基于SolidWorks的新型摩托车虚拟设计与装配

    虚拟设计(Virtual Design，VD)是20世纪90年代发展起来的一个新的研究领域，它是计算机图形学、人工智能、计算机网络、信息处理、机械设计与制造等技术综合发展的产物。虚拟设计为设计人员提供了一种崭新的技术手段．通过虚拟设计技术，设计师可以把自己的经验与想像结合在计算机的虚拟三维模型里，让想像力和创造力充分发挥。虚拟装配(Virtual Assembly，VA)可以验证零件设计和操作的正确与否，以便及早发现零件设计或装配中的问题。

    本文基于三维设计软件，综合运用的参数化、变量化实体和曲面建模技术，充分发挥想像力，设计了一款新型摩托车，对摩托车各组成零件进行了虚拟设计，利用Solid Works的装配功能，自下而上的设计思路，完成了摩托车各组成零件的虚拟装配及渲染输出。

1 摩托车的虚拟设计

    1.1 摩托车的组成零件分析

    对摩托车进行虚拟设计前．首先要对摩托车结构进行分析，结合想像力和创造力，对摩托车各组成零件进行参数化建模。摩托车组成零件很多，主要由车身、前轮、轴、车杆、后轮、车灯、挡泥板等。这些零件都是专用件，需要逐一进行造型设计，图1是摩托车的主要零件造型图。

    图1 摩托车主要零件

    1.2 摩托车零件的三堆建模

    采用基于特征的参数化驱动建模技术，具有交互建立和编辑复杂实体模型的能力，可以快速地进行概念设计和结构细节设计。为三维建模提供了多种不同的应用模块，如实体建模、特征建模、自由曲面建模等。由于摩托车结构复杂，零件很多，车轮是其中的主要零件之一。下面以摩托车前轮作为一个具体例子，分析前轮三维建模的步骤。

    在建立前轮实体时，需要先分析前轮的结构特征，确定这些特征建立的先后顺序以及每个特征的建立方法，使建立的特征尽可能简单。参数尺寸尽可能少。在进行了上述分析后，就可以利用提供的特征命令中的拉伸、旋转、切除等建模功能创建出三维实体模型。所以，在对前轮进行参数化特征建模之前，应该先对其进行结构分析，制定创建模型的大致方案。

    摩托车的前轮是方向轮，主要由中心轴、轮胎、轮辋、轮毂、辐条、轴承、饰板等组成。其参数化建模过程：①在草图环境中创建圆弧轮廓，拉伸得到中心轴实体；②绘制草图，用旋转曲面、曲面加厚等命令创建轮辋；③绘制草图，用旋转曲面命令以中心轴线作为旋转中心，生成轮胎；④绘制样条曲线，拉伸、相减命令创建辐条，圆周阵列辐条；⑤选择基准面，绘制车轮饰板草图，用拉伸、阵列、镜像命令创建饰板；⑥用倒圆角命令对辐条、饰板进行倒圆角；⑦用裁剪命令减掉多余部分，完成前轮三维模型的建立。