SolidWorks三维机械设计实训教程

普通高等院校“十四五”规划教材

SolidWorks三维机械设计

实训教程

王秀珍主编

◎

仝基斌岳强副主编

◎

内容简介

本书基于中文版系统介绍了草图绘制典型零件的三维建模安全阀

SolidWorksSolidWorks、、

各零件的三维建模安全阀的装配图与爆炸图工程图设计曲线曲面三维造型钣金零件的三维

、、、、

建模自由造型及渲染仿真分析等内容本书章节安排采用由浅入深循序渐进的原则在具体

、、。、,

的典型实例操作过程中轻松掌握常用命令并对容易出错的地方及重要知识点加以提示在章节

,。

后面设置了课后练习以增加读者对软件操作的熟练程度可以轻松掌握零件的建模装配和工程

,,、

图制作等设计工作

。

本书把每章重点内容和所有模型以微课视频和动画的方式提供给读者供读者在学习过程中

,

参考以提高学习效率更好地掌握软件的操作

,,。

本书适合作为高等院校机械类专业工业设计专业产品设计专业及相关专业的

、、CAD/CAM

课程的教材同时也适用于对软件感兴趣的读者

,SolidWorks。

图书在版编目CIP数据

()

三维机械设计实训教程王秀珍主编北京

SolidWorks/.—:

中国铁道出版社有限公司

,2022.2

普通高等院校十四五规划教材

“”

ISBN978-7-113-28751-1

王机械设计计算机辅助设计

Ⅰ.①S…Ⅱ.①…Ⅲ.①--

应用软件高等学校教材

--Ⅳ.①TH122

中国版本图书馆数据核字第号

CIP(2022)000639

书名:SolidWorks三维机械设计实训教程

作者:王秀珍

策划编辑:曾露平

责任编辑:曾露平包宁编辑部电话:

(010)63551926

封面设计:高博越

责任校对:苗丹

责任印制:樊启鹏

出版发行:中国铁道出版社有限公司北京市西城区右安门西街号

(100054,8)

网址:

http://www.tdpress.com/51eds

印刷:北京联兴盛业印刷股份有限公司

版次:年月第版年月第次印刷

202221202221

开本:印张:字数:千

787mm×1092mm1/1613328

书号:

ISBN978-7-113-28751-1

定价:元

36.00

版权所有侵权必究

凡购买铁道版图书如有印制质量问题请与本社教材图书营销部联系调换电话

,,。:(010)63550836

打击盗版举报电话

:(010)63549461

前言

软件是公司推出的集、、于一体的产

SolidWorksSolidWorksCADCAMCAE3D

品开发软件,它以参数化特征造型为基础,具有强大、易学、易用等特点,极大地提

高了机械设计工程师的设计效率和设计质量,并成为主流三维软件市场的

CAD

标准,是目前应用较广泛的三维软件之一。

CAD

本书为高等院校三维机械构形设计、产品工程三维设计或机械零

SolidWorks

件三维造型等课程的配套教材,本书既可用于课程教学也可用于上机实训。

本书编者长期从事教学工作,带领学生多次参加“全国大学生先

SolidWorks

进成图技术与产品信息建模创新大赛”,在多年教学和参赛的经验基础上编写了

本书,为了避免以往普通训练教程中命令的讲解过于单调烦琐,本书按上机实训

的方式注重将重要的知识点融入具体实例中,会使读者的学习兴趣更加浓厚。本

书主要内容包括以下几个方面:

()概述;

1SolidWorks

()草图绘制;

2SolidWorks

()典型零件的三维建模;

3

()安全阀各零件的三维建模;

4

()安全阀的装配与爆炸;

5

()工程图设计;

6

()曲线曲面三维造型;

7

()钣金零件的三维建模;

8

()自由造型及渲染;

9

()仿真分析。

10

本书把每章重点内容和所有模型以微课视频和动画的方式提供给读者,供读

者在学习过程中参考,以提高学习效率,更好地掌握软件的操作。

本书由安徽工业大学王秀珍任主编,安徽工业大学仝基斌教授、安徽工业大

学岳强教授任副主编。由于编者水平有限,书中若有疏漏和不足之处,恳请广大

读者提出宝贵意见,电子邮箱:。

wangxiuz1979@163.com

编者

年月

20218

第1章Solidworks概述

目录

第1章SolidWorks概述……………1

的主要特点……………………

1.1SolidWorks1

使用基础………………………

1.2SolidWorks2

用户界面介绍…………………

1.3SolidWorks5

快捷键和快捷菜单…………

1.411

技能点拨………………………

1.5SolidWorks13

第2章SolidWorks草图绘制……………………15

草图绘制的概念……………

2.115

绘制二维草图………………

2.219

课后练习…………………………

27

第3章典型零件的三维建模……………………28

轴套类零件设计……………

3.128

盘类零件设计………………

3.233

盖类零件设计………………

3.335

叉架类零件设计……………

3.443

箱体类零件设计……………

3.550

课后练习…………………………

61

第4章安全阀各零件的三维建模………………67

创建垫片……………………

4.167

创建阀帽……………………

4.271

创建阀门……………………

4.374

创建托盘……………………

4.478

创建螺杆……………………

4.580

创建弹簧……………………

4.683

创建阀盖……………………

4.787

创建阀体……………………

4.891

课后练习…………………………

97

第5章安全阀的装配与爆炸……………………100

安全阀装配设计…………

5.1100

安全阀爆炸及其动画制作………………

5.2110

课后练习…………………………

116

Ⅰ

SolidWorks三维机械设计实训教程

第6章工程图设计………………120

零件的工程图设计………………………

6.1120

装配体的工程图设计……………………

6.2129

课后练习…………………………

133

第7章曲线曲面三维造型………………………134

节能灯的设计……………

7.1134

弯管的设计………………

7.2143

吊钩的设计………………

7.3148

曲面造型设计……………

7.4155

课后练习…………………………

162

第8章钣金零件的三维建模……………………163

概述………………………

8.1163

钣金建模实例……………

8.2164

课后练习…………………………

173

第9章自由造型及渲染…………174

饮料瓶的设计……………

9.1174

渲染概述…………………

9.2PhotoView360182

饮料瓶的渲染设计………………………

9.3189

课后练习…………………………

192

第10章仿真分析…………………193

静力学分析模块…………

10.1193

静力学分析实例…………

10.2196

课后练习…………………………

200

参考文献……………201

Ⅱ

第1章SolidWorks概述

第1章

SolidWorks概述

1.1SolidWorks的主要特点

1.SolidWorks简介

是一个在环境下进行机械设计的软件具有人性化的操作界面完

SolidWorksWindows,,

全融入了软件使用方便和操作简单的特点其强大的设计功能可以满足一般机械产品的

Windows,

设计需要

。

是公司开发的三维产品是实行数字化设计的造型软件在国际上

SolidWorksSolidWorksCAD,,

得到广泛应用同时具有开放的系统添加各种插件后可实现产品的三维建模装配校验运动仿

。,,、、

真有限元分析加工仿真数控加工及加工工艺的制定以保证产品从设计工程分析工艺分析

、、、,、、、

加工模拟产品制造过程中的数据一致性从而真正实现产品的数字化设计和制造并大幅度提高

、,,

产品的设计效率和质量

。

2.基于特征的三维建模模式

是一个基于特征参数化的实体造型系统具有强大的实体建模功能同时也提供

SolidWorks、,,

了二次开发的环境和开放的数据结构

。

特征指一个零件的有形部分是指某个特性它是构成零件的基本元素特征分为实体特征

,,。、

曲面特征辅助特征等

、。

实体特征有基础特征如拉伸旋转扫描放样等和附加特征如异形孔筋倒角倒圆角

(、、、)(、、、、

抽壳拔模圆顶包覆等曲面特征如拉伸曲面旋转曲面扫描曲面放样曲面等可以生成实

、、)。(、、、)

体特征辅助特征基准轴和基准面就是基准特征

。()。

如图所示的模型就是由拉伸孔和镜像等操作构建的每个特征在设计树中均有记载可

1.1、。,

方便地对特征进行隐藏修改或删除所以对模型的修改非常容易

、,。

图基于特征的模型

1.1

3.尺寸驱动的参数化设计

零件和装配件的物理形状由特征属性值来驱动用户可以随时修改特征尺寸或其他属性即

,。

1

SolidWorks三维机械设计实训教程

在设计时首先考虑的是零件的形状而不管具体的尺寸数值形状确定好后可以通过修改各个

,。,

几何元素的相关尺寸的数值重新生成目标图形尺寸修改了模型区中的相应特征立刻发生改变

,,,

因此很方便直观地达到最终设计目的

、。

图所示的零件是由图中所示的草图生成的先画出草图轮廓然后用智能尺寸进行标注

1.2,,,

生成零件的基本轮廓后通过拉伸切除孔和镜像等特征生成零件的最终形状尺寸如图所示

,、,1.2,

每一个尺寸均是一个可变的参数可以通过编辑这些草图尺寸和特征尺寸进而修改零件各部分的

,

形状例如双击图中的尺寸将其修改成零件的尺寸随即发生改变因此为用户提供了方便

,4530,,。

图参数化设计示例

1.2

4.模块化与设计关联

主要有三个模块零件装配体和工程图所有模块都建立在

SolidWorks:(part)、(assem)(draw),

一个统一的数据库上在整个设计过程中零件模型如果发生改变装配体和工程图也会自动更

。,

新也可以通过装配干涉检查在装配体中修改零件的各部分参数这种独特的数据结构与工程设

,,

计的完整结合使得一件产品的完整设计过程关联成一个整体这一优点使得设计更优化成品质

。、

量更高产品的生产周期更短从而节约了生产成本降低了产品的销售价格

、,,。

1.2SolidWorks使用基础

1.在Windows平台启动SolidWorks

在计算机中安装软件后在桌面上会出现图标

(1)SolidWorks,SolidWorks。

2

第1章SolidWorks概述

双击图标打开图所示的初始界面

(2)SolidWorks,1.3。

图初始界面

1.3SolidWorks

2.文件操作

文件操作主要包括建立新文件打开文件保存文件和关闭文件这些操作可以通过文件下

、、,“”

拉菜单或者快速访问工具栏完成

。

新建文件

1)

选择文件新建命令或单击快速访问工具栏中的新建按钮弹出新建

“”︱“”“”,“SolidWorks

文件对话框如图所示

”,1.4。

图新建文件对话框

1.4“SolidWorks”

有三个主要模块零件装配体和工程图在绘制草图和创建单个零件的三维模型

SolidWorks:、。

时选择零件模块零件创建完成后在进行装配时选择装配体模块三维模型或装配体都创

“”。,“”。

建好后生成零件或者装配体的二维工程图时选择工程图模块

,“”“”“”。

单击零件按钮后单击确定按钮进入操作界面如图所示

“”,“”,SolidWorks,1.5。

3

SolidWorks三维机械设计实训教程

图操作界面

1.5SolidWorks

在工作界面中主要包括下拉菜单快速访问工具栏标题栏工具栏过滤器设计树图形区

、、、、、、、

状态栏视图控制工具栏资源管理器等内容

、、。

打开文件

2)

选择文件打开命令或单击快速访问工具栏中的打开按钮弹出打开对话框

“”︱“”“”,“”,

如图所示选择所需零件单击确定按钮

1.6,,“”。

图打开对话框

1.6“”

保存文件

3)

保存文件时既可以保存当前文件也可以另存文件

,,。

选择文件保存命令或单击快速访问工具栏中的保存按钮直接对文件进行

“”︱“”“”,

保存

。

初次保存文件会弹出另存为对话框如图所示可以更改文件名也可以沿用原有

,“”,1.7,,

名称

。

4

第1章SolidWorks概述

图另存为对话框

1.7“”

文件分为三类:

SolidWorks

零件文件:是机械设计中单独零件的文件,文件扩展名为。

.sldprt

装配体文件:是机械设计中用于虚拟装配的文件,扩展名为。

.sldasm

工程图文件:用标准图纸形式描述零件和装配的文件,扩展名为。

.slddrw

如果想要在低版本软件中打开高版本软件绘制的零件,需要将文件类型

SolidWorks

另存为、或格式,打开时选择相应的文件类型。

.step.stp.igs

关闭文件

4)

完成建模工作以后需要将文件关闭以保证所做工作不会被系统意外修改选择文件

,,。“”︱

关闭命令或者单击绘图区右上方的关闭按钮可以关闭文件

“”“”。

1.3SolidWorks用户界面介绍

1.标题栏

标题栏位于工作主界面的顶部右边显示打开的文件名称在标题栏的右侧有三个按钮分

,。,

别为最小化最大化和关闭按钮可以右击标题栏在弹出的快捷菜单中选择相应操作

、。,。

2.下拉菜单

下拉菜单如图所示包括文件编辑视图插入工具窗口和帮助个菜单

1.8,、、、、、7。

图下拉菜单

1.8

文件菜单中包括新建打开保存和打印等命令如图所示

(1)“”、、,1.9。

编辑菜单中包括剪切复制粘贴删除重建模型压缩和解除压缩等命令如图

(2)“”、、、、、,1.10

所示

。

视图菜单中包括显示控制的相关命令如图所示

(3)“”,1.11。

5

SolidWorks三维机械设计实训教程

图文件菜单图编辑菜单图视图菜单

1.9“”1.10“”1.11“”

插入菜单中包括凸台基体切除特征阵列镜像曲面曲线参考几何体钣金模具

(4)“”/、、、/、、、、、

等命令如图所示

,1.12。

工具菜单中包括多种工具命令如插件自定义选项等命令如图所示

(5)“”,、、,1.13。

图插入菜单图工具菜单

1.12“”1.13“”

6

第1章SolidWorks概述

窗口菜单中包括视口新建窗口层叠等命令如图所示

(6)“”、、,1.14。

帮助菜单可以提供各种信息查询例如帮助主题命令可以展开

(7)“”,“SolidWorks”SolidWorks

软件提供的在线帮助文件指导教程中提供了一些设计实例可作为用户学习参考

,“SolidWorks”,,

如图所示

1.15。

图窗口菜单图帮助菜单

1.14“”1.15“”

3.工具栏

工具栏位于下拉菜单的下方包括用于建模和特征操作等各种常用的快捷方式在不同的工

,,

作模式下将显示不同的工具栏这是由于软件本身具有过滤作用这样可以方便使用者使用

,,。

草图绘制工具

1)

在草图绘制环境下显示的草图工具栏如图所示提供了绘制草图的常用命令这些命

“”1.16,,

令与中二维绘图命令的使用方法基本相同

AutoCAD。

图草图工具栏

1.16

草图绘制绘制新草图或者编辑现有草图

:,。

智能尺寸为一个或多个实体生成尺寸

:。

直线绘制直线

:。

矩形绘制矩形可以有不同的方式绘制

:,。

多边形绘制多边形在绘制多边形后可以更改边数

:,。

圆绘制圆选择圆心然后拖动来设定其半径

:,。

圆心起点终点画弧绘制中心点圆弧圆弧可以有不同的绘制方式

//:,。

椭圆绘制一个完整的椭圆选择椭圆中心然后拖动来设定长轴和短轴

:,。

样条曲线绘制样条曲线单击来添加形成曲线的样条曲线点

:,。

点绘制点

:。

中心线绘制中心线

:。

文字绘制文字可在面边线及草图实体上绘制文字

:。、。

7

SolidWorks三维机械设计实训教程

绘制圆角在相交点绘制两实体的角从而生成切线弧

:,。

绘制倒角在两个草图实体相交点添加一倒角

:。

等距实体通过以一指定距离来添加草图实体

:。

转化实体引用将模型上所选的边线或者草图转换为草图实体其草图所在的平面与模型

:,

的面或者原草图平面平行

。

剪裁实体剪裁草图实体的一部分或者全部有时相当于删除

:,。

延伸实体延伸一草图实体使之与另一部分重合

:。

移动实体移动草图实体和注解

:。

复制实体复制草图实体和注解

:。

镜像实体沿中心线镜像所选的实体

:。

线性草图阵列添加草图实体的线性阵列

:。

圆周草图阵列添加草图实体的圆周阵列

:。

特征操作工具

2)

在三维特征操作环境下显示的特征工具栏如图所示这些命令是将二维草图生成三

“”1.17,

维模型或对三维模型进行编辑

。

图特征工具栏

1.17

拉伸凸台