参数化设计过程中，设计人员往往只需绘制出图形的大致形状，无需对图形 进行准确的定形定位，通过将主要的尺寸设置为某个参数，对参数输入实际尺寸 实现最终的图形形状。同样，参数化设计思想还可以对图形的某一部分或几部分 的尺寸设定参数，当修改既设参数值后，调用程序实现对图形的驱动，从而得到 与预设参数相同的图形尺寸。参数化设计颠覆了传统的图形修改模式，提高了设 计的柔性，不光在概念设计、实际建模、装配发挥重要作用，同时在公差分析、 机构仿真优化设计领域中应用广泛。

1。2。4 参数化设计和数据驱动的方法

与传统的无拘束造型系统相比，设计人员往往更青睐与以拘束造型为核心的 参数化设计技术，因其在初始设计阶段，设计者只需要关心产品的外在形状和使

用功效，再去考虑精确尺寸，这也符合实际实际的生产习惯。参数化设计正是集 合了这些特点，先确定外形，再驱动尺寸，特别是在系列设计中，其优越性更加 显见。

参数化设计过程也可以看作是满足约束的过程，为了达到约束求解，根本方 法是通过提取模型的有效约束并建立约束模型。设计过程中主要满足三个方面： 功能、结构和制造，分别是对产品所能完成的功能的描述、对产品结构强度和刚 度等的表示以及对制造资源环境和加工方法的表达[21]。综合以上三种约束并将它 们映射成对应的几何/拓扑结构，进而转化为几何约束。几何结构的几何元素之 间的特定关系就是几何约束，将这种约束作为构成图形的几何基准要素和表面轮 廓要素，进而对图形进行定位定形，求出位置和形状参数，从而形成参数化的产 品几何模型。

产品的拓扑约束和几何约束构成了几何约束。拓扑约束表示元素元素之间的 位置关系，如平行、相切、对称、垂直等。尺寸约束是特征元素之间定量的相对 位置表示，例如两点之间的距离、两条线夹角、矩形边长等。设计者在做参数化 设计时通过尺寸约束驱动模型，是低层约束的封装，而中高层次的形状特征的形 状与位置关系，则是以低层约束为基础来实现的。

常用增加约束的方法有以下几种：

（1）变量几何法 这是一种基于几何约束的数学方法，将几何图形分解成一系列特征点，以这

些特征点作为变量建立非线性方程组。非线性方程组随约束变化而形成特征点的 新位置，生成新坐标，进而建立新图形。

（2）基于构造过程的构造法 这种方法在交互造型领域中使用的是一种叫做“参数化履历”的机制，系统

会根据设计人员造型过程自动记录程序化描述，将输入的定量数值转换为参数变 量。这样当给参数赋予不同的数值时就会生成不同尺寸大小的零件模型。这种方 法适合于形状相同而尺寸不同的零件的建立过程，但其需要遵守严格的构图顺 序，降低了柔性和灵活性[5]。

（3）基于辅助线法 利用辅助线添加图形的几何约束和结构约束，使得几何图形的轮廓曲线的

建立依靠在其基础上。设计者会对辅助线的求解条件加以确定，形成辅助线联合 几何图形的约束集，从而简化了约束，减小了约束方程的求解规模[6]。这种方法 区别于几何约束的不同之处在于用辅助线添加约束，在图形简单有序的前提下求 解速度较快。但是，一旦图形复杂多样，增加辅助线反而会加大作图任务量，减 慢作图速度，同时要保证用辅助线完整添加约束集也是不易的。

1。3 论文主要的研究内容

本文主要对两类 SolidWorks 参数化设计建模的方法进行研究，以“380”柴 油机箱体和曲轴为实例，以 VB。NET 为开发平台，充分发掘 SolidWorks 软件功 能，实现对 SolidWorks 二次开发工作。主要的学习研究内容如下所示：论文网