第七章 装配设计

    在装配设计过程中，使用配对条件（装配约束）来定义组件之间的定位关系。那么如何来理解配对条件呢？所谓的配对条件由一个或一组配对约束组成，使指定组件之间通过一定的约束关系装配在一起。配对约束用来限制装配组件的自由度。根据配对约束限制自由度的多少，可以将装配组件分为完全约束和欠约束两种装配状态。

    下面以在装配体中添加已存在的部件为例，结合相关图例介绍各种配对类型（约束类型）的应用方法等。

    在菜单栏中选择“装配”|“组件”|“添加组件”命令，或者在“装配”工具栏中单击“添加组件”按钮 ，系统弹出“添加组件”对话框，选择要添加的部件文件，在“放置”选项组的“定位”下拉列表框中选择“通过约束”选项，其他采用默认设置，单击“应用”按钮，此时系统弹出如图7-14所示的“装配约束”对话框。利用“装配约束”对话框，选择约束类型，并根据该约束类型来指定要约束的几何体等。

图7-14 “装配约束”对话框

7.3.1  “接触对齐”约束

    展开“装配约束”对话框的“类型”选项组，从其下拉列表框中选择“接触对齐”约束选项，此时在“要约束的几何体”选项组的“\t方位”下拉列表框中提供了“首选接触”、“接触”、“对齐”和“自动判断中心/轴”这些方位选项，如图7-15所示。

图7-15  选择“接触对齐”约束选项

    “首选接触”：选择该对象时，系统提供的方位方式首选为接触，此为默认选项。

    “接触”：选择该方位方式时，指定的两个相配合对象接触（贴合）在一起。如果要配合的两对象是平面，则两平面贴合且默认法向相反，此时用户可以单击“返回上一个约束”按钮 进行切换设置，约束效果如图7-16a所示；如果要配合的两对象是圆柱面，则两圆柱面以相切形式接触，用户可以根据实际情况设置是外相切还是内相切，此情形的接触约束效果如图7-16b所示。

图7-16  “接触对齐”约束的接触示例

a) 接触约束的情形1  b) 接触约束的情形2

    “对齐”：选择该方位方式时，将对齐选定的两个要配合的对象。对于平面对象而言，将默认选定的两个平面共面并且法向相同，同样可以进行反向切换设置。对于圆柱面，也可以实现面相切约束，还可以对齐中心线。用户可以总结或对比一下“接触”与“对齐”方位约束的异同之处。

    “自动判断中心/轴”：选择该方位方式时，可根据所选参照曲面来自动判断中心/轴，实现中心/轴的接触对齐，如图7-17所示。

图7-17 “接触对齐”的“自动判断中心/轴”方位约束示例

7.3.2  “中心”约束

    “中心”约束是配对约束组件中心对齐。如图7-18所示，从“类型”下拉列表框中选择“中心”选项时，该约束类型的子类型包括“1对2”、“2对1”和“2对2”。

图7-18  选择“中心”约束类型

    “1对2”：选择该子类型选项时，添加的组件一个对象中心与原有组件的两个对象中心对齐，即需要在添加的组件中选择一个对象中心以及在原有组件中选择两个对象中心。
    “2对1”：选择此子类型选项时，添加的组件两个对象中心与原有组件的一个对象中心对齐。需要在添加的组件上指定两个对象中心以及在原有组件中指定一个对象中心。
    “2对2”：选择此子类型选项时，添加的组件两个对象中心与原有组件的两个对象中心对齐，即需要在添加的组件和原有组件上各选择两个参照定义对象中心。

7.3.3  “胶合”约束

    在“装配约束”对话框的“类型”下拉列表框中选择“胶合”约束选项，此时可以为“胶合”约束选择要约束的几何体或拖动几何体。使用“胶合”约束可以将添加进来的组件随意拖放到指定的位置，例如可以往任意方向平移，但不能旋转。

7.3.4  “角度”约束

    “角度”约束定义配对约束组件之间的角度尺寸，该约束的子类型有“3D角”和“方向角度”。

    当设置“角度”约束子类型为“3D角”时，需要选择两个有效对象（在组件和装配体中各选择一个对象，如实体面），并设置这两个对象之间的角度尺寸，如图7-19所示。

图7-19 “角度”约束

    当设置“角度”约束子类型为“方向角度”时，需要选择3个对象，其中一个对象为轴或边。

7.3.5  “同心”约束

    “同心”约束是使选定的两个对象同心。如图7-20所示为采用“同心”约束的示例，选择“同心”类型选项后，分别在装配体原有组件中选择一个端面圆（圆对象）和在添加的组件中选择一个端面圆（圆对象）。

7.3.6  “距离”约束

    “距离”约束是约束组件对象之间的最小距离，选择该约束类型选项时，在选择要约束的两个对象参照后，需要输入这两个对象之间的最小距离，距离可以是正数，也可以是负数。采用“距离”约束的示例如图7-21所示。

图7-20 “同心”约束

图7-21 “距离”约束

7.3.7  “平行”约束

    “平行”约束是指配对约束组件的方向矢量平行。如图7-22所示，该示例中选择两个实体面来定义方式矢量平行。

7.3.8  “垂直”约束

    “垂直”约束是指配对约束组件的方向矢量垂直。该约束类型和“平行”约束类型类似，只是方向矢量不同而已。应用“垂直”约束的示例如图7-23所示。

图7-22  “平行”约束的示例

图7-23  “垂直”约束的示例

7.3.9  “固定”约束

    “固定”约束用于将组件在装配体中的当前指定位置处固定。在“装配约束”对话框的“类型”下拉列表框中选择“固定”选项时，此时系统提示为“固定”选择对象或拖动几何体。用户可以使用鼠标将添加的组件按住拖到装配体中合适的位置处，然后分别选择对象来在当前位置处固定它们，固定的几何体会显示固定符号，如图7-24所示。

7.3.10  “拟合”约束

    在“装配约束”对话框的“类型”下拉列表框中选择“拟合”选项时，“要约束的几何体”选项组中的“选择两个对象”栏处于被激活状态，如图7-25所示，由用户选择两个有效对象（要约束的几何体）。

图7-24 “固定”约束

图7-25  选择“拟合”约束选项