SolidWorks机械产品数字化设计（模块3）机械爪装配

SolidWorks机械产品数字化设计新编21世纪高等职业教育精品教材·装备制造类PART01模块1草图绘制PART02模块2零件建模PART03模块3机械爪装配PART04模块4工程图目录CONTENTSPART03模块3机械爪装配项目一动力机构装配体项目二机械爪总装配体项目1动力机构装配体项目1动力机构装配体知识目标（1）掌握重合、同轴心、相切、距离限制等配合的使用方法；（2）掌握插入零部件、移动零部件、编辑配合的使用方法；（3）掌握圆周零部件阵列、Toolbox标准件库的使用方法。技能目标（1）具备形成装配设计意图、管理和控制装配体的能力；（2）具备应用重合、同轴心、相切、距离限制等配合完成零部件配合约束的能力；（3）具备应用插入零部件、移动零部件、编辑配合关系、圆周零部件阵列等命令完成零部件装配的能力。任务1创建“动力机构”装配体文件任务分析创建“机械爪”中“动力机构”装配体文件，如图3-1和图3-2所示。任务1创建“动力机构”装配体文件任务步骤（1）新建装配体文件。单击选择【文件】下拉菜单中的【新建】命令，在弹出的【新建SOLIDWORKS文件】对话框中选择“gb_assembly”模板，如图3-3所示，单击【确定】创建装配体文件，此时装配体自动激活【开始装配体】命令，并弹出【打开】对话框，如图3-4所示。任务1创建“动力机构”装配体文件任务步骤（1）新建装配体文件。单击选择【文件】下拉菜单中的【新建】命令，在弹出的【新建SOLIDWORKS文件】对话框中选择“gb_assembly”模板，如图3-3所示，单击【确定】创建装配体文件，此时装配体自动激活【开始装配体】命令，并弹出【打开】对话框，如图3-4所示。任务1创建“动力机构”装配体文件（2）在装配体中插入第一个零件“主缸体”。在弹出的【打开】对话框中，浏览找到“机械爪”文件夹下的“主缸体”零件，选中后，单击【打开】，如图3-5所示，此时在装配体视图窗口出现主缸体预览效果，直接单击左侧面板中的按钮，如图3-6所示，完成第一个零部件的插入。任务1创建“动力机构”装配体文件（2）在装配体中插入第一个零件“主缸体”。在弹出的【打开】对话框中，浏览找到“机械爪”文件夹下的“主缸体”零件，选中后，单击【打开】，如图3-5所示，此时在装配体视图窗口出现主缸体预览效果，直接单击左侧面板中的按钮，如图3-6所示，完成第一个零部件的插入。任务1创建“动力机构”装配体文件（3）插入“电机”零件。单击【装配体】工具栏中的【插入零部件】按钮，如图3-8所示。弹出【打开】对话框，浏览找到“机械爪”文件夹中的“电机”零件并打开。在视图窗口移动鼠标，电机将随着鼠标一起移动，在靠近主缸体的空白位置单击，将电机插入装配体，如图3-9所示。任务1创建“动力机构”装配体文件（4）装配电机。移动并旋转电机至合适位置，如图3-11所示。1）添加【同轴心】配合。单击【装配体】工具栏中的【配合】按钮所示，系统将弹出【配合】属性管理器。任务1创建“动力机构”装配体文件如图3-13所示，单击【标准】，在【配合类型】中选择【同轴心】，然后在【配合选择】处选择两个圆柱面，单击按钮完成配合添加。任务1创建“动力机构”装配体文件2）继续添加【同轴心】配合。为了查看装配体和便于添加配合，可单击【剖面视图】，使用默认的前视基准面对模型进行剖切，如图3-14所示。如图3-15所示，适当调整联轴器的位置，并对两个孔面添加【同轴心】配合，使电机的安装孔与主缸体的安装孔同心对齐。再次单击【剖面视图】按钮可退出剖视状态，这里暂时不退出剖视状态。任务1创建“动力机构”装配体文件2）继续添加【同轴心】配合。为了查看装配体和便于添加配合，可单击【剖面视图】，使用默认的前视基准面对模型进行剖切，如图3-14所示。如图3-15所示，适当调整联轴器的位置，并对两个孔面添加【同轴心】配合，使电机的安装孔与主缸体的安装孔同心对齐。再次单击【剖面视图】按钮可退出剖视状态，这里暂时不退出剖视状态。任务1创建“动力机构”装配体文件

3）添加【重合】配合。在【配合类型】中选择【重合】，然后在【配合选择】处选择如图3-16所示的平面，单击按钮完成配合添加。单击【剖面视图】退出剖视状态。任务1创建“动力机构”装配体文件（5）装配联轴器。1）单击【插入零部件】，浏览选择“联轴器”文件，将联轴器放到如图3-17所示的位置，并旋转至合适的角度。任务1创建“动力机构”装配体文件2）为联轴器添加配合关系。单击【配合】，直接单击联轴器和主缸体的圆周面，如图3-18所示，系统自动指向【同轴心】配合关系，单击按钮，完成配合添加。任务1完成机械爪总装配体单击【剖面视图】，继续选择如图3-19所示的两个孔的圆周面，为联轴器添加【同轴心】配合关系。再次单击【剖面视图】退出剖视状态。任务1完成机械爪总装配体（6）装配零件“销轴φ1.5”。1）浏览“机械爪”文件夹，找到“销轴φ1.5”零件文件，并添加到装配体中，将其放到合适位置，如图3-20所示，单击按钮。任务1完成机械爪总装配体2）将销轴装配到联轴器的安装孔中。因为有主缸体的遮挡，不易为销轴添加配合，所以此处采用隐藏主缸体的方法，完成销轴的配合。如图3-21所示，单击主缸体零件，在弹出的快捷菜单中单击【隐藏】按钮。此时，主缸体在视图窗口中隐藏。任务1完成机械爪总装配体适当调整销轴的位置，并对如图3-22所示的两个孔面添加【同轴心】配合。任务1创建“动力机构”装配体文件快速添加【相切】配合。按住【Ctrl】键，依次选择销轴端面和联轴器圆柱面，松开【Ctrl】键，在弹出的快捷菜单中单击【相切】按钮，完成【相切】配合的添加，如图3-23所示。任务1创建“动力机构”装配体文件（7）装配螺旋动力杆。将螺旋动力杆添加到装配体中，配置选择“Default”，添加两个【同轴心】配合，如图3-24所示。任务1创建“动力机构”装配体文件重复步骤6，装配另一个“销轴φ1.5”零件并添加配合。（8）装配螺旋推杆。1）将螺旋推杆插入装配体，添加【同轴心】配合，如图3-25所示。任务1创建“动力机构”装配体文件2）添加【距离限制】配合。单击【配合】按钮，在【高级】中单击【距离限制】，在【配合选择】处选择联轴器与螺旋推杆的两个端面，设置最大值为11.5、最小值为1.5，单击按钮，如图3-26所示。任务1创建“动力机构”装配体文件（9）装配键。将键插入装配体，为键和螺旋推杆添加【重合】配合。在【配合】属性管理器中单击【重合】，选择如图3-27所示的两个平面，单击按钮。任务1创建“动力机构”装配体文件如图3-29所示，键配合后的位置可能和需要的相反（是否相反由两个配合零件的初始位置决定），产生错误的装配方式。在没有关闭【配合】属性管理器之前，可通过切换配合对齐的方式完成装配方向的切换，如图3-30所示。任务1创建“动力机构”装配体文件如果已经退出【配合】属性管理器，需要编辑【重合】配合，完成修改。已经添加的配合存储在装配体FeatureManager设计树的【配合】下拉设计树中，如图3-31所示。如图3-32所示，找到已经添加的【重合】配合，右键单击，在弹出的快捷菜单中选择【反转配合对齐】，完成配合对齐方式的修改。任务1创建“动力机构”装配体文件另外一种修改方法是单击【编辑特征】，回到如图3-33所示的界面进行修改。继续添加【平行】和【同轴心】配合，如图3-34所示。任务1创建“动力机构”装配体文件（10）装配推杆固定套。将推杆固定套插入装配体，并添加【同轴心】配合，如图3-35所示。选择键侧平面与键槽侧平面，添加【平行】配合，如图3-36所示。任务1创建“动力机构”装配体文件（10）装配推杆固定套。将推杆固定套插入装配体，并添加【同轴心】配合，如图3-35所示。选择键侧平面与键槽侧平面，添加【平行】配合，如图3-36所示。任务1创建“动力机构”装配体文件如图3-37所示，右键单击FeatureManager设计树中的【主缸体】，在弹出的快捷菜单中单击【显示零部件】，主缸体在视图窗口中重新显示。任务1创建“动力机构”装配体文件移动推杆固定套至如图3-38所示的位置。保证推杆固定套与主缸体的两个螺钉孔，以及推杆固定套的密封圈槽都可以被看到。任务1创建“动力机构”装配体文件（11）装配O形圈与垫片。将O形圈φ22×16和垫片φ22×16分别插入装配体。使用合理的配合类型对O形圈和垫片进行装配，如图3-39所示。任务1创建“动力机构”装配体文件如图3-40所示，为推杆固定套和主缸体添加【同轴心】配合。任务1创建“动力机构”装配体文件（12）使用Toolbox标准件库安装螺钉。如图3-42所示，在插件配置界面中启动“SOLIDWORKSToolboxLibrary”插件。任务1创建“动力机构”装配体文件单击任务窗格中的【设计库】按钮。在打开的设计库中依次选择Toolbox/GB/螺钉/凹头螺钉/内六角圆柱头螺钉GB/T70.1—2008，如图3-43所示。任务1创建“动力机构”装配体文件拖动该螺钉使之靠近安装孔的圆柱面，Toolbox中的标准件会自动与孔配合，松开鼠标左键，在属性管理器中更改螺钉相关参数，设置大小为M3，长度为8，如图3-44所示，单击按钮。任务1创建“动力机构”装配体文件（13）添加电机固定螺钉。单击【剖面视图】，使用默认的前视基准面剖切模型，如图3-45所示。任务1创建“动力机构”装配体文件继续在设计库中选择内六角圆柱头螺钉GB/T70.1—2008，拖动该螺钉并靠近安装孔的圆柱面，Toolbox中的标准件会自动与孔配合。松开鼠标左键，在属性管理器中更改螺钉相关参数，设置大小为M2.5，长度为6，如图3-46所示，单击按钮。任务1创建“动力机构”装配体文件继续单击另外的两个孔，为其添加螺钉。这里也可以使用【圆周零部件阵列】进行操作。如图3-47所示，单击【装配体】工具栏中的【线性零部件阵列】下拉按钮，在下拉菜单中选择【圆周零部件阵列】，在弹出的【圆周阵列】属性管理器中，按图3-48所示进行设置，完成螺钉阵列。保存装配体，命名为“动力机构”，单击【剖面视图】退出剖视状态。项目2机械爪总装配体项目1机械爪总装配体知识目标（1）掌握轮廓中心配合、宽度配合、槽口配合等配合的使用方法；（2）掌握随配合复制、镜像零部件等命令的使用方法。技能目标（1）具备形成装配设计意图，管理和控制装配体的能力；（2）具备应用轮廓中心配合、宽度配合、槽口配合等完成零部件配合约束的能力；（3）具备应用随配合复制、镜像零部件等命令完成零部件装配的能力。任务1完成机械爪总装配体任务分析以“动力机构”装配体为基础，完成“机械爪”总装配体。任务1完成机械爪总装配体任务步骤一、新建装配体使用“gb_assembly”模板，命名为“机械爪”并保存。二、插入“动力机构”装配体在新建的装配体中插入“动力机构”装配体，确保两个装配体的原点和基准重合。任务1完成机械爪总装配体三、装配“机械手腕”零件将机械手腕插入装配体，分别给“机械手腕”添加【同轴心】和【轮廓中心】配合，如图3-50所示。任务1完成机械爪总装配体四、添加螺钉在Toolbox中依次选择GB/螺钉/凹头螺钉/内六角沉头螺GB/T70.3—2008，设置螺钉大小为M3，长度为12，添加螺钉，如图3-51所示。任务1完成机械爪总装配体五、装配“O形圈φ10×6”和“垫片φ10×6”零件将O形圈φ10×6和垫片φ10×6插入装配体，并使用合理的配合类型进行装配，如图3-52所示，过程不再赘述。任务1完成机械爪总装配体六、装配“滑块”“机械手指”“螺钉转轴”零件依次将滑块、机械手指、螺钉转轴三个零件添加到装配体中并添加配合。（1）添加如图3-53所示的配合，将滑块装配完成。装配完成后，滑块可以绕着螺旋推杆旋转。任务1完成机械爪总装配体添加配合过程中应该有效利用模型的隐藏和显示来加快装配速度，还可以采用【孤立】命令。如图3-54所示，在装配体FeatureManager设计树上，按【Ctrl】键连续选择机械手腕、滑块、机械手指、螺钉转轴四个零件，在视图窗口空白区域右击，在弹出的菜单中选择【孤立】命令。此时，视图窗口只显示上述选择的零件，其他零件被隐藏任务1完成机械爪总装配体（2）使用【宽度】配合装配机械手指。单击【配合】按钮，在【高级】中选择【宽度】，在【宽度选择】处选择机械手指的一组面，在【薄片选择】处选择机械手腕的一组面，【约束】设置为“中心”，单击按钮，如图3-55所示。任务1完成机械爪总装配体如图3-56所示，继续为机械手腕和机械手指添加【宽度】配合。任务1完成机械爪总装配体（3）为机械手腕和机械手指添加【同轴心】配合，如图3-57所示。任务1完成机械爪总装配体（4）装配螺钉，为螺钉和机械手腕添加【同轴心】和【重合】配合，如图3-58所示。（5）装配完成后发现，螺钉转轴长度不够，如图3-59所示。此时需要调整螺钉转轴的配置，以进行匹配。任务1完成机械爪总装配体单击螺钉转轴，在弹出的快捷菜单中单击展开【配置】下拉菜单，如图3-60所示，选择“4mmDia-8ShLen”，单击完成配置切换，如图3-61所示。任务1完成机械爪总装配体接下来使用【随配合复制】命令将螺钉转轴复制并装配到滑块上。如图3-62所示，在FeatureManager设计树或视图窗口中右击螺钉转轴，在弹出的菜单中选择【随配合复制】命令。任务1完成机械爪总装配体如图3-63所示，在【随配合复制】属性管理器中单击完成步骤1。任务1完成机械爪总装配体如图3-64所示，在步骤2中，选取滑块的两个面用于替换原来的同心和重合配合。单击，螺钉转轴被快速复制并配合。如果有零件是放到同一个平面上的，则可以勾选【重复】，不需要选择重复的平面。任务1完成机械爪总装配体如图3-65所示，单击【退出孤立】，视图窗口将显示所有零件。在动力机构子装配体中，螺旋推杆具有沿轴向移动的自由度，但是在机械爪总装配体中，如果拖动螺旋推杆，系统将提示“所选的零部件为固定的，无法被移动”。需将动力机构变为柔性的，重新启用轴向移动的自由度。任务1完成机械爪总装配体如图3-66所示，在FeatureManager设计树中单击选中动力机构，在弹出的快捷菜单中单击【使子装配体为柔性】按钮，这样螺旋推杆可以沿轴向移动.任务1完成机械爪总装配体（6）继续为机械手指和螺钉转轴添加【槽口】配合。在属性管理器中单击【配合】选择【配合类型】里的【槽口】，选择螺钉转轴圆柱面与机械手指槽口面，【约束】设置为“自由”，如图3-67所示，单击按钮。任务1完成机械爪总装配体七、使用【圆周阵列】完成双侧机械手指和螺钉转轴的装配参数设置如图3-68所示。任务1完成机械爪总装配体八、装配“密封端盖”“外部接头”“O形圈φ22”“垫片φ22”“螺钉”等零件（1）为密封端盖和主缸体添加【同轴心】和【重合】配合，如图3-69所示。任务1完成机械爪总装配体（2）为密封端盖和外部接头添加【同轴心】和【重合】配合，如图3-70所示。任务1完成机械爪总装配体继续为外部接头添加【平行】配合，如图3-71所示。任务1完成机械爪总装配体九、装配“O形圈φ22×16”和“垫片φ22×16”O形圈和垫片的位置如图3-72所示，添加配合同之前的方法，不再赘述。在FeatureManager设计树上单击选中主缸体，在弹出的快捷菜单中单击【显示零部件】，将主缸体显示出来。任务1完成机械爪总装配体十、继续添加螺钉在Toolbox中依次选择GB/螺钉/凹头螺钉/内六角圆柱头螺钉GB/T70.1—2008，设置螺钉大小为M3，长度为5。螺钉位置如图3-73所示。任务1完成机械爪总装配体十一、使用【镜像零部件】完成其他螺钉的装配单击【装配体】工具栏中的【线性零部件阵列】下拉按钮，选择【镜像零部件】，如图3-74所示。在【镜向零部件】属性管理器中，【镜像基准面】选择上视基准面，【要镜像的零部件】选择上一步使用Toolbox装配的内六角沉头螺钉，如图3-75所示，单击，进行下一步，如图3-76所示。本例中装配螺钉，不涉及左右镜像对称等问题，所以默认保持不变，直接单击，完成操作，保存装配体。任务1完成机械爪总装配体十一、使用【镜像零部件】完成其他螺钉的装配单击【装配体】工具栏中的【线性零部件阵列】下拉按钮，选择【镜像零部件】，如图3-74所示。在【镜向零部件】属性管理器中，【镜像基准面】选择上视基准面，【要镜像的零部件】选择上一步使用Toolbox装配的内六角沉头螺钉，如图3-75所示，单击，进行下一步，如图3-76所示。本例中装配螺钉，不涉及左右镜像对称等问题，所以默认保持不变，直接单击，完成操作，保存装配体。任务1完成机械爪总装配体十一、使用【镜像零部件】完成其他螺钉的装配单击【装配体】工具栏中的【线性零部件阵列】下拉按钮，选择【镜像零部件】，如图3-74所示。在【镜向零部件】属性管理器中，【镜像基准面】选择上视基准面，【要镜像的零部件】选择上一步使用Toolbox装配的内六角沉头螺钉，如图3-75所示，单击，进