Solid 机械基础及教程 1

第1章初识SOLIDWORKSCONTENTS目录1.1SOLIDWORKS操作界面1.2操作环境设置1.3SOLIDWORKS的设计思想基础应用介绍本章讲解SOLIDWORKS基础知识及基本应用，助力读者快捷流畅灵活使用2024版本。新增功能讲解重点介绍SOLIDWORKS2024常用新增功能，方便新版本初学者及新手学习掌握。核心学习要点涵盖操作环境设置、帮助信息指导、软件装删修复及操作界面相关内容。初识SOLIDWORKSSOLIDWORKS操作界面1.11.1SOLIDWORKS操作界面

软件界面优势SOLIDWORKS基于Windows环境开发，能为设计师提供简便且熟悉的工作操作界面。界面与工具栏介绍

启动方法讲解本节着重介绍软件操作界面、基本工具栏，首先讲解SOLIDWORKS的启动方式。1.1.1启动SOLIDWORKS

软件启动方式安装SOLIDWORKS2024后，可双击桌面快捷方式，或通过开始菜单路径启动软件进入启动界面。

新建文件操作单击“快速访问”工具栏“新建”按钮，弹出文件对话框，可选择零件、装配体、工程图三类文件。

用户界面构成进入零件设计界面后，界面含菜单栏、工具栏、状态栏，菜单栏含全命令，工具栏可按需调整，状态栏提供功能信息。启动界面

新建SOLIDWORKS文件SOLIDWORKS界面1.1.1启动SOLIDWORKS1．菜单栏

01菜单栏功能布局菜单栏显示在标题栏，关键功能集中于“插入”与“工具”菜单，菜单项随工作环境变化，无效命令临时变灰。

02系统备份设置操作执行“工具”→“选项”命令，在“备份/恢复”栏可设置未保存提醒、自动恢复文件夹及备份保留天数。系统选项对话框未保存的文档通知1.1.1启动SOLIDWORKS2．工具栏

工具栏显示隐藏设置可通过“视图”菜单栏或工具栏右键快捷菜单调出浮动工具栏，还能拖动调整其放置位置。

工具栏自定义配置通过右键快捷菜单打开“自定义”对话框，可设置无文件时及按文件类型的工具栏显示状态。

工具按钮调整操作可拖动工具按钮在同一工具栏换位置、跨工具栏移动，也能拖到图形区域将其移除。

工具提示功能说明鼠标移至工具图标附近，会弹出显示工具名称及功能的提示窗口，一段时间后自动消失。“工具栏”快捷菜单“自定义”对话框

消息提示1.1.1启动SOLIDWORKS3．状态栏

状态栏基础介绍状态栏位于SOLIDWORKS窗口底端，提供当前编辑内容状态、鼠标坐标、草图状态等各类信息。

核心信息展示含重建模型图标、五种草图状态，还可点击单位系统按钮选择绘制草图的文档单位。1.1.1启动SOLIDWORKS4．特征管理器

特征管理器基础概况位于SOLIDWORKS窗口左侧，提供零件、装配体或工程图的大纲视图，与图形区域动态链接，包含核心设计信息。

特征管理器核心功能支持按名称选项目、调整特征生成顺序、显示尺寸、重命名、压缩特征、查看父子关系等多项操作。

特征管理器操作技巧可展开折叠项目、切换左侧面板显示，新版本支持在后退控制棒任意位置保存模型。

特征管理器

更改项目名称

折叠所用项目1.1.1启动SOLIDWORKS

5．属性管理器属性管理器通常在定义命令、编辑草图特征时自动出现，激活时特征管理器同步弹出，其树状结构透明不影响模型修改。1.1.1启动SOLIDWORKS6．ConfigurationManager配置栏

配置管理器功能SOLIDWORKS窗口左侧的ConfigurationManager，可生成、选择、查看零件和装配体的多配置，还能组合或分割显示。

配置属性设置方法右击ConfigurationManager配置栏上的装配体，选“属性”命令，可更改配置名称、说明及材料明细表内名称等属性。1.1.2SOLIDWORKS的文件操作1．打开文件

软件模块及默认格式SOLIDWORKS分零件、装配体、工程图3个模块，零件默认后缀.SLDPRT，装配体默认后缀.SLDASM。

文件新建与打开操作单击“新建”选“零件”可开空白零件图，点“打开”按钮弹出对话框，可选取不同文件格式打开文件。

兼容文件格式归类兼容含自身.prt/.asm/.drw等格式，还支持AutoCAD的DXF、DWG格式，可输入几何体或图纸。

“打开”对话框功能含缩略图预览、配置、显示状态等选项，还有参考按钮及“打开”“只读打开”两种打开方式。1.1.2SOLIDWORKS的文件操作2．保存文件

文件常规保存方法可单击“快速”工具栏“保存”按钮，或选菜单栏“文件”→“保存”命令，设置文件名和路径完成保存。

文件另存为操作选择“另存为”命令，在弹出对话框的“保存在”下拉列表框更改路径后，单击“保存”即可存至指定文件夹。

另存为选项说明涵盖保存类型、说明、另存备份档、参考、保存、取消等选项的具体功能与操作作用。1.1.3常用的工具命令

核心学习要求尽快掌握SOLIDWORKS中的命令是后续工作重点，需优先熟悉各类常用工具。常用工具介绍涵盖标准工具、视图工具、尺寸/几何关系工具、草图及特征控制面板等。基础文件操作工具含新建、打开、保存、打印按钮，可分别实现创建空白文件、打开已有文件、存盘、打印图文资料功能。编辑辅助操作工具撤销按钮可多次返回操作前状态；选择工具应用广泛，可选取多种对象，支持多选与框选。系统设置相关工具文件属性按钮显示激活文档摘要信息，选项按钮可更改SOLIDWORKS的各类设置。1.1.3常用的工具命令1．快速工具栏1.1.3常用的工具命令2．标准工具栏SOLIDWORKS软件的“标准”工具栏如图1-19所示，下文将介绍其中各工具按钮的含义。1.1.3常用的工具命令3．“装配体”控制面板

01装配体面板功能总览SOLIDWORKS“装配体”控制面板用于零部件的管理、移动及配合，包含多项操作按钮。

02零部件插入与阵列可通过对应按钮插入零部件、现有零件/装配体，还能生成单或双方向的零部件线性阵列。

03扣件与显示控制借助智能扣件按钮添加Toolbox标准硬件，显示隐藏按钮可切换零部件显示状态或调整透明度。1.1.3常用的工具命令：3．“装配体”控制面板

零部件配合操作点击配合按钮，可指定装配体中零件间的配合，仅适用当前选择的配合类型可供使用。

零部件移动旋转移动按钮可拖动零部件在设定自由度内移动，旋转按钮可通过右键拖动实现零部件旋转。

爆炸视图编辑点击爆炸视图按钮，可生成并编辑装配体爆炸视图，按需设定爆炸方向与距离。1.1.3常用的工具命令4．尺寸/几何关系工具

尺寸标注工具介绍含智能、自动插入、水平、竖直等多种尺寸按钮，各按钮有对应标注功能，部分为参考尺寸无法驱动模型。

几何关系工具说明含添加、显示/删除几何关系按钮，还有完全定义草图、搜索相等关系等辅助几何设置工具。1.1.3常用的工具命令5．“工程图”控制面板

常规视图创建工具涵盖模型视图、投影视图、辅助视图、标准三视图，可插入模型、生成正交或特定方向视图。可插入模型视图、从正交视图生成投影视图，还能生成垂直参考边线的辅助视图及默认正交标准三视图。

剖面与局部视图工具包含剖面视图、局部视图、断开的剖视图，可通过剖切线、轮廓或放大局部生成对应视图。

视图调整优化工具有断裂视图、裁剪视图、交替位置视图，能调整显示比例、裁剪视图或叠加显示交替位置。可通过断裂视图放大显示比例，裁剪视图直接裁剪剖面，交替位置视图用幻影线叠加显示视图。

工程制图基础要求需具备机械工程制图基础，才能绘制清晰明了的工程图纸，工具栏详细内容参考后续章节。要拥有机械工程制图基础才能做出清晰工程图，“工程图”工具栏的详细内容可参考后续相关章节说明。1.1.3常用的工具命令6．“特征”控制面板

实体成型类工具含拉伸、旋转、扫描、放样凸台/基体及对应切除按钮，可通过草图生成或切除3D实体。

模型修饰类工具包含圆角、倒角、筋、抽壳、拔模按钮，用于对3D模型棱边、曲面等进行细节修饰。

特征阵列与镜向含线性阵列、圆周阵列、镜向按钮，可沿线性方向、绕轴心阵列或绕面镜向特征等。

辅助类工具命令含异型孔向导、参考几何体、曲线、Instant3D按钮，可插入孔、调用基准、动态修改特征。1.1.3常用的工具命令7．“草图”控制面板

草图基础绘制工具包含草图绘制、3D草图绘制、直线、中心矩形、圆等按钮，可生成各类基础草图实体。圆弧与圆角工具涵盖圆心/起点/终点画弧、切线弧、三点圆弧、绘制圆角按钮，满足圆弧及圆角绘制需求。辅助草图工具包含中心线、样条曲线、点、基准面按钮，可绘制辅助类草图元素或插入基准面。草图编辑工具有镜向实体、转换实体引用、等距实体、剪裁实体按钮，可对草图实体进行各类编辑操作。视图导航类工具包含上一视图、整屏显示全图、局部放大、放大/缩小、放大所选范围、旋转、平移、视图定向工具，可调整模型显示状态。模型显示类工具涵盖线架图、隐藏线可见、消除隐藏线、带边线上色、上色工具，可切换3D模型的不同显示模式。特殊视图类工具包含剖面视图工具，需先选参考平面，点击后可生成3D模型的瞬时剖面视图。1.1.3常用的工具命令8．视图工具“视图”工具栏及“视图”菜单栏下拉列表1.1.4显示控制

视图工具栏操作介绍本小节将详细讲解SOLIDWORKS软件“视图”工具栏中各个工具按钮的具体操作方法。

模型显示控制功能SOLIDWORKS提供一系列显示控制命令，支持用户从不同角度、方式、距离观察设计模型。1.1.4显示控制1．缩放视图

模型缩放常规操作将鼠标指针放至目标位置作为缩放中心点，滚动滚轮即可实现模型的放大与缩小操作。局部放大功能操作单击“局部放大”按钮，拖动创建对角缩放框，释放鼠标左键即可放大框内目标几何体。无滚轮缩放操作无滚轮时，将鼠标指针放至目标几何体上方，按住Shift键和鼠标中键上下拖动实现缩放。整屏显示全图操作单击“视图”工具栏中的“整屏显示全图”按钮，可调整所有对象至完整显示在屏幕上。1.1.4显示控制2．平移视图三维状态：按住Ctrl+鼠标中键拖动平移图形；二维状态：直接按鼠标中键平移图形。3．旋转视图SOLIDWORKS三维环境中，按住鼠标中键拖动，可围绕鼠标指针对模型进行旋转操作。平移图形旋转操作1.1.4显示控制4．常用视角

常用视角调用方式单击“视图定向”按钮弹出视图列表，选择合适视角后模型会自动调整为该视角，有线框模式下多种视角效果。自定义视角设置方法通过“视图”→“修改”→“视图定向”命令打开“方向”窗口，点击“新视图”命名并保存即可自定义视角。1.1.4显示控制

5．模型显示方式"视图"工具栏有带边线上色等5种模型显示方式，可点击工具栏按钮或通过"视图"→"显示"命令切换。操作环境设置1.21.2操作环境设置

软件功能特性

SOLIDWORKS是功能强大的三维CAD软件，其全部功能无法直接在界面罗列供用户调用。

操作设置调整需求

用户需在特定设计场景下，通过调整操作设置来匹配自身的个性化设计需求。1.2.1工具栏的设置

工具栏核心作用包含所有菜单命令快捷方式，使用工具栏可大幅提升SOLIDWORKS的设计操作效率。

工具栏自定义优势可依据个人习惯自定义工具栏，既能让操作便捷高效，又能避免操作界面过于繁杂。1.2.1工具栏的设置1．自定义工具栏

工具栏显示设定用户可按零件、装配体或工程图等文件类型放置工具栏，设定显示、隐藏状态，还可设置无文件打开时的显示工具栏。自定义设置步骤通过菜单栏“工具→自定义”或工具栏区域右键选“自定义”，在对话框“工具栏”选项卡勾选或取消勾选对应工具栏。工具栏位置调整可拖动工具栏空白处调整位置，拖至SOLIDWORKS窗口边缘时，工具栏将自动定位在该边缘。工具提示功能当鼠标指针指向工具按钮时，会显示对应的工具说明，辅助用户了解工具功能。1.2.1工具栏的设置2．自定义工具栏中的命令

工具栏自定义开启可通过菜单栏“工具”→“自定义”命令，或工具栏区域右击选“自定义”，打开对应对话框操作。工具栏按钮调整操作拖动“命令”栏内按钮可移至工具栏新位置，拖动工具栏按钮回图形区域可完成删除。新版本工具栏新增内容新版本“视图”工具栏添加3D草图相关工具，涵盖基准面、轴、坐标系、参考曲线等。选项卡命令调整说明选项卡添加或删除命令按钮的步骤，与工具栏中的操作一致，不再额外介绍。系统设置入口说明选择菜单栏“工具”→“选项”命令，打开含“系统选项”和“文档属性”两个选项卡的对话框。系统选项设置特点该选项卡设置内容存于注册表，不属于文件部分，会影响当前及将来所有文件。文档属性设置特点仅对当前文件生效，仅在有文件打开时可用，可设置如GB尺寸标注标准等内容。设置界面操作逻辑两选项卡左侧均以树形格式显示选项，单击项目后，对应设置项会展示在右侧区域。1.2.2系统设置1.2.2系统设置1.系统选项设置

系统选项打开方式选择菜单栏中“工具”→“选项”命令，即可打开包含多项设置的“系统选项”对话框。

普通选项功能说明含启动文档、尺寸标注、命令有效性、界面显示、宏设置、错误处理等十余类可自定义设置项。

工程图选项设置要点涵盖视图显示、尺寸插入、修订管理、视图操作等多方面，可按需调整工程图的生成与编辑规则。

草图选项核心设置涉及草图视图、定义要求、显示状态、编辑操作等，影响草图绘制效率与特征生成的规范性。

显示/选择选项配置包含隐藏线显示、边线选择、切边显示、高亮设置等，优化模型查看与实体选择的操作体验。“系统选项”选项卡

“工程图”选项

“草图”选项“显示/选择”选项1.2.2系统设置2．系统文档属性设置

文档属性选项说明该选项卡仅文件打开时可用，设置仅作用于当前文件，新建文件默认沿用模板的文件设置。出详图选项设置可设置显示过滤器、参考几何图形的字体与显示、文本显示比例、注解显示规则等多项内容。尺寸项目参数设定涵盖绘图标准、文本样式、双制尺寸、精度、箭头样式、公差等多方面的详细设置项。“文档属性”选项卡“尺寸”选项卡“选择字体”对话框

“尺寸公差”对话框SOLIDWORKS的设计思想1.3SOLIDWORKS的设计思想

软件基础特性SOLIDWORKS2024是机械设计自动化软件，采用熟悉的Windows图形界面，工具简单易学。机械设计工程师可借助它快速按设计思想绘制草图，运用特征、尺寸制作模型和工程图。

设计功能覆盖该软件可生成二维工程图、三维零件，还能通过三维零件生成二维工程图及三维装配体。（a）二维零件工程图

（b）三维装配体

二维工程图和三维装配体1.3.1基于特征的零件建模基本过程设计技术发展历程

传统机械设计要求要求设计人员具备较强三维空间想象与表达能力，需先构建设备三维形状，再用二维工程图表达。三维CAD设计优势随计算机技术发展，CAD向三维过渡，以三维模型设计，贴合产品真实构造，符合设计师思维习惯。1.3.1基于特征的零件建模基本过程SOLIDWORKS特征建模基础

基于特征的定义SOLIDWORKS是基于特征的实体造型软件，零件模型由特征生成，设计过程是特征的累积过程。

特征的核心属性特征是可参数驱动的实体模型，需满足是零件具体构成、对应形状、有工程意义、性质可预料的条件。

特征的操作特性改变特征的形状与位置定义可调整模型形位关系，特征可与零件联结或从零件中删除。

复杂零件的特征构成任何复杂机械零件从特征角度看，都可视为由简单特征组成的组合体。1.3.1基于特征的零件建模基本过程组合体特征分析与建模

01组合体组成形式组合体按组成方式分为特征叠加、特征切割和特征相交3种基本形式，对应不同结构零件。

02零件建模特征分析建模前需深入分析零件特征组成、形状、相对位置及连接关系，再按主次顺序建模。

03典型零件特征拆解叠加体由长方体、半圆柱等特征叠加，切割体由长方体经切割而成，相交体由两圆柱相交而成。

04建模顺序及优化建议建模特征生成顺序影响模型稳定性、可修改性，复杂零件应尽量简化特征结构。1.3.1基于特征的零件建模基本过程SOLIDWORKS特征分类

特征按创建顺序分类SOLIDWORKS2024按创建顺序将零件特征分为基本特征和构造特征，基本特征是最先建立的核心特征，其余为构造特征。

特征按生成方法分类按生成方法可分为草绘特征和复杂特征，草绘特征需草绘截面生成，复杂特征依托已有特征和系统参数创建。传统设计方法局限依赖二维图纸多视图表达，需人为解读，易出错，复杂零件需反复修改，拖慢周期影响质量。实体造型设计优势可直接构建三维模型，直观呈现产品形态，复杂零件设计改模更便捷，为集成制造提供统一模型。实体造型表示方法包含单元分解法、空间枚举法等6类，仅构造实体几何与边界表示法可表达机械零件模型。三维设计核心价值支持模拟装配、运动仿真、数控加工模拟等后续工作，契合并行工程与集成制造的发展需求。1.3.2三维设计的3个基本概念1．实体造型1.3.2三维设计的3个基本概念2．参数化

传统CAD绘图局限采用固定尺寸定义几何元素，线条位置确定，修改需删除重画，难适配多次反复修改需求。

产品设计核心需求新产品开发需反复修改协调优化零件形状尺寸，定型产品需形成多规格系列型号。

参数化设计优势可随结构尺寸修改、使用环境变化自动修改图形，满足产品设计的修改与系列化需求。

参数化设计特点针对结构形状定型的设计对象，用参数约束尺寸关系，参数与控制尺寸显式对应，尺寸驱动修改。1.3.2三维设计的3个基本概念3．特征

特征概念内涵兼具形状与功能属性，涵盖几何形状