Александр Петров

      Это всё из-за фундаментального геометрического противоречия: вы подразумеваете что 4 и более произвольных точек обязаны лечь в одну плоскость, а геометрия не согласна. САПР - это про точную геометрию, поэтому для построения одной и только одной плоскости нужно три точки... или другое ограничение. Поэтому задание плоскости не подходит - она базируется на трёх точках (прямой и точке, двух прямых) и не может управляться большим числом (и любая САПР будет "ругаться" на такое определение). Разумеется, подвижность точек будет радикально ограничена этой самой плоскостью.

      Вам же нужно начать снизу: с чисто геометрического ограничения, которое означает что точки лежат в одной плоскости. Например, пересечение диагоналей полигона:
Каждая грань должна быть построена в одном 3D-эскизе вот так:

Точки на диагоналях - произвольные, но принадлежат друг другу попарно.
Получится вот такая картина:


      Приготовьтесь к тому, что вести она себя будет не совсем так как вы хотите. Наложенные ограничения в любом случае приведут к изменению геометрии "кристалла", чтобы сохранить положение точек грани в одной плоскости. Поэтому вам понадобятся дополнительные ограничения в зависимости от формы объекта: привязка к началу СК, окружность по вершинам одного или нескольких сечений фиксация размера ребра/диагонали и другие искусственные ограничения, не дающие геометрии, допустим, "складываться" в вогнутый многогранник или предотвращающие самопересечение. Для удобства разумно вспомогательную геометрии сделать светло-серой, чтобы не терять ребра и вершины на фоне этого месива.

      А потом уже, после того как будет связный 3D-эскиз, по нему можно построить группы поверхностей (Surface, не Planes) и создать твердое тело по их границе.

Отсутствуют как вид.
Из умеренно адекватных есть FreeCAD, но о десятках тысяч деталей и речи быть не может, потому что это явно промышленный уровень, который коммерческий, а значит можно содрать денег.
Потом, такие САПР обязаны иметь встроенную PDM хоть какого-то качества, иначе вы сами засыплетесь и запутаетесь раньше, даже если железо потянет такие дела на непонятно каком ядре. Open-source ядра банально не заточены под большие объёмы геометрии. Потому что, очевидно, для написания такого класса ПО нужна целая инфраструктура от грамотных специалистов до банального сотрудничества с венторами рабочих станций и комплектующий - на коленке не напишешь.Ага, драйвера для Solidworks разрабатываются совместно с DS, Open-source CADы не может себе такого позволить. Такой инфраструктурой обладает, например Siemens.. =) Т.е. всё что юзабельное (реально юзабельное промышленно) стоит денег. Остальное баловство или мучения, как больше нравится.

Из адекватных вариантов - покупка Компас. По текущим ценам - тысяч 200 за 3D + График и библиотеки крепежа и материалы. Вполне оправданно, учитывая что рабочая станция для таких сборок стоит ничуть не меньше. Стабильность и удобство работы не обещаю, но это реальный рабочий вариант за минимум денег. Несмотря на свои детские болячки Компас вполне работоспособен, можно даже реально вести промышленное производство + ЕСКД "из коробки".

Несколько раз прорабатывал варианты о внедрении фришного ПО на машиностроительных предприятиях разного размера и качества, но порог в 5-7к деталей даже не переходило. Доходило до идеи запустить Linux и воткнуть на него фришную САПР под него.. Я вам обещаю - это кошмар. Неработоспособный кошмар и очень дорогой по итогу - экономии на ПО там и не пахнет, она только только покрывает затраты на проектирование, если это частник, который не может себе позволить сидеть и чертить какую-нибудь гидромуфту месяц стараниями отдела техников.

Не..а вообще всегда есть кульман. Даже можно бесплатно их найти уже. То же самое будет, если на стоимость ПО нанять 3-4 человека старой закалки из КБ. Не вполне адекватно, но если совсем приперли к стенке по поводу лицензирования, то вполне законно.

А что думает его родной диагностический софт? Проверку всё проходит по железу?

Ну и есть там некоторая тонкость с драйверами на N-vidia, конечно. Надо искать сертифицированные, если они есть на эту карту, либо подбирать самый подходящий методом тыка.
Ставил я как-то на Quadro K620 (i5 6400, 16Gb DDR4) бета-драйвер с официального сайта N-vidia и словил сумасшедшие фризы, неработоспособный RealView и всякие глюки. Залез в раздел сертифицированных дров, откатил на них (они всегда на несколько версий ниже) и всё нормально стало.

             Спроектировать - в любой. Смоделировать до уровня работы упругого элемента - любая "средняя" и выше САПР, НО это будет фактически визуализация, т.е. вы сами всё считаете, просчитываете кинематику, пусть и с помощью некоторых встроенных инструментов, а потом строите анимацию по своим расчетам. Так, чтобы нарисовать, задать упругий элемент и менять её жесткость(сечение, материал) и чтобы крутилось всё "само" - это, к сожалению, нереально. В любом случае половину должен сделать проектировщик. САПР только покажет визуально и облегчит некоторые муторные моменты вроде расчета на усталостную прочность, напряжения и деформации.
             Реален и доступен вариант задания параметрической модели: задаём траекторию для построения в виде спирали с переменным параметром (диаметр внешний(внутренний)/число витков/шаг/направление) и привязываем к исходной точке. Тогда в модели можно будет менять переменную, которая поменяет форму спирали. Аналогичные действия с любыми кривыми заданными через уравнения. Поведение всяких цепей и тросов вполне успешно описываются уравнениями, поэтому в расчётах всегда берется упрощение по необходимому параметру. Один раз считаем на разрыв, либо задаем как стержень с шарнирным закреплением с двух сторон, а потом это просто виртуальная кривая заданной длины, чтобы тела не плодить без надобности.
          
             Вопрос моделирования намотки чего-либо (в основном кабеля, троса, цепи) неоднократно поднимался на всех тематических форумах - простого решения из коробки я так и не встретил. В конечном итоге все приходят к идее, что оно вообще не требуется, потому что с реальностью оно не стыкуется потом, а длину спирали по количеству витков и диаметру можно и так посчитать на пальцах. Остаётся только визуализация работы, которую успешно спихивают в отдел маркетинга, где в 3Ds или Blender дизайнер рисует работу этого всего "на глазок", чтобы просто выглядело как рабочее.

             Конкретно по САПР..ну правда любая. Даже Компас умеет параметрическое моделирование. Другое дело реализация - замучаетесь мануалы курить. Поэтому попсово и простенько - SolidWorks + Simulation + Motion из его же комплекта. Сопряжения типа "цепная/ременная передача" реализовано в 2015 точно. И вообще всяких плюшек по сопряжениям в SW хватает с головой - полный комплект кинематических пар (винт-гайка, кулачек, редуктор, кулиса и т.д.).
             Хардкорнее - T-Flex или PTC Creo (бывший ProE). Считается, что вот T-Flex во многом лучше всего для гибких элементов и подобного рода параметрических задач - лично не заметил, всё то же самое можно сделать в любой другой САПР - вопрос только в степени владения оной и понимания что делаешь.