基于SolidWorks对机械零件结构的设计与应用

申 龙

（大族激光科技产业集团股份有限公司，广东深圳，518000）



基于SolidWorks对机械零件结构的设计与应用

申 龙

（大族激光科技产业集团股份有限公司，广东深圳，518000）

摘要：信息及计算机应用的进步和更新使得技术应用型软件更加深入技术设计领域，SolidWorks软件就是其中的典型之一。它主要应用于机械零件的设计、装配体以及工程图三个大的方面，该软件的问世及运用对机械零件结构设计有着非同一般的影响力。文章对SolidWorks软件进行了简要介绍，重点针对其在机械零件结构设计方面的应用进行深入探讨和分析研究。

关键词：SolidWorks软件；机械零件；结构设计；软件应用；

1　SolidWorks概述

1.1SolidWorks软件简介

SolidWorks是一个以特殊表征为基础的三维CAD参数化设计软件，主要有实际零件的设计造型、装配的设计造型和自主产生二维工程图纸这三个应用功能大项，随着技术的不断发展和更新另外附加了各类仿真插件和相关渲染工具以此对软件进行完善更新，更好的为机械零件结构设计体更强大的辅助功能。在软件的辅助下可以顺利完成真实形体的设计、快捷形成零件工程图、生产相应模型并且进行科学性技术性附加帮助性解释。

1.2SolidWorks的功能特点

SolidWorks软件形成的是较为完整的，完全面向对象形式的树状结构整体，内涵许多目标对象类型、属性和方法，具体构成形式如下图1所示。

图1　SolidWorks软件构成形式

1.3SolidWorks的功能特点如下所述

1.3.1Windows用户友好型界面展现及具有较强的可编辑性

其管理器能够更加直接的完成管理活动，SolidWorks特征管理器以图形展示的方式进行零件模型表征并与实际模板进行实时关联，中文简化界面易懂易操作，界面展现更加清楚、直观。可编辑性特点使工件设计不断循环的修改过程变得容易和简单，在设计、装配、制图三种状态下的任意一个都可以实现编辑和修改操作并对另外两种状态进行同步更新。

1.3.2图纸成型和检测具有简便灵活性

软件将描绘图纸和特征定义进行鲜明区别而存在较大差异性，使操作者更加明晰所有操作状态，简化图纸成型操作步骤，更容易上手操作实践，实时记录操作和互动反应，自动进行约束增加，状态间的差异性由表示属性的差异性代表，高效简便完成形状调整和修改并进行合理性检验检测。

1.3.3工程图纸制作及数据信息交互

在零件模型和装配设计工作顺利完毕后可以通过RapidDraft工程图技术根据模型智能化制作出项对应关联的工程图。另外软件中进行工程图纸的相关操作选项可以完成更加灵活的调整、剖析。通过该软件形成的相关数据信息能够实现与另外CAD工具之间完成准确交互，另外为其他设备软件工具提供数据信息连接接口以完成信息交换。

1.3.4集合性的参数化装配和建模

该软件可根据实际需要在两种装配形成模型中进行取舍，可以同时进行装配设计和零件设计，亦可以按先零件后装配的顺序进行设计，另外附加的辅助功能如：零件安置方式、同功能件更换、检测和零件组装功能等，一个状态的调整联动到其他状态下的实时更新改变，装配建模方便快捷。

2　基于SolidWorks对机械零件结构的设计

2.1零件模型的建立

在运用SolidWorks软件进行零件模型建立的过程中首先需要对详细的标准参数信息及对应分类信息进行数据储存，其中可将前者称为几何信息数据，由标准参数名和标准参数值组合构成；后者相对的则被称为联系性非几何信息，分为类别和类型两个方面。

2.2有限元模型的建立

建立零件的有限元模型，这是SolidWorks软件应用中进行零件结构分析的重要组成部分。首先要保证所建立的模型几何体是正确的且在进行网格化的过程中可以使单元数量适度小，这样才能确保得到准确的位移、应力、应变、温度分布等重要参数信息。

接下来通过加载和求解进行受力分析。首先要对零件或装配件相应位置施加固定约束，其次根据其或拉伸或压缩的受利情况及质量和位置距离关系计算出受力的大小和压强，最后对得到结果图示，如应力分析情况、敏感区应力大小等，然后将所得数据与零件自身拉伸强度极限进行比较分析得到位移情况。

2.3机械零件结构设计

机械零件结构设计指的是从生产方式的确定、生产原材料的确定、采用加工工序直到该零件的最终装配等一个完整的动作过程。生产方式是针对各种结构形式必须采用的不同种特定生产方法；原材料是对其质量、品质、属性、效用等方面的综合考量；对加工工序的安排或排布要充分考虑辅助资金支出价值，尽力满足所设计零件的需求特点诉求点，以高效灵活的方式设计制造出最符合理想的零件。

3　机械零件设计的实现过程

机械零件结构设计的一般过程，此处以机械手部件为例进行实现。

首先要建立该零件的参数信息及关系的数据库。数据库是对零件参数的诸多进行存储。在对零件的各项参数完成明晰的基础上通过VB数据库应用程序进行各个类别零件的关系数据库，接下来将数据库中的基本表进行关系联系。

然后要进行机械手部件的结构特征分析并建立对应的数据模型。为了其二次开发应用的便捷性需要根据各个分类零件的差异特点完成正确的模型。通过对实际结构的拆分确定零件的各个特征项完成相对应数据信息的记录存储并以宏文件的形式进行实时跟进。

由于SolidWorks软件中采用了特殊的程序接口和完全面向对象式的用户交互界面，这使得相关文件的创立变得更加简便灵活。

最后根据实际情况对各项参数及参数值进行相关操作，完成该机械零件结构设计。在此过程中可能需要通过该软件的特殊接口完成向其他相关软件或程序的数据信息交互沟通。

4　结论

SolidWorks软件是计算机技术发展的重要产物之一，其技术功能也在不断更新完善，它在机械零件设计领域的大范围运用使得机械零件的设计生产制造更加系统化、高效化，是机械系统中的重要组成部分之一，是此类相关工作的首选技术辅助工具，其应用水平的和利用情况引领着机械零件设计软件的潮流。

参考文献

[1]马咏梅,丁行武,李鑫.SolidWorks二次开发在机械零件设计中的应用与研究[J].机械传动，2010-01-15.

[2]马宏伟.基于SolidWorks的臂盘式制动器参数化工艺设计系统的研究[D].武汉理工大学,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.