1.装配通用原则

在装配建模设计中，应遵循以下通用原则：

2.装配总体要求

在装配建模设计中，应遵循以下总体要求：

3.装配层级定义原则

每一个装配模型对应着产品总装过程中的一个装配环节。根据实际情况，每个装配环节又可分解为多个工序。在分解工序和工步过程中应遵循DFA原则：

4.装配约束的总体要求

装配约束的选用应正确、完整，不相互冲突，以保证装配单元准确的空间位置和合理的运动副定义。

装配约束的定义应符合以下要求

a)根据设计意图，合理选择装配基准，尽量简化装配关系；

b)合理设置装配约束条件，不推荐欠约束和过约束情况；

c) 装配约束的选用应尽可能真实反映产品对象的约束特性和运动关系，选用最能反映设计意图的约束类型；对运动产品应能够真实反映其机械运动特性。

4.1 对于无自由度的装配模型

对于无自由度的装配模型，每个装配单元均应形成完整的装配约束。对于常用的平面与平面配合，一般采用面与面的对齐与匹配方式进行约束；对于常用的孔轴类配合一般采用轴线与轴线对齐的方式。常用的静态装配约束通常包括平面与平面、轴线与轴线、曲面相切、坐标系等。

4.1.1 平面与平面

可约束两个平面相重合，或具有一定的偏移距离。若两平面的法向相同，简称为“面对齐”约束；若两平面的法向相反，简称为“面匹配”约束；若两平面只有平行要求，没有偏距要求，简称为“面平行”约束。

4.1.2 轴线与轴线

可约束两个轴线相重合。这种约束常用于轴和孔之间的装配约束，通常简称为“轴线对齐”或“插入”。

4.1.3 曲面相切

可控制两个曲面保持相切。

4.1.4 坐标系

可用坐标系对齐或偏移方式来约束装配单元的位置关系。可将各个装配单元约束在同一个坐标系上，以减少不必要的相互参照关系。

4.2 对于具有自由度的装配模型

对于具有自由度的装配模型，应根据其实际的机械运动副类型进行装配。所形成的约束应与实际机械运动副的运动特性保持一致。
常用的机械运动副包括转动副、移动副、平面副、球连接副、凸轮副、齿轮副等。

4.2.1 转动副

又称“回转副”或“铰链”，指两构件绕某轴线做相对旋转运动。此时，活动构件具有1个旋转自由度。

4.2.2 移动副

又称“棱柱副”，指一个构件相对于另一构件沿某直线仅作线性运动。此时，活动构件具有1个平移自由度。

4.2.3 平面副

一个构件相对于另一构件在平面上移动，并能绕该平面法线做旋转运动。此时，活动构件具有3个自由度，分别是2个平动和1个转动自由度。

4.2.4 球连接副

一个构件相对于另一构件在球心点位置作任意方向旋转运动。此时，活动构件具有3个转动自由度。

4.2.5 凸轮连接副

凸轮连接属于高副连接，用以表达凸轮传动的特性。

4.2.6 齿轮连接副

齿轮连接属于高副连接，用以表达齿轮传动特性。

4.3 装配模型中的机构运动分析基本要求

装配模型中的机构运动分析应符合以下要求：

a)针对具有运动机构的区域，定义装配约束关系、运动副类型、机构的极限位置；

b)对运动机构分别进行运动过程模拟,进行碰撞检查和机构设计合理性分析,并基于分析结果做出设计改进;

c)对产品各装配区域进行全局机构运动分析,直到得到最优的设计结果。

5.装配结构树的管理要求

装配结构树的管理应符合以下要求：

a） 装配结构树应能表达完整有效的装配层次和装配信息；

b） 应对零、部件模型在装配结构树上相应表达的信息进行审查；

c） 完成模型装配后，应对模型的装配结构树上的所有信息进行最终的检查。

6.配建模的详细要求

6.1 装配建模设计流程

产品的装配建模一般采用两种模式:自顶向下设计模式和自底向上设计模式。

6.1.1 自底向上设计 bottom-up design 定义

独立于装配体设计各个零件，然后把设计完成的零部件自下而上地逐级装配成部件、组件直至完整的产品，其间每个零部件应符合上一层装配件规定的外形尺寸、外部接口尺寸和相对位置尺寸。

6.1.2 自顶向下设计 top-down design 定义

设计时从系统角度入手，针对设计目的，综合考虑形成产品的各种因素（专业技术现状、工艺条件和设计手段等），确定产品的性能、组成、相互关系和实现方式，形成设计的总体方案；然后在此基础上分解设计目标给分系统具体实施，分系统从上级系统获得必须的相关参数等，并在上级系统确定的边界内开展设计，最终完成总体性能相对最优的设计。

6.2 装配建模流程的选用

两种设计模式各有特点,应根据不同的研发性质和产品特点选用合适的流程。

对于产品结构较简单或对成熟度较高产品的改进设计,建议采用自底向上设计模式。对于新产品研发或需要曲面分割的产品更适宜采用自顶向下的设计模式。两种设计模式并不互相排斥,在实际工程设计中,也常将两种设计模式混合使用。

6.3 自底向上装配建模的设计流程

自底向上设计模式一般需要把所有底层零部件设计完成后才进行装配设计，其顺序是从底层向上逐级搭建产品模型。

自底向上装配建模的设计流程如下：

6.3.1 完成装配单元设计

在进行装配建模设计前,应分别完成参与装配的零部件设计。

6.3.2 创建装配模型

通过新建装配文件,创建产品的装配模型。装配模型可在行业或企业预定义的模板文件上产生。

6.3.3 确定装配的基准件

根据装配模型的结构特点和功能要求,确定装配基准件。其他装配单元依据此基准件确定各自的位置关系。

6.3.4 添加装配单元

根据装配要求,按顺序将已完成设计的装配单元安装到装配模型中,逐步完成模型装配。装配时应选择合适的装配约束,减少不相关的参照关系

6.4 自顶向下装配建模的设计流程

自顶向下设计模式既能管理大型组件，又能有效地掌握设计意图。它不仅能在同一设计小组间迅速传递设计信息、达到信息共享的目的，也能在不同的设计小组间同样传递相同的设计信息，达到协同作战的目的。在开发过程中，通过严谨的沟通管理能让不同的设计部门同步进行产品的设计和开发。

自顶向下装配建模的设计流程如下：

6.4.1 创建装配模型

依据行业或企业预定义的模板文件产生初始的装配模型。

6.4.2 创建顶层布局模型

根据装配模型特点,建立顶层布局模型,并在布局模型中建立控制顶层装配模型位置和姿态的关键点、线、面、坐标系,以及顶层模型的关键装配尺寸和装配基准参照等信息。

6.4.3 逐级创建装配单元

根据产品的结构分解,在总装配模型中依次创建参与各级别装配的装配单元,并根据需要对子装配模型分别建立各自的子布局模型,形成该子装配模型设计所需的几何信息和约束信息。子布局模型从顶层布局模型中继承模型信息,并随之更新;子布局模型可随着装配设计逐步细化和完善。

6.4.4 定义全局变量

在总装配模型中定义全局变量,并通过全相关性信息逐级反映到各级子装配模型及其子布局模型中,形成产品设计的控制参数。

6.4.5 在装配模型中设计实体元件

根据从上级装配模型中传递来的设计信息,分别设计出满足要求的实体零件,通过零件装配形成子装配模型。

子装配模型设计可独立进行,亦可协同并行完成。各子装配模型设计完成后,通过数据更新可实现顶层装配模型的自动更新。

6.5 作者小注

作者的设计理念的自顶向下设计模式。有两种方法：

①比附复杂的曲面的产品，作者会在零件模板中画出所有产品的零部件，最后分割成各个零件，并重新装配成产品。

②可以先建立主要零件的大致模型，装配完毕后。再进一步细化模型和追加细节零件。

从本质而言，所有的机械设计都是自顶向下设计模式，理解所有设计要求后再追求设计细节，所谓自底向上模式只是一种简便的方式罢了，但这种方式很常用。

机械设计不同于软件设计，软件设计的高级工程师可以定义出接口（是叫抽象类来着？），让底层的工程师去完善，机械设计却做不到。一则因为机械设计中顶层要求无法对下层设计强制约束（这一点软件设计中可做到），二则因为零部件之间联系过于精密，三则因为kiss原则贯彻始终。所以现在就作者而言，最好的办法，还是一个人负责一个产品（或大模组）。

7.模型封装

模型的封装应符合下列要求：

a） 简化的实体在移去内部细节的同时应提供正确封装；

//给客户时尤其需要，不能将产品内部信息暴露。

b） 对模型进行容积和质量特性分析时，可以封装模型；

c） 为消隐专利数据，实体可以在提供给供应商或子合同商之前简化或去除专利细节；

d） 用于有限元分析的模型可以进行封装。