SolidWorks 方程式完全教程
SolidWorks 方程式是一个强大的工具，它允许您在尺寸、参数和数学表达式之间建立关联关系，当您修改一个关键参数时，所有与之关联的尺寸都会自动更新,从而实现高效的参数化设计。
第一部分：核心概念与准备工作
在开始之前,我们需要了解几个基本概念。
什么是方程式？
方程式就是用数学表达式来定义一个尺寸，您可以将一个矩形的宽度 D1@Sketch1 设置为其高度 D2@Sketch1 的两倍。
表达式格式： "尺寸名称" = "数学表达式"
- 尺寸名称: 这是 SolidWorks 自动为您的尺寸和特征生成的唯一名称。
D1@Sketch1表示“草图1”中的第一个尺寸。 - 数学表达式: 可以是数字、其他尺寸名称、运算符（, , , ）、函数（如
sin(),cos()）或常量（如pi）。
方程式 vs. 几何关系
- 几何关系: 在草图内部使用，用于定义草图元素之间的位置关系（如“水平”、“垂直”、“同心”、“相等”），它们是几何上的约束。
- 方程式: 在特征或零件层面使用，用于定义数值上的关系，它们是代数上的约束。
两者结合使用,才能实现真正的全参数化设计。
如何查看尺寸名称？
这是使用方程式的第一步,也是最关键的一步。
-
在草图中：
- 单击一个尺寸，在左侧的“PropertyManager”（属性管理器）中，会显示该尺寸的名称（如
D1@Sketch1）。 - 更简单的方法是：在草图中选中一个尺寸，然后按
Tab键，SolidWorks 会循环显示所有草图尺寸的名称。
- 单击一个尺寸，在左侧的“PropertyManager”（属性管理器）中，会显示该尺寸的名称（如
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在特征中：
- 在“FeatureManager”（特征管理器）中，右键单击一个特征（如“拉伸-凸台”），选择“显示特征尺寸”。
- 此时模型上会显示该特征的所有尺寸，单击任意一个尺寸，在“PropertyManager”中即可看到其名称（如
D1@凸台-拉伸1）。
第二部分：创建与管理方程式
我们将通过一个简单的例子来学习如何创建和管理方程式。
示例：创建一个带倒角的矩形板
我们的目标是：
- 矩形长度 = 100mm
- 矩形宽度 = 长度的一半
- 板的厚度 = 宽度的 1/5
- 所有倒角的半径 = 厚度的 1/2
步骤 1：创建第一个方程式
-
绘制一个矩形，标注长度（我们称之为
D1）和宽度（D2）。 -
创建方程式：
- 在顶部菜单栏，点击 工具 > 方程式... (或使用快捷键
Ctrl + Q)。 - 弹出“方程式”对话框，点击 全局变量 选项卡，然后点击 添加。
- 在“名称”框中输入有意义的名称，如
LENGTH。 - 在“数值/方程式”框中输入
100。 - 点击确定，创建一个全局变量
LENGTH = 100。
- 在顶部菜单栏，点击 工具 > 方程式... (或使用快捷键
-
关联草图尺寸：
- 再次打开 工具 > 方程式...。
- 切换到 模型 选项卡。
- 点击 添加 按钮。
- 第一步：选择要驱动的尺寸。 直接点击草图中的长度尺寸（
D1@Sketch1）。“方程式”对话框会自动填入"D1@Sketch1" =。 - 第二步：输入驱动表达式。 在等号后面输入我们创建的全局变量
LENGTH。 - 完整表达式为：
"D1@Sketch1" = LENGTH。 - 点击确定。
-
验证： 将草图中的宽度尺寸
D2@Sketch1改为LENGTH/2，您会发现，长度尺寸D1会自动更新为 100mm，宽度自动更新为 50mm。
步骤 2：创建更多方程式
我们创建拉伸特征和倒角特征的方程式。
-
拉伸厚度方程式：
- 创建一个“拉伸-凸台”特征，设置一个初始厚度（如
10mm）。 - 打开方程式对话框,添加新方程式。
- 选择拉伸特征的厚度尺寸（
D1@凸台-拉伸1）。 - 输入表达式：
"D1@凸台-拉伸1" = WIDTH / 5。 (注意：这里我们直接使用了草图尺寸WIDTH，即D2@Sketch1，因为 SolidWorks 会自动识别并使用其当前值)。
- 创建一个“拉伸-凸台”特征，设置一个初始厚度（如
-
倒角半径方程式：
- 对板的四条边创建一个“倒角”特征，设置一个初始半径（如
2mm）。 - 打开方程式对话框,添加新方程式。
- 选择倒角特征的半径尺寸（
D1@倒角1）。 - 输入表达式：
"D1@倒角1" = "D1@凸台-拉伸1" / 2。 (这里我们直接引用了拉伸厚度的尺寸名称)。
- 对板的四条边创建一个“倒角”特征，设置一个初始半径（如
步骤 3：管理方程式
- 编辑方程式： 在“方程式”对话框中，双击任何一行,即可修改其表达式。
- 删除方程式： 选中一行，点击“删除”按钮。
- 评估/求解： 选中一行，点击“评估/求解”按钮，可以立即看到该表达式的计算结果,方便调试。
- 注释： 在表达式后面使用双斜杠 可以添加注释，
"D1@Sketch1" = LENGTH // 这是板的长度。
第三部分：高级应用
掌握了基础后,我们可以探索更强大的功能。
全局变量
全局变量就像一个“中央数据库”，可以在整个零件、装配体甚至工程图中被引用，这使得管理核心设计参数（如标准螺钉的直径、材料的厚度）变得异常简单。
- 优点： 只需修改一处全局变量的值，所有相关的方程式都会自动更新,避免了错误。
- 示例： 我们在上面的例子中已经使用了
LENGTH全局变量。
方程式驱动的曲线
这是一个非常酷的功能，可以用来创建复杂的、参数化的曲线。
- 点击 插入 > 曲线 > 方程式驱动的曲线。
- 选择 XY 平面。
- 在“方程式”框中，输入 X 和 Y 关于变量
t的表达式，t的范围是 0 到 1。- 创建一个正弦波：
X(t) = 100 * tY(t) = 20 * sin(360 * t)
- 创建一个正弦波：
- 点击确定，一条完美的正弦曲线就生成了，您可以通过修改方程式中的参数（如振幅
20或波长100）来动态改变曲线形状。
配合方程式
在装配体中，方程式同样大有可为。配合方程式允许您将配合距离或角度与零件中的尺寸关联起来。
- 示例： 一个气缸模型，活塞的行程由一个草图尺寸
D1@Sketch_Piston控制。- 在装配体中，您有一个“距离”配合,定义了活塞的初始位置。
- 您可以将这个“距离”配合的尺寸（
Distance1@配合）与活塞的行程尺寸关联起来："Distance1@配合" = "D1@Sketch_Piston"。 - 当您修改活塞草图中的行程尺寸时，装配体中的活塞位置会自动移动,模拟真实的运动。
使用函数和条件语句
SolidWorks 方程式支持丰富的数学函数和逻辑判断。
-
常用数学函数：
sin(),cos(),tan()(角度单位为度)asin(),acos(),atan()sqrt()(平方根)pow()或^(幂运算，如x^2)abs()(绝对值)pi(圆周率常量)
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条件语句 (IF...THEN...ELSE)： 这是实现“智能设计”的关键，语法为
if(condition, value_if_true, value_if_false)。- 示例： 创建一个“销”特征，当销的直径
DIAMETER大于 10mm 时，长度为 50mm；否则，长度为 30mm。- 方程式：
"D1@拉伸_Shaft" = if(DIAMETER > 10, 50, 30)
- 方程式：
- 示例： 创建一个“销”特征，当销的直径
第四部分：最佳实践与技巧
- 命名要清晰： 为全局变量和方程式起一个有意义的名字（如
Plate_Length,Gear_Module），而不是使用默认的Var1,Var2,这会让您的模型易于理解和维护。 - 添加注释： 复杂的方程式一定要添加注释，解释其设计意图，几个月后,您自己可能都看不懂了。
- 从简单开始： 不要试图一次性把所有关系都建立起来，先从最关键的核心参数开始,逐步添加关系。
- 使用全局变量管理核心参数： 将所有影响产品整体规格的参数（如长度、宽度、标准件型号等）定义为全局变量。
- 定期检查： 在修改大量方程式后，使用“评估/求解”功能检查关键表达式是否按预期工作。
- 善用 FeatureManager 中的方程式图标： 在 FeatureManager 设计树中，如果一个特征或零件包含方程式，其图标旁边会出现一个 (求和) 符号,方便您快速识别。
SolidWorks 方程式是参数化设计的灵魂，它将您从一个被动的“模型绘制者”转变为一个主动的“设计规则定义者”，通过建立尺寸之间的数学关系,您可以：
- 实现快速设计迭代： 修改一个参数,整个模型自动更新。
- 保证设计一致性： 避免手动修改时出现的人为错误。
- 创建可重用的设计模板： 将设计规则封装起来,用于生成一系列相似但尺寸不同的产品。
希望这份详尽的教程能帮助您掌握 SolidWorks 方程式，多加练习,您会发现它能让您的设计效率和工作质量提升到一个新的高度！
