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3.1 自下而上的裝配設計

本節內容主要介紹自下而上裝配設計的過程、配合類型及其方法。

3.1.1 裝配設計快速入門

1. 虛擬裝配引例——螺栓聯接裝配

虛擬裝配分析:此引例完成如圖3-1所示的螺栓聯接裝配。螺栓聯接包括被聯接件(缸體和蓋板)、螺栓、彈簧墊片和螺母。根據實際裝配過程可知其裝配流程為:首先,將缸體插入裝配環境;其次,將蓋板與其組裝;再次,裝上螺栓;最后,依次裝上彈簧墊片和螺母。

圖3-1 螺栓聯接裝配

虛擬裝配過程如下。

(1)插入缸體

1)新建裝配體文件。

啟動SolidWorks,選擇“文件”→“新建”命令,在打開的“新建SolidWorks文件”對話框中,選擇“裝配體”,單擊“確定”按鈕。系統出現SolidWorks建立裝配體文件界面,并彈出“插入零部件”對話框。

2)缸體定位。

在“插入零部件”對話框中單擊“瀏覽”按鈕,如圖3-2所示,選擇<資源文件>目錄下的“3\缸體.sldprt”,在“打開”對話框中單擊“打開”按鈕,缸體在圖形區域中預覽。在“插入零部件”對話框中單擊“確定”按鈕,使缸體坐標與裝配環境坐標對齊,并自動設為“固定”。該零件會出現在設計樹中,并帶有“固定”標記。

3)調整視角。

選擇“視圖定向”→“等軸測”顯示等軸測圖,如圖3-2所示。單擊“標準”工具欄上的“保存”按鈕,將該裝配體命名為“螺栓聯接”并保存。

圖3-2 插入缸體

(2)裝蓋板

1)插蓋板。

選擇“插入”→“零部件”→“現有零件/裝配體”命令,并單擊“瀏覽”按鈕,找到<資源文件>目錄下的“3\蓋板.sldprt”,該零件在屏幕上定位后單擊放置它。裝配體的設計管理樹中將顯示蓋板。

2)添加裝配關系。

單擊“裝配體”工具欄中的“插入配合”按鈕,系統彈出“配合”對話框。如圖3-3所示,分別選擇兩零件的圓孔面,選擇“配合”對話框的“標準配合”選項組中的“同軸心”,單擊“確定”按鈕,添加“同軸心”關系,同時將在“配合”選項卡內顯示所添加的配合。

圖3-3 添加同軸心關系

重復上述步驟,分別添加蓋板底面與缸體頂面和兩者前面均為重合關系。完成蓋板裝配,并在“配合”選項卡內顯示所有配合關系,如圖3-4所示。

圖3-4 蓋板裝配

(3)裝螺栓

1)插入螺栓。

單擊“裝配體”工具欄上的“插入零部件”按鈕,將“M20×90螺栓.sldpr”添加到裝配體中。

2)添加裝配關系。

單擊“裝配體”工具欄中的“插入配合”按鈕,添加螺栓圓柱面和蓋板圓孔面“同軸心”配合關系,螺栓頭上平面和缸體凸緣底面“重合”配合關系,螺栓頭側面與缸體凸緣底面前面“平行”配合關系,完成螺栓定位,如圖3-5所示。

圖3-5 裝螺栓

(4)裝墊片

1)插入彈簧墊片。

單擊“裝配體”工具欄上的“插入零部件”按鈕,將“20彈簧墊片.sldpr”添加到裝配體中。

2)添加裝配關系。

單擊“裝配體”工具欄中的“插入配合”按鈕,添加墊片圓孔面和螺栓圓柱面“同軸心”配合關系,墊片底面和蓋板頂面“重合”配合關系,墊片切口面與蓋板前面“垂直”的配合關系,完成彈簧墊片定位,如圖3-6所示。

圖3-6 裝墊片

(5)裝螺母

1)插入螺母。

單擊“裝配體”工具欄上的“插入零部件”按鈕,將“M20螺母.sldpr”添加到裝配體中。

2)添加裝配關系。

單擊“裝配體”工具欄中的“插入配合”按鈕,添加螺母圓孔面和螺栓圓柱面“同軸心”配合關系,螺母底面和墊片頂面“重合”配合關系,螺母側面與被連接件前面“平行”配合關系,完成螺母定位,如圖3-7所示。

圖3-7 裝螺母

2. 虛擬裝配過程

由上述引例裝配過程可見裝配設計的思路是:添零件、設配合、裝機械。詳細過程為安地基、定位置、添零件、設配合。

1)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(地零件)。

2)定位置:設定“地零件”與裝配環境坐標系的關系,“地零件”自動設為固定狀態。

3)添零件:向裝配體中加入其他的零部件,零件默認為浮動狀態。

4)設配合:在相配合的兩個零件上選取配合對,設定配合對的配合關系。

3.1.2 虛擬裝配設計基礎

1. 虛擬裝配設計定義

按規定的技術要求,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。把零件裝配成半成品稱為部件裝配;把零件和部件裝配成產品的過程稱為總裝配。而虛擬裝配設計是指在零件造型完成以后,根據設計意圖將不同零件組織在一起,形成與實際產品裝配相一致的裝配結構,并對之進行相應的分析與評價的過程。

2. 虛擬裝配設計方法

裝配設計是三維CAD軟件的三大基本功能單元之一,可以完成零件之間的配合關系表達、運動分析、干涉檢查等諸多內容。在現代CAD應用中,裝配環境已經成為產品綜合性能驗證的基礎環境。三維CAD軟件一般支持自下而上和自上而下兩種裝配造型設計方法。

(1)自下而上設計方法

自下而上設計方法是一種歸納設計方法。在裝配造型之前,首先獨立設計所有零部件,然后將零部件插入裝配體,再根據零件的配合關系,將其組裝在一起。與自上而下設計法相比,它們的相互關系及裝配行為更為簡單。使用該設計方法,設計者更專注于單個零件的設計。

(2)自上而下設計方法

自上而下設計方法是一種演繹設計方法。該方法從裝配體中開始設計工作,先對產品進行整體描述;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;最后對零件進行零件間的關聯設計。與自下而上設計方法的不同之處是,該方法用一個零件的幾何體來定義另一個零件,即生成組裝零件后才添加特征。自上而下設計方法讓設計者專注于機器所完成的功能。

3. 虛擬裝配設計過程

由引例的分析過程總結可得虛擬裝配設計流程,如圖3-8所示。

圖3-8 虛擬裝配設計流程

(1)劃層次

劃層次,即劃分裝配層次,是指確定機械產品(機器)中零部件的組成,并確定各裝配單元的基準件。具體思路是: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,再按照拆卸運動部件的順序進行部件的細分。最后,再按安裝順序將各低級部件依次分為零件。按照上述原則分析可得減速器低速軸組件的裝配層次,如圖3-9所示。

圖3-9 減速器低速軸組件的裝配層次

機器是人們為某種使用要求而設計,通過執行確定的機械運動來完成包括機械力、運動和能量轉換等動力學任務的一種裝置。從結構組成、機械運動的特點進行分析,機器都由若干個機構組成,機構又可分解為多個運動單元(構件),而構件又是由獨立的制造單元(零件)按照一定關系裝配而成的。常用術語如下。

●機構:具有特定結構形狀和運動特征的構件組合稱為機構,也叫部件。如內燃機中的曲柄滑塊機構和凸輪機構等。機構由運動副和構件組成。

●運動副:運動副是兩產生相對運動構件的活動接觸關系。

●構件:能產生相對運動的單元體稱為構件,它是機器中最小的運動單元。

●構架:一般包括固定不動的機架,與機架相連的連架桿(其中,輸入動力的主動件,輸出動力的從動件)及與連接兩連架桿的連桿。

●子裝配:把零件裝配成構件或機構的過程稱為子裝配,也叫部件裝配。

●總裝配:零件和部件裝配成為最終產品的過程稱為總裝配。

(2)定順序

定順序,即確定裝配順序,在劃分裝配單元和確定裝配基準件之后,還需要根據裝配體的結構形式和各零部件的相互配合關系,確定各個組成零部件的裝配順序。安排裝配順序的原則是:“先下后上、先內后外”;“先機架、后連架、再連桿”。

(3)添配合

添配合,即添加裝配配合關系,以約束零件自由度及各零件相對位置。配合關系包括面約束、線約束、點約束等幾大類。每種約束所限制的自由度數目不同,具體的知識可以參考機械原理方面的書籍。確定兩個部件的相對位置,主要是依據部件上的表面、邊線、角點、軸線、中心點、對稱面進行定位,這些定位要素之間的約束關系如表3-1所示。

表3-1 幾何特征間的約束關系

注:-表示兩種幾何實體之間無法建立配合;☆表示為表格中對稱單元格中的內容。

每個零件在空間中具有6個自由度(3個平移自由度和3個旋轉自由度),通過對某個自由度的約束,可以控制零件的相對位置,根據約束的多少,零件處于不同的約束狀態。通常包括3種約束狀態:當零部件的裝配關系還不足以限制零部件的運動自由度時,稱零部件處于欠約束狀態(或者稱為動配合);當施加的裝配關系完全限制了運動自由度時,稱零部件處于全約束狀態(或者稱為靜裝配);當施加的裝配關系比全約束多時,稱零部件處于過約束狀態。

(4)做檢查

做檢查,即執行裝配體檢查,包括零件相互間的間隙分析和零件干涉檢查。通過分析檢查可以發現所設計的零件在裝配體中不正確的結構部分,然后根據裝配體的結構和零部件的干涉情況修改零件的原設計模型。

裝配體的干涉檢查分為靜態干涉檢查和動態干涉檢查。靜態干涉檢查是指在特定裝配結構形式下,檢查裝配體的各個零部件之間的相對位置關系是否存在干涉;而動態干涉檢查是在運動過程中檢查是否存在零部件之間的運動干涉。

4. 裝配技巧

1)草圖盡量簡:繪制零件時,盡量用完全定義的簡單草圖。復雜草圖對速度影響巨大,一定要避免在草圖中使用圓角、陣列。不精確的草圖更容易產生配合錯誤,且極難分析錯誤的原因。總之草圖一定要簡單,這是重中之重!

2)多用子裝配:盡量按照產品的層次結構使用子裝配體組織產品,避免把所有零件添加到一個裝配體內。使用子裝配體,一旦設計有變更,只有需要更新的子裝配體才會被更新,否則的話,裝配體內所有配合都會被更新。

3)盡量少對多:最佳配合是把多數零件配合到一個或兩個固定的零件。避免使用鏈式配合,這樣更容易產生錯誤。

4)配合快到慢:配合類型對性能也有顯著影響,配合時一定要遵循性能由快到慢的原則,例如:先關系配合、邏輯配合,然后距離配合、范圍配合。另外一定要避免循環配合及外部參考。

5. Solidwoks虛擬裝配操作

(1)零件操作

●添加零件的方法:在打開的裝配體中,選擇“插入”→“零部件”→“已有零部件”命令或單擊裝配工具管理器(如圖3-10所示)上的“插入零部件”按鈕后,在彈出的對話框中雙擊所需零部件文件,然后在裝配體窗口中放置零部件的區域單擊。

圖3-10 SolidWorks裝配工具管理器

●旋轉或移動零部件的方法:對于欠定義的零部件,可以通過“裝配體”工具欄上的“移動零部件”或“旋轉零部件”工具來改變零部件的位置和方向,而不影響其他零部件。

(2)配合添加

與工程中經常使用的定位方式和零件關系相對應,SolidWorks主要提供了平面重合、平面平行、平面之間成角度、曲面相切、直線重合、同軸心和點重合等配合關系。分為標準配合、機械配合與高級配合三大類,具體含義見表3-2。

表3-2 SolidWorks中常用的配合關系

添加配合的方法:單擊“裝配體”工具欄上的“配合”按鈕后,在配合零件上選擇配合部位,在配合管理器中選擇配合方式即可。

(3)裝配設計樹

裝配設計樹是三維CAD軟件用來記錄和管理零部件之間的裝配約束關系的樹狀結構,由零件名稱、零件組成、約束定義狀態、配合方式組成。輪軸裝配的裝配設計樹如圖3-11所示。

裝配設計樹中顯示了零部件的約束情況和現實狀態,除了位置已完全定義的零部件之外,其余裝配體零部件都有一個前綴。

圖3-11 設計樹

“+”:表示零部件的位置存在過定義。

“-”:表示裝配體零部件的位置欠定義。

“固定”:表示裝配體零部件的位置鎖定于某個位置。

“?”:表示無法解除的裝配配合。

在裝配體中,可以多次使用某些零部件。因此,每個零部件都有一個后綴〈n〉:表示同一零部件的生成序號。

3.1.3 裝配管理

1. 裝配體編輯

與零件編輯一樣,裝配體編輯也有特殊的命令來修改錯誤和問題,用戶可以從裝配樹中選取裝配部件,編輯裝配部件之間的關系。

如果要編輯裝配體中的某項配合,只要右擊設計樹中的該配合名稱,系統就會彈出快捷菜單,選擇相應的菜單項即可進行相應的編輯操作。常用的裝配體編輯操作見表3-3。

表3-3 常用的裝配體編輯操作

2. 干涉檢查

在SolidWorks中,可以檢查裝配體中任意兩個零部件是否占有相同的空間,即干涉檢查。裝配體的干涉檢查:進行裝配體靜態干涉檢查和動態干涉檢查。

(1)靜態干涉檢查

選擇“工具”→“干涉檢查”命令,出現“干涉體積”對話框。選擇兩個或多個零部件,選擇零件方框中列出所選零部件的名稱。單擊“檢查”按鈕,如果其中有干涉的情況,干涉信息方框會列出發生的干涉(每對干涉的零部件會列出一次干涉報告)。當單擊清單中的一個項目時,相關的干涉體積會在繪圖區中被高亮顯示,還會列出相關零部件的名稱。

(2)動態干涉檢查

單擊“移動零部件”按鈕,然后,移動需要檢查的零件,在設計樹的“屬性”選項卡中,選中“干涉”按鈕旁邊的方框,激活干涉檢查功能。如果零件間存在干涉,則被拖動零件處于高亮顯示,并表示干涉區域。如果選擇“碰撞時停止”,在移動過程中如發生干涉,零件將無法移動。

3. 輕化裝配體

使用輕化模式,使零部件處于輕化狀態,只有部分模型信息被載入內存,其他信息只有在需要時才會被載入,可以顯著提高大裝配體的操作速度。零部件各種狀態定義如下。

●還原狀態:零部件的模型信息完全裝入內存。

●輕化狀態:零部件的模型信息部分裝入內存,只在需要時才裝入內存并參與運算。

●壓縮狀態:零部件的模型信息暫時從內存中清除,零件功能不再可用也不參與運算。

●隱藏狀態:零部件的模型信息完全裝入內存,但是零部件不可見。

設定裝配體輕化模式的步驟是:在裝配特征樹中右擊裝配體名稱,在彈出的快捷菜單中選擇“由還原到輕化”。

4. 文檔管理

SolidWorks生成的prt,slddrw,sldasm等文件之間相互關聯,例如,一個prt零件可能被多個sldasm的裝配體借用,同時slddrw的圖樣也引用了prt零件,如果冒失地修改prt零件的名字,那么借用該零件的裝配體就會找不到該零件,引用該零件的圖樣就會顯示空白,會產生很多復雜的問題。因此,使用SolidWorks時必須注意以下幾方面的操作。

(1)文件重命名

打開裝配文件(?.sldasm),在裝配設計樹中右擊想改名的零件,或者選擇“打開”→“文件”→“另存為”命令,用新文件名保存。

(2)PackandGo(打包)

通常零件必須和與其相關聯的裝配或工程圖一起復制到其他計算機上才可以進行相關設計,因此,SolidWorks提供了“PackandGo”(打包)功能。該功能可以將模型設計(零件、裝配體、工程圖及SolidWorks Simulation結果等)所有相關文件收集到一個文件夾或zip(壓縮)文件中。具體步驟為:打開裝配文件(?.sldasm),選擇“文件”→“打包”命令,并選擇打包方式。

3.1.4 裝配實踐1:鐵路客車輪對壓裝仿真

1. 裝配過程分析

(1)結構組成分析

鐵路客車輪對的特點是兩輪加一軸,過盈連接,輪軸同轉。其基本結構如圖3-12所示。

圖3-12 鐵路客車輪對

(2)輪對壓裝工藝分析

目前大多數工廠采用以輪轂孔外端面定位壓裝車軸的輪對壓裝方法,其工藝過程如下。

1)輪軸套裝:用車軸專用工具劃出車軸的全長中心線,并在車軸兩端軸頸上套上防護套;然后將選配好的車軸輪座表面和車輪輪轂孔內清掃干凈,并均勻地涂抹純凈植物油;最后將兩個車輪分別套裝在車軸的兩端。

2)壓裝車輪:將套裝好的車輪車軸吊放到輪對壓裝專用的移動(旋轉)小車上,啟動小車開關,使輪轂孔的外端面靠緊壓力機的定位面即完成壓裝的定位。啟動壓力機進行壓裝。通過專用對稱尺劃出車軸全長中心線,壓裝到位后,關機停壓(若在壓裝過程中發現壓力曲線不合格則立即停壓),打開小車開關,將小車復位。

3)調頭壓裝:將小車旋轉180°,再按同樣的過程壓裝另一側的車輪。

4)尺寸檢測:車輪壓裝完成后,用專用工具仔細測量L和任意3處的距離差,并檢查輪位差和壓裝力大小以及壓力曲線是否合格。

(3)裝配仿真過程分析

按照“裝配仿真”的思路,參照輪對壓裝工藝,可得到輪對虛擬裝配的過程及其配合關系,見表3-4。按表中要求在SolidWorks中完成輪對虛擬裝配模型。

表3-4 輪對虛擬裝配過程及其配合關系

2. 輪對裝配

(1)裝車軸

1)新建裝配體文件。

啟動SolidWorks,選擇“文件”→“新建”命令,在打開的“新建SolidWorks文件”對話框中,選擇“裝配體”,單擊“確定”按鈕。系統出現SolidWorks建立裝配體文件界面,并彈出“插入零部件”對話框。

2)車軸定位。

如圖3-13所示,在“開始裝配體”對話框中單擊“瀏覽”按鈕,在彈出的“打開”對話框中選擇〈資源文件〉目錄下的“3\車軸.sldprt”,單擊“打開”按鈕。在圖形區域中預覽車軸。單擊“確定”按鈕使其坐標與裝配環境坐標對齊,并自動設為“固定”。該零件會出現在設計樹中,并帶有“固定”標記。

圖3-13 車軸定位

3)調整視角。

選擇“視圖定向”→“等軸測”顯示等軸測圖。單擊“標準”工具欄上的“保存”按鈕,將該裝配體命名為“鐵路客車輪對”并保存。

(2)裝車輪

1)插左車輪。

選擇“插入”→“零部件”→“現有零件/裝配體”命令,并單擊“瀏覽”按鈕,找到<資源文件>目錄下的部件“連桿組.sldasm”,在圖形區單擊定位該部件。

2)裝左車輪。

單擊“裝配體”工具欄中的“插入配合”按鈕,系統彈出“配合”對話框。如圖3-14所示,選擇車輪的輪轂孔面和車軸的輪座面,在“標準配合”選項組中選擇“同軸心”及“鎖定旋轉”復選框,單擊“確定按鈕”,添加“同軸心”關系,同時在“配合選擇”選項組內顯示所添加的配合。

圖3-14 輪軸同軸心并鎖定旋轉

3)鏡像右車輪。

單擊“裝配體”工具欄中的“線性零部件陣列”→“鏡像零部件”按鈕,系統彈出“鏡像零部件”對話框。如圖3-15所示,選擇車輪的輪轂孔面和車軸的輪座面,在“標準配合”選項組中選擇“同軸心”及“鎖定旋轉”復選框,單擊“確定”按鈕,添加“同軸心”關系。

圖3-15 鏡像右車輪

4)定輪距離。

單擊“裝配體”工具欄中的“插入配合”按鈕,系統彈出“配合”對話框。如圖3-16所示,選擇左、右車輪輪緣內側面,設置“標準配合”選項組中的“距離”為1353mm,單擊“確定”按鈕

圖3-16 設定輪緣內測距

(3)輪對觀察

在“視圖”工具欄上單擊“剖切”按鈕,如圖3-17所示,選擇剖面1為“前視基準面”,剖面2為“上視基準面”,單擊車軸和左車輪,將其選入“按零部件的截面”列表中,單擊“確定”按鈕

圖3-17 零件剖切觀察

(4)打包保存

如圖3-18所示,選擇“文件”→“PackandGo”命令,取消選擇“平展到單一文件夾”復選框,選擇“保存到Zip文件”單選按鈕,單擊“保存”按鈕,打包所有相關零件,以便在其他計算機上編輯。

圖3-18 零件打包

3.1.5 裝配實踐2:活塞式壓縮機裝配

1. 裝配過程分析

(1)結構組成分析

如圖3-19所示,活塞式壓縮機的曲柄連桿滑塊機構主要由機體組、活塞組、連桿組、曲軸組等組成。

圖3-19 活塞式壓縮機

●機體組:包括氣缸蓋、氣缸體和油底殼體等,其作用是機架。

●活塞組:包括活塞、活塞銷、活塞環等,是機構中的從動件。

●連桿組:包括連桿、連桿襯套、連桿蓋、連桿軸承、連桿螺釘等,屬于機構中的連桿。

●曲軸組:包括曲軸、主軸承蓋、飛輪等,是機構中的主動件。

(2)裝配工藝分析

活塞式壓縮機的曲軸-連桿-活塞總成的主要裝配工藝見表3-5。

表3-5 曲軸-連桿-活塞總成的主要裝配工藝

(3)裝配仿真過程分析

按照“裝配仿真”的思路,根據“后拆先裝,由內到外”的原則,可得曲軸連桿活塞總成的裝配層次(見圖3-20)和裝配順序:機體定位→曲軸安裝→主軸承蓋安裝→活塞連桿組安裝。

圖3-20 曲軸-連桿-活塞總成裝配層次

2. 活塞連桿組裝配

(1)裝活塞

1)新建裝配體文件。

啟動SolidWorks,選擇“文件”→“新建”命令,在打開的“新建SolidWorks文件”對話框中,選擇“裝配體”,單擊“確定”按鈕。系統出現SolidWorks建立裝配體文件界面,并彈出“插入零部件”對話框。

2)活塞定位。

在“插入零部件”對話框中單擊“瀏覽”按鈕,系統彈出“打開”對話框,如圖3-21所示,選擇<資源文件>目錄下的零件“3\活塞.sldprt”,在“打開”對話框中單擊“打開”按鈕,在圖形區域中預覽活塞。單擊“確定”按鈕使其坐標與裝配環境坐標對齊,并自動設為“固定”。該零件會出現在設計樹中,并帶有“固定”標記。

圖3-21 活塞定位

3)調整視角。

選擇“視圖定向”→“等軸測”顯示等軸測圖。單擊“標準”工具欄上的“保存”按鈕,將該裝配體命名為“活塞連桿組”并保存。

(2)裝連桿組

1)插連桿。

選擇“插入”→“零部件”→“現有零件/裝配體”命令,并單擊“瀏覽”按鈕,找到<資源文件>目錄下的部件“3\連桿組.sldasm”,在圖形區單擊定位該部件。

2)添加裝配關系。

單擊“裝配體”工具欄中的“插入配合”按鈕,系統彈出“配合”對話框。如圖3-22所示,分別選擇兩零件的活塞銷孔面,選擇“配合”對話框的“標準配合”選項組中的“同軸心”,單擊“確定”按鈕,添加“同軸心”關系,同時在“配合”區內顯示所添加的配合。

圖3-22 活塞銷孔同軸心

如圖3-23所示,展開特征樹,選擇活塞中面與連桿中面為其添加“重合”關系。

圖3-23 中面重合

(3)裝活塞銷

1)插入活塞銷。

單擊“裝配體”工具欄上的“插入零部件”按鈕,將部件“活塞銷.sldasm”添加到裝配體中。

2)添加裝配關系。

單擊“裝配體”工具欄中的“插入配合”按鈕,如圖3-24和圖3-25所示,分別添加活塞銷圓柱面和活塞上的活塞銷圓孔面“同軸心”、活塞銷部件中的擋環端面和活塞擋環槽外側面“重合”。綜合運用“剖切”、“旋轉”等視圖工具調整視向。

圖3-24 活塞銷與銷孔同軸心

圖3-25 擋環與擋環槽面重合

3. 壓縮機總成裝配

(1)裝機體

1)新建裝配體文件。

啟動SolidWorks,選擇“文件”→“新建”命令,在打開的“新建SolidWorks文件”對話框中,選擇“裝配體”,單擊“確定”按鈕。系統出現SolidWorks建立裝配體文件界面,并彈出“插入零部件”對話框。

2)機體定位。

在“插入零部件”對話框中單擊“瀏覽”按鈕,系統彈出“打開”對話框。如圖3-26所示,選擇<資源文件>目錄下的零件“3\機體組.sldasm”,在“打開”對話框中單擊“打開”按鈕,在圖形區域中預覽機體組。單擊“確定”按鈕使其坐標與裝配環境坐標對齊,并自動設為“固定”。該零件出現在設計樹中,并帶有“固定”標記。

圖3-26 機體組定位

3)調整視角。

選擇“視圖定向”→“等軸測”顯示等軸測圖。單擊“標準”工具欄上的“保存”按鈕,將該裝配體命名為“活塞式壓縮機”并保存。

(2)裝曲軸

1)插曲軸。

選擇“插入”→“零部件”→“現有零件/裝配體”命令,并單擊“瀏覽”按鈕,找到<資源文件>目錄下的部件“3\曲軸.sldprt”,在圖形區單擊定位該部件。

2)添配合。

單擊“裝配體”工具欄中的“插入配合”按鈕,系統彈出“配合”對話框。如圖3-27所示,選擇機體主軸承孔與曲軸組主軸頸柱面,選擇“配合”對話框的“標準配合”選項組中的“同軸心”,單擊“確定”按鈕,添加“同軸心”關系,同時在“配合”區內顯示所添加的配合。

圖3-27 主軸頸與主軸承同軸心

如圖3-28所示,展開設計樹,分別選擇機體和曲軸右視基準面,添加“重合”關系。

圖3-28 中面重合

(3)主軸承蓋

1)插曲軸。

選擇“插入”→“零部件”→“現有零件/裝配體”命令,并單擊“瀏覽”按鈕,找到<資源文件>目錄下的部件“3\主軸承蓋.sldprt”,在圖形區單擊定位該部件。

2)添配合。

單擊“裝配體”工具欄中的“插入配合”按鈕,系統彈出“配合”對話框。如圖3-29所示,分別添加機體主軸承蓋孔與主軸承蓋的“同軸心”,機體和主軸承蓋螺栓孔“同軸心”及其兩者安裝平面的“重合”關系。

圖3-29 機體和主軸承蓋配合部位

a)蓋孔同軸心 b)螺栓孔同軸心 c)安裝平面重合 d)裝配結果

(4)裝活塞連桿組

1)插入活塞連桿組。

單擊“裝配體”工具欄上的“插入零部件”按鈕,將部件“活塞連桿組.sldasm”添加到裝配體中。如圖3-30所示,在設計樹中右擊“活塞連桿組”,從彈出的快捷菜單中選擇“零部件屬性”;單擊“求解為”下的“柔性”單選按鈕(即可以按子裝配中的配合關系運動),最后單擊“確定”按鈕。

圖3-30 設置活塞連桿組為“柔性”

2)添加裝配關系。

單擊“裝配體”工具欄中的“插入配合”按鈕,如圖3-31所示,分別添加連桿瓦圓孔面和曲軸的連桿頸柱面“同軸心”裝配關系,活塞圓柱面和缸套圓孔面“同軸心”裝配關系。完成曲軸連桿活塞總成裝配。

圖3-31 活塞連桿組配合部位

a)連桿與曲軸同軸心 b)活塞與氣缸同軸心 c)裝配結果

(5)總成觀察

在“視圖”工具欄上單擊“剖切”按鈕,如圖3-32所示,選擇“剖面1”為“上視基準面”,“剖面2”為“前視基準面”,在設計樹中選擇曲軸和活塞連桿組,并選擇“排除選定項”單選按鈕。

圖3-32 總成裝配及其剖切觀察效果

(6)打包保存

如圖3-33所示,選擇“文件”→“Pack and Go”命令,不選擇“平展到單一文件夾”復選框,選擇“保存到Zip文件”單選按鈕,單擊“保存”按鈕,打包所有相關零件,以便在其他計算機上編輯。

圖3-33 零件打包

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