基于SolidWorks Composer的齒輪泵虛擬設(shè)計(jì)與展示

王軍良，解宇鵬，王仲勛，2，宮晨亮，蔣曉東，胡 瑋

（1.煙臺(tái)職業(yè)學(xué)院船舶工程系，山東煙臺(tái)264670；2.安徽理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，安徽淮南232001；3.勝地汽車(chē)零部件制造有限公司，山東煙臺(tái)264000；4.中國(guó)人民解放軍陸軍炮兵防空學(xué)院機(jī)械工程系，安徽合肥230031）

虛擬展示設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)展示設(shè)計(jì)有很大的不同。虛擬展示設(shè)計(jì)以視覺(jué)表現(xiàn)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)媒體為依托，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域具有重要意義，具有交互性、高效性、全面性、即時(shí)性和體驗(yàn)性等特征。SolidWorks Composer支持多數(shù)主流3D CAD數(shù)據(jù)，可制作成交互式的故事畫(huà)面，用戶可進(jìn)行產(chǎn)品虛擬展示與交互、體驗(yàn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、熟悉產(chǎn)品功能特性以及使用方法。本文對(duì)此進(jìn)行探討。

1 齒輪泵建模

齒輪泵以其工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、造價(jià)低等優(yōu)勢(shì)在工程實(shí)踐中得到廣泛的應(yīng)用。在Solidworks軟件平臺(tái)中建立齒輪泵三維裝配模型，如圖1所示。

圖1 齒輪泵三維裝配模型

由圖1可知，主軸上的主動(dòng)內(nèi)齒輪帶動(dòng)其中外齒輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)，在進(jìn)口處齒輪相互分離形成負(fù)壓而吸入液體，齒輪在出口處不斷嵌入嚙合而將液體擠壓輸出。

2 齒輪泵模型虛擬展示

SolidWorks Composer平臺(tái)虛擬展示的工作流程如圖2所示。

圖2 虛擬展示工作流程

根據(jù)圖2中表達(dá)需要?jiǎng)?chuàng)建文本、BOM表格等不同類型的視圖，將視圖完善后按照事先計(jì)劃好的播放順序鏈接即可。

2.1 創(chuàng)建第一個(gè)視圖

第一個(gè)視圖可按以下步驟來(lái)創(chuàng)建。

（1）將齒輪泵裝配體導(dǎo)入到SolidWorks Composer軟件中，在標(biāo)題欄窗口單元中，選中裝配“結(jié)構(gòu)樹(shù)”、“視圖”、“屬性”、“協(xié)同結(jié)構(gòu)樹(shù)”等選項(xiàng)。點(diǎn)擊左邊標(biāo)題欄“視圖”-“創(chuàng)建視圖”，創(chuàng)建第一個(gè)視圖，并命名為齒輪泵。（2）點(diǎn)擊上方標(biāo)題欄“作者”-“2D文本”，在第一張視圖中添加6個(gè)2D文本，并在“屬性”-“文本字符串”中將文本按播放順序分別命名為齒輪泵介紹、零件種類與位置、外部零件名稱、內(nèi)部零件名稱、剖面圖、優(yōu)缺點(diǎn)以及用途，調(diào)節(jié)齒輪泵到合適位置，如圖3所示。

圖3 齒輪泵初步視圖

（3）通過(guò)左邊標(biāo)題欄屬性窗口可以更改上述2D文本的背景顏色、字體、大小、是否漸變、背景是否啟用等。

（4）在上方標(biāo)題欄中點(diǎn)擊“作者”-“工具”-“磁體”-“創(chuàng)建磁力線”，在視圖中拉出一條磁力線，將所有2D文本的左邊吸在磁力線上，在左邊標(biāo)題欄屬性窗口中，調(diào)整磁力線間距為一致。

（5）在左邊標(biāo)題欄“協(xié)同”-“磁力線”，將“磁力線”選項(xiàng)反選。

（6）點(diǎn)擊“視圖”-“更新視圖”，選中視圖的所有6個(gè)2D文本，在左邊標(biāo)題欄協(xié)同結(jié)構(gòu)樹(shù)中將所有文本反選。

通過(guò)上述步驟完成的第一個(gè)視圖如圖4所示。

2.2 創(chuàng)建其他視圖

參考第一個(gè)視圖的創(chuàng)建步驟，可創(chuàng)建其它6個(gè)視圖，分別命名為齒輪泵介紹、零件種類與位置、外部零件名稱、內(nèi)部零件名稱、剖面圖、優(yōu)缺點(diǎn)以及用途，如圖5所示。

圖4 齒輪泵視圖

圖5 6個(gè)初步視圖

2.2.1 齒輪泵介紹視圖與優(yōu)缺點(diǎn)以及用途視圖

分別切換到齒輪泵介紹視圖與優(yōu)缺點(diǎn)以及用途視圖，參考第一個(gè)視圖，根據(jù)自己的需要調(diào)整齒輪泵的大小、反向及位置，分別添加2D文本，將文本設(shè)置成背景，文本背景設(shè)置為透明并更新即可。

2.2.2 零件種類及位置視圖

切換到零件種類及位置視圖，點(diǎn)擊上方標(biāo)題欄“工作間”-“BOM”。在BOM工作間中，設(shè)置BOMID的應(yīng)用對(duì)象為所有零件，點(diǎn)擊生成BOMID，BOM結(jié)構(gòu)樹(shù)窗口中出現(xiàn)零件名稱等元素，視圖中增加一BOM表格。表格中文字字體、大小、文本顏色、標(biāo)題填充顏色、奇數(shù)行填充顏色及偶數(shù)行填充顏色等可根據(jù)需要調(diào)節(jié)。最后，將BOM表格凍結(jié)，并更新零件種類及位置視圖，效果如圖6，其視圖對(duì)應(yīng)的BOM表格如表1所示。

圖6 零件種類及位置視圖

表1 零件BOM表格

2.2.3 外部零件名稱視圖

切換到外部零件名稱視圖，點(diǎn)擊上方標(biāo)題欄“作者”-“標(biāo)簽”-“創(chuàng)建標(biāo)簽”，在視圖中將外部零件標(biāo)注，并設(shè)置文字字體，附加線類型為簡(jiǎn)單，外形為無(wú)。創(chuàng)建兩條磁力線，將標(biāo)簽對(duì)齊，更新外部零件名稱視圖。選中上述標(biāo)簽，改為透明，并將齒輪泵移動(dòng)到合適的位置，其效果如圖7所示。

圖7 外部零件名稱視圖

2.2.4 內(nèi)部零件名稱視圖

參考外部零件名稱標(biāo)簽制作步驟，創(chuàng)建標(biāo)簽，設(shè)置附加線、磁力線，靈活應(yīng)用上方標(biāo)題欄“變換”-“平移”命令和“旋轉(zhuǎn)”命令，將所有零件平移到合適位置，其效果如圖8所示。

圖8 內(nèi)部零件名稱視圖

2.2.5 剖面圖視圖

切換剖面圖視圖，點(diǎn)擊上方標(biāo)題欄“作者”-“創(chuàng)建”，創(chuàng)建切除面，通過(guò)切除面邊線，旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)切除面到合適位置。在左邊屬性窗口中，將所切除面的改為透明，設(shè)置剖面線的密度并更新視圖，其效果如圖9所示。

3 視圖鏈接與視圖播放設(shè)置

3.1 視圖鏈接

切換到內(nèi)嚙合齒輪泵視圖，選中齒輪泵介紹2D文本，在左邊屬性窗口中點(diǎn)擊鏈接命令，在彈出的選擇鏈接對(duì)話框選擇與之對(duì)應(yīng)的齒輪泵介紹視圖，點(diǎn)擊確定完成齒輪泵介紹2D文本與齒輪泵介紹視圖的鏈接，按照此方法將其余2D文本與對(duì)應(yīng)的視圖建立鏈接。全部文本建立鏈接后，選中所有2D文本，將文本凍結(jié)，更新視圖，視圖鏈接完成。

圖9 剖面圖視圖

3.2 視圖播放設(shè)置

（1）切換到齒輪泵介紹視圖，點(diǎn)擊上方標(biāo)題欄“工作間”-“圖像庫(kù)”，將插入到視圖中，并更新齒輪泵介紹視圖。選中上述3個(gè)圖標(biāo)，在左邊標(biāo)題欄視圖窗口中選中其他視圖，點(diǎn)擊“用選定角色更新視圖”命令，更新5張視圖，如圖10所示。

圖10 齒輪泵介紹視圖播放設(shè)置1

圖11 齒輪泵介紹視圖播放設(shè)置2

4 小結(jié)

本文展現(xiàn)了SolidWorks Composer的應(yīng)用及開(kāi)發(fā)步驟，并對(duì)齒輪泵進(jìn)行虛擬展示，在播放過(guò)程中可上下翻頁(yè)，并可隨時(shí)對(duì)裝配體或零件進(jìn)行放大、縮小、旋轉(zhuǎn)以及拖動(dòng)等操作，極大地方便使用者了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與裝配關(guān)系。