SOLIDWORKS 2022 基础与实例教程 课件 第7章 装配体设计

第7章装配体设计7.1装配体概述装配体是由许多零部件组合生成的复杂体，其扩展名为.sldasm。装配体的零部件可以包括独立的零件和其它装配体（称为子装配体）。对于大多数的操作，两种零部件的行为方式是相同的。零部件被链接到装配体文件，当零部件被修改以后，相应的装配体文件也被修改。装配体是由若干个零件所组成的部件。它表达的是部件（或机器）的工作原理和装配关系，在进行设计、装配、检验、安装和维修过程中都是非常重要的。当一个零部件（单个零件或子装配体）放入装配体中时，这个零部件文件会与装配体文件链接。对零部件文件所进行的任何改变都会更新装配体。7.1装配体概述1.自下而上设计方法自下而上设计法是比较传统的方法。在自下而上设计中，先生成零件并将之插入装配体，然后根据设计要求配合零件。当使用以前生成的不在线的零件时，自下而上的设计方案是首选的方法。自下而上设计法的另一个优点是因为零部件是独立设计的，与自上而下设计法相比，它们的相互关系及重建行为更为简单。使用自下而上设计法可以使用户专注于单个零件的设计工作。当不需要建立控制零件大小和尺寸的参考关系时，则此方法较为适用。7.1装配体概述2.自上而下设计方法自上而下设计法从装配体中开始设计工作，这是两种设计方法的不同之处。设计时可以使用一个零件的几何体来帮助定义另一个零件，或生成组装零件后才添加的加工特征。也可以将布局草图作为设计的开端，定义固定的零件位置、基准面等，然后参考这些定义来设计零件。7.1.1装配设计的基本概念在装配设计中有一个基本概念——【地】零件，即相对于基准坐标系静态不动的零件。一般将装配体中起支承作用的零件或子装配体做为【地】零件，即位置固定的零件，不可以进行移动或转动的操作。装配环境下另一个重要概念就是——【约束】。当零件被调入到装配体中时，除了第一个调入的之外，其它的都没有添加约束，位置处于任意的【浮动】状态。在装配环境中，处于【浮动】状态的零件可以分别沿三个坐标轴移动，也可以分别绕三个坐标轴转动，即共有六个自由度。当给零件添加装配关系后，可消除零件的某些自由度，限制了零件的某些运动，此种情况称为不完全约束。当添加的配合关系将零件的六个自由度都消除时，称为完全约束，零件将处于【固定】状态，同【地】零件一样，无法进行拖动操作。默认第一个调入装配环境中的零件为【地】零件。7.1.2创建装配体文件1.新建装配文件（1）选择【文件】|【新建】菜单命令或者单击【标准】工具栏中的【新建】按钮，系统弹出如左图所示的【新建文件】对话框（新手界面）或者如右图所示的【新建文件】对话框（高级界面）。7.1.2创建装配体文件（2）在新手界面时【新建文件】对话框中选择【装配体】；或者在高级界面时【新建文件】对话框中选择【gb_assembly】；单击【确定】按钮后即进入装配体制作界面，弹出如左图所示的【开始装配体】属性管理器和如右图所示的【打开】对话框。7.1.2创建装配体文件（3）在【打开】对话框中选择装配的零件或者装配体，单击【确定】按钮后，【开始装配体】属性管理器如右图所示，然后在窗口中合适的位置单击空白界截面以放置零件。（4）如果重新选择装配的零件，可以单击【插入零部件】属性管理器中的【要插入的零件/装配体】选项组中的【浏览】按钮，系统弹出【打开】对话框，然后重复步骤（3）的操作步骤操作。（5）将一个零部件（单个零件或子装配体）放入装配体中时，这个零部件文件会与装配体文件链接。7.1.2创建装配体文件2.装配体工具栏SOLIDWORKS2022装配体操作界面与零件造型操作界面很相似，其主要区别在于装配体工具栏和特征管理器两个方面。【装配体】工具栏如下图所示，【装配体】工具栏列出了常用的装配体命令按钮。凡是下部带小箭头的命令按钮表明单击小箭头可将其展开，下面包含有同类别的命令按钮。7.1.2创建装配体文件3.装配体设计树装配体设计树在装配体窗口显示以下项目：装配体名称、光源和注解文件夹、装配体基准面和原点、零部件（零件或子装配体）、配合组与配合关系、装配体特征（切除或孔）和零部件阵列、在关联装配体中生成的零件特征等。单击零部件名称前的【+】号，可以展开或折叠每个零部件以查看其中的细节。如要折叠设计树中所有的项目，可双击其顶部的装配体图标。在一个装配体中可多次使用相同的零件，每个零件之后都有一个后缀＜n＞，n表示了装配体中同一种零件的数量。每添加一个相同零件到装配体中，数目n都会增加1。7.1.3插入装配零部件制作装配体需要按照装配的过程，依次插入相关零件，有多种方法可以将零部件添加到一个新的或现有的装配体中：（1）使用【插入零部件】属性管理器。（2）从任何窗格中的文件探索器拖动。（3）从一个打开的文件窗口中拖动。（4）从资源管理器中拖动。（5）从InternetExplorer中拖动超文本链接。（6）在装配体中拖动以增加现有零部件的实例。（7）从任何窗格中的设计库中拖动。（8）使用插入智能扣件来添加螺栓、螺钉、螺母、销钉、以及垫圈。7.1.3插入装配零部件（1）首先导入一个装配体中的固定件。（2）选择【插入】|【零部件】|【现有零件／装配体】菜单命令或者单击【装配体】选项卡中的【插入零部件】按钮，系统弹出如图所示的【插入零部件】属性管理器和【打开】对话框。（3）在【打开】对话框中选择需要装配的零件或者装配体文件，单击【确定】按钮，系统返回到【插入零部件】属性管理器。如果需要重现选择装配的零件或者装配体文件，可以单击【插入零部件】属性管理器中的【浏览】按钮，系统弹出【打开】对话框，在该对话框中选择要插入的零件，在对话框右上方可以对零件形成预览。（4）打开零件后，鼠标箭头旁会出现一个零件图标。一般固定件放置在原点，在原点处单击插入该零件，此时特征管理器中的该零件前面会自动加有【（固定）】标志，表明其已定位。（5）按照装配的过程，用同样的方法导入其他零件，其他零件可放置在任意点。（6）此时使用【装配体】选项卡的【移动零件】按钮到合适的位置。7.1.3插入装配零部件另外一种方法为从资源管理器拖放来添加零部件，其操作方法如下：（1）打开一个装配体。（2）打开Windows下的资源管理器，使它显示在最上层，而不被任何窗口所遮挡，浏览到包含所需零部件的文件夹。（3）找到有关零件所在的目录，从资源管理器窗口中拖动文件图标到的显示窗口的任意处。（4）此时零部件预览会出现在图形窗口中。然后将其放置在装配体窗口的图形区域。（5）如果零部件具有多种配置，就会出现选择配置对话框。选择需要插入的配置，然后单击【确定】按钮。（6）用同样的方法导入其他零件，在装配图中的所有零件上都显示了各自的原点（7）如果想要隐藏原点，可以通过选择【视图】|【原点】菜单命令，将所有的原点隐藏。7.1.4删除装配零件如果想要从装配体中删除零部件，可以按下面的步骤进行：（1）在装配体的图形区域或【FeatureManager设计树】中选择想要删除的零部件。（2）按键盘中的<Delete>键，或选择【编辑】|【删除】菜单命令，或单击鼠标右键，在弹出快捷菜单中【删除】命令，此时系统弹出如右图所示的【删除确认】对话框。（3）单击对话框中【是】按钮以确认删除。此零部件及其所有相关项目（配合、零部件阵列、爆炸步骤等）都会被删除。7.2定位零部件调入装配环境中的每个零部件在空间坐标系都有三个平移和三个旋转共6个自由度，通过添加相应的约束可以消除零部件的自由度。为装配体中的零部件添加约束的过程就是消除其自由度的过程。7.2.1固定零部件要固定零部件，只要在【FeatureManager设计树】中或者绘图区选择想要固定的零部件，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【固定】命令即可，如右图所示。如果解除固定关系，在【FeatureManager设计树】中或者绘图区选择已固定的零部件，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【浮动】命令即可。当一个零部件被固定之后，在【FeatureManager设计树】中，该零部件名称的左侧出现文字【固定】，表示该零部件已经被固定。7.2.2移动零部件和旋转零部件1.移动零部件操作（1）单击【装配体】选项卡中的【移动零部件】按钮，系统弹出如右图所示的【移动零部件】属性管理器。（2）这时光标的形状变为，选中要移动的零部件，就可以移动零部件到需要的位置。（3）单击【确定】按钮或者再次单击【装配体】选项卡上的【移动零部件】按钮完成零部件的移动。7.2.2移动零部件和旋转零部件2.旋转零部件操作（1）单击【装配体】选项卡中的【旋转零部件】按钮，系统弹出如右图所示的【旋转零部件】属性管理器。（2）这时光标的形状变为，选中需要旋转的零部件，就可以旋转零部件到需要的位置。由DeltaXYZ：在属性管理器中键入X、Y或Z值，然后单击应用。零部件按照指定角度值绕装配体的轴旋转。（3）单击【确定】按钮或者再次单击【装配体】选项卡上的【选准零部件】按钮完成零部件的旋转。7.2.3添加配合关系1.添加配合的基本步骤配合是建立零部件之间的关系，添加配合关系的步骤如下：（1）选择【插入】|【配合】菜单命令或者单击【装配体】选项卡中的【配合】按钮，系统弹出如右图所示的【配合】属性管理器。（2）单击【配合选择】选项组中图标右侧的显示框，激活【要配合的实体】列表框，在图形区选择需配合的实体。（3）选择符合设计要求的配合方式。（4）单击【确定】按钮，生成添加配合。7.2.3添加配合关系2.【配合选择】选项组选择想要配合在一起的面、边线、基准面等等，被选择的选项出现在其后的选项面板中。使用时可以参阅以下所列举的配合类型之一。3.【标准配合】选项卡【标准配合】选项卡中有【重合】、【平行】、【垂直】、【相切】、【同轴心】、【距离】、【锁定】和【角度】配合等。所有配合类型会始终显示在特征管理设计树中，但只有适用于当前选择的配合才可供使用。使用时根据需要可以切换配合对齐。4.【高级配合】选项卡【高级配合】选项卡中有【轮廓中西】、【对称】、【宽度】、【路径配合】、【线性/线性耦合】和【限制配合】等，可以根据需要切换配合对齐5.【机械配合】选项卡此类配合专门用于常用机械零件之间的配合。7.2.3添加配合关系6.【配合】选项组配合框包含【FeatureManager设计树】打开时添加的所有配合，或正在编辑的所有配合。当配合框中有多个配合时，可以选择其中一个进行编辑。要同时编辑多个配合，要在特征管理器中选择多个配合，然后用右键单击并选择编辑特征，所有配合即会出现在配合框中。7．【选项】选项组【添加到文件夹】复选框：选择该选项后，新的配合会出现在特征管理器中的配合组文件夹中。清除该选项后，新的配合会出现在配合组中。7.2.4删除配合关系如果装配体中的某个配合关系有错误，用户可以随时将它从装配体中删除掉。删除配合关系的操作步骤如下：（1）【FeatureManager设计树】中，选择需要删除的配合关系，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【删除】命令。（2）系统弹出如右图所示的【删除确认】对话框。（3）单击对话框中【是】按钮以确认删除。7.2.5修改配合关系SOLIDWORKS修改配合关系用户可以像重新定义特征一样，对已经存在的配合关系进行修改。修改配合关系的操作步骤如下：（1）在【FeatureManager设计树】中，选择需要修改的配合关系，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【编辑特征】按钮。（2）系统弹出相关配合的属性管理器，如果要替换配合实体，在（要配合实体）列表框中删除原来实体后，重新选择实体；也可以在【配合类型】选项中重新选择配合类型。（3）单击【确定】按钮，完成配合关系的修改。7.3装配中的零部件操作装配中的零部件操作包括：利用复制、镜向或阵列等方法生成重复零件。在装配体中修改已有的零部件；通过隐藏/显示零部件的功能简化复杂的装配。7.3.1零部件的复制

可以复制已经在装配体文件中存在的零部件，在装配时用户可以不必重复插入零件而是利用复制的方法，快速完成零件的插入并完成装配。按住<Ctrl>键，在【FeatureManager设计树】中，选择需复制零部件的文件，并按住鼠标左键将零件拖动至绘图区中需要的位置后，释放鼠标，即可实现零部件的复制，此时，可以看到在特征管理设计树中添加一个相同的零部件，在零件名后存在一个引用次数的注释，如右图所示。7.3.2圆周零部件阵列生成圆周零部件阵列的操作步骤：（1）选择【插入】|【圆周零部件阵列】菜单命令或者单击【装配体】选项卡中的【圆周零部件阵列】按钮，系统弹出如右图所示的【圆周阵列】属性管理器。（2）为阵列轴选择一基准轴或线性边线。阵列绕此轴旋转。（3）在【角度】文本框中输入角度。此为实例中心之间的圆周数值。（4）在【实例数】文本框中输入阵列的个数。此为包括源零部件的实例总数。（5）选中【等间距】将角度设定为360°，可将数值更改到一不同角度，实例会沿总角度均等放置。（6）在要阵列的零部件中单击，然后选择源零部件。（7）若想跳过实例，在要跳过的实例中单击，然后在图形区域选择实例的预览。（8）单击【确定】按钮，完成零部件的，的效果如右图所示。7.3.3线性零部件阵列完成零部件线性阵列的操作步骤：（1）选择【插入】|【线性零部件阵列】菜单命令或者单击【装配体】选项卡中的【线性零部件阵列】按钮，系统弹出如图所示的【线性阵列】属性管理器。（2）在【方向1】选项组中，需要为【阵列方向】选择一线性边线或线性尺寸。为阵列间距输入一数值。此为实例中心之间的数值。为阵列实例数输入一数值。此为包括源零部件的实例总数。（3）定义【方向2】为重复双向阵列，【方向2】选项组与【方向1】选项组相同。（4）在【要阵列的零部件】中单击，然后选择源零部件。（5）若想跳过实例，在【要跳过的实例】中单击，然后在图形区域选择实例的预览。（6）当指针位于图形区域中的预览上时形状将变为。（7）单击【确定】按钮，完成零部件的线性阵列，线性阵列的效果如右图所示。7.3.4阵列驱动零部件阵列完成零部件阵列驱动阵列的操作步骤：（1）选择【插入】|【阵列驱动零部件阵列】菜单命令或者单击【装配体】选项卡中的【阵列驱动零部件阵列】按钮，系统弹出如右图所示的【阵列驱动】属性管理器。（2）单击【要阵列的零部件】选项组中图标右侧的显示框，然后选择要阵列的零部件。（3）单击【驱动特征或零部件】选项组中图标右侧的显示框，然后选择驱动阵列。选择驱动特征时，可以在【FeatureManager设计树】中选择，也可以在模型上选取，但是条件是模型上必须要有阵列特征。（4）若想跳过实例，在【要跳过的实例】中单击，然后在图形区域选择实例的预览。（5）单击【确定】按钮，完成零部件的特征驱动阵列，特征驱动阵列的效果如右图所示。7.3.5镜向零部件完成零部件镜向的操作步骤：（1）选择【插入】|【镜向零部件】菜单命令或者单击【装配体】选项卡中的【镜向零部件】按钮，系统弹出如左图所示的【镜向零部件】属性管理器。（2）激活【镜向基准面】列表框，选择镜向基准面或者平面。（3）激活【要镜向的零部件】列表框，选择一个或多个需镜向或复制的零部件。其零件名将出现在该列表框中。（4）单击【下一步】按钮，进入下一步状态，【镜向零部件】属性管理器如右图所示。（5）确定是否要生成相反方位版本，如果需要，单击【生产相反方位版本】按钮，表示零部件被镜向，镜向的零部件的几何体发生变化，生成一个真实的镜向零部件。（6）单击【确定】按钮，完成镜向零部件。7.3.6编辑零部件提供的零件模型在零件环境、装配环境和工程图环境的数据共享。（1）在【FeatureManager设计树】中选择需要编辑的零件，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【编辑】命令或单击【装配体】选项卡上的【编辑零部件】按钮，此时，其他零部件将呈现透明状。（2）单击该零件前的符合，选择该零件需编辑的特征，根据需要编辑即可。（3）完成编辑，单击【装配体】选项卡上的【编辑零部件】按钮，结束【编辑零部件】命令。或者单击绘图区右上角的按钮。7.3.7显示/隐藏零部件为了方便装配装配和在装配体中编辑零部件，可以将影响视线的零部件隐藏起来。1.隐藏零部件在特征管理设计树中选择需要隐藏的零件，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【隐藏零部件】命令，并且在特征管理设计树中零部件将呈现透明状。2.显示零部件在特征管理设计树中选择需要隐藏的零件，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【显示零部件】命令。7.3.8压缩零部件为了减少工作时装入和计算的数据量，更有效地使用系统资源，可以根据某段时间内的工作范围，指定合适的零部件为压缩状态，装配体的显示和重建会更快。1.压缩零部件在特征管理设计树中选择需要隐藏的零件，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【压缩】命令，完成压缩。2.解除压缩在特征管理设计树中选择需要隐藏的零件，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【解除压缩】命令，完成解除压缩。7.4装配体检查装配体检查主要包括碰撞检查、动态间隙、干涉检查和装配体统计等，用于检查装配体各个零部件装配后装配是否正确和装配信息等。7.4.1碰撞检查撞检查时，零部件之间必须有适当的配合关系，但是不能完全配合，否则零部件不能移动。完成碰撞检查的操作步骤：（1）启动SOLIDWORKS软件，选择【文件】|【打开】菜单命令，系统弹出【打开】对话框。（2）在练习文件目录中选择“上料装置”文件夹中的“气缸MI16x50”装配体文件，单击【打开】按钮。（3）选择【工具】|【零部件】|【移动】或【旋转】菜单命令，系统弹出如左图所示的【移动零部件】属性管理器。（4）【选项】选项组组中选中【碰撞检查】和【所有零部件之间】单选按钮，勾选【碰撞停止】复选框，则碰撞时零件会停止运动；在【高级选项】选项组中勾选【高亮显示面】和【声音】复选框，则碰撞时零件会高亮显示并计算机会发出碰撞的声音。（5）在绘图区拖动零件“气缸MI16x50活塞杆”向外移动，在碰撞零件“气缸MI16x50缸体”时，零件“气缸MI16x50活塞杆”会停止运动，同时零件“气缸MI16x50缸体”会高亮显示，如右图所示。7.4.2利用物理动力学如果想要使用物理动力学移动零部件，可以采用下面的步骤：（1）选择【工具】|【零部件】|【移动】或【旋转】菜单命令，系统弹出【移动零部件】属性管理器或者【旋转零部件】属性管理器。（2）在【移动零部件】属性管理器或者【旋转零部件】属性管理器中的【选项】选项组中选择【物理动力学】单选框。（3）移动【灵敏度】滑杆来更改物资动力检查碰撞所使用的频度。将滑杆移到右边来增加灵敏度。当设定到最高灵敏度时，软件每.02mm（以模型单位）就检查一次碰撞。当设定到最低灵敏度时，检查间歇为20mm。（4）根据需要，指定参与碰撞的零部件：单击【这些零部件之间】，为【供碰撞检查的零部件】选择零部件，单击【恢复拖动】按钮。在碰撞检查中选择具体的零部件可提高物资动力的性能。只选择与正在测试的运动直接涉及的那些零部件。（5）选择【仅被拖动的零件】来检查只与选择移动的零部件的碰撞。当消除选择时，所选择要移动的零部件遗迹任何由于与所选零部件配合而移动的其它零部件将都检查。（6）在图形区域中拖动零部件。当物资动力检测到一碰撞时，将在碰撞的零件之间添加一相触力并允许拖动继续。只要两个零件相触，力将保留。当两个零件不再相触时，力被移除。（7）单击【确定】按钮，即可完成所有的操作。7.4.3干涉检查而利用干涉检查以后便可以：（1）确定零部件之间是否干涉。（2）显示干涉的真实体积为上色体积。（3）更改干涉和不干涉零部件的显示设定以更好看到干涉。（4）选择忽略想排除的干涉，如紧密配合、螺纹扣件的干涉等等。（5）选择将实体之间的干涉包括在多实体零件内。（6）选择将子装配体看成单一零部件，这样子装配体零部件之间的干涉将不被报出。（7）将重合干涉和标准干涉区分开来。7.4.3干涉检查选择【工具】|【评估】|【干涉检查】菜单命令或者单击【装配】选项卡中的【干涉检查】按钮，系统弹出如右图所示的【干涉检查】属性管理器。7.5爆炸视图为了便于直观的观察装配体之间零件与零件之间的关系，经常需要分离装配体中的零部件以形象地分析它们之间的相互关系。装配体的爆炸视图可以分离其中的零部件以便查看这个装配体。装配体爆炸后，不能给装配体添加配合，一个爆炸视图包括一个或多个爆炸步骤，每一个爆炸视图保存在所生成的装配体配置中，每一个配置都可以有一个爆炸视图。7.5.1爆炸视图简介1.爆炸属性选择【插入】|【爆炸视图】菜单命令或者单击【装配】选项卡中的【爆炸视图】按钮，系统弹出如右图所示的【爆炸】属性管理器。没有创建爆炸视图与已经创建了爆炸视图时的【爆炸】属性管理器有所不同；创建爆炸视图后，在【爆炸步骤】选项组中，选中爆炸步骤（链×）与选中爆炸的零部件时，【爆炸】属性管理器也有所不同，如右图所示。7.5.1爆炸视图简介2.添加爆炸如果要对装配体添加爆炸，可以采用下面的操作步骤：（1）打开要爆炸的装配体文件，单击【装配】选项卡中的【爆炸视图】按钮，系统弹出【爆炸】属性管理器。（2）在图形区域或弹出的特征管理器中，选择一个或多个零部件以将其包含在第一个爆炸步骤中。此时操纵杆出现在图形区域中，在【爆炸】属性管理器中，零部件出现在设定下的爆炸步骤的零部件中。（3）将指针移到指向零部件爆炸方向的操纵杆控标上。（4）拖动操纵杆控标来爆炸零部件，爆炸步骤出现在爆炸步骤下。（5）在设定完成的情况下，单击【完成】按钮，【爆炸】属性管理器中的内容清除，而且为下一爆炸步骤作准备。（6）根据需要生成更多爆炸步骤，