4.3任务3减速器箱盖设计

SolidWorks三维数字化设计产品数字化设计与仿真主讲教师：刘慧深目录页

ContentsPage任务3：减速器箱盖设计课时：304模块四

高级零件设计知识目标箱盖零件设计能准确说出箱体类零件设计的一般原则，掌握拉伸、抽壳、异形孔向导、加强筋等核心特征的参数含义及父子关系逻辑1能复述“箱体类零件设计五步法”（基准建立→基体创建→特征添加→细节优化→精度校验）及企业通用规范2能区分不同建模方案对箱体加工工艺性、装配精度、密封性能的影响3能力目标箱盖零件设计能独立拆解减速器箱盖工程图纸，构建参数化建模方案，特征关联正确率达100%1能熟练运用“拉伸基体+异形孔向导+抽壳+阵列”组合策略，将建模时间压缩35%以上，体积误差控制在±0.05mm以内2能自主排查并解决“薄壁抽壳厚度不均、孔系位置度超差、拔模角度不合理”三类常见箱体建模错误3素质目标箱盖零件设计养成“基准统一、工艺优先”的零件设计规范，对接企业7S管理与机加工艺要求，树立“一次建模、全程可控”的效率意识1建立产品设计数据安全保护意识，理解参数化设计对减速器迭代创新的支撑作用，增强职业认同感2重点难点重点1.箱体类零件参数化建模流程（基准建立→基体创建→特征添加→细节优化→精度校验）。2.异形孔向导在轴承孔、螺栓孔等高精度孔系中的应用逻辑。难点1.视窗特征的位置控制方法。2.孔系位置度的精准控制与草图辅助定位。箱盖零件设计任务3减速器箱盖设计设计项目四高级零件设计岗位情境导入学院实验平台需更换箱盖JSQ-01，学生作为机械设计工程师，需在3学时内完成三维参数化建模：先以箱体三个主要特征拉伸出主体结构，再使用拉伸凸台完成凸台创建，再利用拉伸切除去除内部腔体，使用异形孔向导完成打孔操作，镜像阵列完成凸台和孔系，添加筋特征并完成倒圆角等特征编辑任务，最后通过质量属性验证重量，确保实验台按期恢复运行。任务描述导入任务圆角/倒角是在三维建模中最常用的辅助特征之一，通过对已有模型的实体边线进行操作以生成所需圆角/倒角。圆角在零件上生成一个内圆角或外圆角面，选择圆角对象时可以是一条边线、也可以是一个面，系统生成与相邻两面均相切的圆角，以实现两面间的光滑过渡。倒角用于在所选边线、面或顶点上生成一倾斜的面特征。【圆角】有两个选项，一是【手工】，另一是【FilletXpert】，基本创建均是通过【手工】栏完成，功能首先根据需要选择所需的圆角类型，SOLIDWORKS共提供四种圆角类型，包括【恒定大小圆角】、【变量大小圆角】、【面圆角】、【完整圆角】，每种圆角类型对应的选项也不同。圆角知识准备1）恒定大小圆角

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用以生成恒定半径值的圆角【要圆角化的项目】：列出当前所选择的需要圆角的对象，系统支持的对象为边线、面、特征、环。其下有三个子选项，【显示选择工具栏】选中时可以在选择圆角对象后出现关联工具条，选择对象不同该工具条所列工具也不同，将鼠标移至该工具条后系统会根据相应的规则选择一系列圆角对象，从而大大提高选择效率。【切线延伸】选中时系统会自动选择连续的相切边线，没有选择则只选择鼠标指向的对象。三种预览方式指显示预览的范围。圆角——恒定大小圆角知识准备【圆角参数】：圆角参数是圆角的主要参数之一，对称、非对称选项指圆角过渡方式，两个选项分别又分别对应着不同的“轮廓”选项。圆角——恒定大小圆角知识准备【逆转参数】：该选项用以在多个圆角汇于一点时，从汇集点沿着圆角边线按给定距离生成平滑的过渡。“逆转顶点”可以选择一顶点和一圆角边线，当选择圆角边线时系统会自动搜寻到汇集点，然后为每条圆角边线指定相同或不同的逆转距离，

“逆转距离”为从汇集点开始沿每条圆角边线的距离，圆角从该距离处开始混合过渡到共同顶点，如图是等半径与不等半径逆转的效果。圆角——恒定大小圆角知识准备

【圆角选项】：未分类的圆角参数均在该选项中，“通过面选择”可以选择看不到的隐藏边线，而如果该选项没有选中则只能选择可见边线。“保持特征”用于当圆角大到覆盖其他某个特征时，该被覆盖的特征是保留还是被圆角去除，左图所示为“保持特征”的结果，而右图所示的为未选“保持特征”的结果。圆角——恒定大小圆角知识准备

“圆形角”用于控制两相邻边在圆角时如何过渡，在对如图所示六棱柱与底座连接处进行圆角时，未选择该选项时其结果如中间图所示，选择该选项时其结果如右图所示。“扩展方式”用于控制圆角过程中当圆角无法完整时，对不完整区域的相关面如何处理，系统默认为“默认”选项，该选项将由系统自动按几何条件进行选择控制。在对如图所示六棱柱与底座连接处进行圆角时，当圆角直径大于六棱柱顶点至侧面距离时圆角无法完整生成，此时如果选择“保持边线”，其结果如中间图所示，可以看到侧边线是完整的，但该处的圆角面已被分割成多个面，当选择“保持曲面时”时，其结果如下方图所示，可以看到圆角面是完整的，但侧边线已经不是一条直线了。圆角——恒定大小圆角知识准备

用以生成半径变化的圆角，与【恒定大小圆角】参数相比，主要区别在于【变半径参数】，相同参数部分不再赘述。圆角——变量大小圆角【变半径参数】：用于控制圆角的半径值，其“对称”与“不对称”选项的含义与【恒定大小圆角】相同；在对边线进行圆角时，在图形区会出现首末点的半径值输入框，单击输入框输入相应值，出现变量圆角的预览；单击边线上的插值点后出现该点的输入框。除了半径值外，还可以对该点在整条边线的位置通过百分比方式进行调整，如需要更多的插值点，可单击已有的插值点后拖动其位置。知识准备

用于非相邻、无相交实线的面之间生成圆角。【要圆化的项目】：分别选择需圆角的两组面，每组面可以包含多个面。圆角——面圆角知识准备【圆角参数】：除了具备“对称”与“非对称”两个选项外，还有“弦宽度”与“包络控制线”两个选项。“弦宽度”选项基输入的将不再是圆角半径值，而是所生成圆角的弦宽度尺寸；“包络控制线”是用模型上的边线或面上的投影分割线作为圆角控制边界，圆角半径不是具体值，而是由所选的边线与圆角面之间的距离自动生成。圆角——面圆角知识准备生成相切于三个相邻面组（一个或多个面相切）的圆角，由于与三面相切，半径只有唯一解，所以该圆角功能的没有圆角参数，只需选择需圆角的对象即可。圆角——完整圆角【要圆角化的项目】：分别选择需圆角的三组面，如左图所示模型，三组面分别为前面、侧面、后面，结果如右图所示。知识准备

FilletXpert主要用于添加、管理、组织和重新排序基本的恒定大小圆角中的对称等半径型圆角。圆角——FilletXpert【添加】：选择所需倒角的边线、面、特征、环并输入半径值后单击【应用】，其与基本圆角相比最大优势是无需退出命令状态就可以选择下一组需圆角的对象。【更改】：可以对已有的圆角特征中的一部分圆角进行更改，而无需通对该特征进行编辑修改，对于更改已有圆角的一部分时相当有效。选择需更改的圆角，并输入新的半径值，单击【调整大小】，更改后的圆角会同时变更为单独的特征。如果某一处圆角不需要了，可选择后单击【移除】即可，删除该圆角而不影响同一特征内的其他圆角。下方的“按大小分类”列出了模型中所有的圆角半径值，在此选中可以快速选择所有的同半径圆角对象。【边角】：可用于对已的三条边交于一点的圆角面进行过渡方式调整，如左图所示，三边交于一点圆角面不符合预期，选择该面后，单击下方的【显示选择】，弹出如中间图所示可能的圆角面选项，单击所需的选项，交点处的圆角面变更为如右图所示的圆角面。知识准备【复制目标】用于对边角面调整后，将调整的结果复制到相似的圆角面处，上一步操作中中已经对其中一个圆角面作了调整，此时其余三处也需做同样的调整，选择该圆角面，单击【复制目标】对话框，此时会显示符合条件的所有圆角面，选择需复制到的圆角面，再单击【复制到】。圆角——FilletXpert知识准备

圆角是SOLIDWORKS核心的辅助特征之一，选项众多，需加以练习并熟知不同圆角的应用场合。一般而言，在生成圆角时最好遵循以下规则：注意大小顺序特征优先顺序工艺圆角后置减少特征数量圆角知识准备知识准备互动环节曲面编辑工具主要有哪些？问一问熟悉工艺示范演示1.演示“减速器箱盖参数化建模全流程”，重点展示异形孔向导参数设置、抽壳厚度控制、加强筋布局优化的技巧；2.挑战问题：“若箱体壁厚需从6mm调整为8mm，如何通过参数化逻辑实现一键更新且不影响孔系位置精度？”。领取任务1.同步跟随操作，记录“基准选择”“抽壳厚度”“孔系定位尺寸”等关键步骤；2.小组讨论“冗余特征的潜在风险”，形成初步规范意识；3.记录“壁厚变更”的解决方案思路。示范探究零件实做任务实施1.完成给定箱盖的拉伸、抽壳、钻孔特征创建；2.优化参数化方案，构建“一键改型”模板（壁厚、孔系位置全关联），并通过有限元静力学仿真验证箱体强度；3.实时投屏共性问题，如“草图角度偏差”“阵列基准错误”。完成任务1.分组完成对应层级任务，组长负责进度协调与特征合规校验；2.组内交叉排查“薄壁变形、孔系偏斜”等问题，记录错误点；3.挑战层小组使用有限元分析进行密封面平面度仿真，根据结果优化抽壳厚度或加强筋布局。岗位任务实战箱盖零件设计任务分析●根据创建的箱体外形，拉伸切除内腔，创建凸台，对称部分使用镜像实体等命令完成，创建产品内外主要特征。●利用拉伸凸台或者筋命令创建加强筋。依据图纸创建：螺纹孔特征，倒角特征。最终得到完整的箱体模型。【放样凸台】【切除拉伸】【异型孔向导】【倒圆角】【拉伸凸台/基体】箱体类零件一般的创建过程：●首先创建箱体主体部分。依据图纸分解特征，简化草图绘制内容，快速拉伸建模。使用到的命令：箱盖零件图纸箱盖零件设计任务实施步骤1新建一个箱盖零件“箱盖.SLDPRT”步骤2创建外形特征零件11.在“前视基准面”上创建一张草图，以坐标原点为中心，绘制如图所示草图。先绘制两条构造线并标注尺寸。根据图纸要求，标注R35mm，R40mm，中心矩70mm。2.在特征标签栏选择拉伸凸台命令，方向选择两侧对称，拉伸距离104mm。箱盖零件设计步骤3创建外形特征21.选择前视基准面绘制草图2，显示共享上一草图，绘制R62和R70圆弧，绘制切线，标注上一草图左侧参考线到左侧圆弧中心距离为22mm,完成退出。2.选择拉伸凸台命令

，方向两侧对称，拉伸距离52mm，合并结果打钩。箱盖零件设计步骤4创建底座特征31.选择上视基准面绘制草图3，绘制100×230mm中心矩形，矩形中心点与原点水平约束，倒R23圆角，标注草图原点到右边线的距离95mm，退出草图。2.选择拉伸凸台命令，方向给定深度，向上拉伸7mm，合并结果打钩。箱盖零件设计步骤5创建凸台与台阶孔1.在上视基准面创建草图4，绘制R13中心直槽口，标注原点到右侧中线点距离50mm，槽口中心矩158mm，槽口中心点到另一侧槽口中心矩74mm。选择拉伸凸台命令，拉伸距离28mm。箱盖零件设计步骤5创建放样凸台与台阶孔2.选择异形孔向导命令，在拉伸的凸台上面以两侧的圆弧中心为基准打出台阶孔。3.选择镜像命令，以前视面为基准镜像凸台实体与台阶孔特征。箱盖零件设计步骤6拉伸切除箱盖内腔1.选择特征1前面创建草图5。以草图1参考线和原点绘制φ41、φ62圆。2.

单击【拉伸切除】按钮，方向选择完全贯穿，切除两半圆孔。箱盖零件设计3.继续以特征1前面创建草图6，以草图1参考线和原点绘制φ55、φ70圆。4.选择【拉伸切除】命令，从等距4mm处向内拉伸3mm，完成密封槽切除特征。选择镜像命令，以前视基准面为基准镜像切除特征2到另一侧。步骤6拉伸切除箱盖内腔箱盖零件设计步骤6拉伸切除箱盖内腔5.在前视基准面上创建草图7，显示共享草图2，选择圆弧与切线向内等距6mm.再选择直线工具封闭底部，裁剪实体完成草图创建。6.单击【拉伸切除】命令，方向选择两侧对称，距离40mm，切除箱体内腔,切除实体特征3。箱盖零件设计1.在底座上面创建草图8，分别绘制直线与斜线。对两线端点进行竖直约束，显示草图4，标注至草图4腰形孔中线点的距离为16mm、34mm。左右斜线端点至边线23mm。2.选择异形孔向导命令，分别在直线与斜线端点打M8台阶孔和φ3定位销孔，打孔时选择底座平面。步骤7底座台阶孔与定位销孔箱盖零件设计1.在前视基准面创建草图9，绘制如图所示的斜线。这里是本任务的重点难点这里注意斜线与切线垂直几何约束关系。2.选择三点边角矩形工具，绘制长度46矩形，矩形底部线与斜边重合，到斜面的垂直距离2mm。上边线中心点与参考线顶点重合，选择拉伸凸台命令，拉伸方向两侧对称，拉伸距离46mm，创建视窗凸台。步骤8创建顶部视窗部分箱盖零件设计3.在凸台上面创建草图10，以凸台外轮廓线向内等距5和9mm。4.5等距实体改为构造线，选择拉伸切除命令，拉伸切除视窗口。4.选择异形孔向导命令。单击【基准轴】按钮，选择外圆面，创建中心轴线。5.选择圆角工具，视窗凸台、箱体外轮廓倒圆角3mm。箱盖零件设计1.在右视基准面创建草图11，绘制如图所示的斜线，标注角度和端点定位尺寸，选择筋命令，创建厚度6mm加强筋1。2.以右视基准面等距基准面1，创建草图14，绘制如图所示斜线。标注角度和端点定位尺寸，选择筋命令，创建厚度7mm加强筋2。步骤9创建筋特征箱盖零件设计3.选择镜像命令，以前视基准面镜像两加强筋特征至另一侧。1.选择圆角命令，先对筋特征的两侧线倒圆角R3，再次使用圆角命令对底座轮廓进行圆角处理。步骤10箱体圆角特征处理箱盖零件设计3.对凸台与箱体轮廓进行圆角处理。步骤10箱体圆角特征处理箱盖零件设计4.对视窗轮廓进行圆角处理，倒圆角R1。步骤10箱体圆角特征处理箱盖零件设计添加材质：右键单击设计树材质，在弹出的对话框中左键点击编辑材料，在上方搜索栏搜索材料名称，浏览并选择HT200，点击底部应用并退出。质量评估：在特征树选择评估标签栏的质量属性，查看箱盖体积与质量步骤11添加材质与模型质量评估验收总结任务实施1.引导学生分析“特征数量、建模效率、精度控制”的差异；2.梳理“箱体类零件建模三步法”（定基准→优结构→控精度），拓展至泵体、阀体等其他箱体类零件设计场景。完成任务1.对比自身方案，优化调整建模流程；2.总结“避免箱体建模冲突的三个技巧”（基准统一、特征关联、工艺合规），形成个人操作笔记；3.思考该方法在其他箱体设计中的应用。复盘迁移评价反馈1.结合过程表现、特征关联正确率、尺寸公差合格率、仿真优化效果进行点评，公布“箱体建模规范排行榜”；2.邀请企业导师线上点评优秀作业，反馈岗位真实要求；3.对照企业工单验收标准（壁厚6-8mm、体积质量误差±0.5%、仿真达标），现场打分。总结提升1.小组代表展示建模成果，说明参数化方案设计与优化点，汇报质量分析结果；2.完成自评、组间互评，对照“箱盖零件图纸”查漏补缺；3.记录个人得分与改进点。多元评价箱盖零件设计任务小结：1.拉伸凸台和拉伸切除的作用和使用方法。2.镜像特征的作用和使用方法。3.草图共享的作用和使用方法。4.螺纹孔和倒角的创建方法和技巧。拓展训练3——缸体零件建模缸体步骤1新建一个缸体零件步骤2创建拉伸草图在“上视基准面”上新建草图1,以原点绘制60X92mm中心矩形，倒圆角R10mm。拓展训练3——缸体零件建模步骤3创建拉伸底座特征选择拉伸凸台命令，从