基于SolidWorks對機械零件結構的設計與應用

申 龍

（大族激光科技產業集團股份有限公司，廣東深圳，518000）

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基于SolidWorks對機械零件結構的設計與應用

申 龍

（大族激光科技產業集團股份有限公司，廣東深圳，518000）

摘要：信息及計算機應用的進步和更新使得技術應用型軟件更加深入技術設計領域，SolidWorks軟件就是其中的典型之一。它主要應用于機械零件的設計、裝配體以及工程圖三個大的方面，該軟件的問世及運用對機械零件結構設計有著非同一般的影響力。文章對SolidWorks軟件進行了簡要介紹，重點針對其在機械零件結構設計方面的應用進行深入探討和分析研究。

關鍵詞：SolidWorks軟件；機械零件；結構設計；軟件應用；

1　SolidWorks概述

1.1SolidWorks軟件簡介

SolidWorks是一個以特殊表征為基礎的三維CAD參數化設計軟件，主要有實際零件的設計造型、裝配的設計造型和自主產生二維工程圖紙這三個應用功能大項，隨著技術的不斷發展和更新另外附加了各類仿真插件和相關渲染工具以此對軟件進行完善更新，更好的為機械零件結構設計體更強大的輔助功能。在軟件的輔助下可以順利完成真實形體的設計、快捷形成零件工程圖、生產相應模型并且進行科學性技術性附加幫助性解釋。

1.2SolidWorks的功能特點

SolidWorks軟件形成的是較為完整的，完全面向對象形式的樹狀結構整體，內涵許多目標對象類型、屬性和方法，具體構成形式如下圖1所示。

圖1　SolidWorks軟件構成形式

1.3SolidWorks的功能特點如下所述

1.3.1Windows用戶友好型界面展現及具有較強的可編輯性

其管理器能夠更加直接的完成管理活動，SolidWorks特征管理器以圖形展示的方式進行零件模型表征并與實際模板進行實時關聯，中文簡化界面易懂易操作，界面展現更加清楚、直觀。可編輯性特點使工件設計不斷循環的修改過程變得容易和簡單，在設計、裝配、制圖三種狀態下的任意一個都可以實現編輯和修改操作并對另外兩種狀態進行同步更新。

1.3.2圖紙成型和檢測具有簡便靈活性

軟件將描繪圖紙和特征定義進行鮮明區別而存在較大差異性，使操作者更加明晰所有操作狀態，簡化圖紙成型操作步驟，更容易上手操作實踐，實時記錄操作和互動反應，自動進行約束增加，狀態間的差異性由表示屬性的差異性代表，高效簡便完成形狀調整和修改并進行合理性檢驗檢測。

1.3.3工程圖紙制作及數據信息交互

在零件模型和裝配設計工作順利完畢后可以通過RapidDraft工程圖技術根據模型智能化制作出項對應關聯的工程圖。另外軟件中進行工程圖紙的相關操作選項可以完成更加靈活的調整、剖析。通過該軟件形成的相關數據信息能夠實現與另外CAD工具之間完成準確交互，另外為其他設備軟件工具提供數據信息連接接口以完成信息交換。

1.3.4集合性的參數化裝配和建模

該軟件可根據實際需要在兩種裝配形成模型中進行取舍，可以同時進行裝配設計和零件設計，亦可以按先零件后裝配的順序進行設計，另外附加的輔助功能如：零件安置方式、同功能件更換、檢測和零件組裝功能等，一個狀態的調整聯動到其他狀態下的實時更新改變，裝配建模方便快捷。

2　基于SolidWorks對機械零件結構的設計

2.1零件模型的建立

在運用SolidWorks軟件進行零件模型建立的過程中首先需要對詳細的標準參數信息及對應分類信息進行數據儲存，其中可將前者稱為幾何信息數據，由標準參數名和標準參數值組合構成；后者相對的則被稱為聯系性非幾何信息，分為類別和類型兩個方面。

2.2有限元模型的建立

建立零件的有限元模型，這是SolidWorks軟件應用中進行零件結構分析的重要組成部分。首先要保證所建立的模型幾何體是正確的且在進行網格化的過程中可以使單元數量適度小，這樣才能確保得到準確的位移、應力、應變、溫度分布等重要參數信息。

接下來通過加載和求解進行受力分析。首先要對零件或裝配件相應位置施加固定約束，其次根據其或拉伸或壓縮的受利情況及質量和位置距離關系計算出受力的大小和壓強，最后對得到結果圖示，如應力分析情況、敏感區應力大小等，然后將所得數據與零件自身拉伸強度極限進行比較分析得到位移情況。

2.3機械零件結構設計

機械零件結構設計指的是從生產方式的確定、生產原材料的確定、采用加工工序直到該零件的最終裝配等一個完整的動作過程。生產方式是針對各種結構形式必須采用的不同種特定生產方法；原材料是對其質量、品質、屬性、效用等方面的綜合考量；對加工工序的安排或排布要充分考慮輔助資金支出價值，盡力滿足所設計零件的需求特點訴求點，以高效靈活的方式設計制造出最符合理想的零件。

3　機械零件設計的實現過程

機械零件結構設計的一般過程，此處以機械手部件為例進行實現。

首先要建立該零件的參數信息及關系的數據庫。數據庫是對零件參數的諸多進行存儲。在對零件的各項參數完成明晰的基礎上通過VB數據庫應用程序進行各個類別零件的關系數據庫，接下來將數據庫中的基本表進行關系聯系。

然后要進行機械手部件的結構特征分析并建立對應的數據模型。為了其二次開發應用的便捷性需要根據各個分類零件的差異特點完成正確的模型。通過對實際結構的拆分確定零件的各個特征項完成相對應數據信息的記錄存儲并以宏文件的形式進行實時跟進。

由于SolidWorks軟件中采用了特殊的程序接口和完全面向對象式的用戶交互界面，這使得相關文件的創立變得更加簡便靈活。

最后根據實際情況對各項參數及參數值進行相關操作，完成該機械零件結構設計。在此過程中可能需要通過該軟件的特殊接口完成向其他相關軟件或程序的數據信息交互溝通。

4　結論

SolidWorks軟件是計算機技術發展的重要產物之一，其技術功能也在不斷更新完善，它在機械零件設計領域的大范圍運用使得機械零件的設計生產制造更加系統化、高效化，是機械系統中的重要組成部分之一，是此類相關工作的首選技術輔助工具，其應用水平的和利用情況引領著機械零件設計軟件的潮流。

參考文獻

[1]馬詠梅,丁行武,李鑫.SolidWorks二次開發在機械零件設計中的應用與研究[J].機械傳動，2010-01-15.

[2]馬宏偉.基于SolidWorks的臂盤式制動器參數化工藝設計系統的研究[D].武漢理工大學,2014-04-01.

Based on SolidWorks of mechanical parts of the structure of the design and application

Shen Long
(Dazu laser science and technology industry group Limited by Share Ltd Guangdong Shenzhen，518000)

Abstract：The progress of information and computer application and update makes technology applied software more in-depth technical design field, SolidWorks software is one of the typical.It is mainly used in the design of mechanical parts, assembly, and engineering drawing of three big aspect,the software structure design and application of mechanical parts with the advent of extraordinary influence.Articles of SolidWorks software is briefly introduced, focusing on its application in mechanical parts structure design for in-depth discussion and analysis research.

Keywords：SolidWorks software;Mechanical parts;Structure design;Software applications.