citia部件装配

1、第第5 5章章部件装配部件装配5.1 概述概述5.2 创建部件创建部件5.3 改变部件的位置改变部件的位置5.4 创建约束创建约束5.5 装配体分析简介装配体分析简介5.6 有关装配设计的环境设置有关装配设计的环境设置5.7 装配实例装配实例习题习题 5.1 概述概述 产品（产品（Product）是装配设计的最终产物，它是）是装配设计的最终产物，它是由一些部件（由一些部件（Component）组成的。部件也称做组）组成的。部件也称做组件，它是由至少一个零件（件，它是由至少一个零件（Part）组成的。产品和）组成的。产品和部件是相对的。例如，相对于汽车，变速箱是一个部件是相对的。例如，相对于汽车

2、，变速箱是一个部件；相对于齿轮或轴，变速箱就是一个产品。某部件；相对于齿轮或轴，变速箱就是一个产品。某个产品也可以是另外一个产品的成员，某个部件也个产品也可以是另外一个产品的成员，某个部件也可以是另外一个部件的成员。在构成产品的特征树可以是另外一个部件的成员。在构成产品的特征树上不难看到，树根一定是某个产品，零件一定是树上不难看到，树根一定是某个产品，零件一定是树叶。叶。 部件装配（部件装配（Assembly Design）是）是CATIA最基本的、也最基本的、也是最具有优势和特色的功能模块。包括创建装配体、是最具有优势和特色的功能模块。包括创建装配体、添加指定的部件或零件到装配体、创建部件之

3、间的添加指定的部件或零件到装配体、创建部件之间的装配关系、移动和布置装配成员、生成产品的爆炸装配关系、移动和布置装配成员、生成产品的爆炸图、装配干涉和间隙分析等主要功能。图、装配干涉和间隙分析等主要功能。 在设计非常复杂的装配体时，例如装配整个的汽在设计非常复杂的装配体时，例如装配整个的汽车或飞机，为了提高加载效率，车或飞机，为了提高加载效率，CATIA 提供了可供提供了可供选择的配置方式和调入模式。选择的配置方式和调入模式。 进入进入CATIA V5装配模块可以通过以下三种方式：装配模块可以通过以下三种方式：（1）选择菜单【）选择菜单【Start】【Assembly Design】，进】，进

4、入三维装配模块。入三维装配模块。 （2）选择菜单【）选择菜单【File】【Open】或【】或【New】，】，在随后弹出的图在随后弹出的图5-1所示对话框中选择所示对话框中选择Product 文件文件类型，进入三维装配模块。类型，进入三维装配模块。图图 5-1 从从File菜单下进入三维装配模块菜单下进入三维装配模块 （3）单击）单击Workbench图标，弹出图图标，弹出图5-2 所示所示【Welcome to CATIA V5】对话框，选择其中】对话框，选择其中Assembly Design图标，进入三维装配模块。图标，进入三维装配模块。图图 5-2 【Welcome to CATIA V5

5、】对话框】对话框 装配文件的类型是装配文件的类型是CATProduct,在特征树上文件最顶部的在特征树上文件最顶部的默认特征的名称是默认特征的名称是Product.1。 5.2创建部件创建部件 有关创建装配部件的工具栏见图有关创建装配部件的工具栏见图5-3所示所示Product Structure工具栏，在工具栏，在Insert菜单也可以调用相应的功菜单也可以调用相应的功能。创建部件的图标如下：能。创建部件的图标如下：图图5-3【Product Structure】工具栏】工具栏5.2.1 插入插入部件部件 图标图标 的功能是将一个的功能是将一个部件部件插入插入到当前到当前产品，产品，在这个在

6、这个部件之下还可以部件之下还可以插入其他产品或零件。有关插入其他产品或零件。有关这个这个部件的数据直接存储在当前部件的数据直接存储在当前产品内。产品内。 选择要装配的产品，单击该选择要装配的产品，单击该图标图标 ，弹出图，弹出图5-4所示零件号所示零件号【Part Number】对话框，输入自定义的名字，或者单击】对话框，输入自定义的名字，或者单击OK按钮采用默认的名字，特征树增加了一个新结点，见图按钮采用默认的名字，特征树增加了一个新结点，见图5-5。图图5-4【Part Number】对话框】对话框 （a）插入前插入前 （b）插入后插入后图图5-5 插入一个插入一个部件部件 5.2.2 插

7、入产品插入产品 图标图标 的功能是将一个产品插入的功能是将一个产品插入到当前到当前产品，在这个产产品，在这个产品品之下还可以之下还可以插入其他产品或零件。有关这个产品插入其他产品或零件。有关这个产品的数据存的数据存储在独立的新文件储在独立的新文件内。内。选择要装配的产品，单击该选择要装配的产品，单击该图标，弹出图图标，弹出图5-4所示零件号【所示零件号【Part Number】对话框，输入自定义的名字，或者单击】对话框，输入自定义的名字，或者单击OK按钮采按钮采用默认的名字，特征树增加了一个新结点，见图用默认的名字，特征树增加了一个新结点，见图5-6。 （a）插入前插入前 （b）插入后插入后图

8、图5-6插入一个产品插入一个产品 5.2.3 插入插入新零件新零件 图标图标 的功能是将一个的功能是将一个新零件新零件插入插入到当前到当前产品，这个产品，这个零件零件是新创建的，它的数据存储在独立的新文件是新创建的，它的数据存储在独立的新文件内。内。选择要装配的产品，单击该选择要装配的产品，单击该图标，弹出图图标，弹出图5-4所示零件号【所示零件号【Part Number】对话框，输入自定义的名字，或者单击】对话框，输入自定义的名字，或者单击OK按钮采按钮采用默认的名字，特征树增加了一个新结点，见图用默认的名字，特征树增加了一个新结点，见图5-7。 （a）插入前插入前 （b）插入后插入后 （c

9、）新结点的下一层结点新结点的下一层结点图图5-7插入一个插入一个新零件新零件 双击新结点的下一层结点，例如双击图双击新结点的下一层结点，例如双击图5-7（c）的结点）的结点 ，进入零件设计模块。创建一个以，进入零件设计模块。创建一个以Part1为默认文为默认文件名的新零件。件名的新零件。 5.2.4 插入插入已经存在的部件已经存在的部件 图标图标 的功能是将一个的功能是将一个已经存在的部件已经存在的部件插入插入到当前到当前产品。产品。 选择要装配的产品，单击该选择要装配的产品，单击该图标，弹出一个选择文件的图标，弹出一个选择文件的【File Selection】对话框，输入已经存在的部件或零件

10、的文】对话框，输入已经存在的部件或零件的文件名。特征树增加了一个新结点，见图件名。特征树增加了一个新结点，见图5-8。 （a）插入前插入前 （b）插入后插入后 图图5-8 插入一个插入一个已经存在的部件已经存在的部件 若若插插入零件的零件号与当前装配体产生冲突，则弹出图入零件的零件号与当前装配体产生冲突，则弹出图5-9所示所示【Part number confilcts】对话框。选择产生冲突的零件号，】对话框。选择产生冲突的零件号，单击单击Rename按钮，在随后弹出弹出图按钮，在随后弹出弹出图5-4所示零件号【所示零件号【Part Number】对话框内输入自定义的名字，或者单击】对话框内输

11、入自定义的名字，或者单击Automatic rename按钮，由系统自动改名，单击按钮，由系统自动改名，单击OK按钮，特征树增加按钮，特征树增加了一个自定义名字的新结点。了一个自定义名字的新结点。图图5-9【Part number confilcts】对话】对话 5.2.5 替换部件替换部件 图标图标 的功能是用其他产品或零件的功能是用其他产品或零件替换当前替换当前产产品下的产品或零件。品下的产品或零件。 在当前装配体中选择要被在当前装配体中选择要被替换的部件，单击该替换的部件，单击该按钮，弹出一个选择文件的【按钮，弹出一个选择文件的【File Selection】对话框，】对话框，输入一个已

12、经存在的部件或零件的文件名，即可替输入一个已经存在的部件或零件的文件名，即可替换已换已选择选择的部件的部件 5.2.6 重新排重新排序序特征树特征树 图标图标 的功能是重新排列特征树中各的功能是重新排列特征树中各部件的顺序。部件的顺序。 （a） （b）图图5-10 特征树和重新排特征树和重新排序序对话框对话框 选择要被重新排选择要被重新排序的产品，例如选择图序的产品，例如选择图5-10（a）所示所示特征树的特征树的Product1，单击图标单击图标 ，弹出图，弹出图5-10（b）所示）所示的的【Graph tree reordering】对话框。该】对话框。该对话框右侧三个按钮的功能是：对话框

13、右侧三个按钮的功能是： 将选到的部件上移一个位置。将选到的部件上移一个位置。 将选到的部件下移一个位置。将选到的部件下移一个位置。 将先选到的部件与随后指定的位置对调。将先选到的部件与随后指定的位置对调。 单击单击OK或或Apply按钮，按钮，特征树随之改变特征树随之改变 5.2.7 编码编码 图标图标 的功能是的功能是将将产品内的零件编上序号。产品内的零件编上序号。 选择要选择要编码的产品，例如选择图编码的产品，例如选择图5-10（a）所示）所示特征树的特征树的Product1，单击该图标，弹出图单击该图标，弹出图5-11所示所示的的【Generate Numbering】对话框。】对话框。

14、Intrger（整数）或（整数）或Letters（字母）编（字母）编号。如果号。如果要要编码的零件已经有了编号，编码的零件已经有了编号，Existing Numbers栏栏将被激活，可以选择将被激活，可以选择Keep(保持保持)或或Replace（替换）。单击（替换）。单击OK按钮，按钮，完成编码。完成编码。 用光标指向部件，单击鼠标用光标指向部件，单击鼠标右键，通过上下文相关菜单的右键，通过上下文相关菜单的Properties选项可以看到部件选项可以看到部件的编号。的编号。 图图5-11【Generate Numbering】对话框】对话框 5.2.8 设置产品的状态设置产品的状态 图标图标

15、 的功能是设置产品的状态。该功能可以由的功能是设置产品的状态。该功能可以由用户决定，在打开一个产品时，哪些部件加载，哪用户决定，在打开一个产品时，哪些部件加载，哪些部件不加载。当产品含有大量的部件时，该功能些部件不加载。当产品含有大量的部件时，该功能可以减轻系统的负担，提高系统的运行效率。此外，可以减轻系统的负担，提高系统的运行效率。此外，该功能还可以隐藏或显示已加载的部件。该功能还可以隐藏或显示已加载的部件。注意，实现加载或卸载部件的必要条件是，已经打开注意，实现加载或卸载部件的必要条件是，已经打开了快取功能。在打开了快取功能的状态下，刚打开了快取功能。在打开了快取功能的状态下，刚打开一个产

16、品时，所有的部件都处于卸载状态。卸载状一个产品时，所有的部件都处于卸载状态。卸载状态的显著标志是部件左侧无态的显著标志是部件左侧无“+”号。号。 单击图标单击图标 ，弹出图，弹出图5-12所示有关产品加载管理所示有关产品加载管理的【的【Product Load Management】对话框。】对话框。 图图5-12【Product Load Management】对话框。】对话框。该对话框右上角该对话框右上角4个图像按钮的功能分别是：个图像按钮的功能分别是： 加载加载选取的部件。选取的部件。 显示显示选取的部件。选取的部件。 隐藏隐藏选取的部件。选取的部件。 在特征树上选取一个部件，单击对话框

17、右上角的一个图在特征树上选取一个部件，单击对话框右上角的一个图像按钮，单击像按钮，单击Apply按钮，所选部件的状态随之改变。单击按钮，所选部件的状态随之改变。单击OK按钮，操作结束。按钮，操作结束。 5.2.9 定义单行阵列定义单行阵列 图标图标 的功能是的功能是定义在定义在x、y、z或给定方向上复制等间距的或给定方向上复制等间距的多个部件，形成单行阵列。多个部件，形成单行阵列。但是在部件之间并不施加约但是在部件之间并不施加约束。单击该图标束。单击该图标，弹出图，弹出图5-13所示所示定义单行阵列的【定义单行阵列的【Multi Instantiation】对话框，对话框，该该对话框各域的含义

18、如下：对话框各域的含义如下： 图图5-13【Multi Instantiation】对话框对话框 （1）Component to Instantiate栏：输入要形成阵列栏：输入要形成阵列的部件。的部件。（2）Parameters下拉列表：确定阵列参数的方法，有下拉列表：确定阵列参数的方法，有以下三种选择：以下三种选择： Instances & Spacing：单行阵列的项数和间距；：单行阵列的项数和间距； Instances & Length：单行阵列的项数和总长度。；：单行阵列的项数和总长度。； Spacing & Length：单行阵列的间距和总长度。：单行阵列的间距和总长度。（3）Ne

19、w instance：输入阵列的项数。：输入阵列的项数。（4）Spacing编辑框：阵列的间距。编辑框：阵列的间距。（5）Length：输入阵列的总长度：输入阵列的总长度（6）Reference Direction栏：定义单行阵列的方向栏：定义单行阵列的方向 Axis：指定：指定X、Y、Z坐标轴之一作为单行阵列的方向。坐标轴之一作为单行阵列的方向。 OR Selected Element：选择一条直线作为单行阵列的排列方：选择一条直线作为单行阵列的排列方向；向； Reverse：阵列的排列方向反向；：阵列的排列方向反向； Result：显示选定方向的三个坐标分量；：显示选定方向的三个坐标分量；

20、（7）Define As Default：将当前参数作：将当前参数作为阵列的默认参数。为阵列的默认参数。 例如选取图例如选取图5-14左下角的六角螺母，左下角的六角螺母，项数和间距作为确定阵列的方法，项项数和间距作为确定阵列的方法，项数为数为5，间距为，间距为25，X轴作为阵列的排轴作为阵列的排列方向，单击列方向，单击Apply按钮，增加了图按钮，增加了图5-14的的5个六角螺母。个六角螺母。 图图5-14生成单行阵列生成单行阵列 5.2.10 快速生成单行阵列快速生成单行阵列 图标图标 的功能是根据当前默认的的功能是根据当前默认的单行阵列的参数单行阵列的参数将选取的部件形成单行阵列。将选取的

21、部件形成单行阵列。单击该图标，单击该图标，选取图选取图5-15左下角的圆螺母，结果见图左下角的圆螺母，结果见图5-15。图图5-15快速生成单行阵列快速生成单行阵列 5.3改变部件的位置改变部件的位置 在装配过程中，必须要弄清装配的级别，总装配是最高级，在装配过程中，必须要弄清装配的级别，总装配是最高级，其下级是各级的子装配，即各级的部件。对哪一级的部件进其下级是各级的子装配，即各级的部件。对哪一级的部件进行装配，这一级的装配体必须处于激活状态。在特征树上双行装配，这一级的装配体必须处于激活状态。在特征树上双击某装配体，使之在特征树上显示为蓝色，此时，该装配体击某装配体，使之在特征树上显示为蓝

22、色，此时，该装配体就处于激活状态。如果单击某个装配体，使之在特征树上为就处于激活状态。如果单击某个装配体，使之在特征树上为亮色显示，此时，该装配体就处于被选择状态。注意只有激亮色显示，此时，该装配体就处于被选择状态。注意只有激活状态下产品的部件及其子部件才可以被移动和旋转。可以活状态下产品的部件及其子部件才可以被移动和旋转。可以通过罗盘和图通过罗盘和图5-16所示有关移动的【所示有关移动的【Move】工具栏改变部件】工具栏改变部件的位置。的位置。 图图5-16【Move】工具栏】工具栏 5.3.1 用罗盘徒手移动部件用罗盘徒手移动部件 将光标移至罗盘的红方块，出现移动箭头，按下鼠将光标移至罗盘

23、的红方块，出现移动箭头，按下鼠标左键拖动罗盘放在需要移动的形体表面上，罗盘标左键拖动罗盘放在需要移动的形体表面上，罗盘将附着在形体上，并且变成绿色。按下鼠标左键，将附着在形体上，并且变成绿色。按下鼠标左键，将光标沿罗盘的轴线或圆弧拖动鼠标，形体随之平将光标沿罗盘的轴线或圆弧拖动鼠标，形体随之平移或旋转。移或旋转。5.3.2调整位置调整位置 图标图标 的功能是的功能是调整部件之间的位置。可以将选调整部件之间的位置。可以将选取的部件沿取的部件沿x、y、z或给定的方向平移，沿或给定的方向平移，沿xy、yz、zx或给定的平面平移，或者绕或给定的平面平移，或者绕x,y,z 或给定的轴线旋或给定的轴线旋转

24、。单击该图标，弹出图转。单击该图标，弹出图5-17所示调整部件位置的所示调整部件位置的【Manipulation Parameters】对话框。】对话框。 对话框第一排图标的功能是对话框第一排图标的功能是x、y、z或给或给定的方向平移，第二排图标的功能是是沿定的方向平移，第二排图标的功能是是沿xy、yz、zx或给定的平面平移，第三排图标或给定的平面平移，第三排图标的功能是分别是绕的功能是分别是绕x,y,z 或给定的轴线或给定的轴线旋转。若旋转。若With reference to constraints切换切换开关为打开状态，选取的部件要遵循已经开关为打开状态，选取的部件要遵循已经施加的约束，

25、即满足约束条件下调整部件施加的约束，即满足约束条件下调整部件的位置。该切换开关可以检验施加的约束，的位置。该切换开关可以检验施加的约束， 图图5-17并可实现总装配体的运动学分析。并可实现总装配体的运动学分析。 单击对话框内要移动或旋转的图标，用光标拖动部件，可多次单击要移单击对话框内要移动或旋转的图标，用光标拖动部件，可多次单击要移动或旋转的图标，用光标拖动部件，直至单击动或旋转的图标，用光标拖动部件，直至单击OK按钮。按钮。 5.3.3 对齐对齐 图标图标 的功能是通过对齐改变形体之间的相对位置。的功能是通过对齐改变形体之间的相对位置。单击该图标单击该图标，依，依次选择两个元素，出现对齐箭

26、头，在空白处单击鼠标左键次选择两个元素，出现对齐箭头，在空白处单击鼠标左键，第一个元素，第一个元素移动到第二个元素处与之对齐，从而实现形体移动。表移动到第二个元素处与之对齐，从而实现形体移动。表5-1表示了几何元表示了几何元素种类及其对齐结果。素种类及其对齐结果。表表 5-1对齐移动定义的两元素情况对齐移动定义的两元素情况 第一被选元素第一被选元素 第二被选元素第二被选元素 结果结果 点点 点点两点重合两点重合 点点 线线点移动到直线上点移动到直线上 点点平面平面 点移动到平面上点移动到平面上 线线 点点直线通过点直线通过点 线线 线线两线重合两线重合线线 平面平面线移动到平面上线移动到平面上

27、 平面平面 点点平面通过点平面通过点 平面平面 线线平面通过线平面通过线 平面平面 平面平面两面重合两面重合 （a） （b）图图5-18通过两部件的轴线对齐通过两部件的轴线对齐 单击图标单击图标 ，将光标指向部件，将光标指向部件1的某几何元素，例如图的某几何元素，例如图5-18（a）所示圆柱的轴线，当指向的几何元素呈橙色亮显时，）所示圆柱的轴线，当指向的几何元素呈橙色亮显时，单击鼠标左键，该几何元素就作为第一被选元素。将光标指单击鼠标左键，该几何元素就作为第一被选元素。将光标指向部件向部件2的某几何元素，例如图的某几何元素，例如图5-18所示螺母的轴线，当指向所示螺母的轴线，当指向的几何元素呈

28、橙色亮显时，该几何元素就作为第二被选元素。的几何元素呈橙色亮显时，该几何元素就作为第二被选元素。单击鼠标左键，部件单击鼠标左键，部件1移至部件移至部件2两被选几何元素处于对齐的两被选几何元素处于对齐的位置。例如圆柱移至六棱柱的内孔，两轴线重合，见图位置。例如圆柱移至六棱柱的内孔，两轴线重合，见图5-18（b）。当出现绿色的箭头时，单击该箭头，部件）。当出现绿色的箭头时，单击该箭头，部件1改变为轴改变为轴线的反方向。在空白处单击鼠标左键，操作结束。线的反方向。在空白处单击鼠标左键，操作结束。 5.3.4 智能移动智能移动 图标图标 的功能是的功能是约束和对齐的结合，不仅将形体对齐，而且产生约约束

29、和对齐的结合，不仅将形体对齐，而且产生约束。通过束。通过Automatic Constraint选项，可以自动产生一个可能的约束。其选项，可以自动产生一个可能的约束。其操作对齐类似。操作对齐类似。 单击该图标，弹出图单击该图标，弹出图5-19所示【所示【Smart Move】对话框。打开】对话框。打开“Automatic constraint creation”切换开关，在切换开关，在“Quick Constraint”栏选栏选取约束条件，用向上的箭头将其移至顶部，例如将取约束条件，用向上的箭头将其移至顶部，例如将“Coincidence” 移至移至顶部，以下操作同顶部，以下操作同“对齐对齐”

30、，单击，单击OK按钮，除了两部件实现对齐之外，按钮，除了两部件实现对齐之外，两部件也建立了制定的约束关系。两部件也建立了制定的约束关系。图图5-19【Smart Move】对话框】对话框 5.3.5 爆炸图爆炸图 图标图标 的功能是的功能是将产品中的各部件炸开，产生装将产品中的各部件炸开，产生装配体的三维爆炸图。单击该图标配体的三维爆炸图。单击该图标，弹出图，弹出图5-20所示所示【Explode】对话框。在对话框的】对话框。在对话框的Selection域输入域输入选择的产品，在选择的产品，在Depth下拉列表可以选择下拉列表可以选择All level（全部爆炸）或（全部爆炸）或First l

31、evel（只爆到第一层）。在（只爆到第一层）。在Type下拉列表可以选择下拉列表可以选择3D（三维空间爆炸）、（三维空间爆炸）、2D（二维空间爆炸）和（二维空间爆炸）和Constrained（按照约束状态移（按照约束状态移动）。单击按钮动）。单击按钮Apply即可。即可。 图图5-21所示为皮带轮部件及其所示为皮带轮部件及其3D爆炸图，图爆炸图，图5-22所示为皮带轮部件的所示为皮带轮部件的2D爆炸图，图爆炸图，图5-23所示为皮所示为皮带轮部件按照约束状态移动的爆炸图。带轮部件按照约束状态移动的爆炸图。 图图5-20【Explode】对话框对话框 图图5-21皮带轮部件及其皮带轮部件及其3D

32、爆炸图爆炸图 图图5-22 2D爆炸爆炸 图图5-23 按照约束状态移动按照约束状态移动 5.4 创建约束创建约束 约束指的是部件之间相对几何关系的限制条件。约束指的是部件之间相对几何关系的限制条件。有关约束的【有关约束的【Constraints】工具栏见图】工具栏见图5-24。图图5-24【Constraints】工具栏】工具栏5.4.1 重合重合 图标图标 的功能是的功能是在两几何元素之间施加重合在两几何元素之间施加重合（Coincidence）约束。几何元素可以是点（包括球）约束。几何元素可以是点（包括球心）、直线（包括轴线）、平面、形体的表面（包心）、直线（包括轴线）、平面、形体的表面

33、（包括球面和圆柱面）。单击该图标括球面和圆柱面）。单击该图标，依次选择两个元，依次选择两个元素，则第一元素移动到第二元素位置，将两者重合素，则第一元素移动到第二元素位置，将两者重合 在一起。在一起。装配关系为装配关系为同心、共线或共面。见图装配关系为装配关系为同心、共线或共面。见图5-25。图图5-25孔和轴两条轴线的重合约束孔和轴两条轴线的重合约束5.4.2接触接触5.4.2接触接触 图标图标 的功能是的功能是在平面或形体表面施加接触在平面或形体表面施加接触（Contact）约束，约束的结果是两平面或表面的外法线方向）约束，约束的结果是两平面或表面的外法线方向相反。单击该图标相反。单击该图标

34、，依次选择两个元素，则第一元素移动到，依次选择两个元素，则第一元素移动到第二元素位置，两面外法线方向相反。表第二元素位置，两面外法线方向相反。表5-2为为接触约束接触约束可以可以选择的对象，选择的对象，实例如图实例如图5-26所示。所示。 表表5-2 接触约束接触约束可以选择的对象可以选择的对象 图图5-26 两个长方体表面的接触约束两个长方体表面的接触约束 形体平面形体平面球面球面 柱面柱面 锥面锥面 圆圆 形体平面形体平面可以可以 可以可以可以可以球面球面 可以可以可以可以可以可以可以可以柱面柱面 可以可以可以可以锥面锥面可以可以可以可以可以可以圆圆可以可以可以可以5.4.3偏移偏移 图标

35、图标 的功能是确定两选择面的外法线方向是相的功能是确定两选择面的外法线方向是相同还是相反，同时还可以给出两面之间的偏移同还是相反，同时还可以给出两面之间的偏移（Offset）距离。距离。单击该图标单击该图标，依次选择两个元素，依次选择两个元素，则第一元素移动到第二元素位置，再在图形中观察则第一元素移动到第二元素位置，再在图形中观察两面外法线方向，单击箭头可以使方向反向。表两面外法线方向，单击箭头可以使方向反向。表5-3是偏移约束可以选择的对象，图是偏移约束可以选择的对象，图5-27是施加偏移约是施加偏移约束的例子。束的例子。 表表5-3 接触约束接触约束可以选择的对象可以选择的对象 图图5-2

36、7两平面施加偏移约束两平面施加偏移约束 点点线线 平面平面 形体表面形体表面 点点可以可以 可以可以可以可以线线 可以可以可以可以可以可以平面平面 可以可以可以可以可以可以可以可以形体表面形体表面可以可以可以可以 5.4.4角度约束角度约束 图标图标 的功能是的功能是施加角度（施加角度（Angle）约束。约束的）约束。约束的对象可以是直线、平面、形体表面、柱体轴线和锥对象可以是直线、平面、形体表面、柱体轴线和锥体轴线。单击该图标体轴线。单击该图标，依次选择两几何元素，在随，依次选择两几何元素，在随后弹出的对话框中输入角度值，确定即可后弹出的对话框中输入角度值，确定即可角度约束角度约束。如图如图

37、5-28所示。所示。图图5-28两表面角度约束为两表面角度约束为45度度 5.4.5 空间固定约束空间固定约束 图标图标 的功能是固定的功能是固定（Fix）形体在空间的位置。单击该形体在空间的位置。单击该图标，选择待固定的形体，即可施加图标，选择待固定的形体，即可施加固定固定约束。约束。5.4.6固联固联约束约束（Fix Together） 图标图标 的功能是在两个或两个以上的形体施加该固联的功能是在两个或两个以上的形体施加该固联约约束束（Fix Together），使它们彼此之间相对静止，没有任何），使它们彼此之间相对静止，没有任何相对运动。单击该图标，依次选择固联的形体，即可施加该相对运动

38、。单击该图标，依次选择固联的形体，即可施加该约束。约束。 上面是六种最常用的约束。施加约束时注意所选的形体是上面是六种最常用的约束。施加约束时注意所选的形体是否属于被激活的装配体。以图否属于被激活的装配体。以图5-29所示特征树为例，假定激所示特征树为例，假定激活了装配体活了装配体A的子装配体的子装配体B，应注意以下问题：，应注意以下问题： 图图5-29装配体的特征树装配体的特征树 （1）在装配体）在装配体C和和K之间不能施加约束，因为装配体之间不能施加约束，因为装配体K不是当前激活装配体不是当前激活装配体B的部件，要在的部件，要在C和和K之间施之间施加约束，必须激活装配体加约束，必须激活装配

39、体A。（2）在装配体）在装配体E和和F之间不能施加约束，因为之间不能施加约束，因为E和和F同同属于装配体属于装配体D，而装配体，而装配体D尚未被激活。如果在装配尚未被激活。如果在装配体体E和和F之间施加约束，必须激活装配体之间施加约束，必须激活装配体D。 （3）装配体）装配体C和和E之间可以施加约束，它们是激活之间可以施加约束，它们是激活装配体装配体B的第一或第二部件。的第一或第二部件。 5.4.7 重复利用实体阵列重复利用实体阵列 图标图标 的功能是的功能是利用实体建模时定义的阵列，按照原有阵利用实体建模时定义的阵列，按照原有阵列模式产生一个新的实体阵列。列模式产生一个新的实体阵列。 单 击

40、 该 图 标单 击 该 图 标 ， 弹 出 图， 弹 出 图 5 - 3 0 所 示 有 关所 示 有 关 重 复 利 阵 列 的重 复 利 阵 列 的【Instantiation on a pattern】对话框。该】对话框。该对话框各域的含义对话框各域的含义如下：如下：（1）Pattern栏：选取已存在的实体建模时定义的阵列。栏：选取已存在的实体建模时定义的阵列。（2）Instance域：自动显示阵列的项数。域：自动显示阵列的项数。（3）In component域：自动指出引用阵列所在的实体模型。域：自动指出引用阵列所在的实体模型。（4）Component to instantiate栏：

41、选取用来阵列的实体模型。栏：选取用来阵列的实体模型。（5）First instance on pattern域：阵列的第一个实体，有下面域：阵列的第一个实体，有下面三种选择方式：三种选择方式： （5）First instance on pattern域：阵列的第一个实体，有下面三域：阵列的第一个实体，有下面三种选择方式：种选择方式： Reuse the original component：保留在原来阵列和特征树的位：保留在原来阵列和特征树的位置，并作为阵列的第一个项。置，并作为阵列的第一个项。 Create a new instance：在阵列的第一个位置是新建立的实体：在阵列的第一个位置是

42、新建立的实体拷贝。拷贝。 Cut & paste the original compinent：把引用的实体剪切粘贴到：把引用的实体剪切粘贴到阵列的第一个实体位置。阵列的第一个实体位置。（6）Re-use Constraints域：对于阵列的所有实体，通过以下控域：对于阵列的所有实体，通过以下控制按钮附加约束条件：制按钮附加约束条件： All：引用阵列的所有约束都被加到阵列实体上。：引用阵列的所有约束都被加到阵列实体上。 None：引用阵列的任何约束都不加到阵列实体上。：引用阵列的任何约束都不加到阵列实体上。 Selected：可以选择引用阵列的约束加到阵列实体上。：可以选择引用阵列的约束加到

43、阵列实体上。（6）Put new instances in a component域：控制是否将所有阵列域：控制是否将所有阵列实体放在同一个部件还是分散放置。实体放在同一个部件还是分散放置。 图图5-30【Instantiation on a pattern】 对话框对话框 例如底板的例如底板的6个孔是矩形阵列形成的，有一个孔已安装了螺钉，个孔是矩形阵列形成的，有一个孔已安装了螺钉，见图见图5-31（a）。单击图标）。单击图标 ，单击，单击Pattern，选取底板孔。，选取底板孔。单击单击Component to instantiate域，选取螺钉。在域，选取螺钉。在First instanc

44、e on pattern 域的下拉列表选择域的下拉列表选择re-use the original component，单击单击Apply按钮，在其余按钮，在其余5个孔也安装了螺钉，见图个孔也安装了螺钉，见图5-31（b）。）。单击单击OK按钮，操作结束。按钮，操作结束。 （a） （b）图图5-31重复利用形体的阵列重复利用形体的阵列 5.5 装配体分析简介装配体分析简介 装配体分析包括测量和干涉检查。测量两几何元素之间装配体分析包括测量和干涉检查。测量两几何元素之间的距离，角度等详见的距离，角度等详见2.13，本节重点介绍部件的间隙测量和，本节重点介绍部件的间隙测量和干涉检查。干涉检查。5.5

45、.1 物物性测量性测量 图标图标 的功能是的功能是测量形体的体积、重量、重心坐标、主惯测量形体的体积、重量、重心坐标、主惯性矩、惯性积等实体的性矩、惯性积等实体的物物性。这些测量在实体建模模块中也性。这些测量在实体建模模块中也可进行。在装配模块中通过【可进行。在装配模块中通过【Measure Inertia】对话框显示】对话框显示测量结果，见图测量结果，见图5-32。 例如测量图例如测量图5-21所示皮带轮部件。单击所示皮带轮部件。单击 图标，弹出图标，弹出图图5-32所示【所示【Measure Inertia】对话框，在特征树上选取皮带轮】对话框，在特征树上选取皮带轮部件，【部件，【Meas

46、ure Inertia】对话框显示出测量结果，见图】对话框显示出测量结果，见图5-32。单击按钮，【。单击按钮，【Export Results】对话框，将测量结果输出】对话框，将测量结果输出到指定的文件。到指定的文件。 图图5-32【Measure Inertia】对话框】对话框 5.5.2 干涉分析干涉分析 干涉分析分为干涉检查和间隙分析两种情况。前者只检查干涉分析分为干涉检查和间隙分析两种情况。前者只检查两形体是否相互侵入，后者除了检查两形体是否发生干涉外，两形体是否相互侵入，后者除了检查两形体是否发生干涉外，还要检查两形体的间隙是否足够。还要检查两形体的间隙是否足够。 选择菜单【选择菜单

47、【Analyse】【Compute Clash】，弹出图】，弹出图5-33所示【所示【Clash Detection】对话框。利用】对话框。利用Ctrl键选取待分析的键选取待分析的两形体。两形体。图图5-33【Clash Detection】对话框】对话框（1）检查两形体是否发生干涉）检查两形体是否发生干涉选择选择Definition下拉列表的下拉列表的Clash，单击，单击Applay按钮，按钮，Result栏栏 可能显示以下结果：可能显示以下结果： 红灯和红灯和Clash，说明两形体发生干涉，同时两形体的干涉部，说明两形体发生干涉，同时两形体的干涉部分呈深红色显示。分呈深红色显示。 绿灯和

48、绿灯和No interference，说明两形体不发生干涉。，说明两形体不发生干涉。 黄灯和黄灯和Contact，说明两形体的表面接触。，说明两形体的表面接触。（2）间隙分析）间隙分析 选择选择Definition下拉列表的下拉列表的Clearance，在新增加的编辑框内，在新增加的编辑框内输入间隙数值，单击输入间隙数值，单击Apply按钮，按钮，Result栏可能显示以下结果：栏可能显示以下结果： 红灯和红灯和Clash，说明两形体发生干涉，同时两形体的干涉部，说明两形体发生干涉，同时两形体的干涉部分呈深红色显示。分呈深红色显示。 绿灯和绿灯和No interference，说明两形体不发生

49、干涉。，说明两形体不发生干涉。 黄灯，说明两形体的间隙不足或表面接触，若间隙不足，则黄灯，说明两形体的间隙不足或表面接触，若间隙不足，则显示显示Clearance Violation；若表面接触。则显示；若表面接触。则显示Contact。 图标图标 也提供干涉分析，它是从电子数字样机也提供干涉分析，它是从电子数字样机DMU模块模块中移植过来的功能，分析的种类型比上述菜单要多，包括的中移植过来的功能，分析的种类型比上述菜单要多，包括的选项有：选项有： Inside One Selection：在一个选择范围之内的所有实体之间：在一个选择范围之内的所有实体之间进行干涉检查。进行干涉检查。 Betw

50、een Two Products：在两个实体或装配体之间进行干涉：在两个实体或装配体之间进行干涉检查。检查。 Selection Against all：在选择的对象和剩余对象之间进行干：在选择的对象和剩余对象之间进行干涉检查。涉检查。 Between all components：在所有部件之间进行干涉检查：在所有部件之间进行干涉检查 分析结果用列表形式显示出来，并且每一个干涉结果都分析结果用列表形式显示出来，并且每一个干涉结果都有一个窗口显示干涉情况。有一个窗口显示干涉情况。 5.6 5.6 有关装配设计的环境设置有关装配设计的环境设置5.6.1 5.6.1 显示模式和设计模式显示模式和设

51、计模式 当装配模块处于设计模式（当装配模块处于设计模式（Design ModeDesign Mode）时，将部件的）时，将部件的完整信息调入内存，此时可以修改部件的特征参数，但需要完整信息调入内存，此时可以修改部件的特征参数，但需要较大的内存空间。较大的内存空间。 当装配模块处于显示模式（当装配模块处于显示模式（Visualization ModeVisualization Mode）时，）时，只把部件的一个数据子集调入内存，其余数据存放于缓冲区，只把部件的一个数据子集调入内存，其余数据存放于缓冲区，根据需要可另外调入。虽然可以显示部件的形状、可以对部根据需要可另外调入。虽然可以显示部件的形状

52、、可以对部件进行测量和干涉分析等，但不能得到部件的详细信息，部件进行测量和干涉分析等，但不能得到部件的详细信息，部件之间也不能施加约束。件之间也不能施加约束。 选择菜单【选择菜单【ToolsTools】【OptionsOptions】【InfrastructureInfrastructure】【Product StructureProduct Structure】，出现有关产品结构的】，出现有关产品结构的4 4个选项卡。个选项卡。图图5-345-34所示为所示为Cache ManagementCache Management选项卡。若打开选项卡。若打开Work with Work with t

53、he Cache Systemthe Cache System切换开关，并可以设置缓冲区的路径和大切换开关，并可以设置缓冲区的路径和大小。此时装配模块处于显示模式。小。此时装配模块处于显示模式。 图图5-345-34设置缓冲区的路径和大小设置缓冲区的路径和大小 通 过 菜 单 【通 过 菜 单 【 E d i tE d i t 】 【 R e p r e s e n t a t i o nR e p r e s e n t a t i o n 】 【Visualization ModeVisualization Mode】从设计模式切换到显示模式；通过】从设计模式切换到显示模式；通过菜单【菜单

54、【EditEdit】【RepresentationRepresentation】【Design ModeDesign Mode】 从从显示模式切换到设计模式。显示模式切换到设计模式。 5.6.2 5.6.2 快速装入快速装入 所谓快速装入，是指只装入了产品或部件的装配关系，部所谓快速装入，是指只装入了产品或部件的装配关系，部件的其余信息入内存。选择菜单【件的其余信息入内存。选择菜单【ToolsTools】【OptionsOptions】【GeneralGeneral】，单击】，单击GeneralGeneral选项卡，出现了选项卡，出现了Load Load referenced document

55、sreferenced documents切换开关，见图切换开关，见图5-355-35。该切换开关的。该切换开关的功能是控制是否把部件的几何信息调入内存。如果打开该开功能是控制是否把部件的几何信息调入内存。如果打开该开关，部件的几何信调入内存，否则不调入内存，只调入了装关，部件的几何信调入内存，否则不调入内存，只调入了装配关系。配关系。图图5-355-35Load referenced documentsLoad referenced documents切换开关切换开关 如果装配体处于快速装入状态，可以通过如果装配体处于快速装入状态，可以通过 图标将部件的图标将部件的几何信未调调入内存。单击图

56、标几何信未调调入内存。单击图标 ，出现图，出现图5-125-12所示的所示的【Product Load ManagementProduct Load Management】对话框对话框，在特征树上选】对话框对话框，在特征树上选 选择要加载的实体模型，单击选择要加载的实体模型，单击ApplyApply按钮，即可后即可将所选按钮，即可后即可将所选部件的几何信调入内存调入内存。通过该对话框也可以显示部件的几何信调入内存调入内存。通过该对话框也可以显示或隐藏所选的部件。或隐藏所选的部件。 5.6.3 5.6.3 激活不激活实体激活不激活实体 实体模型调入内存后，其几何信息如果不激活，也不显示实体模型调

57、入内存后，其几何信息如果不激活，也不显示实 体 。 选 择 菜 单 【实 体 。 选 择 菜 单 【 T o o l sT o o l s 】 【 O p t i o n sO p t i o n s 】 【InfrastructureInfrastructure】【Product StructureProduct Structure】，在图】，在图5-365-36所所示的示的Product StructureProduct Structure选项卡中通过选项卡中通过Dont Activate when Dont Activate when OpenOpen切换开关可以控制打开文件时是否激活实

58、体的几何信息。切换开关可以控制打开文件时是否激活实体的几何信息。图图5-36Dont Activate when Open切换开关切换开关 5.7 装配实例装配实例例例5-1 装配图装配图5-37所示为活塞连杆机构。所示为活塞连杆机构。 图图 5-37 活塞连杆机构活塞连杆机构 活塞活塞套筒套筒曲轴曲轴活塞销活塞销连杆连杆基座基座 1进入进入CATIA，选择菜单【，选择菜单【File】【New】择】择Product类类型，产生新装配文件。型，产生新装配文件。2单击单击图标图标 ，在弹出的文件选择对话框中依次选择基座、，在弹出的文件选择对话框中依次选择基座、活塞、曲轴、连杆、活塞销和套筒文件，点

59、击活塞、曲轴、连杆、活塞销和套筒文件，点击“OK”按键，按键，上述零件全部加入到装配体中，如图上述零件全部加入到装配体中，如图5-38所示。所示。图图 5-38 在装配体中加入零件在装配体中加入零件 3单击单击图标图标 ，在特征树或图形窗口中选择基座模型，在特征树或图形窗口中选择基座模型，则基座施加固定约束。则基座施加固定约束。4单击单击图标图标 ，选择基座半圆弧轴线和曲轴轴承台阶轴线，选择基座半圆弧轴线和曲轴轴承台阶轴线，使两者重合，如图使两者重合，如图5-39所示，如果是手动刷新，所示，如果是手动刷新，单单击刷新图击刷新图标标 。图图 5-39 曲轴轴承轴线和基座孔轴线施加重合约束曲轴轴承

60、轴线和基座孔轴线施加重合约束 5单击单击图标图标 ，选择基座前平面和曲轴轴承端面，选择基座前平面和曲轴轴承端面，在对话框的在对话框的Orientation选择框中选择选择框中选择Same，Offset输入框中输入，使两者重合，如图输入框中输入，使两者重合，如图5-40所示。所示。图图5-40曲轴轴承端面和基座前端面施加重合约束曲轴轴承端面和基座前端面施加重合约束 6. 单击单击图标图标 ，选择基，选择基座零件上部的参考平面和座零件上部的参考平面和套筒的上端面，在对话框套筒的上端面，在对话框的的Orientation选择框中选选择框中选择择Same使两者重合；同样使两者重合；同样方法，再使两零件