SolidWorks2018三维设计及应用教程

前言

第1章三维设计概述

1.1三维设计技术基础

1.1.1 CAD/CAM技术概述

1.1.2三维设计工具简介

1.1.3三维设计快速入门

1.2 SolidWorks基础

1.2.1 SolidWorks主要功能

1.2.2 SolidWorks基本操作

习题1

第2章零件参数化设计

2.1草图绘制

2.1.1草图绘制快速入门

2.1.2草图绘制基础

2.1.3草图绘制实践

2.2特征造型

2.2.1特征造型快速入门

2.2.2特征基本操作

2.2.3 SolidWorks特征实践

2.3零件设计

2.3.1零件设计基础

2.3.2设计意图体现

2.4机械零件综合设计实践

2.4.1标准件设计

2.4.2轴类零件设计

2.4.3螺旋弹簧类零件设计

2.4.4盘类零件设计

2.4.5齿轮类零件设计

2.4.6箱体零件设计

习题2

第3章虚拟装配设计

3.1自下而上的装配设计

3.1.1装配设计快速入门

3.1.2虚拟装配设计基础

3.1.3装配管理

3.1.4装配实践1：铁路客车轮对压装仿真

3.1.5装配实践2：活塞式压缩机装配

3.2单级减速器装配综合设计

3.2.1装配过程分析

3.2.2轴组件装配

3.2.3减速器总装配

3.3自上而下的装配设计

3.3.1快速入门

3.3.2螺栓联接装配自上而下设计

3.3.3发动机自上而下的设计

3.4机械产品设计表达

3.4.1概述

3.4.2机械产品的静态表达

3.4.3机械产品的动画表达

习题3

第4章工程图创建

4.1工程图基础

4.1.1工程图快速入门

4.1.2工程图基本术语

4.2工程图模板创建

4.2.1创建符合国家标准规范的图纸格式

4.2.2设定符合国家标准规范的图纸选项

4.2.3工程图模板管理与使用

4.3工程图纸创建

4.3.1创建符合国家标准的视图

4.3.2添加符合国家标准的注解

4.3.3 SolidWorks工程图输出

4.3.4半联轴器工作图创建

4.4创建零件图

4.4.1零件图基本知识

4.4.2轴类零件工作图实践

4.4.3齿轮工作图实践

4.4.4弹簧工作图实践

4.5创建装配图

4.5.1装配图基础操作

4.5.2螺栓联接装配图实践

4.5.3减速器总装配图实践

4.5.4螺栓联接拆装工程图实践

习题4

第5章SolidWorks提高设计效率的方法

5.1设计重用

5.1.1配置和设计表

5.1.2设计库定制与使用

5.1.3智能扣件等智能功能

5.1.4方程式参数化设计

5.1.5二次开发

5.2钣金

5.2.1钣金设计快速入门

5.2.2建立钣金零件的方法

5.2.3机箱盖子钣金设计实践

5.3焊件

5.3.1焊件设计快速入门

5.3.2框架焊件设计实践

5.3.3焊件型材定制

5.4管路与布线

5.4.1管路与布线设计快速入门

5.4.2三维管路设计实践

5.4.3计算机数据线建模

习题5

第6章机构运动/动力学仿真

6.1机构分析快速入门

6.1.1引例：曲柄滑块机构分析

6.1.2 SolidWorks Motion基础

6.2 SolidWorks Motion应用

6.2.1压气机机构仿真分析

6.2.2阀门凸轮机构仿真设计

6.2.3工件夹紧机构仿真设计

6.2.4挂锁夹紧机构仿真设计

习题6

第7章机械零件结构设计

7.1有限元分析快速入门

7.1.1引例：带孔板应力分析

7.1.2有限元的建模策略

7.2高速轴设计

7.2.1轴的静强度与刚度分析

7.2.2轴的疲劳强度分析

7.2.3轴的模态分析

7.3圆柱螺旋压缩弹簧设计

7.3.1弹簧设计内容

7.3.2弹簧刚度计算

7.3.3弹簧强度计算

7.3.4弹簧稳定性分析

7.4直齿圆柱齿轮强度设计

7.4.1齿轮啮合传动强度计算

7.4.2轮轴过盈配合强度计算

7.5优化设计

7.5.1拓扑优化设计

7.5.2尺寸优化设计原理

7.5.3带孔板轻量化设计

7.5.4悬臂托架轻量化设计

7.6耦合场分析

7.6.1压气机连杆动应力分析

7.6.2制动零件热应力分析

7.6.3动车组车体碰撞分析

7.6.4动车组车体流固耦合分析

习题7

第8章计算机辅助制造

8.1 CAM快速入门

8.2 SolidWorks CAM数控铣削加工范例

8.2.1平面凸轮轮廓铣削

8.2.2外形轮廓与凹槽铣削加工

8.3 SolidWorks CAM数控车削加工范例

8.3.1车削入门-手柄车削加工

8.3.2辗钢整体车轮车削加工

习题82100433B

《SolidWorks 2018三维设计及应用教程》系统地介绍了计算机三维辅助机械设计的基本原理及实现方法。通过设计案例，以SolidWorks及其插件为平台，详细介绍了使用现代工具进行零件建模、虚拟装配、图纸绘制及产品展示等CAD技术，进行运动仿真和FEM分析的CAE技术以及进行数控铣削和车削编程的CAM技术。全书包括三维设计概述、零件参数化设计、虚拟装配设计、工程图创建、SolidWorks提高设计效率的方法、机构运动/动力学仿真、机械零件结构设计和计算机辅助制造共8部分。《SolidWorks 2018三维设计及应用教程》大的特色是基于OBE理念，根据“因用而学”的原则，内容安排系统全面、原理归纳精炼通用、范例实践仿真实用。 《SolidWorks 2018三维设计及应用教程》可作为大、中专院校机械类专业和各种培训机构相关课程的教材和参考书，也可供从事机械CAD/CAE/CAM研究与应用的工程技术人员和研究人员参阅。

赵建国、李怀正主编的《SolidWorks三维设计及工程图应用》以SolidWorks 2012为平台，结合产品三维设计的特点，按照软件功能和学习的规律，介绍了三维设计及工程图创建的方法与步骤。

《SolidWorks三维设计及工程图应用》共11章，主要内容有：SolidWorks基础知识、三维模型的草图绘制、三维实体特征造型、参考几何体及零件建模举例、标准件设计、装配体、工程图、曲线曲面及应用举例、钣金设计、焊件设计和文件输出与输入。

本书的特点是将软件基本操作与产品设计相结合，采用实例方式介绍常用工具的功能及其属性设置方法。每章都有操作实例，每个操作步骤都配有简单的文字说明和清晰的图例，力求让读者通过实例的具体操作，在较短时间内快速掌握用SolidWorks进行产品设计的方法和技巧，达到事半功倍的效果。

本书全面地介绍了三维机械设计的基本概念、基本原理及实现方法。通过丰富的设计案例，向读者介绍了运用SolidWorks进行实体建模、虚拟装配、工程图绘制、产品展示及其提高设计效率的工具等CAD技术与方法，利用SolidWoks Motion和SolidWoks Simulation进行计算机辅助分析的CAE技术与方法以及利用SolidCAM进行数控编程的CAM技术与方法。本书包括三维设计概述、零件参数化设计、虚拟装配设计、工程图、计算机辅助工程、计算机辅助制造和SolidWorks提高设计效率的方法，共7章。本书最大的特色是理论联系实际、内容系统全面、范例丰富翔实、讲述通俗易懂。本书配备了实例源文件和电子课件，便于读者学习使用。通过阅读本书，读者能够在最短的时间内掌握计算机三维辅助设计的基本原理和方法。 本书可供从事机械设计与制造、钣金设计、焊接设计等专业的工程技术人员以及CAD/CAE/CAM研究与应用人员参阅，也可作为大、中专院校和各种培训机构相关课程的教材和参考书。

目 录

前言

第1章 三维设计概述 1 1.1 CAD/CAM技术简介 1 1.1.1 三维设计基础 1 1.1.2 三维设计软件快速入门 3 1.2 SolidWorks基础 12 1.2.1 SolidWorks简介 12 1.2.2 SolidWorks术语 14 习题1 15 第2章 零件参数化设计 16 2.1 零件参数化设计简介 16 2.2 草图设计 17 2.2.1 草图设计基础 17 2.2.2 草图设计方法 20 2.3 特征设计 24

2.3.1 特征的概念 24

2.3.2 SolidWorks特征造型 25

2.4 零件设计 26

2.4.1 零件建模引例 26

2.4.2 零件设计基础 32

2.4.3 零件建模规划 36

2.5 减速器零件设计 39

2.5.1 标准件设计 40

2.5.2 盘类零件设计 45

2.5.3 轴类零件设计 47

2.5.4 齿轮类零件设计 49

2.5.5 箱体零件设计 53

习题2 62

第3章 虚拟装配设计 67

3.1 自下而上的装配设计 67

3.1.1 三维CAD装配设计入门 67

3.1.2 SolidWorks装配设计 70

3.1.3 装配设计原理 72

3.2 减速器装配 74

3.2.1 减速器装配过程分析 74

3.2.2 轴组件装配 75

3.2.3 下箱体-轴组件装配 77

3.2.4 上箱体-下箱体装配 80

3.2.5 端盖的装配 80

3.2.6 紧固件装配 81

3.3 自上而下的装配设计 82

3.3.1 自上而下的装配设计基础 82

3.3.2 发动机自上而下的装配设计 85

3.4 工业产品表达 88

3.4.1 工业产品表达概述 88

3.4.2 工业产品的静态表达 88

3.4.3 工业产品的渲染表达 92

3.4.4 工业产品的动画表达 94

习题3 102

第4章 工程图 104

4.1 工程图概述 104

4.1.1 工程图基本术语 104

4.1.2 SolidWorks工程图入门 105

4.2 创建工程图模板 108

4.2.1 工程图常用国家标准规范 108

4.2.2 创建符合国家标准的图纸格式 110

4.2.3 设定符合国家标准的图纸选项 113

4.3 创建工程图纸 115

4.3.1 创建符合国家标准的视图 115

4.3.2 添加符合国家标准的注解 118

4.4 创建零件工程图 120

4.4.1 零件工程图基本知识 120

4.4.2 SolidWorks零件图操作 123

4.5 创建装配工程图 127

4.5.1 装配图基础知识 127

4.5.2 SolidWorks装配图操作 129

习题4 138

第5章 计算机辅助工程 140

5.1 CAE概述 140

5.1.1 CAE的特点 140

5.1.2 CAE分析入门 141

5.2 虚拟样机技术 145

5.2.1 虚拟样机技术基础 145

5.2.2 SolidWorks Motion基础 151

5.2.3 曲柄滑块机构仿真 153

5.2.4 活塞式压气机机构仿真 155

5.2.5 夹紧机构仿真设计 159

5.2.6 自由落体运动仿真 164

5.3 结构有限元分析 166

5.3.1 有限元原理 166

5.3.2 SolidWorks Simulation基本操作 171

5.3.3 静态应力分析 177

5.3.4 有限元的建模策略 186

5.3.5 接触分析 195

5.3.6 疲劳分析 201

5.3.7 模态分析 204

5.3.8 跌落分析 208

5.4 热问题有限元分析 211

5.4.1 热问题有限元分析基础 211

5.4.2 稳态热分析范例 215

5.4.3 瞬态热分析范例 218

5.4.4 热应力分析范例 220

5.5 优化设计 221

5.5.1 优化设计原理 221

5.5.2 SolidWorks Simulation形状优化 224

习题5 228

第6章 计算机辅助制造 230

6.1 计算机辅助制造概述 230

6.1.1 数控编程的内容和步骤 230

6.1.2 数控加工编程的基本概念 232

6.2 数控程序编制方法及其原理 236

6.2.1 数控程序编制方法类型 236

6.2.2 手工编程原理 237

6.2.3 APT语言自动编程原理 240

6.2.4 图形交互式自动编程原理 241

6.3 SolidCAM数控编程基础 247

6.3.1 SolidCAM介绍 247

6.3.2 SolidCAM启动与用户界面 247

6.3.3 SolidCAM仿真步骤 249

6.4 SolidCAM数控编程范例 254

6.4.1 轮廓加工 254

6.4.2 挖槽加工 259

6.4.3 钻孔加工 263

6.4.4 3D加工 267

6.4.5 外形与槽铣加工 272

6.4.6 模穴粗加工与精加工 278

习题6 284

第7章 SolidWorks提高设计效率的方法 285

7.1 SWIFT技术 285

7.1.1 SWIFT技术概述 285

7.1.2 SWIFT技术应用 286

7.2 设计重用 288

7.2.1 配置的应用 288

7.2.2 设计库 291

7.2.3 二次开发 293

7.3 钣金 298

7.3.1 钣金设计快速入门 298

7.3.2 从折弯开始设计 302

7.3.3 在展平状态下设计 307

7.3.4 实体转换到钣金 310

7.3.5 定制钣金成形工具 311

7.4 焊接 312

7.4.1 焊接概述 312

7.4.2 焊接零件设计实例 317

7.4.3 焊接型材定制 323

7.5 管路与布线 324

7.5.1 管道与布线设计基础 324

7.5.2 管筒和管道设计 332

7.5.3 管路零件库定制与使用 341

7.5.4 电力电缆和缆束 346

习题7 351

参考文献 352