[計(jì)算機(jī)軟件及應(yīng)用]第五講虛擬裝配設(shè)計(jì)(已修改)
2025-03-04 23:28 本頁(yè)面
【正文】 計(jì)算機(jī)輔助三維設(shè)計(jì) 第 5章 虛擬裝配設(shè)計(jì) 2 虛擬裝配是三維設(shè)計(jì)的最終目的。 一個(gè)產(chǎn)品通常都是由多個(gè)零件組成 ， 各個(gè)零件之間需要正確裝配在一起才能正常使用 。 在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中 ， 無(wú)法通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)完成虛擬裝配 —— 即在設(shè)計(jì)完成之后通過(guò)在計(jì)算機(jī)的環(huán)境中將各個(gè)零件裝配起來(lái) ， 從而增大了設(shè)計(jì)出錯(cuò)的可能性 。 裝配是三維 CAD軟件的三大基本功能單元之一 ， 在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中 ，裝配己不再局限于單純表達(dá)產(chǎn)品零件之間的配合關(guān)系 ， 已經(jīng)拓展到更多的工程應(yīng)用領(lǐng)域 ， 如運(yùn)動(dòng)分析 、 干涉檢查 、 自頂向下設(shè)計(jì)等諸多方面 。 虛擬裝配設(shè)計(jì) 3 學(xué)習(xí)目的： ? 了解裝配的基本概念 ? 掌握常見(jiàn)的裝配操作方法 ? 掌握裝配體設(shè)計(jì)檢查方法 ? 掌握設(shè)計(jì)表達(dá)的方法 學(xué)習(xí)重點(diǎn)： ? 如何完成一個(gè)裝配體的創(chuàng)建 ？ ? 如何進(jìn)行設(shè)計(jì)檢查 ？ ? 如何進(jìn)行設(shè)計(jì)表達(dá) ？ 內(nèi)容提要 4 裝配基礎(chǔ) 裝配的基本概念 裝配設(shè)計(jì)方法的類(lèi)型 裝配設(shè)計(jì)樹(shù) 5 裝配的基本概念 ? 裝配：按規(guī)定的技術(shù)要求，將零部件進(jìn)行配合和連接，使之成為半成品或成品的工藝過(guò)程稱(chēng)為裝配。 ? “ 地 ” ——裝配既然表達(dá)產(chǎn)品零部件之間的配合關(guān)系， 必然存在著參照與被參照的關(guān)系。在裝配設(shè)計(jì)中有一個(gè)基本概念“ 地 ” (ground)，即相對(duì)于環(huán)境 (基準(zhǔn) )坐標(biāo)系而言靜態(tài)不動(dòng)的零件，一般將產(chǎn)品中的支撐部分作為裝配中的 “ 地 ” 。 ? 全約束與欠約束、靜裝配與動(dòng)配合 ——當(dāng)零部件的裝配關(guān)系還不足以固定零部件時(shí)，裝配體處于欠約束狀態(tài)，或者稱(chēng)為動(dòng)配合，此時(shí)尚未完全固定的零部件（稱(chēng)為浮動(dòng)的零部件）可以在裝配環(huán)境中運(yùn)動(dòng)。當(dāng)施加的裝配關(guān)系完全限制了零部件的運(yùn)動(dòng)自由時(shí)，稱(chēng)為全約束或者靜裝配，該零部件都被固定在其裝配位置，無(wú)法運(yùn)動(dòng)。 6 ? 零件：是組成機(jī)器的最小單元。 ? 套件：是在基準(zhǔn)零件上裝上一個(gè)或若干個(gè)零件構(gòu)成的。 ? 組件：是在基準(zhǔn)件上，裝上若干個(gè)零件和套件構(gòu)成的。如：車(chē)床主軸箱中的主軸組件就是在主軸上裝上若干齒輪、套、墊、軸承等零件的組件，為此而進(jìn)行的裝配工件稱(chēng)為組裝。 ? 部件：部件是在基準(zhǔn)件上裝上若干個(gè)組件、套件和零件構(gòu)成的，為此而進(jìn)行的裝配工作稱(chēng)為部裝。如車(chē)床主軸箱裝配就是部裝，主軸箱箱體是進(jìn)行主軸箱部件裝配的基準(zhǔn)件。 ? 總裝：一臺(tái)機(jī)器則是在基準(zhǔn)件上，裝上若干部件、組件、套件和零件構(gòu)成的，為此而進(jìn)行的裝配稱(chēng)為總裝 裝配的基本概念 7 裝配設(shè)計(jì)方法的類(lèi)型 （ 1）自下而上設(shè)計(jì)方法 自下而上設(shè)計(jì)法是一種歸納設(shè)計(jì)方法。在裝配造型之前，首先獨(dú)立設(shè)計(jì)所有零部件，然后將零部件插入裝配體，然后根據(jù)零件的配合關(guān)系，將其組裝在一起。 與自上而下設(shè)計(jì)法相比，方便利用現(xiàn)有零部件進(jìn)行裝配，零部件之間是相互獨(dú)立的，裝配行為更為簡(jiǎn)單。使用該設(shè)計(jì)法，設(shè)計(jì)者專(zhuān)注于單個(gè)零件的設(shè)計(jì)。 （ 2）自上而下設(shè)計(jì)方法 自上而下設(shè)計(jì)法是一種演繹設(shè)計(jì)方法。該方法從 裝配體 中開(kāi)始設(shè)計(jì)工作，先對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行整體描述，然后分解成各個(gè)零部件，再按順序?qū)⒉考纸獬筛〉牧悴考?，直到分解成最底層的零件。自上而下的設(shè)計(jì)次序一般是先布局草圖，然后定義零部件位置、基準(zhǔn)面等，最后參考這些定義來(lái)設(shè)計(jì)零件。 與自下而上設(shè)計(jì)法不同之處是，自上而下設(shè)計(jì)法用一個(gè)零件的幾何體來(lái)幫助定義另一個(gè)零件，零件之間具有關(guān)聯(lián)，參考的實(shí)體變化時(shí)，將自動(dòng)完成其他零部件的修改。自上而上設(shè)計(jì)法讓設(shè)計(jì)者專(zhuān)注于機(jī)器所完成的功能。多用于產(chǎn)品從無(wú)到有的研發(fā)過(guò)程。 8 裝配設(shè)計(jì)樹(shù) 基準(zhǔn)零件 零件 1 子裝配 1 子裝配 2 零件 2 零件 3 零件 3 圖 37 裝配設(shè)計(jì)樹(shù) 裝配設(shè)計(jì)樹(shù)是其裝配單元結(jié)構(gòu)的數(shù)字化表示。 “+”:表示零部件的位置存在過(guò)定義。 “ ”:表示裝配體零部件的位置欠定義。 “固定” :表示裝配體零部件的位置鎖定于某個(gè)位置。 “ ?”：表示無(wú)法解除的裝配配合。 后綴 n：表示同一零部件的生成序號(hào)。 圖 36 裝配單元結(jié)構(gòu) 9 自下而上的虛擬裝配設(shè)計(jì) 自下而上的裝配體引例 自下而上的裝配設(shè)計(jì)步驟 3 自下而上的裝配設(shè)計(jì)原理 自下而上裝配操作 自下而上裝配設(shè)計(jì)實(shí)例 —減速器裝配 10 裝配體引例 輪軸裝配 （ 1）軸定位 （ 2）鍵裝配 （ 3） 輪裝配 11 （ 1）軸定位 12 （ 2）鍵裝配 1. 軸上的鍵槽側(cè)面與鍵的側(cè)面重合 2. 鍵與鍵槽底面重合 3. 鍵端面與鍵槽側(cè)平面和圓柱面交線(xiàn)之間的重合配合 13 （ 3）輪裝配 1. 軸的圓柱面與輪上軸孔圓柱面同軸心 2. 輪上的鍵槽側(cè)面與鍵的側(cè)面平行 3. 輪上的輪轂側(cè)面與軸的端面距離 60mm 14 自下而上的裝配設(shè)計(jì)步驟 裝配過(guò)程：安地基、定位置、添零件、選對(duì)象、設(shè)配合、裝機(jī)械。 ? 安地基： 建立一個(gè)新的裝配體，向裝配體中添加第一個(gè)零部件（地）。 ? 定位置： 設(shè)定“地”零件與裝配環(huán)境坐標(biāo)系的關(guān)系?！暗亍绷慵詣?dòng)設(shè)為固定狀態(tài)。為了確保該零件與裝配環(huán)境坐標(biāo)系有確定的關(guān)系，需要先將其更改為浮動(dòng)狀態(tài)，然后進(jìn)行必要
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