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基于 ProE 自行车 建模 设计

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基于ProE的自行车建模设计,基于,ProE,自行车,建模,设计

内容简介：

目录第一章 CAD/CAM概述2第二章 课程设计题目与要求及设计内容4第三章 山地车三维模型的设计过程5第四章 零件的装配及运动仿真11第五章 总结12第一章 CAD/CAM概述CAD/CAM（计算机辅助设计与制造）技术是一门多学科综合技术，是当今世界发展最快的技术之一，目前已经形成产业。CAD/CAM等新技术在制造业的应用，对制造业的制造模式和市场形势产生了巨大影响，促进了生产模式的转变和制造业市场形势的变化。CAD是指工程技术人员以计算机为辅助工具来完成产品设计过程中的各项工作，如草图绘制、零件设计、装配设计、工装设计、工程分析等；CAM是指借助计算机来完成从生产准备到产品制造出来的过程中的各项活动，如计算机辅助数控加工编程、制造过程控制、质量检测与分析等。 CAD/CAM的基本功能：图形图象处理产品与过程建模信息存储与管理工程计算分析与优化工程信息传输与交换模拟与仿真人机交换信息输入信息输出。CAD/CAM系统的组成：一个完整的CAD/CAM系统必须具备硬件系统,，软件系统，技术人员。CAD/CAM技术的应用：航空航天、造船、机床制造、汽车都是国内外应用CAD/CAM技术较早的的工业部门。首先是用于飞机、船体、机床、汽车零部件的外行设计；然后进行一系列的分析计算，如结构分析、优化设计、仿真模拟；最后根据CAD的几何数据与加工要求生成数控加工纸带。至20世纪90年代后期，我国CAD/CAM技术的应用企业覆盖了重型机械、矿山机械、工程机械、电工机械、机床、航空航天、兵器、仪器仪表、建筑、服装等行业，覆盖面和普及率达到近70%，并形成了全国范围内的教育培训体系。随着工业及科技的不断发展，人们对各类产品的质量，更新换代的速度以及其从设计、制造到投放到市场的周期都提出了越来越高的要求。为适应这种变化，工厂的产品也向着多品种、中小批量方向发展。瞬息万变的市场要求，对生产提出了更高的要求，要求生产更具有柔性。为满足这种新的要求，计算机辅助设计（CAD）与计算机辅助制造（CAM）应运而生。CAD/CAM技术的不断发展与完善让越来越多的工厂认同了这种技术，与此同时，市场上出现了越来越多CAD/CAM/CAE一体化设计软件。来自PTC公司的Pro/ENGINEER就是其中最成功的一款设计软件，自1988年问世以来，经过短短十几年时间，就成为全世界最普及的三维设计系统之一，它广泛应用于各个行业。Pro/E集零件设计、造型设计、模具开发、数控加工、钣金设计、机构仿真、逆向工程、有限元分析和产品数据库管理等功能于一体。对加速工程和产品的开发、缩短产品设计制造周期、提高产品质量、减低成本、增加企业市场竞争力和创造能力发挥着重要作用。深受众多大中型企业，研究所和大学亲睐。作为21世纪的机械自动化方向的大学生，掌握并熟练运用先进的设计绘图软件是一门必修的课程。我们应该通过本次课程设计，达到以下目的：1 了解pro/E软件的基本功能；2 熟悉并掌握零件图的绘制方法，能熟练运用拉伸、旋转、扫描、混合、镜像、阵列、孔、壳等功能绘制零件图；3 掌握pre/E中零件装配方法和机构仿真的步骤和方法；4 掌握工程图的创建方法；5 能够通过本次设计达到举一反三的效果；6 再次熟悉机械设计课程设计过程中的步骤、方法及注意事项，培养严谨，认真、踏实的设计作风第二章 课程设计题目与要求及设计内容题目：设计创建10个零件以上（含10个）的装配体三维模型要求：1.生活或者生产中有实际使用价值的实物； 2.要求有螺纹连接； 3.有运动仿真； 4.写出设计说明书。提交材料：1模型电子文档； 2说明书纸质材料(封面统一格式，A4纸打印)。完成时间：本学期18周星期五设计内容： 山地车，英文名叫“mountain bike”，缩写为MTB。起源于美国，是美国青年为了寻求刺激，在摩托车比赛的越野场地上驾驶自行车进行花样比赛而发展起来的车型。作为一项范围及广的比赛项目，影响很大，而作为其使用的工具-山地车自然就由了很大的发展。 山地车专门为越野(丘陵,小径,原野及砂土碎石道等)行走而设计的自行车，其主要特征是：宽胎，直把，有前后的减震，骑行较舒适。宽而多齿的轮胎提供抓地力，有减震器吸收冲击。近些年来前减震的应用成为标准，前后减震的车辆越来越普及。一些山地车开始使用副把，但角度上扬的把横却成为了时尚。 山地车，具有刚度大，行走灵活等特点，骑行时不必选择道路，无论街巷漫游还是休闲代步都获得了广泛 的好评，骑车者可以在各种路面环境上尽情地享受舒适的骑行乐趣。 山地车，因其坚固、粗犷、新颖的外型、缤纷夺目的色彩、优越的骑行性能，很快成为都市青年追求的时尚。 山地车，各种部件均不同于普通自行车，具有缓冲作用、抗震性能好的轮胎，牢固结实、材料钢度大的车架，不易疲劳的手把以及即使在陡峻的坡道上也能够畅快地骑行的变速器等，都使山地车更加适合与爬山越野、郊游旅行。 对于山地车得应用之广泛，可以说山地车遍布全球。作为一项重要的运动项目及交通工具，我们有必要对其整体机械机构有所了解。因此本次课程设计选定为山地车零件三位模型和装配体三维模型。山地车第三章 山地车三维模型的设计过程3.1绘制前轮部分三维模型（1）启动Pro/ENGINEER,设置系统的工作目录。（2）单击“新建” 按钮，选择零件-实体进入 ，在弹出的窗口中选择插入，用扫苗的方法画出车胎。（3）用扫描混合的方法话出车轮毂，再用扫面伸出项扫描出钢丝，用实体拉伸拉出前轮轴，对前轮轴用螺旋扫名伸出项做出前轮轴上的紧固螺纹。 （4）采用阵列的方法合理布置钢丝与前轮架的连接口及车胎上的花纹，在此过程中须用到倒圆角，阵列，曲线等功能。 图1 前轮部分三维模型3.2绘制车架三维模型在车架的的三维模型绘制过程中，我们需要要到的工具有实体拉伸，倒圆角，切剪，螺旋扫苗伸出项，曲线等功能。在设计的时候需要充足的利用好每一个工具，充分发挥工具所具有的功能。 图2 车架三维模型3.3绘制坐垫三维模型（1）首先我们因把曲面绘制出来，在绘制绘制曲面的过程中要用到曲面变形，取名合并，曲面裁剪等功能。在此过程中如何选择好基准是关键问题，选择的基准方式应为基准点方式。（2）在曲面做好后，要用实体拉伸的方式拉伸出坐垫与车架的连接孔。（3）为便于使用者的舒适，还应添加减震零件。在此，选择弹簧减震。弹簧的三维画法是使用螺旋扫面中的伸出项画出。图3 坐垫三维模型3.4绘制主动链盘三维模型（1） 用拉伸实体拉伸出链盘两边的踏杆。（2）先用用拉伸实体拉伸出一个圆盘，再用实体拉伸的工具在圆盘上拉伸一个空及边孔，最后用阵列工具均匀排列分布各孔及用个阵列工具做出链盘齿。（3）用倒圆角功能进行修剪。图4 主动链盘三维模型3.5绘制后轮部分三维模型(1) 后轮部分大体与前轮画法相同。后轮上的飞轮盒用曲面功能画出。（2）后轮上的飞轮是用实体拉伸先拉伸一个圆盘，在用切剪，圆倒角，阵列等工具话出飞轮齿。（3） 用实体拉伸在飞轮中心拉一个轴孔。图5 后轮部分三维模型3.6绘制链条三维模型链条是山地车动力的传动的重要部分，其主要是用PROE里的曲线，扫面伸出项，切剪，倒圆角等共能画出的。图6 链条三维模型3.7绘制脚踏板三维模型脚踏是用PROE中的实体拉伸功能拉出模型，在用切剪，倒圆角，扫描伸出项等功能绘制而出。图7 脚踏板三维模型3.8绘制螺帽三维模型（1）进入草绘界面，用实体拉伸拉出一个正六边形的的螺帽外形。（2）继续在上次得到的模型中心拉伸出个个轴孔。（3）设置草绘平面。选择在【插入】/【螺旋扫描】/【切口】选项，打开【切剪：螺旋扫描】对话框和【属性】菜单。依次选择【常数】/【穿过轴】/【右手定则】/【完成】选项，并依据系统提示选取TOP面为草绘平面，在打开的【方向】和【草绘视图】子菜单中分别选择【正向】和【缺省】选项，进入草绘环境。（4）绘制扫描轨迹和剖截面。在草绘环境中利用【直线】工具，绘制扫描轨迹线。单击【确定】按钮，退出草绘环境。在信息栏中提示修改截距值为1，并再次进入草绘换进，要求绘制剖截面。（5）创建螺旋扫描特征。单击【确定】按钮，退出草绘环境。将扫描方向指向正向，即指向截面内侧，单击【切剪:螺旋扫描】属性对话框中的【确定】按钮，完成螺旋扫描特征的创建，生面的螺纹效果如图7所示。图8 螺帽三维模型3.9绘制垫片三维模型 垫片可以直接由拉伸，倒角特征创建。图9 垫片三维模型3.10 绘制链罩三维模型 链罩可以有曲面造型，曲面裁剪，曲面合并，圆倒角，伸出项等PROE功能创建，在创建的时候注意选择基面几参照。图10 链罩三维模型3.10 绘制铃铛三维模型铃铛的绘制需要用到的工具有伸出项，倒圆角，曲线，曲面等PROE三位造模功能。铃铛的绘制需要注意基准选择正确，参照选择合理。图10绘制铃铛三维模型3.11 其它零件的三维模型其它零件的绘制方法基本与前面所列零件的绘制方法相同，在此不予详叙。在绘制的过程中都的注意基面的选择及参照的确定，合理最大化利用PROE的现有功能第四章 零件的装配及运动仿真4.1零件的装配总装配中需要注意：轮轴与车轮的装配需采用“约束形式”为“销钉”，如此可以让总装配完成后在进行“仿真”与“运动干涉检查”中轮轴轴能够绕其中心线旋转，方便检查。其它零件应根据其具体的运动方式采用平移，旋转，匹配，轴对齐等方式进行装配。图11 装配图三维模型4.1运动仿真 山地车得运动仿真包括前后轮部分的旋转，踏板的旋转和链条的旋转三个部分，对于这三种形式的旋转其旋转方式基本相同，故可以机构-电机等动画方案来设计。第五章 总结此次CAD/CAM课程设计是我在大学中一次宝贵的设计经历，它既涵盖了机械设计课程设计方面的知识，又包括Pro/E中高级功能的运用，让我在设计过程中既复习了机械设计方面的内容，又对Pro/E零部件的画法和装配方法以及“运动仿真”及“运动分析”等方面有了较为全面的认识和了解，同时也让自己能够熟练的运用Pro/E中的一些基本绘图功能，如拉伸、旋转、抽壳、倒角、阵列、孔工具、基准的创建等，同时对参数法绘图也有了一定的认识，获益匪浅。此次设计中为提高自己在设计等方面的能力，我选择山地车作为设计课题，并决定自主设计尺寸及其外形。在设计过程中，我仔细回忆了以往机械设计课程设计中的步骤及尺寸等的确定方法，初步确定了自己的设计思路和山地车的大致信息。同时为了培养自己严谨认真的设计作风，又积极翻阅课程设计手册，尽量使山地车上的每一个零件的尺寸都符合国家标准。如此不仅复习了机械设计方面的知识，对自己的意志力、耐力以及良好工作作风的培养都起到了很好的促进作用。在此次设计中碰到的难题使我了解到了Pro/E三维绘图软件的强大功能，Pro/E不仅仅是一个简单的三维绘图软件，而是一个综合绘图、实体建模、曲面设计、工程图、数控加工、机械仿真等诸多功能于一体的软件。在飞轮、链盘的画法、轮轴的装配、机械的仿真等方面遇到的难题是我了解到我们以往所学的Pro/E仅仅是冰山一角，同时也让我感到一丝庆幸，如果没有此次的设计，那么自己很可能满足于现状而会不思进取。总之，在本次的课程设计中，我感觉我学到的东西比一个学期学的东西还多，绘图技巧在平常的学习中是学不到，我希望以后能够有更多的这种实训的机会，这几周感觉过的很充实，我也真正的融入到了学习当中去。 周挺 2011年5月20日参考文献1陶栋材.现