应用于工程制图中的SolidWorks三维模型库

　　本文介绍了应用于工程制图中的SolidWorks三维模型库的相关内容。

　　工程制图是研究绘制和阅读工程图样的原理和方法的一门技术基础课ll].通过i}"程的学习，要求学生掌握绘制和阅读工程图样的从乍能力、基本知识和基本方法;培养学生空间想象能力和空间分析能力以及简单的空问几何问题的图解能力，传统的教学过程一般是老师采用模型、挂图相结合的方法分析立体的空间结构，然后用三角板和圆规在黑板上作图.由于个别学生空间想象能力差，很难建立起相应的空问概念，导致学习积极性下降.为此我校在制图教学中引人三维软件Solidworks，利用其强大的3D功能建立二维模型库辅助教学，通过模型库中丰富的实体模型，逐步启发、引导学生培养空间想象能力，最终达到提高工程制图的教学水平的目的.

　　1. Solidworks软件简介

　　SolidWorks是SolidWorks公司推出的优质计算机辅助设计工具，它是窗口环境下发展出来的3D实体模型建构系统.SolidWorks的特点和主要功能。

　　1)参数化设计、特征建模技术及设计过程的全相关性使其具有很好的设计柔性，即设计过程灵活，修改方便;

　　2)全Windows特性的特征管理器使设计过程的操作及管理条理清晰，操作简单，完整的动态界面和鼠标动态控制，对设计复杂零件是非常实用而且特别重要的技术手段;

　　3)功能强大的CAD模块包括了草图设计、曲面建模、实体建模和饭金零件设计等，可以完成基于特征的CAD模型建立，满足工程设计要求;

　　4)面向装配的零件设计为大型装配体的建模提供了重要的技术方法，其IPA动画制作可以实现动态模拟装配，同时可以进行运动分析，从而在计算机里完成零件设计正确与否的校验;

　　5) SolidWorks是包含CAD/CAM/CAE功能的集成化软件，全面满足设计、分析、制造、产品数据管理的一体化要求;

　　6)注重对2DAutoCAD用户的支持，帮助他们使用3D设计解决方案.

　　2工程制图三维模型库开发

　　基于Solidworks软件平台开发三维模型库，主要采用模块式设计方法，按照教学功能分类、分单元进行，各单元模型的建立与选择既考虑到模型的典型性，又要考虑模型之间的相互联系和循序渐进.为此我校针对不同专业的特点和要求，建立相应的专业标准件模}"库和装配体模型库.模型库的主要结构如图1所示.

　　如在组合形体库中，利用拉伸特征和旋转特征建立了两回转体相交的下维模型，如图2所示.

　　在标准件库中，利用拉伸特征和拉伸一切除特征建立了普通平垫圈和普通平键的三维模型，如图3所示。

　　在装配体库中，利用旋转特征、拉伸一切除特征和阵列特征，建立了轴、垫圈、法兰盘等齿轮减速器中各零件的三维模型，如图4所示

　　3应用实例

　　在工程制图中常见到两回转体相交的问题，两回转体表面相交产生的交线叫相贯线.由于相贯线的空间形状复杂多样，在教学中相贯线部分一直是一个难点.影响相贯线形状的因素有气个:回转体的形状、大小和相对位置.在课堂上，利用模型库中的各种回转体相交的模型，学生很容易理解影响相贯线形状的第一个因素:即回转体的形状不同会导致相贯线形状变化，但是对于回转体的大小不同或相对位置变化也会影响相贯线形状却不好理解。

　　由于SolidWorks软件具有尺寸驱动功能，只要对原有模型的尺寸进行驱动，输人要改动的形状尺寸或位置尺寸就能够对模型进行重建，所以利用特征编辑中的特征编辑草图功能，改变一个草图圆的大小，观察相贯线的空间形状的变化.如图5所示.改变一个草图圆的位置，观察相贯线的空间形状的变化.如图6所示.通过在课堂上对模型进行的实时、动态演示，不但使学生掌握了影响相贯线形状的三个因素，而且充分调动了他们的学习积极性.

　　回转体内部交线是学生容易漏画和错画的地方，利用视图/显示/隐藏线可见功能，可以将内部交线清晰地显示出来，再利用标准视图功能观察其俯视图，结果如图7所示。

　　通过在课堂上对模型进行实时、动态演示，使学生容易理解相贯线的性质、柱柱正交相贯线的投影规律，掌握回转体内部交线的画法，教学效果明显提高.

　　综上所述，在教学中利用SolidWorks三维模型库中丰富的二维模型，不仅可以灵活生动讲解相关内容，且在有限的课堂教学中能给学生展示多个相关的三维模型，增大了课堂信息量，这是传统教学难以达到的.学生只有在头脑中积累大量的立体模型后，才会逐步形成空间概念，提高其空间想象能力和图解能力.当然SolidWorks在工程制图中的应用作为一种教学内容和方法的改革，还有待完善.