水电站启闭机三维设计及分析 - 图文(4)

在进行装配设计时，可以直接参考其他零件并保持这种参考关系生成新零件可以动态装配体的所有运动，并对运动零部件进行动态的干涉检查和间隙检查，还可以应用智能零件技术自动完成重复设计，运用智能化装配技术完成自动捕捉并定义装配关系。

在进行工程图设计时，可以自动生成详细，准确的工程图样，且这种工程图样是全相关的，即在修改图样时，三维模型，各个视图，装配体都会自动进行更新，也即“尺寸驱动”。SolidWorks还提供了功能强大的全相关的钣金设计和模具设计能力，以及开放的二次开发工具。

Solidworks相对其他三维绘图软件也有它独到的方便性，现列举几例如下：

（1）模型建模

1）草图绘制

草图由草图单元、几何约束和草图尺寸组成，对以上三部分的组合定义就完成了一个草图的绘制。为提高草图的设计效率，设计步骤通常按以下顺序进行：绘制草图轮廓→定义草图单元间的几何约束关系→添加尺寸。在草图绘制过程中要充分使用约束关系，减少不必要的草图尺寸，从而使草图的构思更加清晰。 2）更换草图绘制平面

在绘制草图时，会遇到草图绘制平面选择不当的情况，此时可以更换草图绘制平面。具体操作如下：在零件模型的特征管理树下选中草图，点击鼠标右键，在弹出的下拉菜单中选择“编辑草图平面”，点击特征管理树下的“ ”按钮，就可在特征管理树下选择合适的草图绘制平面来代替原先的草图绘制平面。最后，点击草图绘制平面对话框中的“确定”按钮即可。 3）快捷键的使用 ○1在注解中的使用

特殊符号如：直径“Ф”、度数“。”、正负号“±”以及一些运算符号可以先在Word环境下创建，然后通过复制“CTRL+C”和粘贴“CTRL+V”快捷键复制到SolidWorks环境中。 ○2在绘制草图中的使用

在绘制草图中，复制草图可以按照以下步骤完成：按住“CTRL”键，同时用鼠标逐个选择复制目标，点选草图放置位置，然后按“CTRL+V”即可。 4）完整设计信息产品模型的建立

可以将表面粗糙度、尺寸公差、形位公差和设计基准等符号直接标注到几何实体模型上，形成包含完整设计信息的产品模型。

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5）学习功能

对于已存在的零件，拖动Feature Manager设计树上的退回控制棒来回退零件中的特征，可以让使用者看到模型生成的每一步，便于理解设计者的设计意图。

（2）方程式

如果所设计的零件尺寸之间存在某种固有的数值关系、零部件之间存在某种数值的配合关系，可以通过方程式来实现其设计意图。

1）尺寸变量的使用

在零件模型尺寸之间可以使用尺寸名称作为变量来生成方程式；装配体中零件之间或零件与子零部件之间，也可以配合尺寸来生成方程式。被方程式所驱动的尺寸无法在模型中以编辑尺寸值的方式来改变。方程式由左到右，位于等号左侧的尺寸会被右侧的值驱动，多个方程式的求解按编辑方程式中所列顺序逐一解出。

2）方程式支持的运算符和函数

SolidWorks提供的方程式支持以下运算符和函数：“+”加法、“－”减法、“*”乘法、“/”除法和“^”求幂运算符，sin(a)正弦、cos(a)余弦、tan(a)正切、atn(a)反正切、abs(a)绝对值、exp(n)指数、log(a)自然对数、sqr(a)平方根、int(a) 取整和sgn(a)符号函数，同时还可以在方程式中使用常数圆周率pi，它的值精确计算到文件系统选项指定的小数位数。

3）方程式中可以使用条件语句

语法格式为：“Dx@ SketchX”=if((条件)，参数1，参数2)。当式中条件成立时，取值为参数1，否则取值为参数2。

（3）装配

1）设计方式的灵活应用

在进行装配体的全新设计时，可参考的资料相对较少，应采用自上而下的设计方式，优先利用SolidWorks布局草图进行布局设计，再灵活地完成对具体零部件的设计。例如在工装夹具设计时，可直接把已经建立好的三维零件模型插入到装配体环境中，使用自上而下的设计方式参考模型几何体，通过与原零件模型建立几何关系来确定夹具的尺寸，这样的工装设计方式效率较高。

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在进行装配体的改进设计时，可参考的资料相对较多，应采用自下而上的设计方式，先完成对逐个零件的设计，然后根据不同的位置要求和装配约束关系，将逐个零件按照实际的安装方式装配成部件产品。

2）配合关系

配合关系确定了零件在装配体中的位置。常用的配合关系有同轴心、重合、距离、角度、平行、垂直和相切等，每种配合关系对于特定的几何实体组合有效。在使用配合关系时，除了使用零件本身固有的几何实体外，还可以使用临时轴、创建的基准轴、基准面、对称平面等几何要素来确定零件在装配体中的正确位置。

3）问题及解决方法

建立装配体文件时，有时会遇到这样的情况：零件的尺寸或形状在装配前后发生了变化，要具体问题具体分析。

对于具有弹性的零件，比如弹簧和石棉板，在生产实际中装配前后的尺寸有变化，但在工程图中却应表示初始状态下的尺寸。这个矛盾可以通过为模型文件添加弹性零件尺寸在装配过程中被拉长或缩短的派生配置来解决，即装配体中使用所添加派生配置，工程图中使用原先默认的配置（初始状态下的零件配置模型）。

2.2.2 机架的三维建模过程举例

机架一般设计为框架结构，根据受力情况，其结构由承重梁、两侧的主梁和两端的端梁以及增加联结刚度和装置启闭机部件而布置的次梁等构件组成。启闭机的机架、门架等结构件中，其材料一般采用《碳素结构钢》（GB700）中规定的Q235或者《低合金结构钢》（GB1591）中规定的16Mn。对主要承载的材料应采用Q235-C或16Mn。当启闭机使用地区温度等于或者低于-20℃时，应采用Q235-D或16Mn。考虑到材料的来源及其经济性，机架选择材料为Q235，如图2.7所示，厚度区间为6-25mm。选取机架壁的厚度为10mm，关键承载部位如动平衡滑轮装置横梁厚度设为20mm。

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图2.7 常用钢板规格尺寸

（1)绘制底板草图如图所示。在绘制草图时，凡是对称的部分，一般情况下都要用“镜像”指令。因为这样能保持三维实体本身的对称性，而且方便修改，绘制效率也比较高。退出草图，选择“拉伸凸台实体”命令，选择“给定深度”，在数据框内输入“10mm”，确认得到底板三维实体。

图2.8

（2)在底板上绘制肋板端面，同样绘制过程中注重镜像的应用。同时对于这样有

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交叉的等距面，可以使用“等距”命令来简化绘制过程，草图如图2.9所示。退出草图，选择“拉伸凸台实体”命令，在“给定深度”框内输入“576mm”，确认得到实体，如图2.10所示。

图2.9

图2.10

同理可以得到上板面、横梁腹板、侧板、底脚以及挂钩，如图2.11所示。

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