毕业论文-收集台架虚拟装配方法研究.docx

摘 要 在产品的开发竞争日益激烈的今天，为缩短产品的研发周期，降低成本，合理使用资源。利用软件对产品进行虚拟的设计已经成为一种趋势，在所有的设计环节中，机构的运动仿真是产品开发设计过程中的重要环节。 收集台机的虚拟装配方法研究，首先是在机器所要达到的功能要求下，对机器的运动机构进行设计分析，能保证机构能实现所要求的功能要求，其次在对设计出来的机器进行基于Pro/E建模。然后对建立起来的模型进行干涉分析，在这过程中可以发现一些设计中存在的问题，及时的做出调整，大大的缩短了产品的设计周期。最后进行装配仿真和运动仿真。装配仿真能清晰的表达出机器的内部结构，及其装配的顺序，有利于保证机器的最后质量。运动仿真能够模拟在真实环境中模型的工作状态，从而可以对其进行分析和判断。对轧钢收集台架的虚拟装配，运动仿真表明：运动模拟与实际机构运功相吻合，能达到机构的运动要求。关键词：虚拟装配、Pro/Engineer、装配顺序、零件建模、运动学仿真ABSTRACTProduct development in an increasingly competitive today, in order to shorten product development cycles, reduce costs, and the rational use of resources. Use of virtual design software products has become a trend in all the design aspects of the kinematic simulation is an important part of product development and design process.Collection of desktop PC virtual assembly methods of research, the machine which you want to achieve the functional requirements of the machine sports bodies design and analysis guaranteed to last a agency can achieve the required functional requirements, followed by the right designed the machine carried out based on Pro / E modeling. And interference analysis model established in this process can find some of the problems in the design, make adjustments in a timely manner, greatly shorten the design cycle. Finally, the assembly simulation and motion simulation. Assembly simulation can clearly express the order of the machines internal structure, its assembly will help to ensure the final quality of the machine. Motion simulation can simulate the state of the model in the real world, which can analyze and judge.Gathered on the rolling bench, virtual assembly, motion simulation: motion simulation and the actual institutions to exercise our powers, and can reach the kinematic requirements.Keywords: virtual assembly, Pro / Engineer and assembly sequence, part modeling, kinematics simulation目 录1 绪论11.1 研究背景.11.2 课题目的和意义.21.2.1 国内外研究综述.21.2.2 虚拟装配技术的主要功能.31.2.3 虚拟装配的研究内容.42 收集台架的机构原理设计分析.52.1 收集台架的工作原理52.2 收集台架的机构设计.52.2.1平面机构具有确定运动的条件.6 2.2.2 汽缸行程的计算.73 装配工艺理论分析及仿真研究.83.1 组件方法简介.83.1.1自底向上的装配设计方法.83.1.2 自顶向下的装配设计方法.83.2 装配工艺理论分析.103.2.1小车装配工艺分析.103.2.2收集台架总装工艺分析.113.3 收集台架底架的虚拟装配.123.4 分解装配体163.4.1 自动分解视图174 仿真研究17 4.1 零件建模.174.1.1 车轮轴建模174.2装配体干涉分析254.3装配仿真.274.4运动仿真分析.30总结与展望35参考文献.36致 谢.37XXX大学XX届毕业设计论文1 绪论1.1研究背景 随着经济的发展，产品的供求双方都发生了很大的变化。就消费者而言，其消费需求日益主体化、个性化、多元化，而且不同程度地体现出短时性；而对于制造商来说，随着区域性、国际性市场壁垒的淡化，他们面对着的是全球市场的竞争。这就要求制造企业需要以最短的产品开发时间（Time）、最优的产品质量（Quality）、最低的成本和价位（Cost）、最优的服务（Service）、快速的市场适应性（Flexibility）来赢得市场，即依靠产品的TQCSF强化企业的竞争力。要实现这一目标，就要求人们将制造技术与飞速发展着的系统科学、计算机科学、虚拟现实、人工智能等有机融合，形成全新概念的具有信息化、自动化、智能化、敏捷化等特点的虚拟设计制造技术。 设计是产品开发过程中至关重要的一环。设计阶段决定了产品如何加工、如何装配，甚至决定了产品将来在市场竞争中的地位。设计成本虽然只占产品开发总成本的5%，却决定了产品总成本的70-80%。 装配是产品生命周期的重要环节，是产品功能实现的主要过程。在工业化国家的产品生产过程中，大约1/3左右的人力在从事与产品装配有关的活动，装配工作量占整个制造工作量的20%-70%，装配时间占整个制造时间的40%-60%，装配成本则占制造成本的40%以上，装配的工作效率和工作质量对产品的制造周期和产品的最终质量都有着极大的影响。 传统的设计制造必须等零件全部加工完成之后才可进行装配，不能体现并行设计的思想。一般要反复修改，进行多次试装配，致使产品的开发周期延长，研发成本增加，因而产品的设计极有可能成为限制新产品研发速度的瓶颈。装配仿真作为虚拟设计制造的关键技术之一，具有广阔的应用前景。它是用可视化手段来模拟装配体的实际装配过程，即利用计算机图形学和仿真技术，在计算机上建立机械系统模型，并进行三维可视化处理，模拟产品的实际装配过程。这样，在不需要做出物理样机的情况下，就可以解决大部分的产品装配问题，从而能够大大缩短新产品的研发周期，提高设计质量，降低设计成本。1.2 课题目的和意义 随着全球市场的激烈竞争，加快产品的开发速度己成为竞争的重要手段之一，近20年来，制造业市场环境发生了巨大变化，使制造厂商不得不着眼于全球市场的激烈竞争，快速将多样化的产品推向市场是制造商把握市场先机而求生存的重要保障。制造业为满足日益变化的用户要求，其制造技术必须有较强的灵活性，能够以小批量甚至单件迎合市场，面对这样的市场现状，传统的装配缺点就暴露了出来。如下： 1必须等零件全部加工完成之后才可进行装配。 2不能体现并行设计的思想。 3一般要经过反复修改，进行多次装配、周期长、成本高，不能适应当今市 场的敏捷要求。随着虚拟装配技术的日渐成熟，虚拟装配技术的优越性也越来越明显，将虚拟技术应用到数控试验台的虚拟装配过程中，采用虚拟装配技术在试验台设计阶段就可以验证零部件之间的配合和可装配性，确保设计的正确性，避免损失。同时在试验台设计阶段还可以解决运动构件在装配过程中的协调各零部件位置关系、总体范围设计、可能的干涉情况，让设计人员在设计阶段模拟其装配过程，从而及时发现问题并在设计阶段完全解决，在虚拟环境中完成是烟台的虚拟装配建模、公差与配合分析、虚拟装配规划和装配过程动画演示，在并行设计中确保最后产品的可装配性。1.2.1 国内外研究综述 当前，国内外对于虚拟装配研究的理论和实际操作方面出现了一些新的理论和方法：日本开发了机械零件装配性验证和装配机器可视化系统，支持设计者在虚拟环境中进行装配分析和装配性能评价。德国BMW公司建立了Virtual Process Wee体系，利用虚拟技术对汽车装配流程的合理性加以测试。华盛顿州立大学开发的虚拟装配设计环境，将CAD系统与沉浸式的虚拟环境紧密结合，允许对系统进行计划、评估和修改。在汽车制造和航空工业中，虚拟装配技术在工业发达国家的应用就更加普遍了。 国内在装配技术方面的研究和应用也取得了一定的成果。对虚拟转配技术的研究主要集中在装配建模、计算机辅助装配工艺规划、面向装配的设计、柔性装配系统规划以及机器人装配作业建模和路径优化方面。上海交通大学张申生、步丰林等开展的基于STEP标准的产品装配建模研究，提出在装配层次上进行产品建模并基于Pro/ENGINEER开发了一套支持并行设计的产品装配建模系统。华中理工大学的周济、张新访、莫建中等对于虚拟装配技术开展了较为深入的研究，并与清华大学在航天二院并行工程一期实施中合作开发了一套面向装配的设计系统。合肥工业大学的郑寿森等对基于STEP面向设计和工艺过程的装配模型的研究，提出反映设计过程和装配过程的二叉树装配模型。浙江大学CAD&CG国家重点实验室设计的虚拟装配设计系统VDVAS（Virtual Design and Virtual Assembly System）实现了在同一虚拟环境下修改尚未满足装配条件的零件的几何，提高了系统的可靠性；并对基于语义的产品装配设计技术进行了研究，对进一步提高产品装效率与质量具有重要意义。 纵观国内研究成果，大多集中在虚拟装配单点技术上，系统化的实用系统往往是一些原型系统或主要针对某一特定产品对象，在智能化、并行化、虚拟化、网络化方面还需要做更为深入地研究。 多年来，虚拟装配受到了制造业的高度重视，国际上许多著名企业，如IBMDECGM、GE、Ford、Siemens、Hitachi、Sony、NEC等等，纷纷采用虚拟装配技术，取得了显著效益。Boothroyd对已发表的43个应用实例的统计分析表明，虚拟装配的平均效果为:零件数目减少51.4%，装配操作减少49.5%，装配时间缩短61.2%，装配成本降低41.1%，产品总成本则下降了37%。1.2.2 虚拟装配技术的主要功能虚拟装配是虚拟制造的关键组成部分。大型机械产品中有成千上万的零件要进行装配，其配合设计和可装配性设计人员不易掌握，以往要到产品最后装配时才能发现错误，导致零件的报废和产品上市时间的延迟，造成巨大经济损失或信誉损失。现在将虚拟现实技术应用到装配过程中，采用虚拟装配技术在设计阶段就可以验证零部件之间的配合和可装配性，确保设计的正确性，避免损失。同时在产品设计阶段还可以解决运动构件在运动过程中的运动协调关系、运动范围设计、可能的运动干涉情况的交互，给予用户身临其境的感觉，在虚拟环境中完成虚拟装配建模、虚拟装配序列规划、路径规划和装配过程仿真，公差与配合分析等在并行设计中确保最后产品的可装配性。虚拟装配的主要作用和功能归结如下： 1拟订结构方案，优化装配结构。这是装配设计的外在表现，装配设计的基 本任务是从原理方案出发在各种制约因素下寻求装配结构的最优解，由此拟订装配草图。 2改进装配性能，降低装配成本。基本要求是确保产品的零部件能装配到位，进一步的要求是确保产品装配能够比较容易实现，即装配成本能够比较低廉。 3产品可制造性的基础和依据。设计制造的最终要求是能够形成满足用户要求的产品，考虑可装配性必须先于可制造性。一旦离开了产品可装配这一前提，谈论可制造性便毫无意义，因而，虚拟装配是产品可制造性的出发点。 4并行设计的技术支持和保障。产品并行设计是让上下游有关活动尽早的融会到上游的过程中来，使下游的有关因素能够在设计早期加以考虑。装配在生产过程中的支配地位确定了装配的决定作用。1.2.3 虚拟装配的研究内容虚拟装配技术主要包括虚拟装配建模、装配公差分析、装配过程分析。 (1)装配建模： 装配信息建模是虚拟装配过程中的重要环节。装配模型研究的核心问题是解决如何在计算机中表达和存储产品装配体的信息，使之能够全面支持产品的设计过程，并为后续的装配工艺规划、装配分析与评价以及装配仿真提供所需的信息数据。因此，装配模型是进行虚拟装配的信息基础和前提条件分析实验台中各零部件的位置关系，在设计好2D图的基础上进行三维模型的建立。 (2)装配公差分析： 虚拟装配属于产品的设计阶段，而在设计阶段需要对零件的可装配性进行验证，因此可以把在装配级进行公差分析的目的分为两类：功能性和装配性功能性分析是分析和确定对装配体的功能起关键作用的关键尺寸，其目的是对一个或多个功能尺寸生成尺寸链方程进行公差的分析；装配性分析是计算装配操作中装配零件位置的不确定性或者是分析设计的零件是否能成功配合装配在一起。目前进行的公差分析主要是功能性分析，即已知零件的尺寸公差，分析装配封闭环的尺寸公差是否满足设计要求。结合各零部件间的配合关系分析公差配合是否满足其功能要求。 (3)装配过程分析：装配工艺规划主要指装配路径规划。 装配路径规划是在装配建模，公差分析的基础上利用装配信息进行路径分析，判断并生成一条合理的装配路径，为装配过程仿真提供显示数据。主要包括：装配体及相关数据结构模型的前置处理、分离方向的确定、分离平移量的确定、拆分方向的确定和干涉检查。结合干涉检查技术分析每一步装配过程的合理性，从而完善其设计装配。2.收集台架的机构设计分析2.1 收集台架的工作原理 收集台架的功能就是当从拉矫机上下来的钢条到达收集台架时，在小车上拔爪的拉动下，把钢条拉到指定的位置，然后小车返回，再拉下一根钢条，使钢条收集到一小捆以后，这时横吊就把收集一小捆的钢条吊走。所以要实现收集台架收集钢条的功能就是保证小车在轨道上做往复的直线运动。2.2 收集台架的机构设计 为了能实现小车沿直线做往复运动的，我们可以选择一个曲柄滑块机构。但是在动力源上，很难实现曲柄的轴回转运动，甚至在一定角度范围内的摆动，所以还要在动力源上加以改进。最后设计出的收集台架的机构原理图如图2.2.1所示。 图2-2-1 收集台架原理图 但是为了方便后面的分析，可以将它等同于如下的机构简图。如图2.2.2所示 图2-2-2 收集台架机构简图2.2.1平面机构具有确定运动的条件要使机构具有确定运动的条件是机构的原动件个数等于机构自由度的数目。 若一个平面机构共有N个构件，除去固定件，则机构中的活动构件数n=N-1。若在机构中共有P1个低副，Ph个高副，那么机构将失去2P1+Ph个自由度，所以，该机构的自由度F应为活动构件的自由度总数减去失去的自由度，即 F=3n-2p1-ph （2-1）该机构的活动构件数n=5,低副个数p1=7，高副个数Ph=0 所以，该机构的自由度F为F=3n-2p1-ph =3X5-2X7-0=1 (2-2)在机构中，摇杆为原动件，所以机构的运动是确定的。2.2.2 汽缸行程的计算 各杆件的尺寸F1E1=600mm E1A=1100mm AC1=300mm C1B1=800mm小车的行程S=493mm（1） E1A杆摆动的角度是关于中心线对称的，所以设摆动角为2计算， 因为E1点、E2点 关于中心线对称，所以F1E1和导轨直线、F1E2和导轨直线所成的角度也是相同的的，故行程S和E1E2相等。所以 E1E2=S=493mm （2-3） = = （2-4）故 2=28.6 （2-5）所以汽缸的行程L=C1C2. = C1C2.sin=74mm （2-6） 故 L=74*2=148mm （2-7）3 装配工艺理论分析及仿真研究 在现代工业设计中，利用基础特征、工程特征等完成零件的设计只是基础环节，还需要将各个零件按照设计要求组装到一起，才能组成一个完整的系统，以实现所设计的功能。此外对于装配好的组件，还可以创建其爆炸图，从而更清晰地查看产品的内部结构和部件间的装配顺序。 一个成功的产品，不光需要有高质量的零件，还需要按设计要求将各个零件组装起来，才能发挥其功能。Pro/E提供的装配功能既是通过设计零件间的约束，来限制零件间的自由度，以虚拟的模拟现实生活中机构零件的装配效果。3.1装配方法简介 组件装配就是使用各种约束方法，定义组件中各个零件间的相对自由度。研究制定合理的装配工艺，采用有效的保证装配精度的装配方法，对提高产品质量有十分重要的意义。常用的装配方有主要有两种。3.1.1自底向上的装配设计方法 采用自底向上的装配方法时，首先完成最底层部分，即零件部分的设计和创建。然后根据虚拟产品的装配关系，将多个零件进行组装，最终完成整个产品的虚拟设计。 自底向上的装配设计方法是一种理念相对简单的方法。它的设计思路比较清楚，设计原理和人脑的习惯性思维相吻合，在简单、传统的设计中得到了广泛应用。但是由于该方法对底层关注太多，难实现整体把握，因此在现代的产品设计中应用的不多。但在成熟产品的设计和改进工程中，经常使用该方法，可以得到较高的设计效率，效果如图3-1-1所示。收集台架的底架设计时就是按照自行向上的装配方法设计的，应为对底架的高度等没有太多的要求，所以可以实行自底向上的装配设计方法，这样可以缩短周期，同时减少很多的设计计算问题。3.1.2 自顶向下的装配设计方法自顶向下的装配设计方法正好相反，该方法是有整体控制局部，即从整体设计出产品的整体几何尺寸和所需要实现的功能。然后按照功能将整个产品划分为多个功能模块，并对这些功能模块进行几何布局。当需要具体设计某个功能模块时，再根据需要设计的该模块中的各零件，效果如图3-1-2所示。收集台架的设计就是按照自顶向下的装配设计方法进行设计的，首先进行整体的设计，然后将其分割为多个模块（如收集台架的底架、活动部分，动力部分等）， 图 3-1-1 自底向上装配示意图 图 3-1-2 自顶向下装配示意图在实际中往往混合使用这两种设计方法。在设计整体结构的时候，往往使用自顶向下的方法，满足产品对整体功能及外观的要求，将产品分为多个功能模块。而当设计单个的功能模块时，往往使用自底向上的方法，因为这些单个的功能模块往往都已经非常成熟，在设计中已经有了较为固定的设计模式，可以直接使用。这样既能有所创建，又可以兼顾效果。3.2 装配工艺理论分析根据规定的技术要求，将零件或部件进行配合和连接，使之成为半成品或是成品的过程，称为装配。机器的装配是机器制造过程中最后一个环节，它包括装配、调整、检验和试验等工作。装配过程使零件、套件、组件和部件之间获得一定的相互位置关系，所以装配过程也是一种工艺过程。 机器质量最终是通过装配保证的，装配质量在很大程度上决定了机器的最终质量，装配工艺过程在机械制造中占有十分重要的地位。 为保证有效地进行装配工作，通常将机器划分为若干能进行独立装配的装配单元。零件是组成机器的最小单元。套件是在每一个基准零件上装配一个或若干个零件构成的。组件是在一个基准件上装上若干零件和套件构成的。部件是在一个基准件上装上若干组件、套件和零件的构成，为此而进行的装配工作称为部装。一台机器则是在一个基准件上，装上若干部件、组件、套件和零件的构成，为此而进行的装配工作称为总装。 在装配工艺规程中，常用装配工艺系统图表示零、部件的装配流程和零、部件间的装配关系。在装配工艺系统图上，每一个单元用一个长方形框表示，标明零件、套件、组件和部件的名称、编号及数量。在装配工艺系统图上，装配工作由基准件开始沿水平线自左向右进行，一般将零件画在上方，套件、组件、部件画在下方，其排列次序就是装配工作的先后次序。 3.2.1小车装配工艺分析小车作为收集台架中的重要的活动部件，有许多零件组装成。所以小车的装配质量至关重要，特别是小车的车轮轴的装配过程，为了在保证装配的精度及其拆装的方便性，可以先将一个轴承装到车轮轴上，这样就能保证车轮轴跟轴承的高精度要求，如果先装车轮轴到车架上去，这样装轴承就很不方便装，同时很难同时保证 轴承跟车轮轴、轴承跟车架的装配精度要求。小车装配工艺系统图如图3-2-1所示 图 3-2-1 小车组件装配工艺系统图按照小车组件装配工艺系统图装配的小车装配图如图3-2-2所示 图3-2-2 小车虚拟装配图3.2.2收集台架总装工艺分析为了保证收集台架的整个机器要求，所以收集台架的装配工艺顺序将决定着小车的最终质量，所以在小车的装配时实行分模块分装在进行总装，这样不仅能有效的保证各部分的装配要求，同时可以方便检测，所以首先装配的事收集台架的底架部分，然后将装配好的小车部分跟收集台架底架进行装配，最后跟将装配好的动力部分进行装配。收集台架的总装工艺系统图如图3-2-3所示图3-2-3 收集台架总装装配工艺系统图按照收集台架总装装配工艺系统图装配出的收集台架图装配图如图3-2-4所 图 3-2-4 收集台架虚拟装配图3.3 收集台架底架的虚拟装配Step 1 建立一个组件文件 （1）单击下拉菜单【文件】 【新建】或单击工具栏中的按钮，确定文件名为“shoujitaijiadijia”,并取消默认模板，单击【确定】按钮，在“新文件选项”对话框中，选择公制样板：mmns_asn_design,如图3-3-1所示，单击【确定】按钮，进入组件工作界面。 图 3-3-1新文件选项对话框Step 2 在组件文件中装入第一个零件模型。 （1）激活装配元件命令并找到要装入的文件。单击下拉菜单【插入】【元件】【装配】或单击右侧工具栏中的按钮，从弹出的“打开”对话框中找到要装入的第一个模型文件“liang”,单击【打开】按钮。图形窗口显示模型预览的同时屏幕上方弹出”元件放置“操控面板，如图3-3-2所示 图3-3-2 装配选项对话框（2）使用“缺省约束”的方法将零件固定到当前组件模型中。单击组件操控面板中的【自动】下拉菜单，选取“缺省”如图3-3-3所示，然后单击组件操控面板中的【确定】按钮，完成第一个零件模型的装入如图3-3-4所示。 图 3-3-3用户定义框 图3-3-4梁装配图Step 3 在组件文件中装入第二个零件模型。 （1）激活装配元件命令并找到要装入的元件。单击下拉菜单【插入】【元件】【装配】或单击右侧工具栏中的按钮，从弹出的打开对话框中找到要装入的第二个模型文件“lizhu”,单击【打开】按钮，图形窗口显示模型预览的同时屏幕上方出现装配元件操控面板。（2）在第二个零件和组件间添加第一个“匹配“约束”。单击【放置】弹出下滑面板，单击“约束类型”下拉列表，选取“匹配”，然后分别在图形窗口单击组件和元件上相应的表面如图3-3-5所示（3）在第二个零件和组件间添加第二个约束“对齐”。在【放置】下滑面板，单击“集1”中的，开始建立组件和元件的第二个约束。选取的约束类型为“对齐”，在图形窗口分别单击组件和元件上相应的轴，偏移模式为“重合”如图3-3-6所示。图3-3-5 装配约束定义（4）在第二个零件和组件间添加第三个约束“对齐”使用与(3)相同的方法在组件和元件间添加第三个约束“对齐”选取相对应元件和组件上的轴。添加完此约束后，在观察组件操控面板上的“状态”，有前面的“部分约束”变为了“完全约束”单击操控面板中的，完成第二个零件的装配。Step 4 在组件中装入其他零件依照前面的装配方法，依次装入零件，最后完成的装配装配图如图3-3-7所示 图 3-3-6 新建约束定义 图 3-3-7 收集台架底架3.4 分解装配体 分解视图又称爆炸视图，就是将装配体中的各个元件沿着直线或坐标轴移动或旋转，使各个元件从装配体中分解出来。分解状态对于表达各个元件的相对位置十分有帮助，因而常用于表达装配体的装配过程和结构组成。3.4.1 自动分解视图 创建自动分解视图时，系统将根据使用的约束产生默认的分解视图，但是这样的视图通常无法正确的表现出各个元件的相对位置。 当装配完收集台架的装配体后，选择【视图】【分解】【分解视图】选项。系统将进行自动分解操作，效果如图3-4-1所示 图 3-4-1爆炸效果图4 仿真研究4.1 零件建模装配模型的研究早在70年代就开始了，其主要的发展趋势是由图表达的拓扑结构向树表达的登记层次结构发展。装配建模的实质就在于如何在计算机。内有效地表达装配体外在的和内在的关系，主要集中在以下两点：装配模型必须囊括哪些有关的信息；所有这些信息如何恰当地组织起来，才能支持整个CAD系统在其生命周期的全过程从需求分析、设计、加工、装配、直到最后的销售维护4.1.1 车轮轴建模Step 1: 建立新文件。（1）启动Pro/Engineer Wildfire4.0软件。（2）单击【文件】【新建】菜单项或工具栏中的 按钮，在弹出的“新建”对话框中，选择 ，在【名称】文本输入框中输入文件名“chelunzhou”,并取消复选框前的对钩，不适用系统默认的模板，单击【确定】按钮。（3）在随后弹出的“新文件选项”对话框中，选择公制样板:mmns_part_soild,并单击【确定】按钮，进入零件设计工作界面如图4-1-1所示图4-1-1 新建文件工作区Step 2：利用旋转特征建立轴主体。（1）选取旋转特征命令。单击下拉菜单【插入】【旋转】或特征工具栏中的旋转特征命令按钮，屏幕上方出现旋转特征操控面板。（2）定义截面，定义一个带旋转轴的内部草图作为旋转特征的截面。 单击操控面板上的【放置】，出现如图4-1-2所示的【草绘】上滑面板，单击【定义】按钮，弹出“草绘”对话框。 指定草绘平面和参照平面，单击“草绘平面”中的平面收集器将其激活，选中工作区中的TOP面作为草绘平面.如图4-1-3所示，单击【草绘】按钮进入草绘截面。图4-1-2 放置框 图4-1-3 草绘选项框绘制草图。在TOP面中绘制草图，如图4-1-4所示，注意旋转中心线的绘制，单击退出草绘状态，系统生成旋转特征预览。图 4-1-4 草绘图 图4-1-5生成模型（3）确定旋转特征的旋转角度模式，指定旋转角度为360.（4）预览特征。单击操控面板中的预览图标，浏览所创建的旋转特征，若不符合要求，按退出暂停模式，继续编辑特征。（5）完成特征。单击操控面板中的完成图标，完成旋转特征的创建，如图4-1-5所示。Step 3: 利用去材料拉伸特征生成平键槽（1） 建立基准平面激活基准平面命令。单击【插入】【模型基准】【平面】菜单项或是点击右侧工具栏激活基准平面特征选定参照及其约束方式。单击选择TOP面作为参照平面，其约束方式选择“偏移”，输入平移距离为25，生成平面DTM1如图4.1.6所示，其“基准平面”对话框如图4-1-6所示，生成的新参考面如图4-1-7所示 图4-1-6 新建参考面 图4-1-7 新参考面（2）利用去材料拉伸特征激活拉伸命令，单节【插入】【拉伸】菜单项激活拉伸特征工具。选择去材料模式。绘制截面草图，选择前面新建的基准平面作为草绘平面，绘制草图如图4-1-8所示 图4-1-8草绘槽截面 图 4-1-9生成槽指定拉伸方向与深度。确保去材料拉伸的方向向里，深度为盲孔，在其右边的文本框里输入5.5，生成的如图4-1-9所示的模型。（3）利用特征镜像生成对称的平键槽 在左边的模型树中选择生成平键槽的拉伸特征。 在右边的工具栏中选择镜像工具。 选择镜像的对称平面FRONT平面。 单击操控面板的生成如图4-1-10所示的对称的平键槽。 图 4-1-10 生成对称槽Step 4: 利用旋转特征去材料生成挡圈槽 激活旋转命令。单击【插入】【旋转】菜单项激活旋转命令。 单击操控面板中的去材料。 单击操控面板中的【放置】【定义】，选择TOP面为草绘平面，点击草绘面板中的【草绘】进入草绘平面。 点击右边工具栏中的使用拾取边。注意旋转中心线的绘制。在草绘平面中绘制挡圈槽的截面如图4-1-11所示。 单击右边工具栏中的，在旋转角度中选择360。 使用操控面板中的特征预览检查生成的特征是不是符合的，符合就单击操控面板中的暂停模式，然后点击操控面板中的完成特征的创建如图4-1-12所示图 4-1-11 挡圈槽截面 图4-1-12生成挡圈槽Step 5: 建立倒角特征（1）单击工程特征工具栏上的边倒角特征按钮，或单击【插入】【倒角】【边倒角】菜单项，弹出边倒角特征操控面板。（2）选取边倒角的放置参照。按住Ctrl键选择模型要建立边倒角的边，单击操控面板上的【集】，可以看到这些变已经被收集到边倒角特征的参照收集器中，如图4-1-13所示（3）在操控面板中，选择边倒角的方案“45xD”.并指定边长为2（4）预览建立的边倒角特征。单击操控面板上的预览按钮查看建立的边倒角特征，若不符合要求，按退出暂停模式，继续编辑特征。（5）完成特征建立。单击操控面板上中的完成图标，完成特征的建立，如图4-1-14所示。Step 6: 模型颜色设置 （1）单击菜单栏中的【视图】【颜色和外观】，打开外观编辑器 （2）选定颜色。从上部的颜色列表中指定要应用的颜色；在选定了颜色后，还可以对其进行编辑。单击“外观编辑器“对话框的【基本】属性页中的颜色块弹出”颜色编辑器“对话款，如图4-1-16所示，在此可以使用“颜色轮盘”、“混合调色板”、“RGB/HSV滑块”3种方法之一来编辑颜色。（3）指定对象。在图4-1-17所示的下拉列表中选中“零件”。（4）单击“外观编辑器”对话框中的【应用】按钮完成颜色的设置。（5）完成的最后模型如图4-1-18所示。4-1-13 集收集器 图 4-1-14倒角 图4-1-16颜色设置 图 4.1.17颜色设置面选取 图4-1-18 车轮轴最终模型 4.2装配体干涉分析零件装配好以后，要进行装配体的干涉检查，以便确定装配体中各零件之间是否存在边界冲突(即干涉)、冲突发生在何处，进而为消除冲突做好准备。一般对零件较多或装配要求较严格的装配体，应装配好一个零件就进行一次干涉检查。在一个复杂的装配体中，如果想用视觉来检查零部件之间是否有干涉的情况是一件非常困难的事。Pro/E可以在零部件之间进行干涉检查，并且能查看所检查到的干涉体积。如果存在干涉，干涉信息方框会列出发生的干涉。在查明干涉情况后，可通过修改配合条件来消除干涉。干涉检查步骤（1） 打开装配好的收集台架的装配文件“shoujitaijia0003” (2) 点击菜单栏中的【分析】【模型】【全局干涉】，会弹出如图4-2-1所示的“全局干涉”对话框。 (3) 点击“全局干涉”对话框中底部的分析预览按钮，软件的界面的左上方就会显示开始分析的进度。 （4）干涉检查的结果显示在界面的左上方，如图4-2-2所示，显示“164对1：零件lizhuzuo和lizhu（236250毫米3）”同时发生干涉的两个零件也会被加亮。其中发生干涉的地方被加亮为红色。 图4-2-1全局干涉对话框 图4-2-2 干涉结果显示 （5）按照分析的结果对发生干涉的两个零件进行修改。修改再进行干涉分析。直到干涉消除。显示的结果如图4-2-3所示。总结：为了在总装的时候出现过多的干涉，以免后面要大面积的修改，可以在每装配一个零件时，都进行干涉检查。 图4-2-3 干涉消除显示4.3装配仿真。 装配仿真动画是为了更清的表达机器里面看不到的结构，能更加清晰的了解机器的组成零件，同时也是更清晰更直接的表达机器的装配过程和装配顺序。装配是机器里很重要的一环，而装配顺序在很大的程度上将决定着机器的质量，保障机器的运行。装配仿真动画的制作能为后面的真实装配大大提高了效率。（1）点击菜单栏的【文件】【打开】或是点击打开按钮，然后在打开的“文件打开”对话框中找到要打开的装配好的装配图“shoujitaijiazhuangpei000”点击【打开】按钮。 （2）点击菜单栏中的【应用程序】【动画】进入动画的制作界面。 （3）点击右侧工具栏中的【主体定义】按钮，弹出如图4-3-1所示的“主体”对话框。 图 4-3-1 主体设置（4）点击“主体”对话框中的【每个主体一个零件】，这是就会把每个零件设定为一个独立的主体，以便后面的分解。运行完后点击【关闭】。 （5）点击顶部工具栏中的【拖动】按钮，再单击弹出的“拖动”对话框中【快照】左边的三角按钮，在单击打开的下面的【高级拖动选项】左边的三角按钮，最后打开的“拖动对话框如图4-3-2所示。 （6）单击“快照”对话框中的快照按钮，在装配图完整的情况下照第一张图片，这个很重要。 （7）参考图中给定的坐标系的方向，选择高级拖动下的你要朝那个方向拖动的坐标轴。然后选择你要拖动的零件，拖动要拖动的位置，然后点击【快照】拍一张图片，再选择要拖动的方向和零件。拖动到想要的位置后再照一张照片。依次重复这样的步骤，知道最后一个零件。 （8）点击“拖动”对话狂的【关闭】，关闭拖动对话框。 （9）点击右侧工具栏中的【关键帧序列】按钮，弹出“关键帧序列”对话框如图4-3-3所示 图4-3-2 快照设置 图4-3-3 关键帧设置 （10）点击“关键帧序列”对话框中【预览快照】按钮左边的下拉菜单，找到你要的那张图片，然后点击【添加关键帧序列】按钮。这个添加过程中照片要按照倒序来添加。然后点击【确定】。 （11）编辑时间域。反键单击界面底部滚动条上的一块区域，弹出菜单栏，选择【编辑时间域】。（12）在弹出的“动画时域”对话框中如图4-3-4所示，在终止时间文本框里属于你要制作的动画的时间的长度，输入37。点击【应用】 【确定】 （13）点击右侧工具栏中的【启动】按钮，这时图形窗口中的装配图将按照开始排列的照片顺序动起来。进行有序的装配和拆卸。 图 5.5 图4-3-4 时间域设置（14）点击右侧工具栏【回放】按钮，弹出的“动画”对话框。点击【捕获】弹出“捕获”对话框如图4-3-5所示，在“名称”下面的文本对话框里输入生成视频的名称。点击【浏览】设定 保存的位置。点击【确定】 图4-3-5捕获设置 （15）计算机会生成动画，生成完后在你保存的位置找到装配过程仿真动4.4运动仿真分析 运动仿真能够模拟真是环境中模型的工作状况，从而可以对齐进行分析和判断，检验机构可能存在的机械干涉，今早发现设计中的缺陷和潜在产品质量问题。因此可以提高对模型进行完善，以避免设计后期都模型的反复的修改，进而缩短产品设计周期，并降低生产成本，以更好的的完成产品的前期设计和后期检测运动仿真制作步骤（1）点击菜单栏的【文件】【打开】或是点击打开按钮，然后在打开的“文件打开”对话框中找到要打开的装配好的装配图“yundong”点击【打开】按钮。 (2)点击菜单栏的【应用程序】【机构】进入机构运动设置界面（3）为原动件设定伺服电机。点击【定义伺服电机】按钮，弹出“私服电动机定义”定义、对话框如图4-4-1所示。因为收集台架的运动力是汽缸，所以在装伺服电机要装作汽缸上， 图4-4-1 私服电机的设置 （4）点击“伺服电动机定义”对话框中的选取按钮，对伺服电机的放置在哪个运动件上作定义，这时在可以装伺服电机的地方都有加亮的箭头表示出来，点击汽缸上的箭头，将伺服电机装在上面。因为伺服电机的运动方向与将头所指的方向相反，所以点击对话框中的【方向】，因为活塞是来回的往返运动，需要再定义一个伺服电机在活塞上，这次方向跟箭头的方向相同，轮廓的设置跟前面点击的轮廓设置相同。 （5）点击“伺服电动机定义”对话框中的【轮廓】，对电机的轮廓进行定义。在“位置”下拉菜当中选择“速度”在常数“A”的文本对话框中输入数值“10”标明汽缸活塞杆沿直线运动的速度是10mm,定义好的“轮廓”界面如图4-4-2所示，点击