基于solidworks软件的自顶向下装配设计

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1、基于Solidworks软件的自顶向下装配设计　　【摘要】文章主要介绍了Solidworks软件、自顶向下装配设计方法等问题。并以发动机为例系统地讲述了在Solidworks平台上进行自顶向下的装配设计的完整过程，分析了两者相结合设计方式的优势。　　【关键词】自顶向下Solidworks机械装配设计　　【中图分类号】G64【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2014）02-0248-01　　1.引言　　设计之初，很多因素不确定，而且还不知道各零件在将来的装配环境中是否合理，是否能够如期而动。如果能在零件设计之

2、前，先在装配状态下进行骨架设计，并对整个零部件进行运动验证，以便直接看到最终运动结果，这样可以在设计之初最大程度的减少工作量，避免较大错误。而Solidworks软件可以用线条来代替实体零件进行运动模拟，正好能够实现这一设想。　　2.Solidworks自顶向下装配体设计　　Solidworks自顶向下的设计是指从装配入手的零件设计方法，它通过直接在装配模型中利用已有零件的各种几何要素，并根据设计思路，在现有零件的面或基准面上创建和编辑零件的草图与轮廓，在装配图中直接创建新零件的的设计方法。这种方法必须根据零件之间的相互

3、关系和内在特殊的关联性，保证对装配模型的设计进行不断调整和优化，能够极大地提高设计效率，有利于新产品的开发和研制。　　下面以发动机为例讲述在Solidworks平台上进行自顶向下的装配设计的完整过程。　　2.1建立总体构架　　设计之初首先对发动机进行整体规划，如确定产品的设计目的、性能要求、必要的装配关系及可能有的设计变动等要求。根据发动机的性能要求确定曲柄的高度、连杆的长度、曲轴主轴颈中心线与气缸底面的距离等装配尺寸，以及连杆与曲轴同轴心、连杆与活塞销同轴心等装配关系。　　根据整体规划的要求，先在零件环境中建立曲轴等零

4、件的骨架模型，包括零部件的名称、装配基准、外轮廓。以圆代表气缸和机体，以各部分的中心线代表曲轴，以矩形代表活塞并以两条构造线代表分别表示活塞轴线和活塞销轴线，以轮廓线代表连杆。完成各零件骨架后以相应名称保存。　　最后将每个零部件骨架按照装配关系组装成装配骨架模型，包括重要的装配参数和装配关系。将气缸体插入装配体，并设置为浮动，在将其三个默认基准面与装配环境的相应基准面设置“重合”装配关系后设为固定；将两个机体分别插入装配体，并把前视基准面与气缸体的前视基准面“重合”，并根据规划设置机体与气缸体的装配尺寸；随后依次插入曲轴

5、、活塞、连杆，每插入一个零件骨架时都要按整体规划设置相应的装配尺寸和装配关系。完成的装配骨架模型如图1所示。并将其保存为“发动机骨架.SLDASM”。　　2.2运动模拟　　对发动机装配骨架模型进行运动模拟以验证装配关系是否合理。在装配骨架模型环境中，切换到运动模拟窗口，在运动管理器中，设置曲轴中心线为旋转马达，并设置相应的零部件运动方向、速度等参数，点击播放按钮即可播放运动模拟效果。　　2.3设计细化　　根据设计信息，先在零部件骨架基础上完成零部件结构形状设计：在零件环境中打开相应的零件骨架模型，如“气缸体骨架.SLDP

6、RT”，将其另存为零件的细化设计模型，如“气缸体.SLDPRT”，完成气缸体结构形状设计。重复上述步骤，逐个完成其他零件的结构形状设计。　　再用细化后的零件模型替换装配骨架模型中的零件骨架模型，完成装配模型设计：将装配文件另存为“发动机.SLDASM”。在装配特征树中右击“气缸体骨架”，选择“替换零部件”，浏览打开零部件细化设计过程中完成的“气缸体.SLDPRT”，完成气缸体细化模型替换其骨架模型。重复上述步骤，实现其他零部件替换，最后完成如图2所示发动机装配模型。　　图1发动机骨架模型图2发动机装配模型　　2.4干涉分

7、析　　为了进一步验证装配正确性，进行干涉分析是必要的。启动“干涉检查”功能，所有干涉部位、干涉体积等信息显示在“干涉检查”对话框中，选中对应项目，高亮显示部位即为干涉部位，必须进行修改。　　2.5零件关联设计　　为了避免单独设计造成的各种问题，增加修改一致性，需在装配环境中对零件进行关联设计。关联设计是指事物之间所具有的彼此约束关系。实现关联设计的关键就是要解决相关约束在零件间、部件间及零件与部件间的传播与求解。分析可知，曲轴主轴颈的尺寸取决于承载能力，是主要的设计参数。现以曲轴主轴颈的尺寸为主，将机体上的主轴颈孔尺寸进

8、行关联设计。即删除机体主轴颈孔的尺寸约束，并将机体主轴颈草图圆与曲轴轴颈草图圆添加“相等”几何约束，完成关联设计。　　3.总结　　自顶向下设计技术从产品功能概念设计开始，能够有效地把握设计意图，使组织结构清晰，便于在各个子装配之间迅速可靠地传递设计信息，达到信息共享的目的，而且可以最大限度的发挥设计人员的设计潜力减少