技術(shù)為用戶節(jié)省成本和時間，并提供滿意的設(shè)計方案。,7.2 手把手教,7.2.1 機構(gòu)分析基礎(chǔ) 7.2.2 引例– 四連桿機構(gòu)運動仿真 7.2.3 COSMOSMotion基礎(chǔ) 7.2.4 常見機構(gòu)運動仿真,7.2.1 機構(gòu)分析基礎(chǔ),機構(gòu)：機構(gòu)是各種機器用來傳遞運動和力的基本組成部分，例如內(nèi)燃機就包含了曲柄滑塊機構(gòu)、齒輪機構(gòu)和控制進、排氣的凸輪機構(gòu)。機構(gòu)是通過一系列運動副將多個構(gòu)件聯(lián)系在一起，使其在運動過程中部件之間存在相對運動的系統(tǒng)。 構(gòu)件是機構(gòu)的基本組成單位，是機構(gòu)中的一個剛性系統(tǒng)，它與機構(gòu)的其他剛性系統(tǒng)相接觸而保持一定的相對運動。構(gòu)件是機構(gòu)的運動單元，零件是制造單元，一個構(gòu)件可以由一個零件組成也可以由幾個零件固結(jié)而成。機構(gòu)中固定構(gòu)架成為機架，一個機構(gòu)至少包含一個機架；機構(gòu)中的運動規(guī)律給定的構(gòu)件稱為主動件；機構(gòu)中的除了機架和主動件的構(gòu)架稱為從動件。主動件和從動件統(tǒng)稱為運動件。 運動副：機構(gòu)中所有構(gòu)件之間都應(yīng)具有確定的相對運動，為此必須對各構(gòu)件的運動加以約束，這種約束是通過機構(gòu)中相鄰兩個構(gòu)件一部分表面經(jīng)常保持接觸來實現(xiàn)的。兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定形式的相對運動的聯(lián)接，稱為運動副。機構(gòu)構(gòu)件之間通過運動副組成的活動連接來限制各相鄰構(gòu)件使它們能作一定的相對運動。常見的運動副包括：移動副、轉(zhuǎn)動副、螺旋副、球面副等。 機構(gòu)分析：機構(gòu)分析是指根據(jù)已有機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及主要參數(shù)，來分析機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運動及動力特性，包括結(jié)構(gòu)分析、運動分析、力分析及力作用下機構(gòu)的運動等。,7.2.2 引例– 四連桿機構(gòu)運動仿真,1、問題描述 2、運行智能運動學生成器 3、設(shè)置重力方向 4、定義可動的和固定的零件 5、定義運動幅 6、運行仿真智能 7、繪制結(jié)果,Fourbar.sldasm,,,,,,Ground-1,Link-1,Link2-1,Link3-1,Ground2-1,1、問題描述,2、運行智能運動學生成器,單擊下一步繼續(xù),設(shè)置力和時間單位,,3、設(shè)置重力方向,單擊下一步繼續(xù),,在裝配體零件中擊右鍵定義可動的和固定的零件,4、定義可動的和固定的零件,使 Ground & Ground2零件為 固定零件,使 Link, Link2 & Link3為 可動零件,在Ground-1 和Link-1定義運動副 指定角速度約束為360 deg/sec,5、定義運動副,單擊下一步，進入仿真屬性頁,在對話框窗口中按壓仿真按鈕,6、運行仿真智能,7、繪制結(jié)果,繪制驅(qū)動的轉(zhuǎn)矩,繪制Link2_1的角速度,7.2.3 COSMOSMotion基礎(chǔ),1、機構(gòu)運動分析 用戶界面 2、機構(gòu)運動分析用戶界面一覽 3、機構(gòu)運動分析下拉菜單 4、選項對話框 5、常用的運動副類型,1、機構(gòu)運動分析 用戶界面,Motion 瀏覽器,下拉菜單,Motion 工具條,2、機構(gòu)運動分析用戶界面一覽,Motion 零件,指定可動的和固定的零件，并從零件中定義主運動物體。 不考慮質(zhì)量屬性，定義零件初始的狀態(tài)。,機構(gòu)運動分析用戶界面一覽,Motion Joints,,,,,,機構(gòu)運動分析用戶界面一覽,Motion 力,,機構(gòu)運動分析用戶界面一覽,,3、機構(gòu)運動分析下拉菜單,,,4、選項對話框 - World,設(shè)置力和時間的單位,指定重力加速度，或者點擊地球圖標重新設(shè)置重力加速度,在整體坐標系中快速指定重力的方向,選項對話框 – 顯示,控制運動學符號在SolidWorks圖形窗口中是否顯示,為指定的運動學物體定義符號大小,將當前符號的顏色和大小設(shè)置給所有類型的運動學物體,對已經(jīng)定義過的物體的顏色和大小進行更改,,,為選定的運動物體定義運動學符號顏色,選項對話框 – 仿真,指定連續(xù)的或時間步長，以控制結(jié)果仿真的時間長度和幀數(shù)量,求解時動畫生成是否打開/關(guān)閉,如果質(zhì)量屬性已經(jīng)計算，則在仿真中啟用,求解器設(shè)置: 對簡單的模型不需要改變。通常只需修改時間步長和精度。,選項對話框－動畫,動畫播放的設(shè)置，播放速度和時間范圍,在VRML中用戶設(shè)定的動畫播放時間 (如在VRML 播放器中播放動畫的時間),缺省時，運動學符號在動畫播放時是隱藏的,5、常用的運動副類型,7.2.4 常見機構(gòu)運動仿真,,圖1 曲柄滑塊機構(gòu),圖2 曲柄滑塊機構(gòu),圖3 活塞連桿機構(gòu),,1、如何設(shè)定零件運動狀態(tài)？ 2、如何添加運動副？ 3、如何輸出計算結(jié)果？,7.3 常見問題,本單元主要介紹了虛擬樣機技術(shù)的概念和常見的COSMOSMotion操作方法，并通過實例具體說明各種操作方法的運用。通過對本單元的學習要求讀者掌握常用的運動仿真方法，并理解其實質(zhì)。 在本單元中要求重點掌握的內(nèi)容有（1）運動仿真的概念和意義；（2）常用運動仿真方法的運用和實質(zhì)。,7.4 本單元回顧,單元8 計算機輔助工程分析,學習目的： 了解計算機輔助工程分析的作用與特點 了解有限元分析的原理與步驟 掌握COSMOSWorks進行結(jié)構(gòu)分析的基本術(shù)語與步驟 掌握COSMOSWorks進行熱分析的基本術(shù)語與步驟 了解COSMOSWorks進行形狀優(yōu)化的基本原理與步驟 學習重點： 單元、約束、載荷和等效應(yīng)力等概念 約束、載荷的添加和參數(shù)設(shè)置 如何完成結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和熱分析,內(nèi)容提要,經(jīng)驗者說： CAE技術(shù)的應(yīng)用，使機械設(shè)計樣機更少：省錢、周期更短：省時、質(zhì)量更好：可靠。,8.1 經(jīng)驗者說,由于CAE技術(shù)的發(fā)展與普及，使設(shè)計工作出現(xiàn)了革命性的變化，機械設(shè)計已逐漸實現(xiàn)了由靜態(tài)、線性分析向動態(tài)、非線性分析的過渡，由經(jīng)驗類比向最優(yōu)設(shè)計的過渡，由人工計算向自動計算的過渡，由近似計算向精確計算的過渡。CAE在產(chǎn)品開發(fā)研制中顯示出無與倫比的優(yōu)越性，使其成為現(xiàn)代企業(yè)在日趨激烈的競爭中取勝的一個重要條件，因而越來越受到科技界和工程界的重視。據(jù)統(tǒng)計，發(fā)達國家的產(chǎn)品研究開發(fā)過程要花費產(chǎn)品成本的80％，同時這一過程要占整個產(chǎn)品從研究到投入市場所需時間的70％。 CAE技術(shù)的應(yīng)用使實物模型的實驗次數(shù)和規(guī)模大大下降，既加快了研究速度，又大幅度降低了成本，還極大的提高了產(chǎn)品的可靠性。,8.2 手把手教,8.2.1 計算機輔助工程分析基礎(chǔ) 8.2.2 CosmosWorks入門 8.2.3 CosmosWorks分析,8.2.1 計算機輔助工程分析基礎(chǔ),1、 有限元定義與基本思想 2、 有限元理論分析步驟 3、 有限元常用術(shù)語 4、 有限元分析過程與實施環(huán)節(jié) 5、 有限元軟件類型 6、 大型通用有限元軟件分析三步曲,1、 有限元定義與基本思想,2.基本思想 化整為零，積零為整 （數(shù)值積分→蓋大樓。具有方法論的意義）。 即：將連續(xù)的結(jié)構(gòu)離散成有限個單元和節(jié)點，將連續(xù)體看作是只在節(jié)點處相連接的一組單元的集合體；同時選定場函數(shù)的節(jié)點值作為基本未知量，并在每一單元中假設(shè)一近似插值函數(shù)以表示單元中場函數(shù)的分布規(guī)律；進而利用力學中的某些變分原理去建立用以求解節(jié)點未知量的有限元法方程，從而將一個連續(xù)域中的無限自由度問題化為離散域中的有限自由度問題。求解結(jié)束后，利用解得的節(jié)點值和設(shè)定的插值函數(shù)確定單元上以至整個集合體上的場函數(shù)。,1.何謂有限元法 求解數(shù)理方程的一種數(shù)值計算方法，解決工程實際問題的一種數(shù)值計算工具。,2、 有限元理論分析步驟,結(jié)構(gòu)離散：將連續(xù)的結(jié)構(gòu)離散成有限個單元和節(jié)點，將連續(xù)體看作是只在節(jié)點處相連接的一組單元的集合體； 單元分析：所謂單元分析就是用單元節(jié)點位移表示單元內(nèi)任一點處的力學特性。 整體分析：就是利用整個結(jié)構(gòu)在各節(jié)點處的靜力平衡條件和變形諧調(diào)條件對整個結(jié)構(gòu)進行分析，以建立結(jié)構(gòu)的剛度方程組。 載荷處理：整體分析時的結(jié)構(gòu)剛度方程組是根據(jù)外載荷作用在節(jié)點上得出得。如果在單元跨間作用由集中力或分布力，則必須用虛功等效原則（即等效前后載荷在任何虛位移方向上的虛功相等）將此跨間載荷移置到節(jié)點上。這一移置工作稱為載荷處理。 約束處理：是用結(jié)構(gòu)的實際支承情況對結(jié)構(gòu)剛度方程組進行處理，在數(shù)學意義上消除整體剛度矩陣[K]的奇異性；在力學意義上，消除結(jié)構(gòu)的懸空性。使結(jié)構(gòu)剛度方程組有唯一解的處理過程。 求解：解方程組，獲得基本未知量（位移） 后處理：計算派生量,3、 有限元常用術(shù)語,單元：結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格劃分中的每一個小的塊體稱為一個單元。常見的單元類型有線段單元、三角形單元、四邊形單元、四面體單元和六面體單元幾種。由于單元是組成有限元模型的基礎(chǔ)，因此，單元的類型對于有限元分析是至關(guān)重要的。 節(jié)點：確定單元形狀的點就叫節(jié)點。例如線段單元只有兩個節(jié)點，三角形單元有三個或者六個節(jié)點，四邊形單元最少有四個節(jié)點等。 載荷：工程結(jié)構(gòu)所受到的外在施加的力稱為載荷。包括集中載荷和分布載荷等。在不同的學科中，載荷的含義也不盡相同。在電磁場分析中，載荷是指結(jié)構(gòu)所受的電場和磁場作用。在溫度場分析中，所受的載荷則是指溫度本身。 約束：邊界條件就是指結(jié)構(gòu)邊界上所受到的外加支撐（已知位移）。,4、 有限元分析過程與實施環(huán)節(jié),1.分析過程 有限元原理指導→矩陣推導建?！嬎銠C軟件實現(xiàn) 2.實施環(huán)節(jié) 原理研究（力學家） →軟件開發(fā)（程序員） →應(yīng)用研究（工程師）,5、 有限元軟件類型,有限元分析離不開計算程序。有限元計算程序一般分為三類： 大型通用程序 專用程序 自編特殊程序,6、 大型通用有限元軟件分析三步曲,從使用有限元程序的角度講，有限單元法分析又可分成三大步: 前處理：定類型，畫模型，設(shè)屬性，分網(wǎng)格。 求 解：添約束，加載荷，查錯誤，求結(jié)果。 后處理：列結(jié)果，繪圖形，顯動畫，下結(jié)論。,,,,8.2.2 CosmosWorks入門,1、Cosmos/Works的用戶界面 2、Cosmos/Works的工具條 3、Cosmos/Works的選項對話框 4、Cosmos/Works有限元分析的步驟,1、CosmosWorks的用戶界面,2、CosmosWorks的工具條,定義、修改、刪除專題,定義材料,生成有限元網(wǎng)格,對當前專題進行計算,在幾何模型 / 有限元模型之間進行切換顯示,從所選的特征中選擇面元,3、CosmosWorks的選項對話框,,4、CosmosWorks有限元分析的步驟,建立幾何模型 定義材料屬性 定義邊界條件(約束和載荷) 劃分網(wǎng)格 求解 查看和評估結(jié)果,8.2.3 CosmosWorks分析,1、結(jié)構(gòu)有限元分析 2、熱問題有限元分析 3、優(yōu)化設(shè)計,,,,,,1、如何控制網(wǎng)格密度？ 2、如何判斷結(jié)果的精度？ 3、如何進行模型簡化？,8.3 常見問題,本單元主要介紹了計算機輔助工程分析的概念、原理和常見的分析方法，并通過實例具體說明各種操作方法的運用。通過對本單元的學習要求讀者掌握常用的計算機輔助工程分析方法，并理解其實質(zhì)。 在本單元中要求重點掌握的內(nèi)容有（1）計算機輔助工程分析的概念和意義；（2）常用計算機輔助工程分析方法的運用和實質(zhì)。,8.4 本單元回顧,單元9 計算機輔助制造,學習目的： 了解計算機輔助制造的作用與特點 了解計算機輔助制造的內(nèi)容與步驟 掌握SolidCAM進行輔助制造的基本術(shù)語與步驟 掌握SolidCAM常用加工方法的設(shè)置方法 學習重點： SolidCAM刀具設(shè)置 SolidCAM加工方式設(shè)置 SolidCAM加工仿真機后處理設(shè)置,內(nèi)容提要,經(jīng)驗者說：圖形交互式自動編程，有利于實現(xiàn)CAD／CAM的一體化。,9.1 經(jīng)驗者說,圖形交互式自動編程是隨著計算機技術(shù)發(fā)展的一種新的編程方法，通常圖形交互式自動編程軟件和相應(yīng)的CAD軟件能有機地結(jié)合在一起，成為一體化軟件系統(tǒng)，這樣既可以進行計算機輔助設(shè)計，又可以直接調(diào)用設(shè)計好的零件圖進行交互編程。圖形交互式自動編程是一種先進的自動編程技術(shù)，是自動編程軟件發(fā)展的方向。目前國內(nèi)外先進的自動編程軟件也普遍采用這種技術(shù)。,