普通高等院校“十四五”規(guī)劃教材

SolidWorks三維機械設(shè)計

實訓(xùn)教程

王秀珍主編

◎

仝基斌岳強副主編

◎

內(nèi)容簡介

本書基于中文版系統(tǒng)介紹了草圖繪制典型零件的三維建模安全閥

SolidWorksSolidWorks、、

各零件的三維建模安全閥的裝配圖與爆炸圖工程圖設(shè)計曲線曲面三維造型鈑金零件的三維

、、、、

建模自由造型及渲染仿真分析等內(nèi)容本書章節(jié)安排采用由淺入深循序漸進(jìn)的原則在具體

、、。、,

的典型實例操作過程中輕松掌握常用命令并對容易出錯的地方及重要知識點加以提示在章節(jié)

,。

后面設(shè)置了課后練習(xí)以增加讀者對軟件操作的熟練程度可以輕松掌握零件的建模裝配和工程

,,、

圖制作等設(shè)計工作

。

本書把每章重點內(nèi)容和所有模型以微課視頻和動畫的方式提供給讀者供讀者在學(xué)習(xí)過程中

,

參考以提高學(xué)習(xí)效率更好地掌握軟件的操作

,,。

本書適合作為高等院校機械類專業(yè)工業(yè)設(shè)計專業(yè)產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的

、、CAD/CAM

課程的教材同時也適用于對軟件感興趣的讀者

,SolidWorks。

圖書在版編目CIP數(shù)據(jù)

()

三維機械設(shè)計實訓(xùn)教程王秀珍主編北京

SolidWorks/.—:

中國鐵道出版社有限公司

,2022.2

普通高等院校十四五規(guī)劃教材

“”

ISBN978-7-113-28751-1

王機械設(shè)計計算機輔助設(shè)計

Ⅰ.①S…Ⅱ.①…Ⅲ.①--

應(yīng)用軟件高等學(xué)校教材

--Ⅳ.①TH122

中國版本圖書館數(shù)據(jù)核字第號

CIP(2022)000639

書名:SolidWorks三維機械設(shè)計實訓(xùn)教程

作者:王秀珍

策劃編輯:曾露平

責(zé)任編輯:曾露平包寧編輯部電話:

(010)63551926

封面設(shè)計:高博越

責(zé)任校對:苗丹

責(zé)任印制:樊啟鵬

出版發(fā)行:中國鐵道出版社有限公司北京市西城區(qū)右安門西街號

(100054,8)

網(wǎng)址:

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

印刷:北京聯(lián)興盛業(yè)印刷股份有限公司

版次:年月第版年月第次印刷

202221202221

開本:印張:字?jǐn)?shù):千

787mm×1092mm1/1613328

書號:

ISBN978-7-113-28751-1

定價:元

36.00

版權(quán)所有侵權(quán)必究

凡購買鐵道版圖書如有印制質(zhì)量問題請與本社教材圖書營銷部聯(lián)系調(diào)換電話

,,。:(010)63550836

打擊盜版舉報電話

:(010)63549461

前言

軟件是公司推出的集、、于一體的產(chǎn)

SolidWorksSolidWorksCADCAMCAE3D

品開發(fā)軟件,它以參數(shù)化特征造型為基礎(chǔ),具有強大、易學(xué)、易用等特點,極大地提

高了機械設(shè)計工程師的設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量,并成為主流三維軟件市場的

CAD

標(biāo)準(zhǔn),是目前應(yīng)用較廣泛的三維軟件之一。

CAD

本書為高等院校三維機械構(gòu)形設(shè)計、產(chǎn)品工程三維設(shè)計或機械零

SolidWorks

件三維造型等課程的配套教材,本書既可用于課程教學(xué)也可用于上機實訓(xùn)。

本書編者長期從事教學(xué)工作,帶領(lǐng)學(xué)生多次參加“全國大學(xué)生先

SolidWorks

進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽”,在多年教學(xué)和參賽的經(jīng)驗基礎(chǔ)上編寫了

本書,為了避免以往普通訓(xùn)練教程中命令的講解過于單調(diào)煩瑣,本書按上機實訓(xùn)

的方式注重將重要的知識點融入具體實例中,會使讀者的學(xué)習(xí)興趣更加濃厚。本

書主要內(nèi)容包括以下幾個方面:

()概述;

1SolidWorks

()草圖繪制;

2SolidWorks

()典型零件的三維建模;

3

()安全閥各零件的三維建模;

4

()安全閥的裝配與爆炸;

5

()工程圖設(shè)計;

6

()曲線曲面三維造型;

7

()鈑金零件的三維建模;

8

()自由造型及渲染;

9

()仿真分析。

10

本書把每章重點內(nèi)容和所有模型以微課視頻和動畫的方式提供給讀者,供讀

者在學(xué)習(xí)過程中參考,以提高學(xué)習(xí)效率,更好地掌握軟件的操作。

本書由安徽工業(yè)大學(xué)王秀珍任主編,安徽工業(yè)大學(xué)仝基斌教授、安徽工業(yè)大

學(xué)岳強教授任副主編。由于編者水平有限,書中若有疏漏和不足之處,懇請廣大

讀者提出寶貴意見,電子郵箱:。

wangxiuz1979@163.com

編者

年月

20218

第1章Solidworks概述

目錄

第1章SolidWorks概述……………1

的主要特點……………………

1.1SolidWorks1

使用基礎(chǔ)………………………

1.2SolidWorks2

用戶界面介紹…………………

1.3SolidWorks5

快捷鍵和快捷菜單…………

1.411

技能點撥………………………

1.5SolidWorks13

第2章SolidWorks草圖繪制……………………15

草圖繪制的概念……………

2.115

繪制二維草圖………………

2.219

課后練習(xí)…………………………

27

第3章典型零件的三維建?！?8

軸套類零件設(shè)計……………

3.128

盤類零件設(shè)計………………

3.233

蓋類零件設(shè)計………………

3.335

叉架類零件設(shè)計……………

3.443

箱體類零件設(shè)計……………

3.550

課后練習(xí)…………………………

61

第4章安全閥各零件的三維建模………………67

創(chuàng)建墊片……………………

4.167

創(chuàng)建閥帽……………………

4.271

創(chuàng)建閥門……………………

4.374

創(chuàng)建托盤……………………

4.478

創(chuàng)建螺桿……………………

4.580

創(chuàng)建彈簧……………………

4.683

創(chuàng)建閥蓋……………………

4.787

創(chuàng)建閥體……………………

4.891

課后練習(xí)…………………………

97

第5章安全閥的裝配與爆炸……………………100

安全閥裝配設(shè)計…………

5.1100

安全閥爆炸及其動畫制作………………

5.2110

課后練習(xí)…………………………

116

Ⅰ

SolidWorks三維機械設(shè)計實訓(xùn)教程

第6章工程圖設(shè)計………………120

零件的工程圖設(shè)計………………………

6.1120

裝配體的工程圖設(shè)計……………………

6.2129

課后練習(xí)…………………………

133

第7章曲線曲面三維造型………………………134

節(jié)能燈的設(shè)計……………

7.1134

彎管的設(shè)計………………

7.2143

吊鉤的設(shè)計………………

7.3148

曲面造型設(shè)計……………

7.4155

課后練習(xí)…………………………

162

第8章鈑金零件的三維建?！?63

概述………………………

8.1163

鈑金建模實例……………

8.2164

課后練習(xí)…………………………

173

第9章自由造型及渲染…………174

飲料瓶的設(shè)計……………

9.1174

渲染概述…………………

9.2PhotoView360182

飲料瓶的渲染設(shè)計………………………

9.3189

課后練習(xí)…………………………

192

第10章仿真分析…………………193

靜力學(xué)分析模塊…………

10.1193

靜力學(xué)分析實例…………

10.2196

課后練習(xí)…………………………

200

參考文獻(xiàn)……………201

Ⅱ

第1章SolidWorks概述

第1章

SolidWorks概述

1.1SolidWorks的主要特點

1.SolidWorks簡介

是一個在環(huán)境下進(jìn)行機械設(shè)計的軟件具有人性化的操作界面完

SolidWorksWindows,,

全融入了軟件使用方便和操作簡單的特點其強大的設(shè)計功能可以滿足一般機械產(chǎn)品的

Windows,

設(shè)計需要

。

是公司開發(fā)的三維產(chǎn)品是實行數(shù)字化設(shè)計的造型軟件在國際上

SolidWorksSolidWorksCAD,,

得到廣泛應(yīng)用同時具有開放的系統(tǒng)添加各種插件后可實現(xiàn)產(chǎn)品的三維建模裝配校驗運動仿

。,,、、

真有限元分析加工仿真數(shù)控加工及加工工藝的制定以保證產(chǎn)品從設(shè)計工程分析工藝分析

、、、,、、、

加工模擬產(chǎn)品制造過程中的數(shù)據(jù)一致性從而真正實現(xiàn)產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計和制造并大幅度提高

、,,

產(chǎn)品的設(shè)計效率和質(zhì)量

。

2.基于特征的三維建模模式

是一個基于特征參數(shù)化的實體造型系統(tǒng)具有強大的實體建模功能同時也提供

SolidWorks、,,

了二次開發(fā)的環(huán)境和開放的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

。

特征指一個零件的有形部分是指某個特性它是構(gòu)成零件的基本元素特征分為實體特征

,,。、

曲面特征輔助特征等

、。

實體特征有基礎(chǔ)特征如拉伸旋轉(zhuǎn)掃描放樣等和附加特征如異形孔筋倒角倒圓角

(、、、)(、、、、

抽殼拔模圓頂包覆等曲面特征如拉伸曲面旋轉(zhuǎn)曲面掃描曲面放樣曲面等可以生成實

、、)。(、、、)

體特征輔助特征基準(zhǔn)軸和基準(zhǔn)面就是基準(zhǔn)特征

。()。

如圖所示的模型就是由拉伸孔和鏡像等操作構(gòu)建的每個特征在設(shè)計樹中均有記載可

1.1、。,

方便地對特征進(jìn)行隱藏修改或刪除所以對模型的修改非常容易

、,。

圖基于特征的模型

1.1

3.尺寸驅(qū)動的參數(shù)化設(shè)計

零件和裝配件的物理形狀由特征屬性值來驅(qū)動用戶可以隨時修改特征尺寸或其他屬性即

,。

1

SolidWorks三維機械設(shè)計實訓(xùn)教程

在設(shè)計時首先考慮的是零件的形狀而不管具體的尺寸數(shù)值形狀確定好后可以通過修改各個

,。,

幾何元素的相關(guān)尺寸的數(shù)值重新生成目標(biāo)圖形尺寸修改了模型區(qū)中的相應(yīng)特征立刻發(fā)生改變

,,,

因此很方便直觀地達(dá)到最終設(shè)計目的

、。

圖所示的零件是由圖中所示的草圖生成的先畫出草圖輪廓然后用智能尺寸進(jìn)行標(biāo)注

1.2,,,

生成零件的基本輪廓后通過拉伸切除孔和鏡像等特征生成零件的最終形狀尺寸如圖所示

,、,1.2,

每一個尺寸均是一個可變的參數(shù)可以通過編輯這些草圖尺寸和特征尺寸進(jìn)而修改零件各部分的

,

形狀例如雙擊圖中的尺寸將其修改成零件的尺寸隨即發(fā)生改變因此為用戶提供了方便

,4530,,。

圖參數(shù)化設(shè)計示例

1.2

4.模塊化與設(shè)計關(guān)聯(lián)

主要有三個模塊零件裝配體和工程圖所有模塊都建立在

SolidWorks:(part)、(assem)(draw),

一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫上在整個設(shè)計過程中零件模型如果發(fā)生改變裝配體和工程圖也會自動更

。,

新也可以通過裝配干涉檢查在裝配體中修改零件的各部分參數(shù)這種獨特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)

,,

計的完整結(jié)合使得一件產(chǎn)品的完整設(shè)計過程關(guān)聯(lián)成一個整體這一優(yōu)點使得設(shè)計更優(yōu)化成品質(zhì)

。、

量更高產(chǎn)品的生產(chǎn)周期更短從而節(jié)約了生產(chǎn)成本降低了產(chǎn)品的銷售價格

、,,。

1.2SolidWorks使用基礎(chǔ)

1.在Windows平臺啟動SolidWorks

在計算機中安裝軟件后在桌面上會出現(xiàn)圖標(biāo)

(1)SolidWorks,SolidWorks。

2

第1章SolidWorks概述

雙擊圖標(biāo)打開圖所示的初始界面

(2)SolidWorks,1.3。

圖初始界面

1.3SolidWorks

2.文件操作

文件操作主要包括建立新文件打開文件保存文件和關(guān)閉文件這些操作可以通過文件下

、、,“”

拉菜單或者快速訪問工具欄完成

。

新建文件

1)

選擇文件新建命令或單擊快速訪問工具欄中的新建按鈕彈出新建

“”︱“”“”,“SolidWorks

文件對話框如圖所示

”,1.4。

圖新建文件對話框

1.4“SolidWorks”

有三個主要模塊零件裝配體和工程圖在繪制草圖和創(chuàng)建單個零件的三維模型

SolidWorks:、。

時選擇零件模塊零件創(chuàng)建完成后在進(jìn)行裝配時選擇裝配體模塊三維模型或裝配體都創(chuàng)

“”。,“”。

建好后生成零件或者裝配體的二維工程圖時選擇工程圖模塊

,“”“”“”。

單擊零件按鈕后單擊確定按鈕進(jìn)入操作界面如圖所示

“”,“”,SolidWorks,1.5。

3

SolidWorks三維機械設(shè)計實訓(xùn)教程

圖操作界面

1.5SolidWorks

在工作界面中主要包括下拉菜單快速訪問工具欄標(biāo)題欄工具欄過濾器設(shè)計樹圖形區(qū)

、、、、、、、

狀態(tài)欄視圖控制工具欄資源管理器等內(nèi)容

、、。

打開文件

2)

選擇文件打開命令或單擊快速訪問工具欄中的打開按鈕彈出打開對話框

“”︱“”“”,“”,

如圖所示選擇所需零件單擊確定按鈕

1.6,,“”。

圖打開對話框

1.6“”

保存文件

3)

保存文件時既可以保存當(dāng)前文件也可以另存文件

,,。

選擇文件保存命令或單擊快速訪問工具欄中的保存按鈕直接對文件進(jìn)行

“”︱“”“”,

保存

。

初次保存文件會彈出另存為對話框如圖所示可以更改文件名也可以沿用原有

,“”,1.7,,

名稱

。

4

第1章SolidWorks概述

圖另存為對話框

1.7“”

文件分為三類:

SolidWorks

零件文件:是機械設(shè)計中單獨零件的文件,文件擴展名為。

.sldprt

裝配體文件:是機械設(shè)計中用于虛擬裝配的文件,擴展名為。

.sldasm

工程圖文件:用標(biāo)準(zhǔn)圖紙形式描述零件和裝配的文件,擴展名為。

.slddrw

如果想要在低版本軟件中打開高版本軟件繪制的零件,需要將文件類型

SolidWorks

另存為、或格式,打開時選擇相應(yīng)的文件類型。

.step.stp.igs

關(guān)閉文件

4)

完成建模工作以后需要將文件關(guān)閉以保證所做工作不會被系統(tǒng)意外修改選擇文件

,,?！啊宝?/p>

關(guān)閉命令或者單擊繪圖區(qū)右上方的關(guān)閉按鈕可以關(guān)閉文件

“”“”。

1.3SolidWorks用戶界面介紹

1.標(biāo)題欄

標(biāo)題欄位于工作主界面的頂部右邊顯示打開的文件名稱在標(biāo)題欄的右側(cè)有三個按鈕分

,。,

別為最小化最大化和關(guān)閉按鈕可以右擊標(biāo)題欄在彈出的快捷菜單中選擇相應(yīng)操作

、。,。

2.下拉菜單

下拉菜單如圖所示包括文件編輯視圖插入工具窗口和幫助個菜單

1.8,、、、、、7。

圖下拉菜單

1.8

文件菜單中包括新建打開保存和打印等命令如圖所示

(1)“”、、,1.9。

編輯菜單中包括剪切復(fù)制粘貼刪除重建模型壓縮和解除壓縮等命令如圖

(2)“”、、、、、,1.10

所示

。

視圖菜單中包括顯示控制的相關(guān)命令如圖所示

(3)“”,1.11。

5

SolidWorks三維機械設(shè)計實訓(xùn)教程

圖文件菜單圖編輯菜單圖視圖菜單

1.9“”1.10“”1.11“”

插入菜單中包括凸臺基體切除特征陣列鏡像曲面曲線參考幾何體鈑金模具

(4)“”/、、、/、、、、、

等命令如圖所示

,1.12。

工具菜單中包括多種工具命令如插件自定義選項等命令如圖所示

(5)“”,、、,1.13。

圖插入菜單圖工具菜單

1.12“”1.13“”

6

第1章SolidWorks概述

窗口菜單中包括視口新建窗口層疊等命令如圖所示

(6)“”、、,1.14。

幫助菜單可以提供各種信息查詢例如幫助主題命令可以展開

(7)“”,“SolidWorks”SolidWorks

軟件提供的在線幫助文件指導(dǎo)教程中提供了一些設(shè)計實例可作為用戶學(xué)習(xí)參考

,“SolidWorks”,,

如圖所示

1.15。

圖窗口菜單圖幫助菜單

1.14“”1.15“”

3.工具欄

工具欄位于下拉菜單的下方包括用于建模和特征操作等各種常用的快捷方式在不同的工

,,

作模式下將顯示不同的工具欄這是由于軟件本身具有過濾作用這樣可以方便使用者使用

,,。

草圖繪制工具

1)

在草圖繪制環(huán)境下顯示的草圖工具欄如圖所示提供了繪制草圖的常用命令這些命

“”1.16,,

令與中二維繪圖命令的使用方法基本相同

AutoCAD。

圖草圖工具欄

1.16

草圖繪制繪制新草圖或者編輯現(xiàn)有草圖

:,。

智能尺寸為一個或多個實體生成尺寸

:。

直線繪制直線

:。

矩形繪制矩形可以有不同的方式繪制

:,。

多邊形繪制多邊形在繪制多邊形后可以更改邊數(shù)

:,。

圓繪制圓選擇圓心然后拖動來設(shè)定其半徑

:,。

圓心起點終點畫弧繪制中心點圓弧圓弧可以有不同的繪制方式

//:,。

橢圓繪制一個完整的橢圓選擇橢圓中心然后拖動來設(shè)定長軸和短軸

:,。

樣條曲線繪制樣條曲線單擊來添加形成曲線的樣條曲線點

:,。

點繪制點

:。

中心線繪制中心線

:。

文字繪制文字可在面邊線及草圖實體上繪制文字

:。、。

7

SolidWorks三維機械設(shè)計實訓(xùn)教程

繪制圓角在相交點繪制兩實體的角從而生成切線弧

:,。

繪制倒角在兩個草圖實體相交點添加一倒角

:。

等距實體通過以一指定距離來添加草圖實體

:。

轉(zhuǎn)化實體引用將模型上所選的邊線或者草圖轉(zhuǎn)換為草圖實體其草圖所在的平面與模型

:,

的面或者原草圖平面平行

。

剪裁實體剪裁草圖實體的一部分或者全部有時相當(dāng)于刪除

:,。

延伸實體延伸一草圖實體使之與另一部分重合

:。

移動實體移動草圖實體和注解

:。

復(fù)制實體復(fù)制草圖實體和注解

:。

鏡像實體沿中心線鏡像所選的實體

:。

線性草圖陣列添加草圖實體的線性陣列

:。

圓周草圖陣列添加草圖實體的圓周陣列

:。

特征操作工具

2)

在三維特征操作環(huán)境下顯示的特征工具欄如圖所示這些命令是將二維草圖生成三

“”1.17,

維模型或?qū)θS模型進(jìn)行編輯

。

圖特征工具欄

1.17

拉伸凸臺