第十二章-參數(shù)化三維實(shí)體造型系統(tǒng)

#第十二章參數(shù)化三維實(shí)體造型系統(tǒng)在傳統(tǒng)的三維產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品實(shí)體模型是設(shè)計(jì)者利用固定的尺寸值得到的。 零件的結(jié)構(gòu)形狀不能靈活地改變，一旦零件尺寸發(fā)生改變，必須重新繪制其對(duì)應(yīng)的幾何模型，這樣往往給設(shè)計(jì)工作帶來極大的不便。參數(shù)化設(shè)計(jì)是一種使用參數(shù)快速構(gòu)造和修改幾何模型的造型方法。 利用參數(shù)化技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，圖形的修改變得非常容易， 用戶構(gòu)造幾何模型時(shí)，可以集中于概念和整體設(shè)計(jì)， 因此可以充分發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性，提高設(shè)計(jì)效率。參數(shù)化建模是指在參數(shù)化造型過程中記錄建模過程和其中的變量以及用戶執(zhí)行的 CAD功能操作。因此，參數(shù)化建模通過捕捉模型中的參數(shù)化關(guān)系記錄了設(shè)計(jì)過程， 其本質(zhì)就是設(shè)計(jì)過程的記錄和回放。這種記錄過程與次序有關(guān)（是順序化的） ，同時(shí)它利用一系列定義好的參數(shù)對(duì)模型進(jìn)行順序計(jì)算。參數(shù)化建模的優(yōu)勢在于速度快，其缺點(diǎn)是用戶必須提供幾何元素的全部尺寸、位置信息，即只有完全定義前一元素才能定義下一個(gè)元素。參數(shù)化的設(shè)計(jì)技術(shù)是一種面向產(chǎn)品制造全過程的描述信息和信息關(guān)系的產(chǎn)品數(shù)字建模方法，Pro/E、I-DEAS、MDT、Solidworks等都是在一定程度上以參數(shù)化、變量化、特征設(shè)計(jì)為特點(diǎn)的新一代實(shí)體造型軟件產(chǎn)品。齒輪減速器是廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)的機(jī)械裝置， 其中包含多種通用零件，如齒輪、軸、軸承、螺紋緊固件、潤滑裝置、密封元件等。本章主要以齒輪減速器作為研究對(duì)象，通過在Solidworks環(huán)境下的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)減速器零件的參數(shù)化建模、 虛擬裝配及工程圖設(shè)計(jì)等。12.1Solidworks簡介Solidworks是一種智能型的高級(jí)CAD/CAE/CAM組合軟件，它集設(shè)計(jì)、加工、分析功能于一身，能方便地進(jìn)行三維實(shí)體設(shè)計(jì)、 加工制造以及動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的各項(xiàng)分析。 它包括Solidworks本身的CAD模塊、CAMWork的加工模塊以及Designwork的分析模塊等。Solidworks的智能化程度高，參數(shù)化功能強(qiáng)，并且操作起來非常簡便，是最容易學(xué)習(xí)的高級(jí)繪圖分析軟件之一。圖12-1是Solidworks的標(biāo)準(zhǔn)工作界面。JOB-血，瀆?"r址?皿世總?聞也吾電占■賂稈恒■購詰?護(hù) %圖12-1Solidworks的標(biāo)準(zhǔn)工作界面1*1

圖12-1Solidworks的標(biāo)準(zhǔn)工作界面1*1下面主要針對(duì)減速器三維零件的生成描述12.1.1拉伸(凸出或切除)實(shí)體特征(1)建立新文件下面主要針對(duì)減速器三維零件的生成描述12.1.1拉伸(凸出或切除)實(shí)體特征(1)建立新文件單擊-“新建”圖標(biāo)，系統(tǒng)即顯示如圖Solidworks的建模過程。12-2所示的對(duì)話框。該對(duì)話框中有三個(gè)選項(xiàng),分別為用戶提供新建零件、裝配體及工程圖等文件。單擊“零件”圖標(biāo)，并單擊“確定”按鈕完成設(shè)置，系統(tǒng)即建立新零件文件。圖12-2新建文件對(duì)話框(1) 打開草圖模式繪制草圖在特征管理器設(shè)計(jì)樹中選擇“前視基準(zhǔn)面” ，單擊- “草圖繪制”圖標(biāo)，進(jìn)入草圖繪制模式。單擊草圖工具欄中的 --“圓”工具，以草圖原點(diǎn)為圓心繪制一個(gè)圓。當(dāng)鼠標(biāo)靠近坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)會(huì)自動(dòng)捕捉到草圖原點(diǎn)。圓的半徑可以先畫任意大小，然后單擊 /“智能尺寸”圖標(biāo)，標(biāo)注該圓直徑，并將該圓直徑改為 34mm，如圖12-3所示。單擊 完成圓的草圖繪制，最后單擊2雖&“退出草圖”結(jié)束草圖1的繪制。圖12-3草圖繪制，最后單擊2雖&“退出草圖”結(jié)束草圖1的繪制。圖12-3圓的繪制(2) 創(chuàng)建拉伸實(shí)體特征用鼠標(biāo)選擇草圖1用鼠標(biāo)選擇草圖1，單擊特征工具欄中的r'■“特征”，進(jìn)入特征建模模式，單擊伸凸臺(tái)/基體”工具，設(shè)置拉伸深度為 7mm，單擊 …確定”，如圖12-4所示，完成拉伸實(shí)體特征。圖12-4圓的拉伸特征(3)(3)創(chuàng)建孔特征單擊I可“拉伸切除”工具，系統(tǒng)提示需選擇一平面作為孔特征的草圖基準(zhǔn)面，根據(jù)實(shí)體特點(diǎn)遂選擇圓柱的前端面作為草圖基準(zhǔn)面。 以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心利用 --“圓”工具、/“智能尺寸”工具，繪制一直徑為 14mm的圓，單擊? “退出草圖”結(jié)束草圖2的繪制。在“拉伸一一切除屬性”對(duì)話框中設(shè)置拉伸切除深度為 7mm，單擊“確定”完成孔特征，如圖12-5所示。倒角特征單擊“倒角”工具后,圖12-5圓的拉伸切除特征先選擇邊線1（前面孔的邊線）進(jìn)行倒角，單擊“角度距離”倒角特征單擊“倒角”工具后,圖12-5圓的拉伸切除特征先選擇邊線1（前面孔的邊線）進(jìn)行倒角，單擊“角度距離”模式，輸入距離等于 1.5，角度等于45度，單擊’“確定”完成孔的內(nèi)倒角。同理重復(fù)上述操作，完成圓柱的外倒角 C0.5，如圖12-6所示。0^)1)劇窟熱? 土?邊燼*Q0^)1)劇窟熱? 土?邊燼*Q也冉-距離回頂點(diǎn)迪□戾轉(zhuǎn)才向舊□[o.schifriFAiIS.MJrg圖12-6圓的倒角特征(5) 創(chuàng)建均布孔特征單擊IF“拉伸切除”工具，選擇圓柱的前端面作為草圖基準(zhǔn)面。在孔上方畫一直徑為4mm的圓，并利用/“智能尺寸”確定圓心到圓盤軸線的距離為 12mm，單擊己退出草圖模式。設(shè)置拉伸切除深度為 7mm，完成小孔特征，如圖 12-7所示。圖12-7圖12-7挖切小孔重復(fù)上述操作，單擊I刃“拉伸切除”工具，選擇圓柱的前端面作為草圖基準(zhǔn)面。畫一直徑為6mm的與小孔同心的圓。設(shè)置拉伸切除深度為 3mm，完成階梯孔特征，如圖12-8所示。圖12-8圖12-8階梯孔特征（6） 創(chuàng)建圓周陣列特征單擊“圓周陣列”工具，設(shè)置總角度為360度、實(shí)列數(shù)為3、等間距，選擇要陣列的特征為“切除拉伸2”和“切除拉伸3”，如圖12-9所示。單擊視圖工具欄，在下拉菜單中單擊“臨時(shí)軸”，使圓柱軸線顯示出來，選擇圓柱軸線為陣列基準(zhǔn)軸，單擊 “確定”完成圓周陣列特征。單擊 “保存”取文件名為“小圓蓋”。圓周陣列刁等何距?零AIO6I狂圓周陣列刁等何距?零AIO6I狂凹令0僉Lml@@l0靜-材質(zhì)v未幡定I前桃掛唯西右祝搖庭貢原盒枚忡I切除?押申I切陳我特2切隱-冊申3陣列（囲周）1圖12-9圓周陣列12.1.2旋轉(zhuǎn)實(shí)體與旋轉(zhuǎn)切