基于设计表的轴键槽设计库的制作方法

陈光霞

（江汉大学智能制造学院，湖北 武汉 430056）

0 引言

机械设计中，轴类零件是机器中不可或缺的零件之一[1-2]，而键槽是轴类零件上非常常见的结构[3]，导致了三维造型设计中对这些结构的重复操作。SolidWorks 设计库是用来存储、查询及调用常用设计数据和特征的空间[4]。可以把这些共同的特征存储在设计库中，设计时直接调用设计库，拖动到绘图的截面中，这样可以减少重复操作，提高设计的效率。

本文开发了一个基于设计表的轴键槽设计库[5]，可以将国标中的键槽参数先输入到设计表中，使用时可以直接选用，提高了设计的效率，而对于有些非标的尺寸，则可以进行修改。本文论述了这个基于设计表的设计库的制作过程和技巧，给出了应用实例。

1 建立设计表

1）在机械设计中，键是标准件，键槽也是标准结构要素。所以国标规定了键槽的宽度和深度。设计者可以根据加工键槽的那段轴的轴径查表确定槽宽和槽深。

2）在Excel 里面新建一个表格，第一列为轴的直径范围和键的宽度和高度，第二列为轴键槽的宽度，第三列为轴键槽的深度。此数据摘自国标[6]，可以根据需要将常用的数据都录进去，以备后续使用方便。第一行空行。建好设计表后，保存文件，如图1所示。

图1 建立设计表

2 绘制阶梯轴

运行“特征-旋转”命令，造型一个阶梯轴；尺寸可以自己定；并运行“视图-隐藏/显示-尺寸名称”将尺寸名称显示出来。

3 建立基准面，绘制键槽草图，生成键槽

1）以阶梯轴前端面为基准面，绘制一个任意大小的圆，不要和端面圆重合，否则，使用设计库时会提示给定旋转草图的基准点，给操作带来麻烦。在此圆上绘制一条竖直的直线，端点在圆边上，再绘制一条任一角度的构造线，标注角度尺寸，本文取的是90°，如图2（a）所示。

图2 生成键槽

2）给定约束：草图圆和端面圆“使全等”。草图圆和端面圆重合。

3）以竖直直线和它的上端点为基础建立基准面。

4）在此基准面上绘制键槽草图，删除和右边中心点的“重合”约束，可以减少使用时的参考输入，只保留两个约束，一个是水平约束，一个是和左边圆边上的点的重合约束，如图2（b）所示；标注键槽草图尺寸，即宽度、长度和定位尺寸（到圆边的距离尺寸）。

5）运行拉伸切除命令，完成键槽造型。

6）运行“视图-隐藏/显示-尺寸名称”命令，将尺寸名称显示出来。

4 插入设计表，生成配置

在SolidWorks 中运行“插入-表格-设计表”命令，在对话框中选择“来自文件选项”然后选择上述第一步建立好并保存的设计表文件，即可将设计表插入到软件中[7]。

将鼠标放在B 列的第一行，然后点击图中键槽的宽度尺寸；将鼠标的光标放在C 列的第一行，然后点击键槽的深度尺寸，如图3（a）所示。建立起图中尺寸和设计表数据的链接关系，确定后，在配置标签下自动生成相应的配置[8]，如图3（b）所示。点击每个配置，置为当前，可以观察到，图形的键槽尺寸会随之做相应的变化。

图3 生成设计表和配置

5 添加到设计库

在设计树中选择旋转草图、基准面和切除拉伸三个特征，然后点击设计库中的“添加设计库”按钮，输入库名称“轴键槽”，选择文件类型为*.sldfp 后确定。在设计库中就添加了一个名为“轴键槽”的库特征[9]，如图4（a）所示。

图4 添加到设计库

修改特征树尺寸下面的模型尺寸的名称，并将其中的角度、边距和长度尺寸移动到“找出尺寸”中，这个是使用设计库的时候可以变化的尺寸。其他的移动到“内部尺寸”中，使用的时候可以通过选择不同的配置来自动改变槽宽和槽深，如图4（b）所示[10]。

6 应用举例

首先按照设计意图造型基本的轴零件，然后将库特征拖到绘图区零件左端面上，根据轴径为28 mm，选择“>22-30”这个配置，则键槽的宽度和深度就自动确定，点击边线后，在下面的编辑框中输入长度36 mm，边距8 mm，角度90°后确定，生成键槽如图5（a）所示。

图5 应用举例

再重复上述操作，将库特征拖到右边端面，根据轴径32 mm选择配置“>30-38”，选择边线后，输入参数，角度输入0°，则生成一个旋转90°方位上的键槽。造型结果如图5（b）所示。

7 结语

本文针对SolidWorks 中键槽造型操作重复、效率低的不足，制作了一个基于设计表的库特征，可以将国标数据先录入到设计表中，设计表也可以根据需要随时更改（添加或删除），根据设计表自动生成相应的配置，库特征在使用的时候，避免了查国标表格的烦琐，可以自动确定键槽的宽度和深度。而且此方法插入时只需要设计者选择边线即可，并可以通过更改角度数值，在轴的不同方向生成键槽。实践证明，该设计库操作简单、灵活，提高了设计的效率。