SolidWorks 2013基础教程与上机指导 高职高专机械设计与制造专业规划教材 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

　　本书以SolidWorks软件为载体，以机械CAD基础知识为主线，将CAD基础知识和SolidWorks软件的学习有机结合，以达到快速入门和应用的目的。

本书突出应用主线，由浅入深、循序渐进地介绍SolidWorks建模模块、装配模块和制图模块的基本操作技能。主要内容包括SolidWorks设计基础、参数化草图建模、拉伸和旋转特征建模、基准特征的创建、扫描和放样特征建模、使用附加特征、系列化零件设计、典型零部件设计及相关知识、装配建模和工程图的构建等。

本书以教师课堂教学的形式安排内容，以单元讲解形式安排章节。每节都结合典型的实例，循序渐进地进行详细讲解，后总结知识并提供大量习题以供读者实战练习。

为了使读者直观掌握本书中的有关操作和技巧，本书的配套资源中根据各章内容制作了相关视频教程，与本书相辅相成、互为补充。直观、熟练的视频操作过程，将*限度地帮助读者快速掌握本书内容。

本书适合国内机械设计和生产企业的工程师阅读，也可以作为SolidWorks培训机构的培训教材，还可作为SolidWorks爱好者、用户的自学教材，以及高校相关专业学生学习SolidWorks的教材。

第1章　SolidWorks设计基础

  1.1　设计入门

    1.1.1　在Windows平台启动SolidWorks

    1.1.2　文件操作

    1.1.3　SolidWorks建模体验

    1.1.4　随堂练习

  1.2　视图的运用

    1.2.1　视图

    1.2.2　视图操作应用

    1.2.3　随堂练习

  1.3　模型测量

    1.3.1　对象与模型分析

    1.3.2　对象与模型分析实例

    1.3.3　随堂练习

  1.4　上机练习

第2章　参数化草图建模

  2.1　创建基本草图

    2.1.1　草图的构成

    2.1.2　绘制简单草图实例

    2.1.3　随堂练习

  2.2　绘制对称零件草图

    2.2.1　添加几何约束

    2.2.2　对称零件绘制方法

    2.2.3　对称零件绘制实例

  2.3　绘制复杂零件草图

    2.3.1　绘制基本几何图形

    2.3.2　标注尺寸的方法

    2.3.3　知识与拓展——显示/删除几何关系

    2.3.4　绘制复杂零件草图实例

    2.3.5　随堂练习

  2.4　上机指导

    2.4.1　草图分析

    2.4.2　操作步骤

  2.5　上机练习

第3章　拉伸和旋转特征建模

  3.1　拉伸建模

    3.1.1　拉伸特征创建流程

    3.1.2　拉伸特征应用实例

    3.1.3　随堂练习

  3.2　旋转建模

    3.2.1　旋转特征工作流程

    3.2.2　旋转特征应用实例

    3.2.3　随堂练习

  3.3　多实体建模

    3.3.1　多实体建模

    3.3.2　多实体应用实例

    3.3.3　随堂练习

  3.4　上机指导

    3.4.1　建模理念

    3.4.2　操作步骤

  3.5　上机练习

第4章　基准特征的创建

  4.1　创建基准面特征

    4.1.1　基准面基础知识

    4.1.2　建立相对基准面实例

    4.1.3　随堂练习

  4.2　创建基准轴特征

    4.2.1　基准轴基础知识

    4.2.2　建立相对基准轴实例

    4.2.3　操作步骤

    4.2.4　随堂练习

  4.3　上机指导

    4.3.1　建模理念

    4.3.2　操作步骤

  4.4　上机练习

第5章　扫描和放样特征建模

第6章　使用附加特征

第7章　系列化零件设计

第8章　典型零部件设计及相关知识

第9章　装配建模

第10章　工程图的构建

参考文献

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　　第2章　参数化草图建模

　　草图是与实体模型相关联的二维图形，一般作为三维实体模型的基础。该功能可以在三维空间中的任何一个平面内建立草图平面，并在该平面内绘制草图。

　　草图中提出了“约束”的概念，可以通过几何约束与尺寸约束控制草图中的图形，可以实现与特征建模模块同样的尺寸驱动，并可以方便地实现参数化建模。应用草图工具，用户可以绘制近似的曲线轮廓，再添加精确的约束定义后，就可以完整地表达设计的意图。

　　建立的草图还可用实体造型工具进行拉伸、旋转、扫描和放样等操作，生成与草图相关联的实体模型。

　　草图在特征树上显示为一个特征，且特征具有参数化和便于编辑修改的特点。

　　2.1　创建基本草图

　　本节知识点：

　　草图的基本概念。

　　草图绘制工具。

　　辅助线的使用方法。

　　2.1.1　草图的构成

　　在每一幅草图中，一般都包含下列几类信息。

　　(1) 草图实体：由线条构成的基本形状，草图中的线段、圆等元素均可以称为草图实体。

　　(2) 几何关系：表明草图实体或草图实体之间的关系，例如图2-1中，两条直线“垂直”，直线“水平”，这些都是草图中的几何关系。

　　(3) 尺寸：标注草图实体的大小，可以用来驱动草图实体和形状变化，如图2-1所示，当尺寸数值(例如：48)改变时可以改变外形的大小，因此草图中的尺寸是驱动尺寸。

　　图2-1　草图的构成

　　2.1.2　绘制简单草图实例

　　绘制如图2-2所示的草图。

　　图2-2　草图

　　1. 操作步骤

　　步骤一：新建零件，选择草图基准面，进入草图绘制

　　(1) 新建文件“sketch.sldprt”。

　　(2) 在FeatureManager设计树中单击【前视基准面】，从出现的快捷工具栏中单击【草图绘制】按钮 ，进入草图绘制环境。

　　步骤二：绘制草图

　　(1) 绘制水平线。

　　单击【草图】工具栏中的【直线】按钮 ，从原点绘制一条水平直线，如图2-3所示。在光标中出现一个 形状的符号，这表明系统将自动给绘制的直线添加一个“水平”的几何关系，而光标中的数字则显示了直线的长度。单击确定水平线的终止点。

　　提示：SolidWorks是一个尺寸驱动的软件，几何体的大小是通过为其标注的尺寸来控制的。因此，绘制草图的过程中只需绘制近似的大小和形状即可。

　　(2) 绘制具有一定角度的直线。

　　从终止点开始，绘制一条与水平直线具有一定角度的直线，单击确定斜线的终止点，如图2-4所示。

　　图2-3　绘制水平线 图2-4　绘制具有一定角度的直线

　　(3) 利用推理线绘制垂直线。

　　移动光标到与前一条线段垂直的方向，系统将显示出推理线，如图2-5所示。单击确定垂直线的终止点，当前所绘制的直线与前一条直线将会自动添加“垂直”几何关系。

　　(4) 利用作为参考的推理线绘制直线。

　　如图2-6所示的推理线在绘图过程中只起到了参考作用，并没有自动添加几何关系，这种推理线使用蓝色的虚线显示。单击确定水平线的终止点。

　　(5) 封闭草图。

　　移动鼠标到原点，单击确定终止点，如图2-7所示。

　　图2-5　利用推理线绘制垂直线 图2-6　利用作为参考的推理线绘制直线 图2-7　封闭草图

　　步骤三：查看几何约束

　　选择【视图】丨【草图几何关系】命令，在图形区显示约束，如图2-8所示。

　　步骤四：添加尺寸约束

　　单击【草图】工具栏中的【智能尺寸】按钮 ，首先标注角度，然后标注水平线、斜线和竖直线，如图2-9所示。

　　图2-8　查看几何约束 图2-9　标注尺寸

　　步骤五：结束草图绘制

　　单击【结束草图】按钮 ，退出草图环境。

　　步骤六：存盘

　　选择【文件】丨【保存】命令，保存文件。

　　2. 步骤点评

　　1) 对于步骤一：关于进入草图环境

　　方式1：选择绘制草图的平面，单击【草图】工具栏中的【草图绘制】按钮 ，使它处于被选中的高亮状态，此时，在图形区的右上角出现一个进入草图的符号，即可开始一幅新的草图的绘制，如图2-10所示。

　　方式2：单击【草图】工具栏中的【草图绘制】按钮 ，系统提示选择基准面。在图形区选择基准面，此时在图形区的右上角出现一个进入草图的符号，即可开始一幅新的草图的绘制，如图2-10所示。

　　图2-10　进入草图绘制状态

　　2) 对于步骤一：关于草图基准面

　　SolidWorks 2D草图可以使用以下几种绘制平面作为草图基准面。

　　(1)  SolidWorks 2D有3个默认的基准面(前视基准面、右视基准面或上视基准面)，如图2-11(a)所示。

　　(2) 用户建立的参考基准面，如图2-11(b)所示。

　　(3) 模型中的平面表面，如图2-11(c)所示。

　　(a) 默认基准面 (b) 自建基准面 (c) 模型表面

　　图2-11　草图基准面

　　3) 对于步骤二：关于原点

　　当用户处于草图绘制状态时，系统使用红色显示模型原点，这就是草图的原点。新建的草图原点默认与模型原点形成正投影关系，如图2-12所示。

　　用户在绘制个特征的草图时，应该与草图原点建立某种定位关系，从而确定模型的空间位置。 

　　图2-12　草图原点和模型原点

　　4) 对于步骤二：关于绘制草图直线

　　利用直线工具可以在草图中绘制直线，绘制过程中可以通过查看绘图过程中光标的不同形状来绘制水平线或竖直线。

　　绘制直线的操作步骤如下。

　　(1) 单击【草图】工具栏中的【直线】按钮 ，移动鼠标到图形区，若鼠标指针的形状变成 ，则表明当前绘制的是直线。

　　(2) 使用“单击-单击”模式绘制直线。在图形区中单击，松开并移动鼠标。注意此时系统会给出相应的反馈。

　　① 水平移动时，鼠标指针带有 形状，说明绘制的是水平线，系统会自动添加水平几何关系。右上角的数值不断变化，提示绘制直线的长度，如图2-13(a)所示。

　　② 向上移动鼠标时， 形状消失，如图2-13(b)所示。

　　③ 继续移动鼠标，到大约垂直的位置后鼠标指针带有 形状，说明绘制的是竖直线，如图2-13(c)所示。

　　(a) 水平 (b) 斜向上移动 (c) 垂直

　　图2-13　绘制直线时系统的不同反馈

　　④ 单击确定直线终点。如果要继续画线，则继续在线段的端点单击并松开鼠标。

　　(3) 使用“单击-拖动”模式绘制直线。与“单击-单击”模式的不同之处在于，在第1点单击以后，需要拖动鼠标到第2点。

　　(4) 继续绘制直线，图中出现虚线，这是系统的推理线，它可以推理绘制的直线和前一条直线的约束关系，如图2-14所示。

　　(5) 按Esc键、双击或右击，在弹出的快捷菜单中选择【结束链】命令，退出绘制直线操作。

　　5) 对于步骤二：关于推理线

　　推理线和反馈光标是SolidWorks提供的辅助绘图工具，同时也是在草图绘制过程中建立自动几何关系的直观显示，因此在绘制草图的过程中用户应该注意观察反馈光标和推理线，从而判断在草图中自动添加的几何关系。

　　绘制直线的过程中，系统显示反馈光标提醒用户绘制的直线为水平( )或竖直( )，直线绘制后，将自动添加“水平”或“竖直”几何关系，如图2-15所示。

　　(1) 推理线在绘制草图时会出现显示指针和现有草图实体(或模型几何体)之间的几何关系。

　　(2) 推理线可以包括现有的线矢量、平行、垂直、相切和同心等约束关系。

　　有些推理线会捕捉到确切的几何关系，而其他的推理线则只是简单地作为草图绘制过程中的指引线或参考线来使用，SolidWorks采用不同的颜色来区分推理线的这两种状态，如图2-15所示。

　　推理线A采用了黄色，如果此时所绘线段捕捉到这两条推理线，则系统会自动添加“垂直”几何关系。

　　推理线B采用蓝色，它仅仅提供了一个与另一个端点的参考，如果所绘线段终止于这个端点，就不会添加“垂直”的几何关系。

　　图2-15　推理线

　　6) 对于步骤二：关于自动添加几何关系

　　应尽量利用自动添加几何关系绘制草图，这样可以在绘制草图的同时创建必要的几何约束，如水平、垂直、平行、正交、相切、重合、点在曲线上等。

　　(1) 选择【工具】丨【草图设定】丨【自动添加几何关系】命令，切换自动添加几何关系。

　　(2) 选择【工具】丨【选项】命令，弹出【系统选项(S)-几何关系/捕捉】对话框，切换到【系统选项】选项卡，选择【几何关系/捕捉】选项，如图2-16所示。

　　在构造草图时，可以通过设置【系统选项(S)-几何关系/捕捉】对话框中的一个或多个选项，控制SolidWorks自动添加几何关系的设置。

　　7) 对于步骤三：关于查看几何约束

　　选择【视图】丨【草图几何关系】命令来切换草图几何关系的显示。

　　8) 对于步骤四：关于草图的定义状态

　　一般来说，草图可以处于欠定义、完全定义、过定义3种状态。

　　(1) 欠定义：草图中某些元素的尺寸或几何关系没有定义。

　　① 欠定义的元素使用蓝色表示。

　　② 拖动这些欠定义的元素，可以改变它们的大小或位置。

　　图2-16　【系统选项(S)-几何关系/捕捉】对话框

　　如图2-17(a)所示，如果没有标注角度的尺寸，则斜线显示为蓝色。当用户使用鼠标拖动斜线移动鼠标时，由于斜线角度的大小没有明确给定，因此可以改变斜线的方向。

　　(2) 完全定义：草图中所有元素都已经通过尺寸或几何关系进行了约束。

　　① 完全定义的草图中所有元素都使用黑颜色表示，如图2-17(b)所示。

　　② 用户不能拖动完全定义草图实体来改变大小。

　　(3) 过定义：草图中的某些元素的尺寸或几何关系过多，导致对一个元素有多种冲突的约束。

　　① 过定义的草图元素使用红颜色表示，如图2-17(c)所示。

　　(a) 欠定义草图 (b) 完全定义草图 (c) 过定义

　　图2-17　草图的定义状态

　　② 由于当前草图已经完全定义，如果试图标注两个垂直线的角度(图中所示为90°)，SolidWorks将提示用户注意尺寸多余问题。

　　③ 默认情况下，用户可以将多余的尺寸设置为“从动尺寸”(即该尺寸数值受几何体控制而不能驱动几何体)，草图可以保持为完全定义状态。

　　④ 如果用户选择了“保留此尺寸为驱动”，则草图将会出现错误，即“过定义”草图。

　　草图的欠定义、完全定义和过定义3种不同的状态，在FeatureManager设计树中显示的符号是不同的，其标识是在草图名称前面用“(-)”和“(+)”来表示，如图2-18所示。

　　欠定义：草图名称前面为“(-)”。

　　完全定义：草图名称前面无符号标识。

　　过定义：草图名称前面为“(+)”。

　　无法解出：草图名称前面为“(?)”。

　　图2-18　草图的3种定义状态

　　9) 对于步骤五：关于退出草图绘制

　　单击【草图】工具栏中的【退出草图】按钮 ，可以退出草图绘制。

　　单击图形区右上角的“草图确认区”，可以退出草图绘制。

　　没有任何绘图工具选择时，在图形区中右击，在弹出的快捷菜单中选择【退出草图】命令 ，可以退出草图绘制。

　　确定建立特征后，自动退出草图绘制。

　　单击【重建模型】按钮 ，可以退出草图绘制。

　　说明：选择【工具】︱【选项】命令，弹出【系统选项(S)-几何关系/捕捉】对话框，选中【激活确认角落】复选框，显示确认角落。

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前言

前 言

　　SolidWorks的三大特点是功能强大、易学易用和技术创新，这使得SolidWorks成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks具有强大的建模功能、虚拟装配功能及灵活的工程图设计功能，其理念是帮助工程师设计优秀的产品，使设计师更关注产品的创新而非CAD软件。

　　本书具有如下特点。

　　(1) 符合应用类软件的学习规律。本书根据教学进度和教学要求精选能够剖析与机械设计和软件操作相关的案例，分析案例操作中可能出现的问题，在步骤点评中进行强化分析和拓展。

　　(2) 注意引导读者正确的设计理念和思路。要想有效率地使用建模软件，在建立模型前，必须先考虑好设计理念。对于模型变化的规划即为设计理念。

　　(3) 更符合操作图书的阅读习惯。本书具有清晰的层次结构和详尽的图文说明。

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　　本书在写作过程中，充分吸取了SolidWorks授课经验，并与SolidWorks爱好者展开了良好的交流，充分了解学生在应用SolidWorks过程中所急需掌握的知识内容，做到理论和实践相结合。

　　本书由魏峥、董小娟、郭洋、魏薇、刘婷、武芳华、李腾训、杨宝磊编写，在编写过程中得到了清华大学出版社的指导，在此表示衷心感谢。

　　由于作者水平有限，加上时间仓促，图书虽经再三审阅，仍有可能存在不足和错误，恳请各位专家和朋友批评指正！

　　编 者