浅议Solidworks软件在《机械设计》课程中的应用

摘 要：本文介绍了Solidworks软件在机械设计中的一些辅助应用，借助该软件，可以提高学生的学习积极性、帮助学生理解机械设计的基本原理、培养学生的创新能力，能有效提高学生的机械设计能力。

关键词：SolidWorks;机械设计;插件

机械设计课程，主要是通过先讲解组成机械的相关构件的结构、原理、作用等内容，再结合实习来锻炼学生的设计能力。机械设计的一般过程为根据用户的使用要求，对将要设计的机械的工作原理、结构、运动方式、受力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并以图纸的形式展现出来，作为最终制造的依据。机械设计是一个复杂的过程，要求在一定的条件（如材料、加工能力、理论知识和计算手段等）下设计出最好的机械，即做出优化设计。优化设计需要综合地考虑许多要求，一般有：最好的工作性能、最低的制造成本、最小的尺寸和重量、使用中的最可靠性、最低的消耗和最少的污染等。初学机械设计的同学，由于经验较少，加上实际条件也不允许，所以通常都很难做到。那么如何解决这一问题，提高学生的设计能力呢？我们可以用相应的设计软件来弥补各种条件的不足，SolidWorks就是其中一款不错的设计软件。下面就该软件在机械设计中的一些辅助应用进行探讨。

SolidWorks是一款非常好的三维机械设计软件，易学易用、界面简洁、价格适中、功能强大。提供了专门的机械设计模块，对不同零件可以选择相应的设计方法。首先，SolidWorks 软件具有很多实用的工具栏，比如草图、钣金、焊接等，在工具栏下边又包含许多实用的具体命令，灵活运用这些工具栏和命令，可以帮助设计者高效快捷、直观方便的设计零件。其次，SolidWorks 软件提供参数化设计模块，支持Excel表格、方程式、记事本和共享数值等进行驱动，在设计有一定相似性的零件结构、修改相关零件尺寸时，可以做到方便快捷。然后，SolidWorks软件提供了工程视图和装配图模块，在相应的工程草图及模型装配中，可以对零件进行修改，系统自动地把改后的数据反应到对应的装配图上，很方便实用。在装配图功能模块中，可以对机械进行模拟装配，有自下而上和由上而下两种方法，各有优缺点。自下而上装配法比较适合初学者，其过程是先设计单个零件，再把零件按照在装配体中的具体位置和相互之间的配合关系组装成构件，最后组装成所设计机械的模型。

同时，SolidWorks软件在一些功能强大的插件配合下，可以对装配体进行干涉检查、动画模拟、有限元分析等功能。Animator 插件是一个很好的动画制作软件，可以把三维模型的加工、装配、拆装过程进行录制和保持，形象直观的整个过程进行演示，方便发现问题。在Animator 与 PhotoWorks 这两个插件作用下，可以对模型进行渲染，可以做到工程图的同步更新、保证零件和装配体的精度、通过灯光控制增强视觉效果和动画效果、结合背景库的相关支持可以增强视觉冲击。PhotoWorks插件结合SolidWorks自带的分析模块，可以进行有限元高级分析，用分析工具 COSMOSXpress，可以对零件的安全系数、应力分布云图等状况进行分析;COSMOSFloWorks可以进行流体流动和热分析;COSMOSMotion可以进行虚拟样机及运动仿真等功能。Sage插件以PE International公司开发的环境影响量化工具GaBi为基础。GaBi能从温室气体、能源、最显著的环境影响、生命周期成本和社会影响等多个不同角度评估项目的可持续性，主要是通过量化材料、工艺、产品和基础结构的环境性能，有十万多种不同的影响模式。通过以上的各种检查分析，可以帮助设计人员发现设计当中的一些不合理地方，经过不断的设计-分析-调整-再设计，可以使设计变得更好更实用。SolidWorks软件还可以很方便的把设计好的三维模型图转变为二维机械零件图和装配图，为加工制造零件提供依据。

所以，在学习了机械设计的一些基本原理后，结合SolidWorks软件提供的各种功能，可以安排一些有针对性的设计实习，让学生能够完整模拟整个机械设计的过程，能够为机械设计者提供比较完整的可行的设计方案，可以大大提高机械设计的效率，提高设计者的设计水平。

参考文献：

[1]齐鹏选.SolidWorks软件及其在机械设计中的应用.《中国科技博览》，2012.

[2]朱永强，王辉林，等.SolidWorks在挖掘机设计中的应用.《工程机械》，2002.

[3]朱金权.SolidWorks软件在机械设计中的应用与研究.《新技术新工艺》，2009.

作者简介：洪涛（1982–），男，四川宜宾人，工程硕士，宜宾职业技术学院，助教，研究方向：机电技术。