1、計算機輔助三維設計計算機輔助三維設計第第5章章 虛擬裝配設計虛擬裝配設計虛擬裝配是三維設計的最終目的。虛擬裝配是三維設計的最終目的。 一個產品通常都是由多個零件組成，各個零件之間需求正確裝一個產品通常都是由多個零件組成，各個零件之間需求正確裝配在一同才干正常運用。在傳統的設計過程中，無法經過計算機來配在一同才干正常運用。在傳統的設計過程中，無法經過計算機來完成虛擬裝配完成虛擬裝配即在設計完成之后經過在計算機的環境中將各個即在設計完成之后經過在計算機的環境中將各個零件裝配起來，從而增大了設計出錯的能夠性。零件裝配起來，從而增大了設計出錯的能夠性。 裝配是三維裝配是三維CADCAD軟件的三大根本功

2、能單元之一，在現代設計中，軟件的三大根本功能單元之一，在現代設計中，裝配己不再局限于單純表達產品零件之間的配合關系，曾經拓展到裝配己不再局限于單純表達產品零件之間的配合關系，曾經拓展到更多的工程運用領域，如運動分析、干涉檢查、自頂向下設計等諸更多的工程運用領域，如運動分析、干涉檢查、自頂向下設計等諸多方面。多方面。虛擬裝配設計虛擬裝配設計學習目的：學習目的：了解裝配的根本概念了解裝配的根本概念掌握常見的裝配操作方法掌握常見的裝配操作方法掌握裝配體設計檢查方法掌握裝配體設計檢查方法 掌握設計表達的方法掌握設計表達的方法學習重點：學習重點：如何完成一個裝配體的創建？如何完成一個裝配體的創建？如何進

3、展設計檢查？如何進展設計檢查？如何進展設計表達？如何進展設計表達？內容提要內容提要5.1 裝配根底裝配根底1、裝配的根本概念、裝配的根本概念2、裝配設計方法的類型、裝配設計方法的類型3、裝配設計樹、裝配設計樹1、裝配的根本概念、裝配的根本概念v 裝配：按規定的技術要求，將零部件進展配合和銜接，使之成為半裝配：按規定的技術要求，將零部件進展配合和銜接，使之成為半廢品或廢品的工藝過程稱為裝配。廢品或廢品的工藝過程稱為裝配。v “地地裝配既然表達產品零部件之間的配合關系，必然存在著參裝配既然表達產品零部件之間的配合關系，必然存在著參照與被參照的關系。在裝配設計中有一個根本概念照與被參照的關系。在裝配

4、設計中有一個根本概念“地地(ground)，即相對于環境即相對于環境 (基準基準)坐標系而言靜態不動的零件，普通將產品中的坐標系而言靜態不動的零件，普通將產品中的支撐部分作為裝配中的支撐部分作為裝配中的“地。地。v 全約束與欠約束、靜裝配與動配合全約束與欠約束、靜裝配與動配合當零部件的裝配關系還缺乏當零部件的裝配關系還缺乏以固定零部件時，裝配體處于欠約束形狀，或者稱為動配合，此時以固定零部件時，裝配體處于欠約束形狀，或者稱為動配合，此時髦未完全固定的零部件稱為浮動的零部件可以在裝配環境中運髦未完全固定的零部件稱為浮動的零部件可以在裝配環境中運動。當施加的裝配關系完全限制了零部件的運動自在時，稱

5、為全約動。當施加的裝配關系完全限制了零部件的運動自在時，稱為全約束或者靜裝配，該零部件都被固定在其裝配位置，無法運動。束或者靜裝配，該零部件都被固定在其裝配位置，無法運動。v 零件：是組成機器的最小單元。零件：是組成機器的最小單元。v 套件：是在基準零件上裝上一個或假設干個零件構成的。套件：是在基準零件上裝上一個或假設干個零件構成的。v 組件：是在基準件上，裝上假設干個零件和套件構成的。如：車床主組件：是在基準件上，裝上假設干個零件和套件構成的。如：車床主軸箱中的主軸組件就是在主軸上裝上假設干齒輪、套、墊、軸承等零軸箱中的主軸組件就是在主軸上裝上假設干齒輪、套、墊、軸承等零件的組件，為此而進展

6、的裝配工件稱為組裝。件的組件，為此而進展的裝配工件稱為組裝。v 部件：部件是在基準件上裝上假設干個組件、套件和零件構成的，為部件：部件是在基準件上裝上假設干個組件、套件和零件構成的，為此而進展的裝配任務稱為部裝。如車床主軸箱裝配就是部裝，主軸箱此而進展的裝配任務稱為部裝。如車床主軸箱裝配就是部裝，主軸箱箱體是進展主軸箱部件裝配的基準件。箱體是進展主軸箱部件裝配的基準件。v 總裝：一臺機器那么是在基準件上，裝上假設干部件、組件、套件和總裝：一臺機器那么是在基準件上，裝上假設干部件、組件、套件和零件構成的，為此而進展的裝配稱為總裝零件構成的，為此而進展的裝配稱為總裝1、裝配的根本概念、裝配的根本概

7、念2、裝配設計方法的類型、裝配設計方法的類型1自下而上設計方法自下而上設計方法 自下而上設計法是一種歸納設計方法。在裝配外型之前，首先獨立設自下而上設計法是一種歸納設計方法。在裝配外型之前，首先獨立設計一切零部件，然后將零部件插入裝配體，然后根據零件的配合關系，計一切零部件，然后將零部件插入裝配體，然后根據零件的配合關系，將其組裝在一同。將其組裝在一同。 與自上而下設計法相比，方便利用現有零部件進展裝配，零部件之間是與自上而下設計法相比，方便利用現有零部件進展裝配，零部件之間是相互獨立的，裝配行為更為簡單。運用該設計法，設計者專注于單個零相互獨立的，裝配行為更為簡單。運用該設計法，設計者專注于

8、單個零件的設計。件的設計。2自上而下設計方法自上而下設計方法 自上而下設計法是一種演繹設計方法。該方法從裝配體中開場設計任自上而下設計法是一種演繹設計方法。該方法從裝配體中開場設計任務，先對產品進展整體描畫，然后分解成各個零部件，再按順序將部件務，先對產品進展整體描畫，然后分解成各個零部件，再按順序將部件分解成更小的零部件，直到分解成最底層的零件。自上而下的設計次序分解成更小的零部件，直到分解成最底層的零件。自上而下的設計次序普通是先規劃草圖，然后定義零部件位置、基準面等，最后參考這些定普通是先規劃草圖，然后定義零部件位置、基準面等，最后參考這些定義來設計零件。義來設計零件。 與自下而上設計法

9、不同之處是，自上而下設計法用一個零件的幾何體來與自下而上設計法不同之處是，自上而下設計法用一個零件的幾何體來協助定義另一個零件，零件之間具有關聯，參考的實體變化時，將自動協助定義另一個零件，零件之間具有關聯，參考的實體變化時，將自動完成其他零部件的修正。自上而上設計法讓設計者專注于機器所完成的完成其他零部件的修正。自上而上設計法讓設計者專注于機器所完成的功能。多用于產品從無到有的研發過程。功能。多用于產品從無到有的研發過程。3、裝配設計樹、裝配設計樹基準零件基準零件零件零件1子裝配子裝配1子裝配子裝配2零件零件2零件零件3零件零件3圖圖3-7 裝配設計樹裝配設計樹 裝配設計樹是其裝配單元構造的

10、數字化表示。裝配設計樹是其裝配單元構造的數字化表示。“+:表示零部件表示零部件的位置存在過定義。的位置存在過定義。“-:表示裝配體零表示裝配體零部件的位置欠定義。部件的位置欠定義。“固定固定:表示裝配表示裝配體零部件的位置鎖體零部件的位置鎖定于某個位置。定于某個位置。“?：表示無法解：表示無法解除的裝配配合。除的裝配配合。后綴后綴：表示同：表示同一零部件的生成序一零部件的生成序號。號。圖圖3-6 裝配單元構造裝配單元構造5.2 自下而上的虛擬裝配設計自下而上的虛擬裝配設計1、自下而上的裝配體引例、自下而上的裝配體引例2、自下而上的裝配設計步驟、自下而上的裝配設計步驟自下而上的裝配設計原理自下而

11、上的裝配設計原理4、 自下而上裝配操作自下而上裝配操作5、自下而上裝配設計實例、自下而上裝配設計實例減速器裝配減速器裝配1、裝配體引例、裝配體引例-輪軸裝配輪軸裝配 1軸定位軸定位2鍵裝配鍵裝配3輪裝配輪裝配1軸定位軸定位2鍵裝配鍵裝配 軸上的鍵槽側面與鍵的軸上的鍵槽側面與鍵的側面重合側面重合鍵與鍵槽底面重合鍵與鍵槽底面重合鍵端面與鍵槽側平面和鍵端面與鍵槽側平面和圓柱面交線之間的重合圓柱面交線之間的重合配合配合3輪裝配輪裝配 軸的圓柱面與輪上軸孔圓柱軸的圓柱面與輪上軸孔圓柱面同軸心面同軸心輪上的鍵槽側面與鍵的側面輪上的鍵槽側面與鍵的側面平行平行輪上的輪轂側面與軸的端面輪上的輪轂側面與軸的端面間

12、隔間隔60mm2、自下而上的裝配設計步驟、自下而上的裝配設計步驟裝配過程：安地基、定位置、添零件、選對象、設配合、裝機械。裝配過程：安地基、定位置、添零件、選對象、設配合、裝機械。v 安地基：建立一個新的裝配體，向裝配體中添加第一個零部件地。安地基：建立一個新的裝配體，向裝配體中添加第一個零部件地。v 定位置：設定定位置：設定“地零件與裝配環境坐標系的關系。地零件與裝配環境坐標系的關系。“地零件自動設為固地零件自動設為固定形狀。為了確保該零件與裝配環境坐標系有確定的關系，需求先將其更定形狀。為了確保該零件與裝配環境坐標系有確定的關系，需求先將其更改為浮動形狀，然后進展必要的定位后，再復原為固定

13、形狀。改為浮動形狀，然后進展必要的定位后，再復原為固定形狀。v 添零件：向裝配體中參與其他的零部件，方法與插入添零件：向裝配體中參與其他的零部件，方法與插入“地零部件一樣，但地零部件一樣，但零件默以為浮動形狀。零件默以為浮動形狀。v 選對象：在相配合的兩個零件上選取配合對。選對象：在相配合的兩個零件上選取配合對。v 設配合：設定配合對的配合關系。設配合：設定配合對的配合關系。v 裝機械：放置其他零部件并設置配合關系，完成虛擬裝配。裝機械：放置其他零部件并設置配合關系，完成虛擬裝配。3 虛擬裝配設計原理虛擬裝配設計原理1裝配層次裝配層次2裝配順序裝配順序3裝配約束裝配約束4設計檢查設計檢查劃層次

14、劃層次定順序定順序添約束添約束做檢查做檢查v劃分裝配層次：確定裝配體的零部件組成劃分裝配層次：確定裝配體的零部件組成及其裝配基準件。及其裝配基準件。v確定裝配順序：確定各個組成零部件的裝確定裝配順序：確定各個組成零部件的裝配順序。配順序。v確定裝配約束：確定基準件和其它組成件確定裝配約束：確定基準件和其它組成件的定位及相互約束關系。的定位及相互約束關系。v執行設計檢查：檢查裝配體的各個零部件執行設計檢查：檢查裝配體的各個零部件之間能否存在干涉或運動干涉。之間能否存在干涉或運動干涉。1劃分裝配層次劃分裝配層次機器機器機構機構構件機架、自動件、從動件構件機架、自動件、從動件 零件。零件。v劃分裝配

15、層次是指確定產品中零部件的組成，并確定各裝配劃分裝配層次是指確定產品中零部件的組成，并確定各裝配單元的基準件。單元的基準件。v首先按照運動關系劃分成固定部件和運動部件兩大類。然后，首先按照運動關系劃分成固定部件和運動部件兩大類。然后，再按照裝配運動部件的順序進展固定部件的細分。最后，再按再按照裝配運動部件的順序進展固定部件的細分。最后，再按安裝順序將各低級部件依次拆分為零件。安裝順序將各低級部件依次拆分為零件。2確定裝配順序確定裝配順序編排裝配順序的原那么是：編排裝配順序的原那么是：“先下后上、先內后外；先下后上、先內后外；“先不動件機架、后運動件；先不動件機架、后運動件；“先自動件、后從動件

16、；先自動件、后從動件；“先連架桿、后連桿體。先連架桿、后連桿體。點點直直 線線圓圓 弧弧平面或基準面平面或基準面圓柱與圓錐圓柱與圓錐點點重合、距離重合、距離重合、距離重合、距離重合、距離重合、距離重合、同軸心、距離重合、同軸心、距離直直 線線重合、平行、垂直重合、平行、垂直距離、角度距離、角度同軸心同軸心重合、平行、垂重合、平行、垂直、距離直、距離重合、平行、垂直、相切、重合、平行、垂直、相切、同軸心、距離、角度同軸心、距離、角度圓圓 弧弧同軸心同軸心同軸心同軸心重合重合同軸心同軸心平面或平面或基準面基準面重合、平行、垂重合、平行、垂直、距離、角度直、距離、角度相切、距離相切、距離圓柱與圓柱與

17、圓錐圓錐平行、垂直、相切、同軸心、平行、垂直、相切、同軸心、距離、角度距離、角度注：注： 表示兩種幾何實體之間無法建立配合；表示兩種幾何實體之間無法建立配合； 表示為對稱的內容；表示為對稱的內容； 角度指在裝配體前視面中的投影角度。角度指在裝配體前視面中的投影角度。3添加裝配約束添加裝配約束 裝配約束是限制零件自在度及各零件相對位置關系的定義，其作用是限制裝配體中零部件裝配約束是限制零件自在度及各零件相對位置關系的定義，其作用是限制裝配體中零部件的自在度數量，從而保證生成正確的裝配。的自在度數量，從而保證生成正確的裝配。 裝配關系包括面約束、線約束、點約束等幾大類。每種約束所限制的自在度數目不

18、同，詳裝配關系包括面約束、線約束、點約束等幾大類。每種約束所限制的自在度數目不同，詳細的知識可以參照機械原理方面的書籍。每個零件在自在的空間中具有六個自在度。細的知識可以參照機械原理方面的書籍。每個零件在自在的空間中具有六個自在度。 幾何特征間的約束類型幾何特征間的約束類型4執行設計檢查執行設計檢查 零件裝配好以后，要進展裝配體的干涉檢查，以便確定裝零件裝配好以后，要進展裝配體的干涉檢查，以便確定裝配體中各零件之間能否存在實體邊境沖突配體中各零件之間能否存在實體邊境沖突(即干涉即干涉)和沖突發生和沖突發生在何處，進而為消除沖突作好預備。包括以下兩種：在何處，進而為消除沖突作好預備。包括以下兩種

19、：1干涉檢查靜態干涉檢查靜態2碰撞檢查動態碰撞檢查動態4、 自下而上裝配操作自下而上裝配操作1零件操作零件操作2添加配合添加配合 3裝配體編輯裝配體編輯 4干涉檢查干涉檢查5碰撞檢查碰撞檢查1零件操作零件操作 添加零件的方法添加零件的方法 在翻開的裝配體中，單擊菜單在翻開的裝配體中，單擊菜單“插入插入“零部件零部件“已有零部件或單擊已有零部件或單擊“裝配體工裝配體工具條上的具條上的“插入零部件。在對話框中雙擊所需零插入零部件。在對話框中雙擊所需零部件文件，在裝配體窗口中放置零部件的區域單擊。部件文件，在裝配體窗口中放置零部件的區域單擊。 旋轉或挪動零部件旋轉或挪動零部件 對于欠定義的零部件，可

20、以經過對于欠定義的零部件，可以經過“裝配體裝配體工具條上的挪動零部件或旋轉零部件等工具來改動工具條上的挪動零部件或旋轉零部件等工具來改動零部件的位置。零部件的位置。2添加配合添加配合 只需求單只需求單擊擊“裝配體裝配體工具條上的工具條上的“配合工具配合工具后，在配合后，在配合Property Manager中選中選擇相應的配合擇相應的配合關系即可。關系即可。3裝配體編輯裝配體編輯 名稱名稱功能功能操作方法操作方法編輯配合編輯配合修改或刪除已經設定的配合關系。修改或刪除已經設定的配合關系。在設計樹中右單擊配合，并從選取在設計樹中右單擊配合，并從選取“編輯定編輯定義義”或或“刪除刪除”。重新排序重

21、新排序在設計樹中重排多特征順序，以控制工程在設計樹中重排多特征順序，以控制工程圖中明細表中的順序。圖中明細表中的順序。在設計樹中拖動零部件，并定位。在設計樹中拖動零部件，并定位。生成生成子裝配體子裝配體使用當前裝配體的零件創建一個新的裝配使用當前裝配體的零件創建一個新的裝配體。體。在設計樹中選中多個零部件，右單擊并選取在設計樹中選中多個零部件，右單擊并選取“在此生成新子裝配體在此生成新子裝配體”。解散解散子裝配體子裝配體在主裝配體中用子裝配體中零部件替代這在主裝配體中用子裝配體中零部件替代這個子裝配體。個子裝配體。在設計樹中右單擊子裝配體圖標，并從選取在設計樹中右單擊子裝配體圖標，并從選取“解

22、散子裝配體解散子裝配體”。陣列陣列零部件零部件使用零件中的陣列特征來生成零部件陣列。使用零件中的陣列特征來生成零部件陣列。從菜單中選取從菜單中選取“插入插入”“零部件陣列零部件陣列”替換替換零部件零部件用不同的零部件替換所選零件的所有實例。用不同的零部件替換所選零件的所有實例。在設計樹中，右單擊零部件，并從菜單中選在設計樹中，右單擊零部件，并從菜單中選取取“替換替換”。壓縮壓縮/設定還原設定還原 改變零件的顯示狀態和裝入狀態。改變零件的顯示狀態和裝入狀態。在設計樹中右單擊零部件，并從選取在設計樹中右單擊零部件，并從選取“壓縮壓縮/設定還原設定還原”固定固定/浮動浮動改變零部件與環境坐標系的關系

23、改變零部件與環境坐標系的關系在設計樹中右單擊零部件，并從選取在設計樹中右單擊零部件，并從選取“固定固定/浮動。浮動。”4干涉檢查干涉檢查5碰撞檢查碰撞檢查5 設計實例設計實例-減速器裝配減速器裝配 對直齒輪傳動減速器產品的虛擬裝配設計過程，即在計算機上對曾經建立的產品零件按對直齒輪傳動減速器產品的虛擬裝配設計過程，即在計算機上對曾經建立的產品零件按照產品的裝配關系完成部件和整機的三維裝配模型，在此根底上運用軟件提供的功能，進展照產品的裝配關系完成部件和整機的三維裝配模型，在此根底上運用軟件提供的功能，進展裝配零件之間的動、靜態干涉檢查。一旦發現設計不合理之處及時調整與修正設計圖紙，從裝配零件之

24、間的動、靜態干涉檢查。一旦發現設計不合理之處及時調整與修正設計圖紙，從而可縮短產品制造與裝配消費過程的時間，降低產品的裝配本錢，提高設計質量。而可縮短產品制造與裝配消費過程的時間，降低產品的裝配本錢，提高設計質量。1、確定裝配層次、確定裝配層次 裝配層次是指減速器總裝配體的子裝配體組成，裝配層次是指減速器總裝配體的子裝配體組成，即減速器裝配體由幾大部件來組成。直齒輪傳動減即減速器裝配體由幾大部件來組成。直齒輪傳動減速器主要由減速器下箱、上箱、輸入軸組件、輸出速器主要由減速器下箱、上箱、輸入軸組件、輸出軸組件與軸承蓋等部分組成。軸組件與軸承蓋等部分組成。 2、確定裝配順序、確定裝配順序 根據減速

25、器的構造尺寸方式和各個部件間的約束關系，確定整個減速器根據減速器的構造尺寸方式和各個部件間的約束關系，確定整個減速器的裝配順序。將大齒輪、鍵、輸出軸裝配起來，固定在配套的軸承上面。用的裝配順序。將大齒輪、鍵、輸出軸裝配起來，固定在配套的軸承上面。用同樣的方法完成小齒輪軸的裝配。選定減速器下箱為基準進展裝配。接下來同樣的方法完成小齒輪軸的裝配。選定減速器下箱為基準進展裝配。接下來依次裝配輸入、輸出軸組件，并完成齒輪嚙合裝配，然后，裝配上箱體，最依次裝配輸入、輸出軸組件，并完成齒輪嚙合裝配，然后，裝配上箱體，最后完成軸承蓋后完成軸承蓋(包括悶蓋和透蓋包括悶蓋和透蓋)和螺釘、墊圈的裝配。和螺釘、墊圈

26、的裝配。3、 確定裝配約束確定裝配約束 裝配約束是確定基準件和其他組成件的定位及相互約束關系，主要由裝配特征、裝配約束是確定基準件和其他組成件的定位及相互約束關系，主要由裝配特征、約束關系和裝配設計管理樹組成。規范配合有重合、平行、垂直、間隔、角度、相約束關系和裝配設計管理樹組成。規范配合有重合、平行、垂直、間隔、角度、相切和同軸心配合，高級配合有對稱、凸輪、寬度和齒輪配合，還有一些高級配合，切和同軸心配合，高級配合有對稱、凸輪、寬度和齒輪配合，還有一些高級配合，如線性馬達、旋轉馬達、線性彈簧和引力。如完成軸承蓋的配合，根據軸承蓋的軸如線性馬達、旋轉馬達、線性彈簧和引力。如完成軸承蓋的配合，根

27、據軸承蓋的軸心和下箱上的軸承孔的重合，完成軸心定位；根據軸承蓋的內壁面和下箱的外壁面心和下箱上的軸承孔的重合，完成軸心定位；根據軸承蓋的內壁面和下箱的外壁面重合以及軸承蓋和箱體上的螺栓孔完成軸承蓋的裝配。重合以及軸承蓋和箱體上的螺栓孔完成軸承蓋的裝配。a低速軸組件組裝低速軸組件組裝圖圖2-47 低速軸組件低速軸組件b高度軸組件組裝高度軸組件組裝 c下箱體定位下箱體定位 d輸入、輸出軸組件裝配輸入、輸出軸組件裝配e上箱體裝配上箱體裝配f軸承蓋裝配軸承蓋裝配 g其它零件裝配其它零件裝配 4、設計檢查、設計檢查 3D 物理模型中的物體在運動過程中很有能夠會發生物理模型中的物體在運動過程中很有能夠會發

28、生碰撞、接觸及其他方式的相互作用。基于碰撞、接觸及其他方式的相互作用。基于3D物理模型的動物理模型的動畫系統必需可以檢測物體之間的這種相互作用，并作出適畫系統必需可以檢測物體之間的這種相互作用，并作出適當呼應，否那么就會出現物體之間相互穿頭彼此重疊等不當呼應，否那么就會出現物體之間相互穿頭彼此重疊等不真實的景象。真實的景象。 5.3 自上而下的裝配體建模自上而下的裝配體建模 自上而下的裝配體設計：自上而下的裝配體設計：利用自上而下的設計方法設計裝配體時，用戶可以從一個空的裝配體開場，利用自上而下的設計方法設計裝配體時，用戶可以從一個空的裝配體開場，也可以從一個曾經插入到裝配體的零件開場。也可以

29、從一個曾經插入到裝配體的零件開場。自上而下的裝配體設計方法是一個很廣泛的課題，在實踐任務中運用自上而下的裝配體設計方法是一個很廣泛的課題，在實踐任務中運用也很普遍，這里主要總結四種常見的運用情況。也很普遍，這里主要總結四種常見的運用情況。1、在裝配體環境中建立或修正零部件特征。、在裝配體環境中建立或修正零部件特征。2、在裝配體環境下建立新零件。、在裝配體環境下建立新零件。3、規劃草圖和裝配體草圖。、規劃草圖和裝配體草圖。4、多實體零件生成裝配體。、多實體零件生成裝配體。1、在裝配體環境中建立和修正零部件特征、在裝配體環境中建立和修正零部件特征v設計問題：裝配體中的特征與其他零部件的特征具設計問

30、題：裝配體中的特征與其他零部件的特征具有對應的關系，一個變化時希望另一個也變。有對應的關系，一個變化時希望另一個也變。v關聯特征關聯特征v設計案例：編輯零部件特征設計案例：編輯零部件特征v關聯特征和外部參考關聯特征和外部參考自下而上設計關鍵詞：關聯、參考、傳送自下而上設計關鍵詞：關聯、參考、傳送2、在裝配體環境下建立新零件、在裝配體環境下建立新零件v 在裝配圖環境中設計新零件v 設計問題：v 零件的外形需求由其他其他零件來確定如草圖外形和定義拉伸的終止條件；v 零件的尺寸需求參考整個裝配體尺寸；v 不容易對零件添加約束關系；v 需求用轉配體重的規劃草圖來完成零件設計的；v 要其他零件定位的零件

31、設計，如皮帶、鏈輪等零件設計v 插入新零件v 建立其他特征v 設計傳送3、規劃草圖和裝配體草圖、規劃草圖和裝配體草圖 作為自上而下設計的典型運用，在裝配體中運用規劃草圖的范圍也作為自上而下設計的典型運用，在裝配體中運用規劃草圖的范圍也比較廣，運用規劃草圖可以概念性的設計裝配體，然后從裝配體中比較廣，運用規劃草圖可以概念性的設計裝配體，然后從裝配體中拆分出零件。拆分出零件。 設計案例：利用規劃草圖定位零件設計案例：利用規劃草圖定位零件 設計案例：利用規劃草圖設計零件設計案例：利用規劃草圖設計零件骨架運動模擬骨架運動模擬5.4 工業設計產品表達工業設計產品表達概述概述零件的設計表達零件的設計表達裝

32、配設計表達裝配設計表達渲染渲染動畫動畫1、概述、概述u產品表達方法及其作用產品表達方法及其作用u 工業設計萌芽于上世紀初工業設計萌芽于上世紀初,它是科學技術與文化藝術相結合的產它是科學技術與文化藝術相結合的產物物, 強調將產品設計成為人與物、方式與功能、藝術與技術、經濟與社強調將產品設計成為人與物、方式與功能、藝術與技術、經濟與社會的會的“平衡的整體。在市場經濟條件下的產品開發，除了對產品本身平衡的整體。在市場經濟條件下的產品開發，除了對產品本身功能的設計外，還需求留意產品的后續宣傳和籠統的傳送，其采取的方功能的設計外，還需求留意產品的后續宣傳和籠統的傳送，其采取的方式多種多樣，如海報、闡明書

33、、產品操作動畫演示、渲染圖像等。特別式多種多樣，如海報、闡明書、產品操作動畫演示、渲染圖像等。特別是如何使產品動態運作，符合其實踐的規律，并且把這種視像記錄下來，是如何使產品動態運作，符合其實踐的規律，并且把這種視像記錄下來，這是一門新興的學科，它在產品開發過程中正占據著越來越重要的位置。這是一門新興的學科，它在產品開發過程中正占據著越來越重要的位置。uSolidWorks產品表達功能產品表達功能u對零件進展如材質的賦予、顏色、透明度和性能計算等表達。對零件進展如材質的賦予、顏色、透明度和性能計算等表達。u對裝配生成爆炸視圖顯示裝配關系、添加裝配特征顯示內部構造、利用對裝配生成爆炸視圖顯示裝配

34、關系、添加裝配特征顯示內部構造、利用運動模擬顯示運動關系等設計表達。運動模擬顯示運動關系等設計表達。u利用利用PhotoWorks插件提供的許多專業渲染效果。可運用它給零件和裝插件提供的許多專業渲染效果。可運用它給零件和裝配體創建逼真的圖形。配體創建逼真的圖形。u利用利用Animator插件提供的動畫制造功能制造出豐富的產品動畫演示效插件提供的動畫制造功能制造出豐富的產品動畫演示效果，以演示產品的外觀和性能，加強客戶與企業之間的交流。果，以演示產品的外觀和性能，加強客戶與企業之間的交流。 2、零件的設計表達、零件的設計表達(1) 編輯顏色和光學屬性編輯顏色和光學屬性 利用顏色和利用顏色和光學對

35、話框光學對話框中，進展顏中，進展顏色和光學效色和光學效果的配置果的配置 欲更改欲更改所選零件、所選零件、特征、或實特征、或實體的顏色和體的顏色和光學屬性進光學屬性進展以下操作：展以下操作： 用右鍵單用右鍵單擊一個面、擊一個面、特征、或實特征、或實體，在快捷體，在快捷菜單中選擇菜單中選擇“外觀、顏色外觀、顏色，在顏色，在顏色和光學對話和光學對話框中進展選框中進展選擇，單擊。擇，單擊。(2) 編輯材質編輯材質材質使零件的重要設計數據，材質使零件的重要設計數據，SolidWorks不僅可以經過材質屬性設置改動零件的不僅可以經過材質屬性設置改動零件的顏色，而且還為后續的裝配、工程圖及應力分析提供數據。

36、顏色，而且還為后續的裝配、工程圖及應力分析提供數據。欲對齒輪零件運用材質。如圖欲對齒輪零件運用材質。如圖2-83所示，在所示，在FeatureManager設計樹中，右單擊設計樹中，右單擊材質，在快捷菜單中選擇常用資料如黃銅，或選擇材質，在快捷菜單中選擇常用資料如黃銅，或選擇“編輯資料在材質編輯器中選編輯資料在材質編輯器中選擇相應的資料。單擊。材質運用到零件，材質稱號出如今擇相應的資料。單擊。材質運用到零件，材質稱號出如今FeatureManager設計設計樹樹“中。添加黃銅材質的效果如圖中。添加黃銅材質的效果如圖2-84所示。所示。 圖圖2-83 編輯材質編輯材質圖圖2-84 添加黃銅材質的

37、效果添加黃銅材質的效果(3) 質量屬性和截面屬性質量屬性和截面屬性 顯示零件或裝配體模型的質量屬性，或者顯示面或草圖的剖面屬性顯示零件或裝配體模型的質量屬性，或者顯示面或草圖的剖面屬性 選對象選對象單擊工單擊工具具質量質量特性特性/截截面屬性面屬性 3、裝配設計表達、裝配設計表達(1) 生成爆炸視圖生成爆炸視圖翻開裝配文件：翻開翻開裝配文件：翻開中的中的“低速軸組件低速軸組件.sldasm裝配文件。裝配文件。爆炸右軸承：單擊菜單爆炸右軸承：單擊菜單“插入插入“爆炸視圖，如圖爆炸視圖，如圖2-89所示，按彈出的所示，按彈出的“爆炸對話框爆炸對話框“操作方法中的操作方法中的提示，在圖形區中單擊提示

38、，在圖形區中單擊“右軸承，如圖右軸承，如圖2-90所示，所示，拖動支配桿控標的程度箭頭到指定位置及完成拖動支配桿控標的程度箭頭到指定位置及完成“右軸右軸承承 爆炸，結果如圖爆炸，結果如圖2-91所示。所示。爆炸其它零部件：反復上述步驟，參照圖爆炸其它零部件：反復上述步驟，參照圖2-92所示的爆所示的爆炸步驟，將裝配體中的其它零部件爆炸出來。單擊炸步驟，將裝配體中的其它零部件爆炸出來。單擊按鈕，完成低速軸組件的爆炸視圖。按鈕，完成低速軸組件的爆炸視圖。編輯爆炸視圖：單擊編輯爆炸視圖：單擊Feature Manager特征樹中的配置，特征樹中的配置，切換到配置管理器，右單擊其中的切換到配置管理器，

39、右單擊其中的“爆炸視圖，在爆炸視圖，在快捷菜單中選擇相應的工程，即可進展爆炸視圖的快捷菜單中選擇相應的工程，即可進展爆炸視圖的編輯。如單擊其中的編輯。如單擊其中的“解除爆炸那么視圖復原為裝解除爆炸那么視圖復原為裝配視圖。配視圖。 裝配體爆炸視圖可以分別零部件，以籠統地分析它們之間的相互關系。每個爆炸裝配體爆炸視圖可以分別零部件，以籠統地分析它們之間的相互關系。每個爆炸視圖包括一個或多個爆炸步驟。每一個爆炸視圖是保管于所生成的裝配體配置中。在視圖包括一個或多個爆炸步驟。每一個爆炸視圖是保管于所生成的裝配體配置中。在生成爆炸以后，裝配中的設計樹的配置一項發生以下變化，可在爆炸視圖的設計樹的生成爆炸

40、以后，裝配中的設計樹的配置一項發生以下變化，可在爆炸視圖的設計樹的中單擊每個爆炸，顯示爆炸和解除爆炸、刪除和重新定義。中單擊每個爆炸，顯示爆炸和解除爆炸、刪除和重新定義。(2) 添加裝配體特征添加裝配體特征裝配體特征操作例如如下：裝配體特征操作例如如下：翻開翻開中中的的“減速器總裝減速器總裝.sldasm裝配文件，單裝配文件，單擊菜單擊菜單“插入插入“裝配體特征裝配體特征“切切除除“拉伸，單擊選擇下箱體底座拉伸，單擊選擇下箱體底座上外表為草圖繪制平面，點擊規范視圖，上外表為草圖繪制平面，點擊規范視圖，選擇正視于，使繪圖平面轉為正視方向。選擇正視于，使繪圖平面轉為正視方向。單擊草圖繪制工具欄上的

41、矩形，繪制切單擊草圖繪制工具欄上的矩形，繪制切除草圖的矩形輪廓，如圖除草圖的矩形輪廓，如圖2-95所示。單所示。單擊草圖繪制工具欄上的，在圖擊草圖繪制工具欄上的，在圖2-96所示所示彈出的彈出的“切除切除-拉伸對話框拉伸對話框 “方向方向1 中經過控制拉伸方向，并設置中經過控制拉伸方向，并設置“完全貫完全貫穿方式；在穿方式；在“特征范圍中選中特征范圍中選中“所選所選零部件，不選擇零部件，不選擇“自動選擇，單擊自動選擇，單擊“自動選擇下的列表框，在自動選擇下的列表框，在Feature Manager特征樹選中需求切除的一切零特征樹選中需求切除的一切零件，單擊，生成切除特征，如圖件，單擊，生成切除

42、特征，如圖2-97所所示。示。除了經過改動對裝配體外部零件的透明度等方法來對內部構造進展顯示外，除了經過改動對裝配體外部零件的透明度等方法來對內部構造進展顯示外，SolidWorks還提供還提供了兩個裝配體獨有的特征：切除和鉆孔，在不影響零件模型的前提下，經過對裝配體進展剖切了兩個裝配體獨有的特征：切除和鉆孔，在不影響零件模型的前提下，經過對裝配體進展剖切和鉆孔來對裝配體內部特征進展更明確的表達。和鉆孔來對裝配體內部特征進展更明確的表達。(3) 物理模擬物理模擬 有些工業產品和機構能夠在極限位置間具有運動特性有些工業產品和機構能夠在極限位置間具有運動特性,如機床導軌上的任務臺、曲如機床導軌上的

43、任務臺、曲柄滑塊機構、凸輪機構、具有彈簧的機構等，柄滑塊機構、凸輪機構、具有彈簧的機構等，SolidWorks提供物理模擬，可允許模擬提供物理模擬，可允許模擬馬達、彈簧及引力在您的裝配體上的效果。生成模擬動畫后機構可在設計師限制的自馬達、彈簧及引力在您的裝配體上的效果。生成模擬動畫后機構可在設計師限制的自在度范圍內按一定規律運動在度范圍內按一定規律運動,更好地展現產品功能與特點。更好地展現產品功能與特點。物理模擬過程。物理模擬過程。1 添加模擬成分添加模擬成分單擊菜單單擊菜單“插入插入“模擬模擬“旋轉馬達，如圖旋轉馬達，如圖2-98所所示，單擊選中圓柱面，挪動速示，單擊選中圓柱面，挪動速度滑桿

44、設定速度，單擊。度滑桿設定速度，單擊。2 播放模擬播放模擬在模擬工具欄上單擊計算模擬，在模擬工具欄上單擊計算模擬，在彈出的提示對話框中，單擊在彈出的提示對話框中，單擊“確定，開場播放模擬。單確定，開場播放模擬。單擊可停頓模擬播放，單擊可重擊可停頓模擬播放，單擊可重播模擬。播模擬。 4、 渲染渲染PhotoWorks基于基于mentalray引擎，引擎，提供了許多專業渲染效果。可運用它提供了許多專業渲染效果。可運用它經過設置產品的材質、選擇布景、定經過設置產品的材質、選擇布景、定義光源、貼圖等，對產品進展渲染。義光源、貼圖等，對產品進展渲染。給零件和裝配體創建生動、美觀、逼給零件和裝配體創建生動

45、、美觀、逼真的圖形。真的圖形。欲運用欲運用PhotoWorks插件的渲染導游進展產品插件的渲染導游進展產品渲染：渲染：單擊菜單單擊菜單“工具工具“插件，翻開圖插件，翻開圖2-85所示所示的插件對話框，選擇的插件對話框，選擇PhotoWorks，單擊，單擊“確確定，定，“PhotoWorks菜單出如今菜單出如今SolidWorks菜單條。菜單條。單擊菜單單擊菜單“PhotoWorks“渲染導游，在渲染導游，在渲染導游對話框中單擊渲染導游對話框中單擊“下一步。在如圖下一步。在如圖2-86所示的材質編輯器對話框中，從左側的材質所示的材質編輯器對話框中，從左側的材質樹中選擇一個文件夾，接著從右邊的材質

46、選擇樹中選擇一個文件夾，接著從右邊的材質選擇區域選擇一種材質，然后單擊區域選擇一種材質，然后單擊“運用，單擊運用，單擊“下一步。下一步。在如圖在如圖2-87所示的布景編輯器對話框中，從左所示的布景編輯器對話框中，從左側的布景樹中選擇一個文件夾，接著從右邊的側的布景樹中選擇一個文件夾，接著從右邊的布景選擇區域選擇一中布景，然后單擊布景選擇區域選擇一中布景，然后單擊“運用運用。單擊渲染導游中的。單擊渲染導游中的“下一步。單擊下一步。單擊“完成完成來渲染模型，如圖來渲染模型，如圖2-88所示。所示。單擊菜單單擊菜單“PhotoWorks“渲染到文件可渲染到文件可將完成渲染的模型直接輸出為將完成渲染的

47、模型直接輸出為jpg、png、ps、bmp、tif、tga等等17種格式的圖像文件。種格式的圖像文件。 5、動畫、動畫(1) 根本操作根本操作 SolidWorks Animator提供了如下產品外觀展現才干：零部件的位置變提供了如下產品外觀展現才干：零部件的位置變化、視像屬性變化和渲染，展現零部件的外觀外形。裝配體爆炸和解除爆化、視像屬性變化和渲染，展現零部件的外觀外形。裝配體爆炸和解除爆炸，展現裝配體中零件的裝配關系。裝配體動態剖切動畫，展現裝配體內炸，展現裝配體中零件的裝配關系。裝配體動態剖切動畫，展現裝配體內部構造。物理模擬動畫，將模擬要素與其它如配合和物理動力之類的工具部構造。物理模

48、擬動畫，將模擬要素與其它如配合和物理動力之類的工具組合以在零部件自在度之內逼真地挪動零部件。屏幕捕獲，經過屏幕捕捉組合以在零部件自在度之內逼真地挪動零部件。屏幕捕獲，經過屏幕捕捉再現零件設計過程。再現零件設計過程。單擊單擊SolidWorks窗口左下角的窗口左下角的“運動算例運動算例1即可翻開即可翻開“運動算例運動算例管理器，如圖管理器，如圖3-80所示，所示，SolidWorks圖形區域被程度分割。圖形區域被程度分割。頂部區域顯示模型，底部區域是頂部區域顯示模型，底部區域是“運動算例管理器。運動算例管理器。“運動算例運動算例管理器上部是工具欄包含表管理器上部是工具欄包含表3-4所列的模擬成分

49、等工具。下部被所列的模擬成分等工具。下部被豎直分割成兩個部分：左邊是設豎直分割成兩個部分：左邊是設計樹，右邊是帶有關鍵點和時間計樹，右邊是帶有關鍵點和時間欄的時間線。欄的時間線。(2) 動畫導游動畫導游下面以低速軸組件為例闡明，動畫導游的運用過程。下面以低速軸組件為例闡明，動畫導游的運用過程。1.翻開裝配文件，生成爆炸視圖翻開裝配文件，生成爆炸視圖2.生成爆炸動畫：單擊窗口底部的生成爆炸動畫：單擊窗口底部的“運動算例標簽，單擊工具欄上的動畫導游。在運動算例標簽，單擊工具欄上的動畫導游。在圖圖2-102所示的選擇動畫類型對話框中選擇所示的選擇動畫類型對話框中選擇“爆炸，單擊爆炸，單擊“下一步。在

50、圖下一步。在圖2-103所示的動畫控制選項對話框中設動畫播放所示的動畫控制選項對話框中設動畫播放“時間長度為時間長度為12，運動的，運動的“開場時間開場時間秒為秒為0，單擊，單擊“完成。完成。3.生成解除爆炸動畫：單擊工具欄上的動畫導游。在選擇動畫類生成解除爆炸動畫：單擊工具欄上的動畫導游。在選擇動畫類型對話框中選擇型對話框中選擇“爆炸。單擊爆炸。單擊“下一步。在圖下一步。在圖2-104所示動所示動畫控制選項對話框中設動畫播放畫控制選項對話框中設動畫播放“時間長度秒為時間長度秒為8，運，運動的動的“開場時間秒為開場時間秒為12爆炸動畫終了時間，單擊爆炸動畫終了時間，單擊“完成。這樣就在爆炸動畫之后添加了解除爆炸動畫，如圖完成。這樣就在爆炸動畫之后添加了解除爆炸動畫，如圖2-105所示。所示。4.播放和存儲動畫：單擊工具欄的播放時播放動畫。單擊工具欄播放和存儲動畫：單擊工具欄的播放時播放動畫。單擊工具欄上的保管那么保管為上的保管那么保管為.avi文