1、第五章 装配体,前面几章介绍了零件的各种设计方法，用以生成各种各样的零件模型，但是一般来说，单纯的零件没有实际意义。对于机械设计而言，一个运动机构、一台装置或设备才有意义。将已经完成的各个独立的零件，根据预先的设计要求装配成为一个完整的装配体，并在此基础上对其进行运动测试，检查是否完成设计功能，才是设计的最终目的，也是SolidWorks的要点之一。,5.1 SolidWorks装配综述,SolidWorks不仅提供了丰富的用于装配的工具，还提供了多种统计、计算和检查工具，如质量特性、干涉检查等，并且可以很方便地生成装配体爆炸图，清晰地表示装配体中各零件之间的位置关系。,5.1 SolidWo
2、rks装配综述,5.1 SolidWorks装配综述,在SolidWorks 中，装配体的零部件可以是独立的零件，也可以是其它的装配体子装配体。在大多数情况下，零件和子装配体的操作方法是相同的。零部件被链接（而不是复制）到装配体文件，装配体文件的扩展名为“.sldasm”。,5.1 SolidWorks装配综述,装配体文件中保存了两方面的内容：一是进入装配体中各零件的路径，二是各零件之间的配合关系。一个零件放入装配体中时，这个零件文件会与装配体文件产生链接的关系。在打开装配体文件时，SolidWorks 要根据各零件的存放路径找出零件，并将其调入装配体环境。所以装配体文件不能单独存在，要和零件
3、文件一起存在才有意义。,5.1 SolidWorks装配综述,在打开装配体文件时，系统会自动查找组成装配体的零部件，其查找顺序是：内存当前文件夹最后一次保存位置。如果在这些位置都没有找到相应的零部件，系统会弹出找不到零件对话框，提示用户自已进行查找。此时，用户可以两种选择：选择【是】，浏览至该文件的位置打开即可。在对装配体进行保存后，系统会记住该零件新的路径；选择【否】，则会忽略该零件，在打开的装配体绘图区中缺失该零件,但在设计树中仍有该零件的名称，且呈灰色显示。,5.1 SolidWorks装配综述,装配设计的基本概念 在SolidWorks装配环境中，既可以操作装配体中的独立零件，也可以操
4、作各级子装配体。在以子装配体为操作对象时，子装配体将被视作一个整体，其大多数操作与独立零件并无本质区别。,5.1 SolidWorks装配综述,装配体设计有两种方法：“自下而上”设计方法和“自上而下”设计方法。 “自下而上”设计方法是比较传统的设计方法。在“自下而上”设计中，先分别设计好各零件，然后将其逐个调入到装配环境中，再根据装配体的功能及设计要求对各零件之间添加约束配合。由于零部件是独立设计的，与“自上而下”设计法相比，使用“自下而上”设计法可以使用户更能专注于单个零件的设计工作。,5.1 SolidWorks装配综述,“自上而下”的设计方法从装配体中开始设计，允许用户使用一个零件的几何
5、体来帮助定义另一个零件，或者生成组装零件后再添加新的加工特征，进一步进行详细的零件设计。 目前通常使用的装配设计方法是“自下而上”，本章也是仅对此种方法进行介绍。,5.1 SolidWorks装配综述,装配既然要表达产品零部件之间的配合关系，必然存在着参照与被参照的关系。对于静态装配而言，参照的概念并不是很突出，但是如果两个零件之间存在运动关系时，就必须明确装配过程中的参照零件。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。,5.1 SolidWorks装配综述,装配
6、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。,5.1 SolidWorks装配综述,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。SolidWorks默认第一个调入装配环境中的零件为“地”零件。,5.1 SolidWorks装配综述,操作
7、界面 进入装配体环境有两种方法：第一种是新建文件时，在弹出的【新建SolidWorks文件】对话框中选择【装配体】 模板，单击【确定】按钮即可新建一个装配体,第二种是在零件环境中，选择菜单栏【文件】/【从零件制作装配体】 命令，切换到装配体环境。,5.1 SolidWorks装配综述,当新建一个装配体文件或打开一个装配体文件时，即进入SolidWorks装配界面，其界面和零件模式的界面相似，装配体界面同样具有菜单栏、工具栏、设计树、控制区和零部件显示区。在左侧的控制区中列出了组成该装配体的所有零部件。在设计树最底端还有一个配合的文件夹，包含了所有零部件之间的配合关系。,5.1 SolidWor
8、ks装配综述,装配环境与零件环境的不同之处在于装配环境下的零件空间位置存在参考与被参考的关系，体现为“固定零件”和“浮动零件”。在装配环境中选择零件，通过右键快捷菜单，可以设置零件为【固定】或者【浮动】。在SolidWorks装配体设计时，需要对零件添加配合关系，限制零件的自由度，以使零件符合工程实际的装配要求。,5.1 SolidWorks装配综述,装配体工具栏 SolidWorks 的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。下面来看一下【装配体】工具栏，其中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
9、含有同类别的命令按钮。需要说明的是，这里的命令按钮的种类和数量可以由用户按自已的喜好设置。,5.1 SolidWorks装配综述,【编辑零部件】：当选中一个零件，并且单击该按钮后，【编辑零部件】按钮处于被按下状态，被选中的零件处于编辑状态。这种状态和单独编辑零件时基本相同。被编辑零件的颜色发生变化，设计树中该零件的所有特征也发生颜色变化。这种变化后的颜色可以通过系统选项的颜色设置重新设置。需要注意的是，单击【编辑零部件】按钮后只能编辑零件实体，对其他内容无法编辑。再次单击该按钮退出零件编辑或者右上角 按钮退出编辑。,【装配体】工具栏中常用的命令按钮有：,5.1 SolidWorks装配综述,【
10、插入零部件】：通过这个插入零部件按钮，可以向装配体中调入已有的零件或子装配体，这个按钮和菜单栏【插入】/【零部件】的命令功能一样。【新零件】：单击新零件（装配体工具栏），或单击插入、零部件、新零件。【新装配件】：单击新装配体（装配体工具栏），或单击插入、零部件、新装配体。在 设计树中，用右键单击顶层的装配体图标或现有的子装配体图标，然后选择插入新子装配体。,5.1 SolidWorks装配综述,【随意配合复制】：将现有装配完整的零件进行配合复制【 配合/约束】：用于确定两个零件之间的相互位置，即添加几何约束，使其定位。在一个装配体中插入零部件后，需要考虑该零件和别的零件是什么装配关系，这就需要
11、添加零件间的约束关系。标准配合下有角度、重合、同轴心、距离、平行、垂直和相切配合。在选择需要的点、线、面时经常需要改变零件的位置显示，此时一般与【视图】工具栏，特别是其中的【旋转视图】和【平移】两个按钮配合使用。,5.1 SolidWorks装配综述,在 FeatureManager 设计树中，一个零部件名称都可以有一个前缀，此前缀提供了有关该零部件与其它零部件关系的状态信息。这些前缀为：(-) 欠定义(+) 过定义(f) 固定(?) 无解如果没有前缀，则表明此零部件的位置已完全定义,5.1 SolidWorks装配综述,任何一个零件都有一个前缀标记，此前缀标记表明了该零件与其它零件之间关系的
12、信息，前缀标记有以下几种类型：无前缀：表明对此零件添加了【配合】命令，处于完全约束状态，不可进行拖动。（固定）：表明此零件位置固定，不能移动和转动。出现【固定】的前缀有两种情况：一是第一个调入装配体中的零件，二是在零件处于【浮动】或不完全约束的状态下右击零件，在弹出的快捷菜单中选择【固定】。,5.1 SolidWorks装配综述,装配体的配合/约束方式 如前所述，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。SolidWorks提供了两类配合方式来装配零部件：一般配合和
13、SmartMates智能配合。,5.1 SolidWorks装配综述,1.标准配合【重合】：用于使所选对象之间实现重合。【平行】：用于使所选对象之间实现平行。【垂直】：用于使所选对象之间实现90度相互垂直定位。【相切】：用于使所选对象之间实现相切。【同轴心】：用于使所选对象之间实现同轴。,5.1 SolidWorks装配综述,【锁定】：用于将现两个零件实现锁定，即使两个零件之间位置固定，但与其它的零件之间可以相互运动。【距离】：用于使所选对象之间实现距离定位。【角度】：用于使所选对象之间实现角度定位。,5.1 SolidWorks装配综述,2.高级配合【对称】：用于使某零件的一个平面（一零件平
14、面或建立的基准面）与另外一个零件的凹槽中心面重合，实现对称配合。【宽度】：用于使某零件的一个凸台中心面与另外一个零件的凹槽中心面重合，实现宽度配合。,5.1 SolidWorks装配综述,【路径配合/点在线上】：用于使零件上所选的点约束到路径。可以在装配体中选择一个或多个实体来定义路径，可以定义零部件在沿路径经过时的纵倾、偏转和摇摆。【线性/线性耦合】：用于实现在一个零部件的平移和另一个零部件的平移之间建立几何关系。【限制配合距离/角度】：用于实现零件之间的距离配合和角度配合在一定数值范围内变化。,5.1 SolidWorks装配综述,3.机械配合 此类配合专门用于常用机械零件之间的配合。【凸
15、轮】：用于实现凸轮与推杆之间的配合，且遵守凸轮与推杆的运动规律。【铰链】：用于将两个零部件之间的移动限制在一定的旋转自由度内。【齿轮】：用于齿轮之间的配合，实现齿轮之间的定比传动。【齿条小齿轮】：用于齿轮与齿条之间的配合，实现齿轮与齿条之间的定比传动。齿条的平移距离都等于乘以小齿轮的直径,5.1 SolidWorks装配综述,【螺旋】：用于螺杆与螺母之间的配合，实现螺杆与螺母之间的定比传动，即当螺杆旋转一周时，螺母轴向移动一个螺距的距离。【万向节】：用于实现交错轴之间的传动，即一根轴可以驱动轴线在同一平面内且与之呈一定角度的另外一根轴。,5.1 SolidWorks装配综述,【线性零部件阵列】
16、：将现有 零件按指定的方向复制输入的数量和距离。【圆周阵列】：选择现有零件绕指定的轴旋转一定角度复制输入的数量。【特征驱动零部件阵列】：被装配的零件会按装配零件阵列特征来阵列被装配零件。【镜像零部件】：先选择镜像需要的平面然后选择要镜像的实体。,5.1 SolidWorks装配综述,【智能扣件】：使用SolidWorks Toolbox标准件库将标准件添加到装配体与TOOLBOK类似，智能扣件能自动识别阵列的特征。【移动部件】：如果该零件被部分约束，则在被约束的自由度方向上是无法运动的。利用此功能，在装配中可以检查哪些零件是被完全约束的。单击【移动零件】下的小黑三角，可出现【旋转零件】按钮。,
17、5.1 SolidWorks装配综述,自由拖动- 选择零部件并沿任何方向拖动。沿装配体 XYZ- 选择零部件并沿装配体的 X、Y 或 Z 方向拖动。图形区域中显示坐标系以帮助您确定方向。若要选择沿其拖动的轴，请在拖动前在轴附近单击。沿实体- 选择实体，然后选择零部件并沿该实体拖动。如果实体是一条直线、边线或轴，所移动的零部件具有一个自由度。如果实体是一个基准面或平面，所移动的零部件具有两个自由度。由 Delta XYZ- 在 PropertyManager 中键入 X、Y 或 Z 值，然后单击应用。零部件按照指定的数值移动。到 XYZ 位置- 选择零部件的一点，在 PropertyManage
18、r 中键入 X、Y 或 Z 坐标，然后单击应用。零部件的点移动到您指定的坐标。如果您选择的项目不是顶点或点，则零部件的原点会被置于您所指定的坐标处。,5.1 SolidWorks装配综述,在检查范围下选择：所有零部件- 如果您移动的零部件接触到装配体中任何其他的零部件，会检查出碰撞。这些零部件- 选择供碰撞检查的零部件框中的零部件，然后单击恢复拖动。如果您要移动的零部件接触到所选零部件，会检测出碰撞。与不在选框中的项目的碰撞被忽略。选择仅对于拖动的零件来检查只与您选择移动的零部件的碰撞。当消除选择时，您选择移动的零部件，加之因为与所选零部件配合而移动的任何其它零部件，将被检查。选择碰撞时停止来
19、停止零部件的运动以阻止其接触到任何其他实体。在高级选项下，选择：高亮显示面- 接触您移动的零部件的面被高亮显示。声音- 发现碰撞时电脑会发出声音。忽略复杂曲面- 只在下列曲面类型上发现碰撞：平面、圆柱面、圆锥面、球面以及环面。注意：此配置复选框不适用于碰撞检查、物质动力、或动态间隙。它只适用于移动零部件或旋转零部件。,5.1 SolidWorks装配综述,【显示隐藏的零部件】：切换零部件的隐藏和显示状态.【装配体特征】：生成各种装配体特征。【基准平面/轴/坐标系】：在装配体环境中生成参考的基准。【配合参考】：在装配前把装配关系创建出来然后拖到装配图里自动识别装配关系实现装配约束。,5.1 So
20、lidWorks装配综述,【新建运动算例】：装配完成后需要创建多次运动算例时进行新建。【零件明细表】：在装配环境中创建零件明细表。【爆炸视图】：在SolidWorks中可以为装配体建立多种类型的爆炸视图，这些爆炸视图分别存在于装配体文件的不同配置中。注意在SolidWorks中，一个配置只能添加一个爆炸关系，每个爆炸视图包括一个或多个爆炸步骤。,5.1 SolidWorks装配综述,【爆炸直线草图】：添加或编辑显示爆炸的零部件之间的几何关系的3D草图。,SolidWorks装配综述,装配其他功能介绍,SolidWorks装配综述,【干涉检查】按钮：在一个复杂的装配体中，如果仅仅凭借视觉来检查零
21、部件之间是否有干涉的情况是很困难而且不精确的。通过这个按钮可以利用软件来快速判断零件之间是否出现干涉、发生几处干涉和干涉的体积大小。,SolidWorks装配综述,【替换零部件】按钮：装配体及其零件在设计周期中可以进行多次修改，尤其是在多用户环境下，可以由几个用户处理单个的零件或子装配体。更新装配体是一种更加有效的方法。可以用子装配体替换零件，或反之。可以同时替换一个、多个或所有部件实体。,SolidWorks装配综述,2.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
22、部件阵列、在关联装配体中生成的零件特征等。,SolidWorks装配综述,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。,SolidWorks装配综述,这里只是简要地说明了各个配合命令的功能，具体操作后面再叙述。 SolidWorks中可以利用多种实体或参考几何体来建立零件间的配合关系。添加配合关系后，可以在未受约束的自由度内拖动零部件，查看整个结构的行为。在进行配合操作
23、之前，最好将零件调整到绘图区合适的位置。,装配设计的基本步骤,1.确定装配体的固定零件（“地”零件），并将其第一个调入装配体环境中。2.将其他零件调入装配体环境。此时，尚未添加配合关系的零件可以在图形区中随意移动或旋转，处于浮动状态。3.使用配合工具为零件之间添加配合关系。 依次进行2，3两步，直到完成所有零件的装配设定，形成装配体。,在装配体中定位零部件,在图形区域或FeatureManager设计树中的零部件名称上右击零件,在快捷菜单中选择【固定】或【浮动】选项，可以实现两种状态相互切换。需要注意的是，不能对阵列生成的零件进行【固定】或【浮动】的操作。,在装配体中定位零部件,5.4.2 移
24、动或旋转零部件 在FeatureManager设计树中，只有零部件名称前有前缀（-），该零部件才可以被移动或旋转。,配合关系的编辑、删除与压缩,5.5.2 删除配合关系 在必要时可删除所添加的配合关系。当用户删除配合关系时，该配合关系会在装配体的所有配置中被删除。,配合关系的编辑、删除与压缩,5.5.3 压缩配合关系 在装配体中，用户可以压缩配合关系使其暂时失效，这样用户就可以尝试不同类型的配合而不会出现过定位。,装配体中的零部件操作,在SolidWorks的装配体中，对零部件编辑有两种方式，一种是在装配体编辑状态下对零部件进行某些特定的编辑。另一种是通过对零部件的复制、镜向和阵列等方法迅速地
25、完成同一零部件多个实例的装配工作，而不需要重复使用插入零部件的操作。这两种编辑方式只对装配体有影响，对零部件不起作用。,子装配体操作,5.7.1 子装配体的生成SolidWorks提供以下三种方法用以生成子装配体：,子装配体操作,子装配体的存在对总装配体工程图的零件序号和明细表是有影响的，子装配体以一个序号和名称进入工程图及明细表。子装配体解散后，组成子装配体的各个零件以各自的零件名进入到总装配体，设计树中零件的节点数量增加，总装配体工程图及明细表中的零件序号和数量也相应的增加。,子装配体操作,5.7.2 编辑子装配体若要对子装配体进行编辑，可以在总装配体环境中将其打开，编辑保存后返回。,子装
26、配体操作,5.7.3 解散子装配体在SolidWords的装配体中，可以将一个子装配体还原为若干个零部件，从而将零部件在装配体层次关系中向上移动一个层次。,大型装配体的简化,5.9.1 零部件显示状态的切换 零部件的显示状态有三种：显示、隐藏与透明。通过切换装配体中零部件的显示状态，可以暂时将装配体中一些不必要的零部件隐藏起来，以便于用户专心地处理当前未被隐藏的零部件。也可将一些零部件设置呈透明状，以便用户观察和处理被该零部件遮挡的零部件。这三种状态的切换对装配体及零部件本身并没有影响，只是用以改变显示效果。,大型装配体的简化,在工程实际中，结构复杂的产品由大型装配体组成，其中包含了大量的零部
27、件，这就要求对大型装配体进行相应的简化。简化后的大型装配体可以带来以下优点：,大型装配体的简化,减少模型重建的时间，缩短屏幕刷新时间，显著提高模型的显示速度。 可以生成简化的装配体视图，其中只包含所需零部件而排除其他不必要的零部件。,大型装配体的简化,为此，SolidWorks提供了多种简化手段。用户可以通过切换零部件的显示状态和改变零部件的压缩状态来简化复杂的装配体。在装配体中的零部件有共四种状态，分别为还原、压缩、轻化和隐藏，简单描述如下：,大型装配体的简化,还原：零部件的正常显示状态，将零部件所有数据信息调入内存。隐藏：除零部件不在装配体中显示外，其它与还原状态相同。压缩：使零部件在当前
28、装配体中暂时不起作用，模型不显示，数据不可用。轻化：零部件的数据信息根据需要调入内存，只占用部分内存资源。,大型装配体的简化,零部件的压缩状态有三种：【压缩】、【轻化】和【还原】。,大型装配体的简化,1.压缩 【压缩】命令可使零部件暂时从装配体中消失。被压缩的零部件自身及相关特征、装配关系等不再装入内存，所以装入速度、重建模型速度及显示性能均有提高，在还原之前与被删除后的零部件外在表现一样。但它的相关数据依然完整保留于内存中，只不过不参与运算而已，可以很方便地重新调入。,大型装配体的简化,2.轻化 当零部件为轻化状态时，只有部分零部件模型数据装入内存，其余的数据根据需要装入，这样可以明显提高大
29、型装配体的显示性能。在前述装配体实例的设计树中，一些零件的名称图标前，附加了一个羽毛状的标记，表示该零件处于“轻化”的状态。,大型装配体的简化,【轻化】的操作步骤：（1）在装配体设计树或图形区中右击欲轻化的零部件，系统弹出快捷菜单。（2）选择【设定为轻化】命令。图形区中被轻化的零部件正常显示，设计树中该零部件图标附加了羽毛状的标记。,大型装配体的简化,需要注意的是，将某个零部件设定为轻化后，在装配体中由【复制】或【镜向】生成的所有同名零部件也将自动的被设定为轻化。这与对某个零部件进行隐藏、透明和压缩的操作结果是不一样的。,大型装配体的简化,3.还原 【还原】命令是使装配体中的零部件处于正常状态
30、。还原后的零部件数据会全部装入到内存中，可以使用所有的功能，并可以完全访问。,装配体的统计与干涉检查,使用【装配体统计】命令，可以报告出装配体文件的一些统计资料。,装配体的统计与干涉检查,5.10.2 干涉检查 在机械设计中，干涉检查是一个重要的环节，是避免设计失败的有效工具。在一个复杂的装配体中，使用二维CAD软件来实现干涉检查几乎是不可能的。设计师只凭借二维图纸并充分发挥空间想象来检查零部件之间是否有干涉现象，将是非常困难的事。而SolidWorks为用户提供了高效的干涉检查工具。在装配体完成之后，用户可以轻松愉快地检查零部件之间的干涉情况（干涉的位置和干涉的体积）。,小结,本章主要介绍了SolidWorks装配设计的基本操作、装配环境下零部件的调入、在装配体中为零部件间添加配合关系、装配体中零部件的复制、阵列与镜向、子装配体的操作、装配体的检查以及爆炸视图大型装配体的简化及装配体的统计与干涉检查等。通过本章的学习，初学者应熟练掌握装配体的设计方法和操作过程，能将已经设计好的零件模型按要求装配在一起，生成装配体模型，直观逼真地表达零件之间的配合关系，并为随后生成装配体工程图作好了准备。,
