基于PROE的鼠标产品结构设计与建模 开题报告.doc

湖北文理学院毕业设计(论文)开题报告题 目基于PRO/E的鼠标产品结构设计与建模 专 业机 械 设 计 制 造 及 自 动 化 班 级机 制 0 8 1 1姓 名杨 林学 号0 8 1 1 6 1 1 6 指导教师职 称 李和（讲师）2012年 2 月 25 日装订线 湖北文理学院 毕业设计（论文）报告纸毕业设计(论文)开题报告一、前言1.课题名称：基于PRO/E的鼠标产品结构设计与建模2.课题提出：现在是信息电子化时代，社会在飞速发展，机械化生产在现代化社会中占有主导地位，越来越精确、复杂的机械设计也随之产生了。鼠标是广泛应用于计算机输入设备中的重要元件，为了能够更直观,更全面地反映鼠标设计意图,可在计算机内部建立相应的三维实体模型，并且在三维模型的基础上可以进行零件装配、干涉检查、有限元分析，运动分析等高级的计算机辅助设计工作。在这种背景下，通过利用PRO/ENGINEER绘图软件，将鼠标曲面造型形象的展现在用户的面前，使设计者在设计阶段就能清楚地见到产品的最终结果，及时发现设计问题。因此在将来会有更多的产品设计会用到PRO/E，既减轻了工作量又节省资金，用PRO/E对所设计的鼠标可以进行模拟仿真，直观方便，因此提出本课题。3.编写目的：通过完成该课题，系统的学习鼠标的性能与用途以及其设计原则，基于PRO/E设计鼠标的结构设计及建模，了解鼠标设计的相关知识和基本方法、掌握相关技能、培养创新能力，全面而广泛地了解当前国内外相关领域的最新发展动态，对所学知识进一步的认识和更深入的了解，掌握毕业论文的写作格式和流程，提高学生独立完成任务及自学能力，进一步提高文献检索和信息处理能力。4.课题背景：当今任何一个国家，若其要在综合国力上取得优势地位，就必须在科学技术上取得优势。90年代以来，随着以计算机技术为主的信息技术的发展，世界经济格局发生了巨大的变化，逐步形成了一个统一的一体化市场，经济循环加大、加快市场竞争日趋激烈，从而也迫切要求对产品设计的研究能有进一步的突破，为了缩短产品的设计周期、提高生产的质量、降低生产成本，就需要在产品的设计阶段进行预测。计算机辅助设计，将难以用语言表达的复杂的机械结构，应用多媒体技术以多样化的方式表现在屏幕上，达到了以直观和形象的形式学习机械设计的知识的目的。选用PRO/E软件对鼠标进行三维建模，通过PRO/E的模块制作装配过程的动画，并利用其独特的演示功能,演示鼠标主要零部件的三维图形和鼠标的装配过程，使我们在无须实际接触机械零件的情况下加深理解机械结构及其工作原理。二、项目概述1课题基本要求：(1) 培养学生的现代的设计理念。(2) 熟悉鼠标的设计理念及设计方法。(3) 学会使用PRO/E对鼠标进行三维建模并进行动画模拟和演示。(4) 能提高学生的形象思维和创造性思维能力。(5) 有利于培养良好的工程素质。分析鼠标的结构及工作原理，学习PRO/E三维造型软件的基础操作，特征造型方法及运动仿真等，正确画出鼠标各组成零件的三维模型并对其结构进行优化设计，要求零件结构合理,尺寸正确，完成鼠标的三维装配图并进行装配，要求装配关系正确，并要求完成主要零件的工程图。2课题基本结构：(1) 鼠标各组成零件的三维模型设计。(2) 鼠标的主要零件的工程图。(3) 鼠标结构方案的优化设计。(4) 鼠标的三维装配图。(5) 鼠标的建模装配。3总系统主要作用：本系统根据鼠标(指用户和计算机主机之间进行信息输入的设备元件)的各主要零件之间的相互关系以及其结构特点,运用PRO/E 4.0软件的高级建模技术和机构运动仿真等功能在PC机上实现家庭通用型鼠标各零部件和整机的3D几何设计、虚拟装配和拆装动画及运动仿真，并着重叙述了关键上盖的曲面建模方法. 4课题关键问题及难点：本课题以家庭通用型鼠标作为研究对象，利用PRO/E软件来完成鼠标上盖、鼠标下盖、滚轮、按键等零件的三维设计，鼠标的主要零件很少，但是上盖的曲面模型比较复杂，因此本课题的关键问 题是优化设计主要组成零件，在装配以后使整个鼠标结构紧凑、合理。本课题的难点就在于鼠标的画法和装配上，因为其上盖的曲面造型结构比较复杂，因此在画的时候要先从上盖的曲面造型开始设计，才能完成鼠标的三维造型；而在装配上，要分清楚面与面的合理匹配，选择相关的命令来完成整个鼠标的装配。三、调研报告随着我国网络事业的发展，计算机正逐步走进千家万户，而鼠标作为计算机的重要配件之一也具有着巨大的市场。面对市场的巨大挑战，鼠标外观设计就要迎难而上。为了能够更直观、更全面地反映设计意图，可在计算机内部建立相应的三维实体模型。而PRO/ENGINEER是美国参数技术公司研制的CAD/CAM软件就具有这个功能它是一个全方位的3D产品开发的软件，集成了零件设计、产品装配、曲面造型、模具设计、逆向工程以及机构仿真等诸多功能，广泛应用于消费电子产品、家用电器、汽车、航天设备及玩具等各个行业的产品，也是国内中小型企业设计软件中的最佳选择。它主要由工业设计模块、机械设计模块、功能仿真模块、制造模块、数据管理模块、数据交换六大模块构成。PRO/E技术的发展与应用水平己成为和衡量一个国家的科学技术现代化和工业现代化的重要标志。近几年来，随着计算机技术的飞速发展，PRO/E技术己经由发达国家向发展中国家扩展，而且发展的势头非常迅猛。因为当今世界工业产品的市场竞争，归根结底是设计手段和设计水平的竞争，发展中国家的工业产品要在世界市场占有一席之地，就必须采用PRO/E技术。我国PRO/E技术的研究和开发工作起步相对较晚，自80年代开始，CAD技术应用工作才逐步得到了开展，随后PRO/E也有了应用，国家逐步认识到开展PRO/E应用工程的必要性和可靠性，并在全国各个行业大力推广PRO/E技术，同时展开PRO/E技术的开发和研制工作。随着POR/E技术的不断研究，开发与广泛应用，对POR/E技术提出越来越高的要求，因此POR/E从本身技术的发展来看，其发展趋势是集成化、智能化、和标准化。PRO/ENGINEER具有很强的造型功能。例如其3D实体模型(Solid model) ，3D实体模型可以将用户的设计思想以最真实的模型在计算机上表现，以了解产品的真实性，并补足传统的面结构、线结构的不足。再比如它的单一数据库功能，它可随时修改由3D实体模型产生2D工程图，而且有动标注工程图尺寸。不论在3D还是2D图形上作尺寸修改，其相关的2D图形或者3D实体模型均自动修改，同时组合、制造等相关设计也会自动修改，这样可确保数据的正确性，并避免反复修正的耗时性。除此之外，PRO/E以最自然的思考方式从事设计工作，如孔、开槽、倒圆角等均被视为零件设计的基本特征，可随时对特征做合理、不违反几何的顺序调整、插入、删除，重定义等修正动作。还有其参数化设计、运动仿真等特点。根据调查研究表明， 基于PRO/E的鼠标的结构设计及运动仿真这个课题很有研究意义，并且这方面的问题还有待发展。 四、方案论证（包括技术路线和图表等）到目前为止，有多种三维造型技术和仿真技术相继提出,分析其中的差异，主要在于功能的完善和操作的方便性以及设计的完整性。也有专家担出混合式技术。目前用的最广泛的，造型功能最强的就是PRO/E软件了，它具有参数化设计，运动仿真等特点，使人们在设计开发新产品方面缩短产品的设计周期、提高生产的质量、降低生产成本，在产品的设计阶段就可进行预测并检测产品性能的好坏。虽然其它传统的设计软件也可以满足一些设计要求，但如前所述，由于功能不完善，操作复杂等，所以无法用它们完成一项整体的设计，也因此有许多混合式的技术逐渐提出加以改良。PRO/E的基本工作流程如下:1.概念设计.首先根据功能参数进行产品的总体设计,这是在人机交互下完成的.设计者必须富有创造性地确定产品的性能结构和外形.计算机可从已有的设计中搜索各种信息,提供设计者参考,并迅速形成产品的造型及外观图形;2.零部件几何造型.从产品结构总图分离件图,并分别对各零件进行造型结构尺寸色彩等设计;3.工程分析.进行运动分析,动力分析.例如有限元分析运动仿真功能仿真优化设计等.以分析零件的运动形态受力和变形等情况;4.设计评价.在工程分析基础上对设计进行全面评价优化,以达到整流器体最优;5.自动绘图.形成零件图装配图及设计的各种信息文件.其中鼠标的系统模型如下图0-1 ；PRO/E的基本工作流程如图0-2鼠标下盖鼠标滚轮鼠标上盖鼠标后盖鼠标前盖 图 0-1 鼠标的系统模型图 输入产品性能要求选择方案三维几何造型及产品模型仿真分析优化设计设计计算有限元分析材料计算满足要求?修改设计详细设计输出结果产品设计专家系统数 据 库 图 0-2 PRO/E的基本工作流程图五、进度安排开始时间：2012年3月1日，论文提交时间：2012年6月10日第1-4周 学习掌握产品设计的基本理论知识和用Pro/E进行产品结构设计的基本操作, 资料检索，市场调查。第5周 外出调研、实习。 第6周 设想方案，并做简要的分析，选择一个市场竞争力强的产品总体方案设计、论证方案的可行性、完成开题报告第712周 完成功能设计，材料选择和结构设计，用Pro/E进行产品结构的详细设计。第13周 完善功能设计，并绘制出产品二维生产图，三维实体图，编写毕业论文。第14周 整理毕业设计材料，修改论文、答辩。六、参考文献1 黄圣杰.Pro/ENGINEER 高级应用开发实例J.电子工业出版社,2002.102 王杰强.Pro/ENGINEER Wildfire造型设计J.北京科海电子出版社,2004.53 谭雪松,朱金波,岳贵友.举一反三Pro/ENGINEER中文版机械设计J.人民邮电出版社,2004.104 张方瑞.Pro/ENGINEER Wildfire 产品造型实例应用教程.电子工业出版社,2005.35 周四新.Pro/ENGINEER Wildfire实用设计实例.清华大学出版社,2005.46 林清安.完全精通ProENGINEER野火4.0中文版零件设计基础入门.电子工艺出版社 ,2009.57 刘宝顺.产品结构设计.中国建筑工业出版社,2005.18 陆红阳.现代设计色彩教材丛书工业设计色彩.广西美术出版社,2005.4 9 丁玉兰 .人机工程学.北京理工大学出版社,2005.110 简召全.工业设计方法学.北京理工大学出版社,2011.1 11 阮宝湘.工业设计机械基础.机械工业出版社,2008.9 12 于帆,陈嬿.仿生造型设计.华中科技大学出版社,2005.11 13 潘荣，李娟.构思策划实现：产品专题设计.中国建筑工业出版社,2009.12 14 鲁晓波，赵超.工业设计程序与方法.清华大学出版社,2005.1115