简介
Solvespace 是一款免费、开源的参数化 2D/3D CAD 工具。它支持基于约束的建模，适用于机械零件、连杆分析和 3D 实体几何。本教程涵盖在 Solvespace 中设计模型的基础知识。
系统要求
| 组件 | 最低要求 | 推荐配置 |
|---|
| 操作系统 | Windows 7+、macOS 10.12+、Linux | 最新稳定版 |
| 内存 | 512 MB | 2 GB 或更多 |
| 磁盘空间 | 30 MB | 100 MB |
| GPU | OpenGL 2.0 | OpenGL 3.0+ |
| 显示器 | 1024x768 | 1920x1080 |
安装
| 平台 | 方法 |
|---|
| Windows | 从 releases 页面下载安装程序 |
| macOS | Homebrew：brew install --cask solvespace |
| Ubuntu/Debian | sudo apt install solvespace |
| Fedora | sudo dnf install solvespace |
| 源码 | 使用 CMake 克隆并构建 |
核心概念
Solvespace 使用基于约束的方法。你绘制 2D 轮廓，添加几何约束，然后通过拉伸或旋转生成 3D 模型。
| 概念 | 描述 |
|---|
| 草图（Sketch） | 包含几何实体的 2D 绘图平面 |
| 约束（Constraint） | 限制实体行为的规则 |
| 组（Group） | 操作的集合（拉伸、旋转等） |
| 工作平面（Workplane） | 用于草图绘制的参考平面 |
| 实体（Entity） | 点、线、弧或圆 |
| 参数（Parameter） | 驱动模型的尺寸或变量 |
用户界面概览
| 面板 | 位置 | 用途 |
|---|
| 文本窗口 | 左侧 | 显示约束、属性和组信息 |
| 图形窗口 | 中央 | 主 3D/2D 视口 |
| 工具栏 | 顶部 | 绘图和约束工具 |
| 样式窗口 | 右侧 | 线条样式、颜色和可见性 |
| 操作 | 方法 |
|---|
| 默认 XY 平面 | 点击"New Group > Sketch in New Workplane" |
| 自定义平面 | 选择面或边，然后创建工作平面 |
| 对齐平面 | 使用现有几何体作为参考 |
| 实体 | 工具 | 用法 |
|---|
| 线段 | Line 工具 | 点击起点和终点 |
| 矩形 | Rectangle 工具 | 点击两个对角 |
| 圆 | Circle 工具 | 点击圆心，然后半径点 |
| 弧 | Arc 工具 | 点击起点、终点，然后中点 |
| 贝塞尔曲线 | Bezier 工具 | 依次点击控制点 |
约束定义实体之间的关系。
| 约束 | 符号 | 功能 |
|---|
| 水平 | H | 使线条水平 |
| 垂直 | V | 使线条垂直 |
| 距离 | D | 设置精确长度或位置 |
| 角度 | A | 设置两条线之间的角度 |
| 垂直 | Perp | 使两条线垂直 |
| 平行 | Par | 使两条线平行 |
| 等长 | Equal | 使两段长度相等 |
| 相切 | T | 使弧与线相切 |
| 重合 | Coinc | 使两点共享位置 |
| 对称 | Sym | 沿轴镜像 |
参数化尺寸
| 类型 | 示例 | 行为 |
|---|
| 固定距离 | 50.0 mm | 值锁定为字面数字 |
| 变量关联 | d = width / 2 | 由命名变量驱动 |
| 表达式 | 2 * base + 10 | 由参数计算 |
定义变量
- 打开文本窗口（T 键）。
- 导航到"Parametric > Add New Parameter"。
- 命名变量并设置其值。
- 通过名称将约束链接到变量。
| 选项 | 描述 |
|---|
| Extrude | 沿平面垂直方向延伸草图 |
| Distance | 数值设置拉伸深度 |
| Symmetric | 在两个方向上等量拉伸 |
| Cut | 从现有实体中减去体积 |
| 选项 | 描述 |
|---|
| Axis | 选择一条线作为旋转轴 |
| Angle | 设置旋转角度（360 为完整旋转） |
| Direction | 顺时针或逆时针 |
其他操作
| 操作 | 用例 |
|---|
| Helix（螺旋） | 弹簧、螺纹、螺旋线 |
| Loft（放样） | 两个轮廓之间的平滑过渡 |
| 布尔合并 | 合并两个实体 |
| 布尔差集 | 从一个实体中减去另一个 |
装配与组
| 组类型 | 用途 |
|---|
| Sketch | 工作平面中的 2D 绘图 |
| Extrude | 从草图生成 3D 实体 |
| Revolve | 通过旋转生成 3D 实体 |
| Link/Assembly | 导入并定位外部零件 |
| Difference | 布尔减法 |
实例：轴承座
| 步骤 | 操作 |
|---|
| 1 | 在 XY 平面上创建矩形（80 mm x 60 mm） |
| 2 | 将尺寸约束为精确值 |
| 3 | 使用弧约束添加圆角 |
| 4 | 在矩形中心绘制圆（直径 30 mm） |
| 5 | 将轮廓拉伸至 40 mm |
| 6 | 对圆进行贯穿拉伸切割 |
| 7 | 添加安装孔作为单独的拉伸切割组 |
文件格式
| 格式 | 方向 | 备注 |
|---|
| .slvs | 原生格式 | 完整参数化数据 |
| .dxf | 导出 | 2D 绘图交换 |
| .svg | 导出 | 用于文档的矢量图形 |
| .stl | 导出 | 用于 3D 打印的网格 |
| .step | 导出 | 标准 CAD 交换格式 |
| .obj | 导出 | 支持材质的网格 |
快捷键
| 按键 | 操作 |
|---|
| L | 画线 |
| R | 画矩形 |
| C | 画圆 |
| A | 画弧 |
| D | 添加距离约束 |
| O | 添加角度约束 |
| G | 切换构造几何体 |
| N | 新建组 |
| Delete | 删除选中的实体 |
| Ctrl+Z | 撤销 |
| Ctrl+S | 保存 |
故障排除
| 问题 | 原因 | 解决方案 |
|---|
| 草图过约束 | 约束过多 | 移除冗余约束 |
| 草图欠约束 | 缺少约束 | 添加尺寸或几何约束 |
| 拉伸失败 | 草图轮廓未封闭 | 关闭草图中的所有轮廓 |
| 导出缺少面 | 实体不完整 | 检查零厚度几何体 |
| 渲染缓慢 | 模型复杂 | 隐藏未使用的组，降低网格密度 |
最佳实践
| 实践 | 原因 |
|---|
| 为参数命名 | 便于后续修改尺寸 |
| 逻辑使用组 | 每组一个操作，保持清晰 |
| 完全约束 | 防止模型意外变化 |
| 经常保存 | Solvespace 不会自动保存 |
| 用变量测试 | 最终确定前验证参数化行为 |
总结
Solvespace 提供了一个轻量但强大的参数化 CAD 设计环境。通过掌握基于约束的草图绘制、拉伸和组管理，你可以创建精确的机械零件和装配体，适用于 3D 打印和制造。