具体描述
《机械设计基础与SolidWorks实战》 内容简介： 本书旨在为读者提供一套全面、系统且极具实践指导意义的机械设计理论知识与现代三维CAD软件SolidWorks的操作技能。我们将从机械设计的本质出发，深入浅出地剖析各类机械零部件的结构、功能、设计原则及应用，并结合SolidWorks强大的建模、装配、绘图和仿真功能，引导读者将理论知识转化为实际的设计成果。本书的特色在于理论与实践的深度融合，力求让读者在掌握机械设计核心概念的同时，也能熟练运用行业领先的设计工具，高效地完成从概念到产品的全过程设计。 第一章：机械设计概述与SolidWorks入门 本章将首先阐述机械设计的概念、重要性及其在现代工业中的地位。我们将探讨机械设计的基本流程，包括需求分析、概念设计、方案设计、详细设计、制造与装配以及后期维护等环节。在此基础上，我们将隆重介绍SolidWorks软件。读者将了解SolidWorks作为一款领先的三维参数化CAD软件，其在机械设计领域的广泛应用和核心优势。 我们将详细指导读者完成SolidWorks的安装与基本界面熟悉，包括菜单栏、工具栏、命令管理器、特征树、图形区等关键组成部分的讲解。通过一系列简单易懂的入门练习，读者将掌握创建基本二维草图、进行拉伸、旋转、扫描等基本三维特征的操作，初步体验SolidWorks的强大建模能力。我们将强调参数化设计理念，让读者理解尺寸、约束以及特征之间的关联性，为后续深入学习打下坚实基础。 第二章：二维草图绘制与约束 本章将聚焦于SolidWorks中至关重要的二维草图绘制功能。精确且富有逻辑的草图是构建三维模型的基础。我们将详细讲解各种二维绘图工具，包括直线、圆、圆弧、矩形、多边形、椭圆、样条曲线等，并演示如何根据实际需求绘制出复杂的二维几何形状。 关键在于对草图约束的深入理解和熟练运用。本章将系统讲解几何约束，如水平、垂直、平行、垂直、同心、共线、相等、对称等，以及尺寸约束，包括水平尺寸、垂直尺寸、角度尺寸、对齐尺寸等。我们将通过大量的实例，演示如何利用这些约束来定义草图的精确形状和尺寸，从而确保草图的完整性和稳定性。读者将学会如何识别并解决草图中的欠定义、过定义和无意义几何等问题，掌握草图的优化与修复技巧。 第三章：三维特征建模：实体建模 本章将带领读者进入三维实体建模的世界。在掌握了二维草图绘制的基础上，我们将学习如何利用各种三维特征来构建复杂的实体模型。 基本实体特征： 详细讲解拉伸（Extrude）、旋转（Revolve）、扫描（Sweep）、宴（Loft）等基本体特征的创建方法、参数设置及其应用场景。我们将通过实例展示如何利用这些特征构建常见的机械零件，如轴、盘、轮毂、曲柄等。 高级实体特征： 深入介绍抽壳（Shell）、筋（Rib）、圆角（Fillet）、倒角（Chamfer）、阵列（Pattern，包括线性阵列、圆形阵列、曲线驱动阵列、填充阵列等）、镜像（Mirror）等辅助特征。这些特征能够极大地提高建模效率，并实现模型的优化与美化。 曲面建模基础： 简要介绍曲面建模的概念，以及如何利用曲面进行实体封口，创建更复杂的自由曲面形状，为后续更高级的建模技术打下基础。 第四章：三维特征建模：装配 当单个零件模型创建完成后，需要将它们组合成完整的机械产品，这时就需要用到SolidWorks的装配功能。本章将系统讲解SolidWorks的装配流程和技巧。 零部件的插入与定位： 学习如何从零件库中插入零部件，以及使用各种装配约束（Mate）来定义零部件之间的相对位置和关系。我们将重点讲解标准装配约束，如重合、平行、垂直、同心、距离、角度等，以及高级装配约束，如宽度、对称、路径等。 装配体结构管理： 讲解如何构建清晰的装配体结构，包括子装配的使用，以及如何进行零部件的命名和排序，提高装配体的可读性和管理效率。 运动仿真与干涉检测： 介绍SolidWorks提供的简单运动仿真功能，让读者能够直观地观察装配体的运动情况。同时，将详细讲解干涉检测（Interference Detection）功能，帮助读者在设计阶段就发现并解决零部件之间的碰撞问题，避免潜在的设计缺陷。 第五章：工程图创建与标注 在完成三维模型的创建与装配后，最关键的步骤之一就是生成符合国家标准或行业规范的工程图。本章将详尽讲解SolidWorks的工程图模块。 工程图视图的生成： 学习如何创建各种标准的工程图视图，包括主视图、俯视图、左视图、剖视图（包括全剖、半剖、局部剖、阶梯剖、旋转剖）、断裂视图、局部放大视图等。 尺寸标注与公差标注： 详细讲解如何对工程图中的几何元素进行尺寸标注，包括线性尺寸、角度尺寸、直径尺寸、半径尺寸等。重点将放在形位公差（Geometric Dimensioning and Tolerancing, GD&T）的标注，学习如何正确地应用各种形位公差符号，确保零件的加工精度和互换性。 技术要求与明细栏： 讲解如何在工程图上添加技术要求、材料说明、热处理要求等，以及如何生成和填写零件明细栏（BOM），为制造和采购提供必要信息。 图纸格式与打印： 介绍图纸格式的创建与应用，以及如何进行工程图的打印与输出。 第六章：高级建模技术与钣金设计 本章将深入探讨SolidWorks中更高级的建模技术，以应对更复杂的机械设计需求。 扫描特征深入应用： 详细讲解如何利用路径和轮廓扫描来创建复杂的扭曲曲面和过渡形状，例如螺旋桨、叶片等。 扫描宴（Sweep Loft）与混合（Hybrid）建模： 介绍如何结合多种特征来创建异形曲面和实体。 钣金件设计： 专门讲解SolidWorks的钣金设计模块。读者将学习如何从基体法兰开始，创建折弯、边线折弯、切口、筋板、孔等。重点将讲解展开视图的生成，以及如何在设计阶段考虑材料的弯曲补偿，确保零件的制造精度。 第七章：SolidWorks仿真基础：应力分析 本章将初步介绍SolidWorks Simulation模块，让读者了解如何利用CAD软件进行基本的结构力学分析。 有限元分析（FEA）概念： 简要介绍有限元分析的基本原理，以及其在机械设计中的作用。 应力分析设置： 讲解如何在SolidWorks中进行材料属性的定义、载荷的施加（如力、压力、力矩、固定约束等）、网格的划分以及结果的查看。 结果解读： 学习如何分析仿真结果，包括应力分布、位移分布、安全系数等，并根据分析结果对设计进行优化。 第八章：SolidWorks PDM基础与数据管理 在实际的工程项目中，高效的数据管理是保证设计项目顺利进行的关键。本章将介绍SolidWorks PDM（Product Data Management）系统的基础概念和基本操作。 PDM的重要性： 阐述PDM系统在版本控制、权限管理、流程审批等方面的重要性。 基本操作： 讲解如何将零件和装配体添加到PDM库中，如何进行文件的检入（Check-in）和检出（Check-out），如何查看文件历史版本，以及如何进行简单的权限设置。 第九章：实例分析与综合应用 本章将通过一系列具有代表性的机械零件和装配体设计实例，来综合运用前面章节所学的知识。我们将从实际的设计需求出发，一步一步地展示如何进行概念设计、三维建模、装配、工程图绘制以及简单的仿真分析。 实例一：轴类零件设计： 涵盖轴的结构特点、设计要点，以及SolidWorks中拉伸、旋转、圆角、倒角等特征的应用。 实例二：盘类零件设计： 讲解盘类零件的结构，以及SolidWorks中草图绘制、拉伸、阵列、抽壳等特征的应用。 实例三：简单机械装置装配： 如一个简单的传动机构，重点讲解装配约束的应用、运动仿真与干涉检测。 实例四：简单钣金件设计： 如一个控制箱体，演示钣金模块的应用。 通过这些综合实例，读者将能够更加深刻地理解SolidWorks的设计流程，并学会如何将理论知识融会贯通，解决实际的工程问题。 本书的最终目标是使读者不仅能够熟练掌握SolidWorks的操作技巧，更重要的是能够理解机械设计的核心思想和方法论，具备独立完成机械零件和简单装配体设计的能力，为未来在机械设计领域的发展奠定坚实的基础。
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