基于設(shè)計表的軸鍵槽設(shè)計庫的制作方法

陳光霞

（江漢大學智能制造學院，湖北 武漢 430056）

0 引言

機械設(shè)計中，軸類零件是機器中不可或缺的零件之一[1-2]，而鍵槽是軸類零件上非常常見的結(jié)構(gòu)[3]，導致了三維造型設(shè)計中對這些結(jié)構(gòu)的重復(fù)操作。SolidWorks 設(shè)計庫是用來存儲、查詢及調(diào)用常用設(shè)計數(shù)據(jù)和特征的空間[4]。可以把這些共同的特征存儲在設(shè)計庫中，設(shè)計時直接調(diào)用設(shè)計庫，拖動到繪圖的截面中，這樣可以減少重復(fù)操作，提高設(shè)計的效率。

本文開發(fā)了一個基于設(shè)計表的軸鍵槽設(shè)計庫[5]，可以將國標中的鍵槽參數(shù)先輸入到設(shè)計表中，使用時可以直接選用，提高了設(shè)計的效率，而對于有些非標的尺寸，則可以進行修改。本文論述了這個基于設(shè)計表的設(shè)計庫的制作過程和技巧，給出了應(yīng)用實例。

1 建立設(shè)計表

1）在機械設(shè)計中，鍵是標準件，鍵槽也是標準結(jié)構(gòu)要素。所以國標規(guī)定了鍵槽的寬度和深度。設(shè)計者可以根據(jù)加工鍵槽的那段軸的軸徑查表確定槽寬和槽深。

2）在Excel 里面新建一個表格，第一列為軸的直徑范圍和鍵的寬度和高度，第二列為軸鍵槽的寬度，第三列為軸鍵槽的深度。此數(shù)據(jù)摘自國標[6]，可以根據(jù)需要將常用的數(shù)據(jù)都錄進去，以備后續(xù)使用方便。第一行空行。建好設(shè)計表后，保存文件，如圖1所示。

圖1 建立設(shè)計表

2 繪制階梯軸

運行“特征-旋轉(zhuǎn)”命令，造型一個階梯軸；尺寸可以自己定；并運行“視圖-隱藏/顯示-尺寸名稱”將尺寸名稱顯示出來。

3 建立基準面，繪制鍵槽草圖，生成鍵槽

1）以階梯軸前端面為基準面，繪制一個任意大小的圓，不要和端面圓重合，否則，使用設(shè)計庫時會提示給定旋轉(zhuǎn)草圖的基準點，給操作帶來麻煩。在此圓上繪制一條豎直的直線，端點在圓邊上，再繪制一條任一角度的構(gòu)造線，標注角度尺寸，本文取的是90°，如圖2（a）所示。

圖2 生成鍵槽

2）給定約束：草圖圓和端面圓“使全等”。草圖圓和端面圓重合。

3）以豎直直線和它的上端點為基礎(chǔ)建立基準面。

4）在此基準面上繪制鍵槽草圖，刪除和右邊中心點的“重合”約束，可以減少使用時的參考輸入，只保留兩個約束，一個是水平約束，一個是和左邊圓邊上的點的重合約束，如圖2（b）所示；標注鍵槽草圖尺寸，即寬度、長度和定位尺寸（到圓邊的距離尺寸）。

5）運行拉伸切除命令，完成鍵槽造型。

6）運行“視圖-隱藏/顯示-尺寸名稱”命令，將尺寸名稱顯示出來。

4 插入設(shè)計表，生成配置

在SolidWorks 中運行“插入-表格-設(shè)計表”命令，在對話框中選擇“來自文件選項”然后選擇上述第一步建立好并保存的設(shè)計表文件，即可將設(shè)計表插入到軟件中[7]。

將鼠標放在B 列的第一行，然后點擊圖中鍵槽的寬度尺寸；將鼠標的光標放在C 列的第一行，然后點擊鍵槽的深度尺寸，如圖3（a）所示。建立起圖中尺寸和設(shè)計表數(shù)據(jù)的鏈接關(guān)系，確定后，在配置標簽下自動生成相應(yīng)的配置[8]，如圖3（b）所示。點擊每個配置，置為當前，可以觀察到，圖形的鍵槽尺寸會隨之做相應(yīng)的變化。

圖3 生成設(shè)計表和配置

5 添加到設(shè)計庫

在設(shè)計樹中選擇旋轉(zhuǎn)草圖、基準面和切除拉伸三個特征，然后點擊設(shè)計庫中的“添加設(shè)計庫”按鈕，輸入庫名稱“軸鍵槽”，選擇文件類型為*.sldfp 后確定。在設(shè)計庫中就添加了一個名為“軸鍵槽”的庫特征[9]，如圖4（a）所示。

圖4 添加到設(shè)計庫

修改特征樹尺寸下面的模型尺寸的名稱，并將其中的角度、邊距和長度尺寸移動到“找出尺寸”中，這個是使用設(shè)計庫的時候可以變化的尺寸。其他的移動到“內(nèi)部尺寸”中，使用的時候可以通過選擇不同的配置來自動改變槽寬和槽深，如圖4（b）所示[10]。

6 應(yīng)用舉例

首先按照設(shè)計意圖造型基本的軸零件，然后將庫特征拖到繪圖區(qū)零件左端面上，根據(jù)軸徑為28 mm，選擇“>22-30”這個配置，則鍵槽的寬度和深度就自動確定，點擊邊線后，在下面的編輯框中輸入長度36 mm，邊距8 mm，角度90°后確定，生成鍵槽如圖5（a）所示。

圖5 應(yīng)用舉例

再重復(fù)上述操作，將庫特征拖到右邊端面，根據(jù)軸徑32 mm選擇配置“>30-38”，選擇邊線后，輸入?yún)?shù)，角度輸入0°，則生成一個旋轉(zhuǎn)90°方位上的鍵槽。造型結(jié)果如圖5（b）所示。

7 結(jié)語

本文針對SolidWorks 中鍵槽造型操作重復(fù)、效率低的不足，制作了一個基于設(shè)計表的庫特征，可以將國標數(shù)據(jù)先錄入到設(shè)計表中，設(shè)計表也可以根據(jù)需要隨時更改（添加或刪除），根據(jù)設(shè)計表自動生成相應(yīng)的配置，庫特征在使用的時候，避免了查國標表格的煩瑣，可以自動確定鍵槽的寬度和深度。而且此方法插入時只需要設(shè)計者選擇邊線即可，并可以通過更改角度數(shù)值，在軸的不同方向生成鍵槽。實踐證明，該設(shè)計庫操作簡單、靈活，提高了設(shè)計的效率。