【 学习要点 】在机械设计中,阶梯轴的作用通常包括提供不同直径的支撑以适应不同大小的负载,方便安装和定位轴承或其他零件,以及传递扭矩。阶梯轴通过轴的阶梯变化实现多种功能和结构优化,以满足复杂的机械结构需求。本节以阶梯轴模型为例,介绍SOLIDWORKS实体建模的基本过程。阶梯轴模型如图1-31所示。
图1-31 阶梯轴模型
【 案例思路 】阶梯轴各个轴端都是圆柱,可以用拉伸凸台特征来实现。键槽部分是去除部分材料的圆柱,可以用拉伸切除特征来实现。轴端的螺纹部分可以用装饰螺旋线特征来实现。建模大体过程如图1-32所示。
【 案例所在位置 】配套数字资源\第1章\操作案例\1.8。
图1-32 阶梯轴建模大体过程
下面将介绍具体步骤。
(1)启动SOLIDWORKS,单击【标准】工具栏中的
【新建】按钮,弹出【新建SOLIDWORKS文件】对话框,单击【零件】按钮,再单击【确定】按钮,如图1-33所示。
图1-33 新建零件文件
(2)选择【文件】|【另存为】命令,弹出【另存为】对话框,在【文件名】文本框中输入【阶梯轴】,单击【保存】按钮,如图1-34所示。
图1-34 【另存为】对话框
(1)单击特征管理器设计树中的【前视基准面】图标,单击【草图】工具栏中的
【草图绘制】按钮,进入草图绘制状态。单击【草图】工具栏中的【圆】按钮,在绘图区域的原点处单击,将鼠标指针向右下方拖动,圆将随鼠标指针的移动而自动改变大小,再次单击,将生成圆的草图。单击【草图】工具栏中的
【智能尺寸】按钮,在绘图区域中单击圆的轮廓,并向左侧移动鼠标指针,圆的轮廓将随鼠标指针的移动而移动,再次单击,将弹出【修改】对话框,在该对话框中输入【20.00mm】,单击
【确定】按钮,如图1-35所示。
图1-35 绘制草图
(2)单击绘图区域右上方的
【退出草图】按钮,完成草图的绘制。
(3)单击【特征】工具栏中的
【拉伸凸台/基体】按钮,弹出
【凸台-拉伸1】属性管理器,按图1-36进行参数设置。单击
【确定】按钮,完成拉伸凸台特征的建立。
图1-36 【拉伸-凸台1】属性管理器的设置
(4)单击刚建立拉伸凸台特征的前端面,再单击【草图】工具栏中的
【草图绘制】按钮,进入草图绘制状态。单击【草图】工具栏中的【圆】按钮,在绘图区域的原点处单击,将鼠标指针向右下方拖动,再次单击,将生成圆的草图。单击【草图】工具栏中的
【智能尺寸】按钮,在绘图区域中单击圆的轮廓,并向左侧移动鼠标指针,再次单击,将弹出【修改】对话框,在该对话框中输入【24.00mm】,单击
【确定】按钮,如图1-37所示。
图1-37 绘制草图
(5)单击绘图区域右上方的
【退出草图】按钮,完成草图的绘制。
(6)单击【特征】工具栏中的
【拉伸凸台/基体】按钮,弹出
【凸台-拉伸2】属性管理器,按图1-38进行参数设置。单击
【确定】按钮,完成拉伸凸台特征的建立,按住鼠标中键并移动鼠标指针,可以看到模型的侧面,如图1-39所示。
图1-38 【拉伸-凸台2】属性管理器的设置
图1-39 拉伸凸台特征(1)
(7)单击刚建立拉伸凸台特征的前端面,单击【草图】工具栏中的
【草图绘制】按钮,进入草图绘制状态。单击【草图】工具栏中的【圆】按钮,在绘图区域的原点处单击,将鼠标指针向右下方拖动,再次单击,将生成圆的草图。单击【草图】工具栏中的
【智能尺寸】按钮,在绘图区域中单击圆的轮廓,并向左侧移动鼠标指针,再次单击,将弹出【修改】对话框,在该对话框中输入【20.00mm】,单击
【确定】按钮,如图1-40所示。
图1-40 绘制草图
(8)单击绘图区域右上方的
【退出草图】按钮,完成草图的绘制。
(9)单击【特征】工具栏中的
【拉伸凸台/基体】按钮,弹出
【凸台-拉伸3】属性管理器,按图1-41进行参数设置。单击
【确定】按钮,完成拉伸凸台特征的建立,按住鼠标中键并移动鼠标指针,可以看到模型的侧面,向前推动鼠标中键,可以缩小模型,如图1-42所示。
图1-41 【拉伸-凸台3】属性管理器的设置
图1-42 拉伸凸台特征(2)
(10)单击刚建立拉伸凸台特征的前端面,单击【草图】工具栏中的
【草图绘制】按钮,进入草图绘制状态。单击【草图】工具栏中的【圆】按钮,在绘图区域的原点处单击,将鼠标指针向右下方拖动,再次单击,将生成圆的草图。单击【草图】工具栏中的
【智能尺寸】按钮,在绘图区域中单击圆的轮廓,并向左侧移动鼠标指针,再次单击,将弹出【修改】对话框,在该对话框中输入【16.00mm】,单击
【确定】按钮,如图1-43所示。
图1-43 绘制草图
(11)单击绘图区域右上方的
【退出草图】按钮,完成草图的绘制。
(12)单击【特征】工具栏中的
【拉伸凸台/基体】按钮,弹出
【凸台-拉伸4】属性管理器,按图1-44进行参数设置。单击
【确定】按钮,完成拉伸凸台特征的建立,按住鼠标中键并移动鼠标指针,可以看到模型的侧面,向前推动鼠标中键,可以缩小模型,如图1-45所示。
图1-44 【拉伸-凸台4】属性管理器的设置
图1-45 拉伸凸台特征(3)
(1)选择【插入】|【注解】|【装饰螺纹线】命令,弹出【装饰螺纹线】属性管理器。在绘图区域中单击刚建立的拉伸凸台特征的端面的圆边线,该属性管理器将自动识别出直径是14.00mm,单击
【确定】按钮,完成装饰螺纹线特征的建立,按住鼠标中键并移动鼠标指针,可以看到模型的侧面,向前推动鼠标中键,可以缩小模型,如图1-46所示。
图1-46 装饰螺纹线特征
(2)单击特征管理器设计树中的【上视基准面】图标,单击【草图】工具栏中的
【草图绘制】按钮,进入草图绘制状态。单击【草图】工具栏中的
【直槽口】按钮,在绘图区域的原点处单击,将鼠标指针向下方拖动,在接近拉伸凸台特征处单击;将鼠标指针向右移动,直槽口将随鼠标指针的移动而自动改变大小,再次单击,将生成直槽口的草图。单击【草图】工具栏中的
【智能尺寸】按钮,在绘图区域中单击直槽口的下中心点,再单击下侧拉伸凸台特征的上边线,并向右侧移动鼠标指针,其尺寸将随鼠标指针的移动而移动,再次单击,将弹出【修改】对话框,在该对话框中输入【10.00mm】,单击
【确定】按钮。单击直槽口下端圆弧,向右下方移动鼠标指针,其尺寸将随鼠标指针的移动而移动,再次单击,将弹出【修改】对话框,在该对话框中输入【5.00mm】,单击
【确定】按钮,如图1-47所示。
图1-47 绘制草图
(3)单击绘图区域右上方的
【确定】按钮,完成草图的绘制。
(4)单击【特征】工具栏中的
【拉伸切除】按钮,弹出的【切除-拉伸1】属性管理器,按图1-48进行参数设置。参数设置完成后,绘图区域中将出现黄色的切除区域,可以单击
【方向】按钮来调整切除区域,要保证切除区域处于中心平面的一侧。单击
【确定】按钮,完成拉伸切除特征的建立。
图1-48 切除-拉伸属性设置
(5)按住鼠标中键并移动鼠标指针,可以看到模型的侧面,向前推动鼠标中键,可以缩小模型,如图1-49所示,阶梯轴模型建立完成。
图1-49 阶梯轴模型