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1、SolidWorks高级零件建模实验三 SolidWorks高级零件建模 一、 实验目的 1. 2. 3. 4. 掌握具有对称结构或部分结构相同的零件的造型方法 掌握SolidWorks特征阵列与特征操作的方法 掌握方程式的应用方法 熟悉曲线与曲面的操作方法 二、 实验内容 完成下列零件造型 三、 实验步骤 1. 蜗杆 蜗杆是一种机械传动零件，与蜗轮配合使用，有降低转速、增大转矩的功能。 完成图 1所示的蜗杆 设计意图： 螺纹为直线齿形，由角度、分度圆和齿顶圆直径确定齿的形状 键槽的位置由到蜗杆左端面的位置确定 键槽底面到轴中心的距离为3.5 轴两端面倒角角度为45，距离为1 图 1 蜗杆 (
2、1) 草图1 选取前视基准面，单击“草图绘制”按钮点绘制水平线； 使用直线工具，进入草图绘制，使用中心线工具过原绘制轴的截面轮廓，注意轮廓是封闭的； 点击“职能尺寸”，标注尺寸；标注直径尺寸时，选中要标注的点，然后选择中心线，将尺寸移动到中心线另一侧即可标注直径。 图 2 草图1 (2) 旋转拉伸 选中草图1，点击“选转凸台/基体”按钮1所示，点击“确定”按钮。 ，设置旋转角度为360度，如图 3 旋转图 3 旋转1 (3) 直线齿轮廓 选取前视基准面，单击“草图绘制”按钮，进入草图绘制，单击“正视于”按钮，选择轴轮廓上侧边线，点击“转换实体引用”图标按钮线。 使用“直线工具”并使用裁减工具间
3、切掉梯形外的直线部分。 ，在当前草图上，出现一黑色边，捕捉端点，借用已有直线作梯形。 图 4 梯形 使用中心线工具在梯形内作一水平线，端点在两侧边线上。 点击选中菜单栏“视图临时轴”，出现旋转体的中心轴，用来标注尺寸，完成尺寸标注，表示，齿距3.14，齿顶圆直径32，分度圆直径28，退出当前草图。 图 5 齿形轮廓草图 (4) 螺旋线草图 选中最大直径阶梯轴端面，如图 6 选择螺旋线草图平面所示，点击“绘制草图”命令进入草图。 图 6 选择螺旋线草图平面 选择轮廓边线，点击“转换实体引用”图标按钮退出绘制草图3。 (5) 螺旋线 ，生成圆形轮廓。 选择草图3，点击曲线工具栏中的螺旋线按钮 设置
4、参数如图 7 螺旋线所示，使用“螺距和圈数”定义，螺距为6.28，圈数为5.6，起始角度为90，以保证螺旋线穿越齿形轮廓的端点，通过图形御览，决定是否选择“反向”。完成后，点击“确定”按钮。 图 7 螺旋线 (6) 螺纹 点击“扫描”图标按钮，选择草图2为扫描轮廓，螺旋线为扫描路径，如图 8所示。 图 8 扫描 (7) 基准面 在“参考几何体”工具栏中点击“基准面”图标按钮，“参考实体”选择为上视基准面，距离为3.5，点击“确定”按钮。 图 9 基准面1 (8) 键槽草图 选中基准面1，单击“草图绘制”按钮绘制草图。 在轴中心绘制中心线， ，进入草图绘制，单击“正视于”按钮，图 10 中心线
5、单击“等距实体”按钮，出现“等距实体”属性管理器，在“等距距离”文本框内输入“2mm”，在图形区域选择中心线，在属性管理器中选中“添加尺寸”、“选择链”、“双向”和“顶端加盖”复选框，选中“圆弧”单选按钮，单击“确定”按钮，标注尺寸， 图 11 等距实体 标注如图 12所示尺寸，完成后，退出草图。 图 12 标注尺寸 (9) 拉伸切除 选中草图4，点击“拉伸切除”图标按钮，出现“切除-拉伸”属性管理器，在“终控制，止条件”下拉列表框内选择“完全贯穿”选项，查看切除方向，如果反向，使用单击“确定”按钮。 (10) 倒角 在特征工具栏中点击“倒角”图标按钮端面与右端面边线，完成倒角。 ，设置倒角角
6、度为45，距离为1，选择左图 13 倒角 (11) 方程式 点击菜单工具方程式，单击添加按钮，双击螺旋线，在图形区域出现螺旋线尺寸，双击螺距6.28，在方程式对话框中出现该尺寸的名称，在后面输入=，再在特征树中双单击草图2，出现草图2尺寸，双击3.14，尺寸名称出现在方程式中，在后面输入*2，确定 修改齿距，观察螺纹变化。 独立添加方程式，控制螺纹圈数。 (12) 蜗杆完成，保存为文件“蜗杆.sldprt”. 2. 法兰 完成下列零件造型 图 14 法兰盘 零件关于中心面上下左右对称 所有的孔为通孔 (1) 草图1 选取前视基准面，单击“草图绘制”按钮心在原点的圆，使用直线工具为100，如图
7、15所示 ，进入草图绘制，使用圆工具，绘制中绘制两条竖直线，标注圆直径为130，两直线之间的距离图 15 草图1 使用草图工具栏中的裁剪实体工具所示。 ，剪切直线在圆外的部分和外侧圆弧，如图 16图 16 草图裁剪 使用中心线工具，绘制过原点的竖直中心线，点击添加几何关系图标按钮心线和两条竖直线，点击“对称”关系。 ，选择中图 17 对称几何关系 (2) 拉伸基体 单击“拉伸凸台/基体”按钮，出现“拉伸”属性管理器，在“终止条件”下拉列表框内选择“给定深度”选项，在“深度”文本框内输入“12mm”，单击“确定”按钮，如图 18所示。 图 18 拉伸基体 (3) 草图2 选取拉伸实体的前表面，点
8、击草图绘制命令单击“草图绘制”按钮圆工具，绘制圆心在原点的圆，标注直径尺寸为55. (4) 拉伸凸台2 ，进入草图绘制，单击“拉伸凸台/基体”按钮，出现“拉伸”属性管理器，在“终止条件”下拉列表框内选择“给定深度”选项，在“深度”文本框内输入“45mm”，单击“确定”按钮。 图 19 拉伸凸台2 (5) 草图3 选取圆柱凸台的顶面，点击草图绘制命令单击“草图绘制”按钮圆工具，绘制圆心在原点的圆，标注直径尺寸为42. ，进入草图绘制，图 20 草图3 (6) 拉伸切除1 单击“拉伸切除”按钮，出现“切除-拉伸”属性管理器，在“终止条件”下拉列表框内选择“完全贯穿”选项，单击“确定”按钮， 图 2
9、1 拉伸切除1 (7) 草图4 选择如图 22所示实体表面，点击草图绘制命令单击“草图绘制”按钮绘制，使用圆工具绘制圆，标注直径为7 ，进入草图图 22 草图平面 点击添加几何关系图标按钮，选择原点和圆心，点击“竖直”关系 图 23 添加几何关系 (8) 拉伸切除2 单击“拉伸切除”按钮，出现“切除-拉伸”属性管理器，在“终止条件”下拉列表框内选择“完全贯穿”选项，单击“确定”按钮， 图 24 拉伸切除2 (9) 特征镜像 单击特征工具栏中的特征镜像按钮，显示一个“特征镜像/曲面”属性管理器，“镜像面”为上视基准面，“要镜像的特征”为切除-拉伸2，点击“确定”按钮。 图 25 特征镜像 (10
10、) 草图5 选取草图4所在的平面，单击“草图绘制”按钮视于”按钮，进入草图绘制，点击视图中的“正，绘制如所示草图并标注尺寸，圆心的圆心在倾斜的中心线上。 图 26 草图5 (11) 拉伸切除3 单击“拉伸切除”按钮，出现“切除-拉伸”属性管理器，在“终止条件”下拉列表框内选择“完全贯穿”选项，单击“确定”按钮， 图 27 拉伸切除3 (12) 特征阵列 选中菜单栏视图-临时轴， 单击特征工具栏中的“圆周阵列”图标按钮，显示一个“圆周阵列”属性管理器，“阵列轴”为圆柱面的中心轴，“要阵列的特征”为切除-拉伸3，角度为360度，实例数为4，等间距，点击“确定”按钮。 图 28 圆周阵列 (13)
11、在中心孔的两端倒角 在特征工具栏中点击“倒角”图标按钮心孔的两端边线，完成倒角。 ，设置倒角角度为45，距离为3，选择中图 29 倒角 (14) 保存零件为“法兰.sldprt” 3. 活塞杆 分析：该零件一端为带孔圆柱体，另一端为一个半圆环，圆环两侧有两个固定座。圆柱体与半圆环之间由3块筋板连接，其中两侧的筋板对称于零件的中心平面，而且不平行于中心平面。 根据零件的结构特点，建模时可以通过拉伸和切除特征来构造带孔圆柱体、半圆环和中间带孔的筋板。 而两侧的筋板则需要根据其中一侧筋板的前视图和右视图上的投影，分别构建两个实体，组合后取其交集生成一个筋板，再利用镜像方法生成另外一个筋板。 (1)
12、草图1 选取前视基准面，单击“草图绘制”按钮，进入草图绘制，使用“中心/起点/终点”工具绘制半圆，图中圆心与坐标原点重合，起点和终点在与原点水平的位置上；绘制直线封闭半圆轮廓，直线为水平线且过坐标原点。 图 30 草图1 (15) 拉伸凸台1 单击“拉伸凸台/基体”按钮，在属性管理器中将终止条件设为“两侧对称”，拉伸深度设为80mm，生成实体“拉伸” 图 31 拉伸1 (16) 草图2 选取前视基准面，单击“草图绘制”按钮，进入草图绘制，过坐标原点绘制一条垂直中心线，以中心线上距坐标原点110mm 的一点为圆心，绘制一个直径为36mm 的圆。 图 32 草图2 (17) 拉伸2 单击“拉伸凸台
13、/基体”按钮，在属性管理器中将终止条件设为“两侧对称”，拉伸深度设为40mm，生成实体“拉伸2” 图 33 拉伸2 (18) 草图3 选取右视基准面，单击“草图绘制”按钮，进入草图绘制，绘制或原点的竖直中心线； 再做直线，直线的两端点在拉伸实体的轮廓边线上，到中心线的距离分别是8、23; 选择直线，点击等距实体工具轮廓。 ，做等距直线，距离为5，再绘制直线，将两直线形成封闭图 34 草图3 (19) 拉伸3 单击“拉伸凸台/基体”按钮，将属性管理器中的“合并结果”选项取消，确定其未被选中；将终止条件设为“两侧对称”，拉伸深度设为80mm，生成实体“拉伸3” 图 35 拉伸3 (20) 草图4
14、选取前视基准面，单击“草图绘制”按钮，进入草图绘制，完成草图4。 其中顶边水平线是小圆的直径，水平；两侧边线与大圆轮廓相切。 图 36 草图4 (21) 拉伸4 单击“拉伸凸台/基体”按钮，将属性管理器中的“合并结果”选项取消，确定其未被选中；将终止条件设为“给定深度”，拉伸深度设为40mm，方向拉伸3的一侧，生成实体“拉伸4”。 图 37 拉伸4 (22) 组合实体 此时绘图窗口中共存在4 个相互独立的实体。 按住Ctrl 键，在绘图窗口中选取拉伸3 和拉伸4，单击特征工具栏中的“组合”图标(也可以菜单插入特征组合中选取)，在组合属性管理器中，将操作类型设为，单击组合出侧面筋板模型；此时设计
15、树中的实体文件夹显示当前窗口中实体个数为3。 图 38 实体组合 (23) 实体镜像 单击特征工具栏中的“镜像”图标，在“镜像”属性管理器中单击“镜像面/基准面“栏，选取绘图窗口中的“前视”基准面；单击“要镜像的实体”栏，选取设计树中“实体”文件夹下的实体“组合1”单击生成筋板实体的镜像 图 39 实体镜像 (24) 草图5 选取右视基准面，单击“草图绘制”按钮，进入草图绘制，绘制一个梯形，添加几何关系使该梯形的两个斜边分别与左右两个筋板的内侧轮廓线共线，完成草图5。 图 40 草图5 (25) 拉伸5 单击“拉伸凸台/基体”按钮，确定属性管理器中“合并结果”选项被选中，并将终止条件设为“两侧
16、对称”，将拉伸深度设为10mm，单击生成拉伸5 拉伸5 将左右筋板及上下两端的实体桥接成为一个实体。此时设计树“实体”文件夹显示当前绘图窗口内的实体数为1。 图 41 拉伸5 (26) 草图6 选取右视基准面，单击“草图绘制”按钮 ，进入草图绘制，草图6。 图 42 草图6 (27) 拉伸切除1 单击“拉伸切除”按钮，出现“切除-拉伸”属性管理器，方向1和方向2，在“终止条件”下拉列表框内都选择“完全贯穿”选项，单击“确定”按钮， 图 43 拉伸切除 (28) 草图7 选取上视基准面，单击“草图绘制”按钮 ，进入草图绘制，草图7。 图 44 草图7 (29) 拉伸6 单击“拉伸凸台/基体”按钮
17、，确定属性管理器中将终止条件设为“给定深度”，将拉伸深度设为6mm，单击生成拉伸6 图 45 拉伸6 (30) 特征镜像 单击特征工具栏中的特征镜像按钮，显示一个“特征镜像/曲面”属性管理器，“镜像面”为右视基准面，“要镜像的特征”为拉伸6，点击“确定”按钮。 图 46 特这镜像 (31) 草图8 选取图示表面做草图。 图 47 草图平面 沿底边，完成半径为25的封闭半圆轮廓。 (32) 拉伸切除2 单击“拉伸切除”按钮，出现“切除-拉伸”属性管理器，在“终止条件”下拉列表框内都选择“完全贯穿”选项，单击“确定”按钮， 图 48 拉伸切除2 (33) 草图9 选取图示表面做草图。完成草图9 图
18、 49 草图9 (34) 拉伸切除3 单击“拉伸切除”按钮，出现“切除-拉伸”属性管理器，在“终止条件”下拉列表框内都选择“完全贯穿”选项，单击“确定”按钮， 图 50 拉伸切除3 (35) 圆角 设定圆圆角半径为2，选择图示边线。 图 51 圆角 (36) 保存文件为“活塞杆.sldprt” 4. 使用曲面造型方法完成瓶子 (1) 建立椭圆轮廓、路径、引导线草图 (2) 使用扫描曲面工具(3) 使用平面区域工具建立扫描曲面 选择底面轮廓封闭地面 (4) 在前视基准面上作草图 (5) 使用分割线工具(6) 使用等距曲面工具(7) 使用删除面工具(8) 使用直纹曲面工具(9) 使用缝合曲面工具分割曲面 做等距曲面 删除原有分割曲面 建立两个曲面的连接 缝合所有曲面 (10) 使用菜单插入凸台/基体加厚工具，将曲面加厚成实体。 四、 思考题 1. 体现设计意图的因素有哪些？
