Solidworks 2023三维设计及应用教程 课件 3.5 自上而下设计

装配体设计3装配体设计3.1装配概述3.2装配设计基础3.3虚拟装配3.4虚拟装配实例3.5自上而下设计3.6机械产品表达3.7虚拟装配技巧及总结3.5自上而下装配体设计

3.5.1引例-传动带轮机构设计3.5.2自上而下的设计步骤3.5.3自上而下的设计类型3.5.4自上而下设计实例目的要求1.熟悉自上而下的设计步骤。2.理解自上而下的设计应用。自上而下的装配体设计方法是一个很广泛的课题，在实际工作中应用也很普遍。下面以传动带轮机构设计为例，介绍自上而下的装配设计的方法与操作步骤。3.5.1引例-传动带轮机构设计总体设计零件设计3.5.2自上而下的设计步骤（1）整体规划确定产品的机构组成、运动关系、总体尺寸等设计要求。（2）建立机器骨架画出产品的各个零部件骨架，并将每个零件骨架按照装配关系组装成装配骨架模型。骨架模型包含整个装配的重要的装配参数和装配关系。（3）装配关系验证对装配骨架模型进行运动模拟验证装配关系是否合理。（4）零件细化设计根据设计信息，在零部件骨架基础上，完成零部件结构形状设计为了防止配合部位发生干涉，可以在装配环境中对零件进行关联设计。（5）装配模型验证用细化后的零件模型替换装配骨架模型中的零件骨架模型，完成装配模型设计。对装配模型进行干涉检查验证零件结构的装配合理性。设计思路：先骨架、再装配、后实体3.5.3自上而下设计的类型（1）编辑零部件的设计方法（混合法）：零件的某些特征通过参考装配体中的其他零件而自上而下设计。通常在零件环境中创建零件的非关联的特征（属于自下而上的设计方法），然后在装配环境下用【编辑】命令来创建零件的关联特征（属于自上而下的设计方法）。如，为了防止配合部位发生干涉，可以在装配环境中对零件进行关联设计，即参考已有零件的特征进行设计。如轴与孔的配合确定后，轴与孔的尺寸即形成关联，当修改轴的尺寸时孔的尺寸应该做相应的改变。关联设计的目的就是要实现自动响应这些变更，以保证设计结果的一致性。（2）布局草图的设计方法：整个装配体从布局草图开始自上而下设计。通常，首先通过绘制一个或多个布局草图，定义零部件位置和装配总体尺寸（如长度尺寸）等，然后，在生成零件之前，分析机构运动关系，优化布局草图；最后，利用以上布局草图为参考基准，给定的断面形状及断面尺寸，以创建零件的三维模型。即其设计流程为：先骨架、再装配、次分析、后实体。授课小结自上而下设计引例自上而下的设计步骤自上而下的设计思路作业要求总结自上而下设计的步骤对设计引例进行实际操作练习装配体设计3装配体设计3.1装配概述3.2装配设计基础3.3虚拟装配3.4虚拟装配实例3.5自上而下设计3.6机械产品表达3.7虚拟装配技巧及总结3.5自上而下装配体设计

3.5.1引例-传动带轮机构设计3.5.2自上而下的设计步骤3.5.3自上而下的设计类型3.5.4自上而下设计实例目的要求1.进一步理解自上而下设计的思想和关联设计的优势；2.熟悉自上而下装配体设计的步骤。1.整体规划

根据发动机的性能要求可确定出曲柄的高度为35mm、连杆的长度为100mm、活塞销孔以上活塞的高度为45mm；以及连杆与曲轴的连杆颈同轴心、连杆与活塞销的同轴心、活塞与缸套同轴心、曲柄旋转中心与缸套中心线重合等装配关系。通过将活塞置于两个极限位置（上、下止点，见图3.1和图3.2），可以确定气缸的高度为上下面的位置分别距曲柄中心180mm和110mm（即活塞行程为70mm）以及曲轴箱的尺寸（大于曲柄旋转直径一定尺寸，本次取10mm）。

图3.1活塞处于下止点3.5.4自上而下设计实例图3.3发动机布局草图图3.2活塞处于上止点2.建立零部件骨架图3.4发动机零件骨架模型3.5.4自上而下设计实例

根据整体规划分析的结果，在零件环境建立曲轴等零件的骨架模型，以圆代表气缸和机体，以各部位的中心线代表曲轴，以矩形代表活塞并以两条构造线分别代表活塞轴线和活塞销轴线，以轮廓线代表连杆。如图3.4.建模过程中需注意：（1）在其曲轴中间部位建立一基准面，以备后来装配使用。（2）完成各零部件骨架后必须退出草图并以相应名称保存。气缸体骨架机体骨架活塞骨架连杆骨架曲轴骨架3.完成装配骨架图3.4发动机零件骨架模型3.5.4自上而下设计实例（1）将气缸插入装配体，将其原点与装配体原点重合。（2）将两个机体插入装配体，设置相应的装配关系；（3）将曲轴插入装配体，设置相应的装配关系；（4）将活塞插入装配体，设置相应的装配关系；（5）将连杆插入装配体，设置相应的装配关系；完成装配体的骨架模型如图3.5所示。4.装配关系验证图3.4发动机零件骨架模型3.5.4自上而下设计实例切换到运动模拟窗口，在运动管理器中单击“旋转马达”，选中“曲轴中心线”，设置运动参数，进行运动模拟，验证装配关系的合理性。5.零部件细化3.5.4自上而下设计实例将装配体骨架文件另存为细化模型文件，在装配特征树中将骨架零部件替换为细化的零部件模型。完成装配模型细化。如图3.5所示。6.装配细化模型在零件环境中打开相应零件的骨架模型，将其另存为零件细化设计模型，根据设计信息，在此基础上完成零部件的结构设计。图3.5装配体模型8.零件关联设计3.5.4自上而下设计实例选择工具“干涉检查”，对装配体模型进行干涉检查，验证零部件设计的合理性。7.装配体模型验证由分析可知，曲轴主轴颈的尺寸取决于承载能力，是主要的设计参数，为了避免单独设计造成的干涉问题，增加修改的一致性，可以以曲轴主轴颈的