千斤顶的造型设计

机械基础课程教学改革：把Solidworks引入到这些课程的教学中可以极大地提高学牛的学习效率和学习的积极性，也为应用型、创新型人才培养奠定了素质基础。Solidworks软件不仅可以进行机械产品设计、还可以进行装配、运动学和动力学分析。

课程设计教学改革:引入Solidworks后，学生的学习积极性提高了，最后设计的作品还可以进行装配体的爆炸动画以及装配动画，设计的效果很快就可以进行评价，一个成功的设计使学生的学习很有成就感，进一步加强了付专业的认识。

数控技术教学改革:Solidworks软件也充分体现了现代制造工程的特点。它提供了无缝集成的CAMWorks擂件数控加工环境，该环境提供数控车、数控铣、数控线切割、加工中心的编程等内容，基本可以满足现代数控加工技术的需求。

毕业设计中的应用:毕业设汁是大学生最后的一个集中性学习和实践环节。该环节中我们大量地引人了Solidworks软件的应用。比如，注塑模具设计的整个过程都可以在Solidwork环境下进行。设计流程图为：产品模型—模具分模—注塑分析—模具装配—模具加工。综合创新能力的培养:在技术进步的大背景下，产品的制造和加工工艺越来越精细，产品的成品品质越来越精致、优良。表现在产品的性能特征方面是产品的功能日益强大化，产品的形态特征上表现为品种的多样化，在操作、控制上越来越简单方便化。

第3章Solidworks的模拟仿真3.1Solidworks模拟仿真的基本概述SolidWorks是世界上第一款完全基于Windows的3DCAD软件,自1995年问世以来,以其优异的三维设计功能,操作简单等一系列的优点,极大地提高了设计效率,在与同类软件的激烈竞争中已经确立了它的市场地位,已经成为三维机械设计软件的标准。利用SolidWorks不仅可以生成二维工程图，而且可以生成三维零件，用户可以利用这些三维零件来建立二维工程图及三维装配体。SolidWorks采用双向关联尺寸驱动机制，设计者可以指定尺寸和各实体间的几何关系，改变尺寸会改变零件的尺寸与形状，并保留设计意图。Solidworks用户界面非常人性化,便于操作。在Solidworks的标准菜单中包含了各种用于创建零件特征和基准特征的命令。其中基础实体特征主要有拉伸凸台基体、旋转凸台Π基体等。在基础实体特征上可添加圆角、倒角、肋、抽壳、拔模及异型孔、线性阵列、圆角阵列、镜像等放置特征,这些特征的创建对于实体造型的完整性非常重要。在处理复杂的几何形状时还需要其他高级特征选项,包括扫描、放样凸台Π基体及参考几何体中基准轴、基准面这些定位特征等。通过以上特征造型技术在Solidwork中能设计出需要的实体特征。3.2Solidworks动画模拟仿真的概述先启动Animator 插件,单击菜单“工具”→“插件”,单击Animator前的选项栏。此后出现Animator中第1个加入的零件十分重要,它是整个装配体的的工具栏。在Solidworks中Animator的操作都装配基础,Solidworks软件已默认第1个插入零件为是在工作区底部,可单击工作区底部的“模型”或者非运动体,其他所有的装配体零件都是以此为基础,“动画”的标签,单击模型或动画标签即可实现模型本装配选择传动轴为装配参照体。调入零件后,要或动画操作的切换。在生成仿真动画时,用Animator插件对千斤顶主要零件大致进行以下3步操作:①切换到动画界面;②根据千斤顶运动的时间,拖动时间滑杆到相应的位置;③拖动螺旋杆和绞杠运动,使其达到动画序列末端应达到的新位置,这样就实现了工作原理的动态仿真仿真动画以AVI格式保存,可以得到很好的推广和应用。

第4章造型绘制4.1千斤顶的三维实体建模的过程4.1.1顶垫的三维实体建模过程顶垫的三维实体建模过程如下：(1)单击标准工具栏中的“新建”工具，新建一个零件文件。(2)在特征管理器设计树中选择“前视基准面”，单击（草图绘制）工具，进行草图1的绘制。(3)单击（中心线）工具，过草图原点绘制一条垂直的对称虚线。(4)以中心线作为基准，单击（直线）画一条直线，然后根据图纸单击（智能尺寸）来设定直线的尺寸，然后单击（确定），运用此方法，画出所需要的所有直线，以及确定它的尺寸。（5）单击（圆心/起/终点圆弧）画出图纸所要求的直线与直线之间的圆角，在圆的参数设置(如图4-1)中设定所需圆角的半径，然后单击（确定），或者单击（切线弧）画出与直线相切的圆角，绘制出顶垫草图（如图4-2）。图4-1圆的参数设置图4-2顶垫草图图4-3顶垫的旋转体（6）单击（退出草图），单击（旋转凸台/基体）进行旋转生成实体，在选项中设定旋转范围，然后单击（确定），生成旋转体（如图4-3），生成顶垫实体（如图4-4）。图4-4顶垫实体4.1.2螺旋杆的三维实体建模过程螺旋杆的三维实体建模过程如下：(1)单击标准工具栏中的“新建”工具，新建一个零件文件。(2)在特征管理器设计树中选择“前视基准面”，单击（草图绘制）工具，进行草图1的绘制。（3）单击（中心线）工具，过草图原点绘制一条垂直的对称虚线。(4)以中心线作为基准，单击（直线）画一条直线，然后根据图纸单击（智能尺寸）来设定直线的尺寸，然后单击（确定），运用此方法，画出所需要的所有直线，以及确定它的尺寸。（5）单击（3点圆弧）根据图纸运用三点圆弧画出顶部的圆弧，然后单击（确定）。形成螺旋杆草图（如图4-5）。（6）单击退出草图，单击（旋转凸台/基体）进行旋转生成实体，在选项中设定旋转范围，然后单击（确定），生成旋转体，生成实体（如图4-6）。图4-5螺旋杆早草图图4-6螺旋杆实体（1）（7）单击（圆角）画出螺旋杆上图纸所要求的圆角（如图4-7）。（8）单击（倒角）画出螺旋杆上图纸所要求的倒角（如图4-8）。图4-7螺旋杆实体（2）图4-8螺旋杆实体（3）（9）再次单击（草图绘制）工具，在上圆柱体上单击（圆），根据图纸画出圆的位置极其尺寸，再次单击退出草图，单击（拉伸切除），在选项中（如图4-9）点击完全贯穿，然后单击（确定），再与此圆孔成90°再次重复本次操作。（10）再次单击（草图绘制）工具，进行草图2的绘制，设定基准面2，单击（直线）画一条直线，然后根据图纸单击（智能尺寸）来设定直线的尺寸，然后单击（确定），根据图纸数据画出一个等腰梯形，在顶部菜单中点击插入—曲线—螺旋线，绘制出螺旋线，在螺距和圈数参数设置中（如图4-10）根据底圆柱长度选择适当的选项画出螺旋线，单击（确定），单击（退出草图），单击（扫描），绘制出螺纹。生成螺旋杆实体（如图4-11）。图4-9拉伸切除选项图4-10螺距圈数参数设置图4-11螺旋杆实体（4）4.1.3绞杠的三维实体建模过程绞杠的三维实体建模过程如下：(1)单击标准工具栏中的“新建”工具，新建一个零件文件。(2)在特征管理器设计树中选择“前视基准面”，单击（草图绘制）工具，进行草图1的绘制。（3）单击（中心线）工具，过草图原点绘制一条垂直的对称虚线。(4)以中心线作为基准，单击（直线）画一条直线，然后根据图纸单击（智能尺寸）来设定直线的尺寸，然后单击（确定），运用此方法，画出所需要的所有直线，以及确定它的尺寸，生成绞杠草图（如图4-12）。图4-12绞杠草图（5）单击（退出草图），单击（旋转凸台/基体）进行旋转生成实体，在旋转参数设置中（如图4-13）中设定旋转范围，然后单击（确定），生成旋转体（如图4-14），生成实体（如图4-16）。图4-13旋转参数设置图4-14绞杠旋转体（6）单击（倒角）画出螺旋杆上图纸所要求的倒角（如图4-15）。图4-15绞杠实体（1）（7）生成绞杠实体。图4-16绞杠实体（2）4.1.4螺套的三维实体建模过程螺套的三维实体建模过程如下：（1）单击标准工具栏中的“新建”工具，新建一个零件文件。（2)在特征管理器设计树中选择“前视基准面”，单击（草图绘制）工具，进行草图1的绘制。（3）单击（中心线）工具，过草图原点绘制一条垂直的对称虚线。(4)以中心线作为基准，单击（直线）画一条直线，然后根据图纸单击（智能尺寸）来设定直线的尺寸，然后单击（确定），运用此方法，画出所需要的所有直线，以及确定它的尺寸，生成螺套草图（如图4-17）。图4-17螺套草图（5）单击（退出草图），单击（旋转凸台/基体）进行旋转生成实体，在旋转参数设置（如图4-18）中设定旋转范围，然后单击（确定），生成旋转体（如图4-19），生成实体（如图4-20）。图4-18旋转参数设置图4-19螺套旋转体图4-20螺套实体（1）（6）单击（草图绘制）工具，进行草图2的绘制，设定基准面2，单击（直线）画一条直线，然后根据图纸单击（智能尺寸）来设定直线的尺寸，然后单击（确定），根据图纸数据画出一个等腰梯形，在顶部菜单中点击插入—曲线—螺旋线，绘制出螺旋线，根据底圆柱长度在螺距和圈数参数设置（如图4-21）中输入适当的参数，画出螺旋线，单击（确定），单击（退出草图），单击（扫描），绘制出螺纹。生成螺旋杆实体（如图4-22）。图4-21螺距和圈数的参数设置图4-22螺套实体（2）4.1.5底座的三维实体建模过程底座的三维实体建模过程如下：(1)单击标准工具栏中的“新建”工具，新建一个零件文件。(2)在特征管理器设计树中选择“前视基准面”，单击（草图绘制）工具，进行草图1的绘制。（3）单击（中心线）工具，过草图原点绘制一条垂直的对称虚线。(4)以中心线作为基准，单击（直线）画一条直线，然后根据图纸单击（智能尺寸）来设定直线的尺寸，然后单击（确定），运用此方法，画出所需要的所有直线，以及确定它的尺寸。（5）单击（圆心/起/终点圆弧）画出图纸所要求的直线与直线之间的圆角，在圆角参数设置（如图4-23）中设定所需圆角的半径，然后单击（确定），或者单击（切线弧）画出与直线相切的圆角，绘制出顶垫草图（如图4-24）。图4-23圆角参数设置 图4-24底座草图（6）单击（退出草图），单击（旋转凸台/基体）进行旋转生成实体，在旋转参数设置（如图4-25）中设定旋转范围，然后单击（确定），生成旋转体（如图4-26），生成底座实体（如图4-27）。图4-25旋转参数设置图4-26底座旋转体图4-27底座实体4.2千斤顶装配体的装配装配方法如下：（1）单击标准工具栏中的“新建”工具，单击（装配体），新建一个装配体文件。（2）单击（插入零部件），浏览要打开的文件，点击（确定）。（3）插入千斤顶的主干零件—螺旋杆，然后插入顶垫，用移动零件，单击（配合），在配合列表（如图4-28）中选择“同心轴”，“配合选择”中选择螺旋杆和顶垫的大小相等的圆周，单击（确定）。（4）再插入螺套，用移动零件，单击（配合），在配合列表（如图4-28）中“”选择“同心轴”，”配合选择”中选择螺旋杆和螺套的大小相等的圆周，点击高级配合（如图4-29），在菜单中选择齿轮，让螺旋杆和螺套的螺纹进行啮合，单击（确定）。（5）再插入底座，用移动零件，单击（配合），在配合列表（如图4-28）中选择“同心轴”和“重合”，“配合选择”中选择螺套和底座的大小相等的圆周和上表面，单击（确定）。（6）最后插入绞杠，用移动零件，单击（配合），在配合列表中（如图4-28）选择“重合”，“配合选择”中选择螺旋杆和绞杠，使螺旋杆上的圆的圆心和绞杠的轴线相重合，单击（确定）。（7）生成装配列表（如图4-30）。（8）配合完毕，生成千斤顶的装配体（如图4-31）。图4-28配合选择选项图4-29高级配合选项图4-30装配体配合列表图4-31千斤顶装配体4.3千斤顶动画演示的生成4.3.1千斤顶爆炸图和解除爆炸图的生成过程千斤顶爆炸图和解除爆炸图的生成过程如下：（1）先启动Animator 插件,单击菜单“工具”→“插件”,单击Animator前的选项栏。此后出现Animator中第1个加入的零件十分重要,它是整个装配体的的工具栏。（2）单击（打开）打开装配图（千斤顶），点击图下方的（动画），在动画一栏（如图4-32）右侧选项中右键点击第一个，在视图定向中选择等轴测，再次右键点击选择所有，将时间轴拉至15秒处。（3）单击（爆炸视图），先后将千斤顶的顶垫、绞杠、螺旋杆、底座分别拉至固定位置，在左侧爆炸会出现图标，然后单击（确定）。（4）在动画一栏左侧选项中单击（动画向导），在动画向导菜单中点击“爆炸”，点击”下一步”,将“时间长度”设置为15秒，将“开始时间”设置为2秒，点击“完成”。再次单击（动画向导），在动画向导菜单中点击“解除爆炸”，点击”下一步”,将“时间长度”设置为15秒，将“开始时间”设置为18秒，点击“完成”。单击（播放）观看生成后的爆炸视图，最后点击（保存）将生成的爆炸视图储存为AVI格式进行储存。形成爆炸视图（如图4-33）。图4-32动画生成选项图4-33爆炸图动画演示（a）爆炸图动画演示（b）爆炸图动画演示（c）爆炸图动画演示（d）爆炸图动画演示（e）

结论在整个课程设计阶段，通过对产品造型知识的学习，我了解到了产品造型的基本原理和具体运用方法。并且能够运用SolidWorks软件对各种零件进行三维实体建模，掌握了利用Animator插件对装配体进行动画演示。在本文中我利用SolidWorks软件对千斤顶进行了三维造型设计，并利用配置完成了对千斤顶的造型设计制作，但还有很多不理解的地方需要更加努力学习。参考文献[1]李晓燕，钱炜，仲梁维，Solidworks在毕业设计中的应用[J]，上海电力学院学报，2002.2（6）：59-60[2]繆朝东，Solidworks在机械制图教学中的应用研究，重庆工业高等专科学校学报[J]，2004.3（6）：37-39[3]安爱琴，宋长源，王宏强，聂永芳，基于Solidworks的液压泵工作原理动态仿真[J]，煤矿机械，2007.12（12）：89-92[4]褚莲娣，基于Solidworks的3D家居产品造型设计[J]，机械管理开发，2008.2（4）：8-9[5]蒋亮，黄维菊，肖泽仪，丁文武，邹庆，基于Solidworks的常规型抽油机三维动态仿真[J]，机械制造与研究，2008.5（9）：84-86[6]张书田，袁立军，仝国伟，基于Solidworks2007的减速器虚拟装配与运动仿真[J]，河北神风重型机械有限公司，2008（24）：71[7]余泽通，杨彬彬，宋长源，基于Solidworks的齿轮泵工作原理动态仿真研究[J]，河南科技学院报，2008.3（9）：85-87[8]祝永健，基于Solidworks的机械制图教学改进与应用[J]，文教资料，2008.28（6）：27-28[9]沈嵘枫，林宇洪，