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SolidWorks 2014新功能小窥——链传动建模在新版本中的做法
2013-12-18 15:48:44  作者:济南索迪信息技术有限公司 席久恒  来源:《CAD/CAM与制造业信息化》杂志
  •   一、SolidWorks 2014新功能概述   SolidWorks 2014是SolidWorks的第22个大的更新版本。一直以来,每次SolidWorks功能的更新都大量收集用户使用中遇到的急需解决的问题,可以说每个功能的更新都是从客户出 ...

  一、SolidWorks 2014新功能概述

  SolidWorks 2014是SolidWorks的第22个大的更新版本。一直以来,每次SolidWorks功能的更新都大量收集用户使用中遇到的急需解决的问题,可以说每个功能的更新都是从客户出发,解决实际问题。简单实用、功能强大又具有人性化的操作界面,使SolidWorks这些年一直被机械行业的工程师所热捧。

  SolidWorks每年更新都有一个主旨,2013年是“设计无极限”。释放思维、释放禁锢,让设计冲破极限,让产品具备更多想象力。这一主旨也真实地体现在了新版本带来的200多项新增功能中,这些新增功能具体体现在SolidWorks的机械设计、电气设计、有限元仿真、技术交流及数据管理等各个模块之中。以下结合机械设计中常见的链传动,来带领大家浅尝一下SolidWorks 2014中部分新增功能,感受SolidWorks 2014带来的强大威力。

  二、目前类似链传动三维建模中的瓶颈

  由于SolidWorks在机械行业的使用非常普遍,而且机械行业中涉及到类似链传动的机构也比比皆是。但是类似链传动的建模与动画模拟,过去在软件中实现较为复杂。基本上有两种方式实现:一是一节一节地装配,此方法不但费时费力,而且极易出现“打结”现象;二是在零件模式下建立,缺点是不能运动。SolidWorks 2014版本的一部分新功能可以很好地解决此问题,从而可以轻松实现类似链传动的建模、动画模拟。

  三、SolidWorks 2014实现链传动建模方法

  熟悉SolidWorks设计人员的都知道,在设计类似链传动的产品时,只能一个一个链结地装配,除非把所有链接做成一个零件,但是那样的话就不能运动了。借助SolidWorks 2014的新功能,针对链传动,我们获得了更好的处理办法。

  (1)首先应用SolidWorks 2014中的路径长度标注功能,即可以标注多个线条构成的链的总长度,也可以标注样条曲线的长度(图1)。同时还可以将尺寸设置为驱动尺寸,设计人员在拖动线条时路径长度会不断更新。这一功能对于链传动的好处不言而喻:以前即便是在零件下阵列链,最后一环也难以对齐,现在可以通过标注控制“链”的路径长度与单位链结长度成整数比例,那就可以轻松实现末端一环的对齐。

  (2)值得注意的是,虽然路径长度标注可以选择标注多条线段的总长,但装配或阵列时还是需要选择一条路径,这里可以用“套合样条曲线”工具,将多条线组合成一条线。虽然看起来不错,但是注意在通过曲线进行拟合时,要注意控制误差。有时我们可能会用“组合曲线”避免误差,但是在实际使用时会遇到一些麻烦。做配合时,链结的点不能与整个组合曲线配合,而只能与组合曲线的某一部分配合,这就不符合要求了,需要注意。套合样条曲线命令可以在“菜单-工具-样条曲线工具”下找到,也可以自定义位置。

  (3)在装配体中可以先装配一对链结,使其只保留沿路径移动的自由度(根据实际情况装配、约束,原则上只保留一个自由度)。在具体的操作上,可以在链结上加入“参考点”,让参考点与“路径线”重合,让曲线所在的面与链结上对应的面重合或平行(图2)。最后不要忘记2个链结之间的连接处的同心关系。

  (4)应用SolidWorks 2014在装配体环境下的“曲线驱动的阵列”,即在SolidWorks 2014中,不仅可以在零件环境下可以进行“曲线驱动的阵列”,而且也可以在装配环境下完成。这一点,对链传动设计非常有帮助。阵列时要2个链结分开阵列,因为在SolidWorks 2014中的阵列中,不仅是将2个零件部分阵列过去,还有其“源零件”的关系、形态也一并阵列了,为了模拟真实的情况,这里要两部分链结分别阵列。阵列选择的对齐方式要选择“与曲线对齐”,不然阵列出来就会失真(图3)。阵列的数量和间距就要看路径的长度和两个链结的长度了。例如路径1200m m、每个链结铰接孔之间的距离为30m m,那阵列的数量就是1 200/(30+30)=20个,阵列间距就是30+30=60mm。

  (5)图3展示的是一个链结的阵列,用同样的方法将另外一个链结也阵列完成(图4),与以前的版本比,借助SolidWorks 2014的新功能就能较为高效地完成,而且可以通过鼠标的拖动实现链传动运动形式的模拟。

  四、结语

  利用SolidWorks 2014版本较为理想地实现了一直困扰设计工程师的难题——类似链传动的建模。现在,不但能够快速地建立模型,而且能够用于更为广泛的领域:比如以后的动画制作或运动分析等。

  以上只是对SolidWorks 2014新版本的200多项新功能中一小部分的窥探,更多的新功能还要大家在实际的使用中发现、总结。希望这次对SolidWorks 2014新功能的小窥,对所有设计人员有一个启发,让大家可以借助SolidWorks 2014更轻松地完成自己的工作。


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