第10章 装 配 设 计
10.4 上 机 指 导
10.4.1 物质动力
物质动力是以现实的方式查看装配体零部件运动的方法之一。启动物质动力功能后，拖动一个零部件时，此零部件就会向其接触的零部件施加作用力，并使接触的零部件在所允许的自由度范围内。物质动力可以在整个装配体范围内应用，拖动的零部件依次可以顺次推动一个零部件向前移动，继而推动另一个零部件移动。
例10.14 物质动力实例
(1) 单击【新建】按钮，出现【新建SolidWorks文件】对话框，选择【装配体】模板，单击【确定】按钮，进入装配体窗口，出现【插入零部件】属性管理器，选中【生成新装配体时开始指令】和【图形预览】复选框，单击【浏览】按钮，出现【打开】对话框，选择要插入的零件“底板”，单击【打开】按钮，单击原点，则插入“底板”，定位在原点，插入其余零件，单击【保存】按钮，保存为“物质动力实例”，如图10.61所示。
(2) 选择“底板”、“滑块”的右视图，单击【重合】按钮，单击【确定】按钮，完成重合配合，如图10.62所示。
(3) 选择“底板”上表面和“滑块1”下表面，单击【重合】按钮，单击【确定】按钮，完成重合配合，如图10.63所示。
图10.61 物质动力实例
图10.62 “底板”、“滑块”右视图重合配合
图10.63 “底板”上表面、“滑块1”下表面重合配合
(4) 按同样方法完成其余零件装配，单击【确定】按钮，如图10.64所示。
(5) 单击【移动零部件】按钮，出现【移动零部件】属性管理器，选择【自由拖动】选项，指针变成形状，展开【高级配合】标签，选中【标准拖动】单选按钮，按住鼠标拖动，观察移动情况，如图10.65所示。
图10.64 完成其余零件装配
图10.65 【自由拖动】
(6) 选中【碰撞检查】单选按钮，选中【碰撞时停止】、【高亮显示面】和【声音】复选框，选择“手柄”，由于销钉的影响，滑块<1>被拖动到如图10.66所示位置，停止并发出“叮铛”声。
(7) 选中【物质动力】单选按钮，选择“手柄”，在零件上出现一个符号，这个符号代表质量中心。拖动“手柄”，当“滑块<1>”移动到槽尾部时，“滑块<1>”将拖动“滑块<2>”同时移动，直到“滑块<2>”零件到达“底板”槽的尾部，发生碰撞时停止，如图10.67所示。
图10.66 碰撞时停止
图10.67 物质动力
10.4.2 对称配合
对称配合强制使两个相似的实体相对于零部件的基准面或平面或装配体的基准面 对称。
例10.15 对称配合实例
(1) 单击【新建】按钮，出现【新建SolidWorks文件】对话框，选择【装配体】模板，单击【确定】按钮，进入装配体窗口，出现【插入零部件】属性管理器，选择【生成新装配体时开始指令】和【图形预览】选项，单击【浏览】按钮，出现【打开】对话框，选择要插入的零件“底板”，单击【打开】按钮，单击原点，则插入“底板”，定位在原点，插入其余零件，单击【保存】按钮，保存为“对称和限制实例”，如图10.68所示。
(2) 单击【配合】按钮，出现【配合】属性管理器，分别选择“滚柱面”、“底座圆弧面”，单击【同轴心】按钮，单击【确定】按钮，完成同轴心配合，单击【确定】按钮，如图10.69所示。
(3) 单击【配合】按钮，出现【配合】属性管理器，展开【高级配合】标签，单击【对称】按钮，【要配合的实体】选择两个“滚柱端面”，【对称基准面】选择【右视】，单击【确定】按钮，完成对称配合，如图10.70所示。
图10.68 对称和限制实例
图10.69 “滚柱面”、“底座圆弧面”同轴心配合
图10.70 “滚柱端面”对称配合
10.4.3 限制配合
限制配合可以让零件在距离和角度配合的数值范围内移动。
例10.16 限制配合实例
(1) 单击【配合】按钮，出现【配合】属性管理器，展开【高级配合】标签，单击【距离】按钮，【要配合的实体】选择两个“滚柱端面”，在【最大值】文本框内输入“50mm”，在【最下值】文本框内输入“10mm”，完成限制配合，单击【确定】按钮，如图10.71所示。
图10.71 “滚柱端面” 限制配合
(2) 单击【移动零部件】按钮，出现【移动零部件】属性管理器，选择【自由拖动】选项，指针变成形状，展开【选项】标签，选择【标准拖动】，按住鼠标拖动，观察移动情况。
10.4.4 凸轮配合
凸轮推杆配合为一相切或重合配合类型。允许将圆柱、基准面或点与一系列相切的拉伸曲面相配合。如同在凸轮上可看到的。凸轮轮廓为采用直线、圆弧以及样条曲线制作，保持相切并形成一闭合的环。
例10.17 凸轮配合实例
(1) 单击【新建】按钮，出现【新建SolidWorks文件】对话框，选择【装配体】，单击【确定】按钮，进入装配体窗口，出现【插入零部件】属性管理器，选择【生成新装配体时开始指令】和【图形预览】选项，单击【浏览】按钮，出现【打开】对话框，选择要插入的零件“轴”，单击【打开】按钮，单击原点，则插入“轴”，定位在原点，插入其余零件，单击【保存】按钮，保存为“凸轮系统”，如 图10.72所示。
(2) 单击【配合】按钮，出现【配合】属性管理器，分别选择“凸轮轴孔”、“轴”，单击【同轴心】按钮，单击【确定】按钮，完成同轴心配合，如图10.73所示。
图10.72 “凸轮系统”
图10.73 “凸轮轴孔”、“轴” 同轴心配合
(3) 选择“凸轮面”、“轴肩台”，单击【重合】按钮，单击【确定】按钮，完成重合配合，单击【确定】按钮，如图10.74所示。
(4) 单击【配合】按钮，出现【配合】属性管理器，分别选择“凸轮”前视图、“挺杆”前视图，单击【重合】按钮，单击【确定】按钮，完成重合配合，如图10.75所示。
(5) 分别选择装配右前视图、“挺杆”右视图，单击【重合】按钮，单击【确定】按钮，完成重合配合，单击【确定】按钮，如图10.76所示。
(6) 单击【配合】按钮，出现【配合】属性管理器，展开【高级配合】标签，单击【凸轮】按钮，【要配合的实体】选择“凸轮面”，在【凸轮推杆】选择“推杆端面”，完成凸轮配合，单击【确定】按钮，如图10.77所示。
(7) 单击【旋转零部件】按钮，出现【旋转零部件】属性管理器，选择【自由拖动】选项，指针变成形状，展开【选项】标签，选中【标准拖动】单选按钮，按住鼠标转动，观察移动情况。
图10.74 “凸轮面”、“轴肩台” 重合配合
图10.75 “凸轮”、“挺杆” 重合配合
图10.76 右前视图、“挺杆” 右视图重合配合
图10.77 “凸轮面”、“推杆端面” 凸轮配合
10.4.5 齿轮配合
齿轮配合会强迫两个零部件绕所选轴相对旋转。齿轮配合的有效旋转轴包括圆柱面、圆锥面、轴和线性边线。
例10.18 齿轮配合实例
(1) 单击【新建】按钮，出现【新建SolidWorks文件】对话框，选择【装配体】，单击【确定】按钮，进入装配体窗口，出现【插入零部件】属性管理器，单击【取消】按钮，单击【保存】按钮，保存为“齿轮副”。
(2) 选取前视基准面，单击【草图绘制】按钮，进入草图绘制，绘制草图，单击【重建模型】按钮，如图10.78所示。
(3) 单击【插入零部件】按钮，出现【插入零部件】属性管理器，选中【生成新装配体时开始指令】和【图形预览】复选框，单击【浏览】按钮，出现【打开】对话框，选择要插入的零件“小齿轮”，单击【打开】按钮，插入“小齿轮”，同样方法插入“大齿轮”，右击“小齿轮”，从快捷菜单中选择【浮动】命令，如图10.79所示。
图10.78 布局草图
图10.79 插入的零件“小齿轮”、“大齿轮”
(4) 单击【配合】按钮，出现【配合】属性管理器，分别选择草图1竖线、“小齿轮”基准轴，单击【重合】按钮，单击【确定】按钮，完成重合配合，如图10.80所示。
(5) 分别选择草图1横线、“大齿轮”基准轴，单击【重合】按钮，单击【确定】按钮，完成重合配合，如图10.81所示。
图10.80 草图1竖线、“小齿轮”基准轴重合配合
图10.81 草图1横线、“大齿轮”基准轴重合配合
(6) 分别选择原点、“小齿轮”节圆基准面，单击【距离】按钮，在【距离】文本框内输入“56mm”，单击【确定】按钮，完成距离配合，如图10.82所示。
(7) 分别选择原点、“大齿轮”节圆基准面，单击【距离】按钮，在【距离】文本框内输入“36mm”，单击【确定】按钮，单击【确定】按钮，完成距离配合，如图10.83所示。
(8) 单击【配合】按钮，出现【配合】属性管理器，展开【高级配合】标签，单击【齿轮】按钮，【要配合的实体】选择两个“齿轮”的边线，在【比率】文本框输入“38：18”，单击【确定】按钮，如图10.84所示。
(9) 单击【旋转零部件】按钮，出现【旋转零部件】属性管理器，选择【自由拖动】选项，指针变成形状，展开【选项】标签，选中【标准拖动】单选按钮，按住鼠标转动，观察移动情况，如图10.85所示。
图10.82 原点、“小齿轮”节圆基准面距离配合
图10.83 原点、“大齿轮”节圆基准面距离配合
图10.84 两个“齿轮”配合
图10.85 “齿轮”配合
10.5 习 题
10.5.1 问题与讨论
(1) 装配体的特征管理器设计树与零件的特征管理器设计树的差别是什么？
(2) 把第一个零部件插入装配体时应注意哪些要点？
(3) 相同的零件如果多次插入装配体中，SolidWorks如何记录这些不同的零部件？
(4) 隐藏与压缩零部件的差别是什么？
(5) 可同时在多个零部件之间进行干涉检查吗？
(6) 已爆炸的装配体如何解除爆炸？如何制作爆炸装配体？
10.5.2 操作题
(1) 制作小齿轮油泵装配体的装配图及其爆炸视图、轴测剖视图。
工作原理：
小齿轮油泵简图，如图10.86所示。
图10.86 油泵简图
1—泵体；2—泵盖；3—销3×20；4—主动轴；5—齿轮；
6—垫片；7—螺栓M6×18；8—从动轴；9—填料；10—压盖螺母
小齿轮油泵是润滑油管路中的一个部件。动力传给主动轴4，经过圆锥销3将动力传给齿轮5，并经另一齿轮及圆锥销传给从动轴8，齿轮在旋转中造成两个压力不同的区域：高压区与低压区，润滑油便从低压区吸入，从高压区压出到需要润滑的部位。此齿轮泵负载较小，只在泵体1与泵盖2端面加垫片6及主动轴处加填料9进行密封。
(2) 制作磨床虎钳装配体的装配图及其爆炸视图、轴测剖视图。磨床虎钳简图如 图10.87所示。
图10.87 磨床虎钳简图
1—底座；2—底盘；3—螺钉M8×32；4—钳体；5—钳口；6—活动掌；7—丝杆；8—圆柱销4×30；
9—手轮；10—压板；11.螺钉M6×18；12—螺钉M6×14；13.螺栓M16×35；14—垫圈
磨床虎钳是在磨床上夹持工件的工具。转动手轮9带动丝杆7旋转，使活动掌6在钳体4上左右移动，以夹紧或松开工件。活动掌下面装有两条压板10，把活动掌压在钳体4上，钳体与底盘2用螺钉12连接。底盘装在底座1上，并可调整任意角度 ，调好角度后用螺栓13固紧。
(3) 制作分度头顶尖架装配体的装配图及其爆炸视图、轴测剖视图。分度头顶尖架简图，如图10.88所示。
图10.88 分度头顶尖架简图
1—底座；2—滑座；3—顶尖；4—滑块；5—丝杠；6—螺母；7—螺钉M6×40；8—轴承盖；
9—油杯；10—手轮；11—手把；12—销4×25；13—M4×10；14—螺母M16；
15—垫圈；16—螺钉M16×65；17—螺钉M6×16；18—定位键；19—圆柱销
此分度头顶尖架与160型立、卧式等分度头配套使用，可在铣床、钻床、磨床上用以支承较长零件进行等分的一种辅助装置。其主要零件为底座1、滑座2、丝杆5、螺母6、滑块4和顶尖等。丝杆由于其自身台阶及轴承盖7限制了其轴向移动，故旋转手把11迫使螺母6沿轴向移动，从而带动滑块4及顶尖3随之移动，以将工作顶紧或松开。
滑座2上有开槽，顺时针拧动螺母M16便压紧开槽，使之夹紧顶尖。反时针拧动螺母，由于弹性作用，开槽回位，以便顶尖调位。
