基于solidworks平台的新型换热管的三维建模.doc

《计算机辅助工程》课程论文

论文题目：基于solidworks平台的新型换热管的三维建模

目 录
1.引言
2.solidworks简介
3.基于solidworks平台的新型换热管的三维建模
3.1新型换热管形状特征分析
3.2新型换热管建模过程
4．新型换热管的工程图
5.新型换热管的动画与仿真
6．结束语

2.Solidworks 简介 
SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总裁发起，总部位于马萨诸塞州的康克尔郡（Concord,Massachusetts）内，当初所赋予的任务是希望在每一个工程师的桌面上提供一套具有生产力的实体模型设计系统。从1995年推出第一套SolidWorks三维机械设计软件至今，它已经拥有位于全球的办事处，并经由300家经销商在全球140个国家进行销售与分销该产品。SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，SolidWorks公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得SolidWorks每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在1995-1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名；从1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖，其中仅从1999年起，美国权威的CAD专业杂志CADENCE连续4年授予SolidWorks最佳编辑奖，以表彰SolidWorks的创新、活力和简明。至此，SolidWorks所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。  
由于SolidWorks出色的技术和市场表现，不仅成为CAD行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将SolidWorks全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了CAD行业的世界纪录。并购后的SolidWorks以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为CAD行业一家高素质的专业化公司，SolidWorks三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的CAD产品。由于使用了Windows OLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内核（由剑桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术，SolidWorks成为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的SolidWorks软件使用许可约28万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1千家企业。在教育市场上，每年来自全球4，300所教育机构的近145，000名学生通过SolidWorks的培训课程。  
据世界上著名的人才网站检索，与其它3D CAD系统相比，与SolidWorks相关的招聘广告比其它软件的总合还要多，这比较客观地说明了越来越多的工程师使用SolidWorks，越来越多的企业雇佣SolidWorks人才。据统计，全世界用户每年使用SolidWorks的时间已达5500万小时。  
在美国，包括麻省理工学院（MIT）、斯坦福大学等在内的著名大学已经把SolidWorks列为制造专业的必修课，国内的一些大学（教育机构）如清华大学、北京航空航天大学、北京理工大学、上海教育局等也在应用SolidWorks进行教学。相信在未来的5~8年内，SolidWorks将会成为与当今AutoCAD一样，成为3D普及型主流软件乃至于CAD的行业标准。SolidWorks为达索系统（Dassault Systemes S.A）下的子公司，专门负责研发与销售机械设计软件的视窗产品。达索公司是负责系统性的软件供应，并为制造厂商提供具有Internet整合能力的支援服务。该集团提供涵盖整个产品生命周期的系统，包括设计、工程、制造和产品数据管理等各个领域中的最佳软件系统，著名的CATIAV5就出自该公司之手，目前达索的CAD产品市场占有率居世界前列。SolidWorks是基于Windows系统下的原创的三维设计软件。其易用和友好的界面，能够在整个产品设计的工作中，SolidWorks完全自动捕捉设计意图和引导设计修改。在SolidWorks的装配设计中可以直接参照已有的零件生成新的零件。不论设计用"自顶而下"方法还是"自底而上"的方法进行装配设计，SolidWorks都将以其易用的操作大幅度地提高设计的效率。SolidWorks有全面的零件实体建模功能，其丰富程度有时会出乎设计者的期望。用SolidWorks的标注和细节绘制工具，能快捷地生成完整的、符合实际产品表示的工程图纸。 SolidWorks具有全相关的钣金设计能力。钣金件的设计即可以先设计立体的产品也可以先按平面展开图进行设计。SolidWorks软件提供完整的、免费的开发工具(API)，用户可以用微软的 Visual Basic、Visual C++或其它支持OLE的编程语言建立自己的应用方案。通过数据转换接口，SolidWorks可以很容易地将目前市场几乎所有的机械CAD软件集成到现在的设计环境中来。

3.基于Solidworks平台的三维建模
选择的零件如图1所示。

图1

3.1形状特征分析
该零件由螺纹管和矩形管道及接水槽组合构成，同时对圆柱进行扫描切除形成螺纹，最后装配起来。

3.2建模过程
1. 旋转基体，如图2所示。

图2

首先在前视基做出草图和旋转轴（如图3），然后进行旋转得到旋转基体。

图3

2.放样，如图4。

图4

建立新的基准面，如图5

图5

3.拉伸凸台，如图6。

图6

4.拉伸凸台，如图7。

图7

由于螺纹管要安装在管道内，所以必须是多排多列 的，因此我们使用线性阵列。如图8

图8

继续线性阵列，如图9。

图9

至此，换热管的主体已经结束，接下来我们继续画外壳。

6.外壳，如图10。

图10

7. 拉伸-扫描，如图11。
图11

然后进行抽壳，如图12.

图12

最后对抽壳后的壳进行拉伸切除，我们就可以得到比较完整的盖子，如图13.

图13

对于后盖也是同样的做法，在此我就不一一介绍，接下来的是初步形成额装配体，如图14.

图14

接下里是底壳，用来集水，如图15.

图15

集水槽主要进行了拉伸，抽壳和圆顶等项目。如图16

图16

只是最后的完成图，还没配上颜色，如图17。

图17

4. 工程图
这是倒出来后的工程图，如图18和19.

图18

图19

图21
5.动画仿真
Solidworks具有较强的动画仿真功能。既能够生成装配和爆炸动画，又能够进行运动分析和仿真。
生成装配爆炸视图
首先将各个零件装配成装配体，如图22。

图22

再点击爆炸视图，对各个零件进行爆炸，如图23。

图23

之后点击运动算例，进行计算，可以生成爆炸的动画，如图24。

图24

运动仿真分析
打开一个装配体，对装配体的各个零件添加约束，如各种重力，接触，弹簧，马达等约束，然后进行分析，可以得到简单的运动仿真分析结果，如图25。

图25

6.结束语
这通过一段时间卢宏群老师教授我们这门solidworks软件课程，我们已经初步对这个软件有了一些认识。刚开始我们大家都不知道这个软件到底是做什么的，通过我们渐渐的了解，我才发现这个软件是多么神奇，是多么实用。本学期通过跟随卢宏群老师学习这门三维制图课程，通过操作而了解到对Solidworks 的认识，最后感谢教授这门软件课程的卢宏群老师，谢谢您孜孜不倦的讲解，才能使我们有了对这个软件的掌握solidworks是一个三维CAD软件，它功能完善，可以进行三维实体曲面建模、渲染，完成动画。现在，随着Solidworks的功能日益完善、使用越来越贴近用户，价格也越来越低，使用Solidworks的企业也越来越多，其实Solidworks在图纸管理和工程图方面也是十分强大的，正确的使用可以大大降低工程技术人员的劳动强度，事半功倍，解放生产力，真正成为“工程师”，在今后的工作中我想有了Solidworks的帮助，我会很快的成为一名真正的出名的工程师！

7. 参考文献
丁源，周文华.《solidworks2014从入门到精通》.北京：清华大学出版社
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