基于ProE对汽车转向系统的建模

攀枝花学院专科毕业设计论文 攀枝花学院专科毕业设计论文 基于 Pro/E 对汽车转向系统的建模 学生姓名： 刘荡荡 学生学号： 200721205022 院（系）： 工程技术学院 年级专业： 机电一体化 指导教师： 张健 讲师 助理指导教师： 二 一 年 六 月 攀枝花学院专科毕业设计论文 摘要 I 摘 要 Pro/E 是现在三维造型软件的领头羊，是目前最先进、最广泛的三维设计软件 ， Pro/E 已成为三维机械设计领 域里最富有魅力的软件 ,在当今世界的各个领域已经得到了 广泛的应用。 汽车在行驶的过程中，需要按照驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓的汽车转向。汽车的转向系统是一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专用机构，本文的研究内容即是轻型汽车的转向系设计。 本文针对的是与非独立悬架相匹配的整体式两轮转 向机构。利用相关汽车设计和连杆机构运动学的知识，首先对汽车转向系统总体 数 据 进行设计，在此基础上，对 万向节和 转向传动机构进行选择，接着再对 其 进行设计， 最后， 对设计 出来的零部件 进行 建模和连接，生成简易的汽车转向系统。 关键词 ： Pro/E； 转向系 ； 建模 ； 连接 。 攀枝花学院专科毕业设计论文 ABSTRACT II ABSTRACT Pro/E 3d modeling software is now the leaders, is the most advanced, the most extensive 3d design software, Pro/E three-dimensional mechanical design field has become the most attractive software, in todays world of each domain has been widely used. In the process of driving cars, according to the driver will often change its driving direction, the so-called steering. Automobile steering system is a set to change or to restore the special-purpose automobile driving direction, this research content is the light auto steering system design. This is not independent suspension with matching one-piece two rounds of steering mechanism. Using relevant automobile design and kinematics of knowledge, first for steering system design, the overall data in this basis, universal and steering transmission mechanism of choice, then carries on the design, finally, the design of components for modeling and connection, easy steering system. Key words： Pro/E； Steering system； Modeling； Connection.。 攀枝花学院专科毕业论文（设计） 1 绪论 1 目录 摘 要 . 1 ABSTRACT . II 1 绪 论 . 1 1.1 课题研究的背景及意义 . 1 1.2 国内外研究水平及发展趋势 . 2 1.2.1 原理方案设 计技术 . 2 1.2.2 概念设计建模技术 . 2 1.2.3 草图重建技术 . 2 1.3 课题的研究内容及主要工作 . 4 1.3.1 课题的研究内容 . 4 1.3.2 主要工作 . 4 2 汽车转向系统简介 . 5 2.1 转向系概述 . 5 2.2 汽车转向系统的现状及发展趋势 . 5 3 ProE 软件简介 . 9 3.1 Pro/E 软件的主要模块 . 9 3.2 Pro/E 软件的特点 . 10 3.3 Pro/E 的软件的工作环境 . 10 3.3.1 硬件环境 . 10 3.3.2 软件环境 . 11 4 汽车转向系统的 建模 . 12 4.1 汽车转向系 统主要零部件的简单说明及建模 . 12 4.1.1 方向盘的简单说明及建模 . 12 4.1.2 传动轴的简单说明及传动轴 1 的建模 . 19 4.1.3 万向节的简单说明及建模 . 20 4.1.4 传动轴 2 的建模 . 25 4.1.5 齿轮齿条式转向器的简单说明及建模 . 25 4.2 汽车转向系统主要零部件的装配连接 . 28 攀枝花学院专科毕业论文（设计） 1 绪论 2 4.2.1 建立方向盘放置图 . 28 4.2.2 建立传动轴 1 与方向盘的连接 . 29 4.2.3 建立万向节与传动轴 1 的连接 . 29 4.2.4 建立万向节的连接 . 30 4.2.5 建立传动轴 2 与万向节的连接 . 30 4.2.6 建立齿轮与传动轴 2 的连接 . 31 4.2.7 建立齿条与齿轮的连接 . 31 4.2.8 生成分解图 . 32 5 结论与 展望 . 33 5.1 结论 . 33 5.2 展望 . 33 参考文献 . 34 致 谢 . 35 攀枝花学院专科毕业论文（设计） 1 绪论 1 1 绪 论 1.1 课题研究的背景及意义 利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作 和产品的生产 。简称CAD/CAM。 在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快 速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。 CAD 能够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。 一个功能完善的产品设计，不仅需要产品设计尺寸真确，还需要设计合理，结构性能好，以保证在正常工作时运动过程中不发生运动干涉，使用安全可靠。现代仿真三维设计技术可以直接应用已建立的几何模型，进行二维或者 三维的机械系统的复杂运动的分析，可分析机构最小距离，反作用力，图解合成位移，速度和加速度，绘制轨迹包络等。如果说装配仿真技术能够从静态的角度保证设计尺寸的正确性，机构运动仿真则从运动的角度保证了设计的合理性和可靠性。 Pro/E 的 机构 能方便地在 Pro/E 环境中，对任何实际的二维或三维机构进行较复杂的运动学分析并结合 Pro/E Mechanic 的 motion 模块对运动机构进行设计仿真。同时，可通过设计中断将运动分析结果导入到 Pro/E Mechanic 的 structure当中，对运动的各个部件进行静力分析，得 出部件在运动过程中不同位置的应力和应变值。 机构 是在 Assembly 模式中，专门处理组建的房子功能块，它的一些定义能直接调入到 Pro/E 得 motion 之中。 Pro/ Mechanic 的 motion 具有以下功能：（ 1）校验机构运动的正确性，对运动进行仿真，计算机构任意时刻的位置、速度、加速度；（ 2）通过运动分析可以得出装配的最佳配置；（ 3）根据给出的力决定运动状态及反作用力，（ 4）根据运动反求所需的力 ;(5)求出铰接点的力和轴承力；（ 6）通过尺寸变量对机构进行优化；（ 7）干涉检查等。 攀枝花学院专科毕业论文（设计） 1 绪论 2 1.2 国内外研究水平及 发展趋势 在工程领域，设计后期的详细设计阶段和装配设计阶段的 CAD 技术已相当成熟。而对于概念设计，一般认为它包括产品早期设计阶段的草图设计、构思设计、初步的参数设计和结构设计等内容。因而， CAD 研究往往已详细设计过程中的 CAD技术为基础，将其中的建模技术、真实感显示技术等针对概念进行改进，从而建立一套面向 CACD 的理论技术 。 1.2.1 原理方案设计技术 原理方案设计师概念设计过程的第一步，原理方案的创新是实现产品创新的关键。当前，计算机辅助原理方案设计的研究主要体现在基于设计原理的目录方案和基于知识的原理 方案设计专家系统等方案于技术。 1.2.2 概念设计建模技术 它是 CACD 的核心技术。许多学者从工程设计方法学中概念设计的定位出发，提出层次概念模型、基于广义特征的概念模型、工程设计概念模型、基于功率建图的概念设计等概念设计方法与技术。 另外，从产品设计学的角度看，产品的设计过程可视为一个特征的演化过程，概念设计过程亦然。许多学者将他们在产品结构设计、装配设计等方面的研究成果加以拓展，应用在概念设计过程中，提出以支持变量特征和概念设计为标志的个类产品模型、基于变动特征的模型、信息基因模型、生成特征设计模型等 建模方法。这些模型中的特征概念在继承原有特征的性质和属性操作的基础上增加了语意性，变动性，置换性和遗传性等新特点，以适应概念设计过程中对象的抽象性、模糊性和继承性。它们支持的设计模式更加产品的实际设计过程，在一定程度上体现了概念设计中的特征演化过程。 1.2.3 草图重建技术 它是将概念设计师的二维和三维设计草图进行三维建模的关键技术，也是用来弥补传统 CAD 系统与概念设计之间鸿沟的一种有效手段。目前，草图重建技术发展的相对比较成熟，国内外已经建立了一些产品概念快速形成的系统以及基于草图的 CAD 系统。 攀枝花学院专科毕业论文（设计） 1 绪论 3 现代产 品设计模式的发展方向，当前，工业产品由传统的机械产品向机电一体化产品、电子产品方向发展。市场竞争日趋激烈，消费观念不断变化，一个产品的功能已不再是消费者购买的的主要因素了。产品的创新性、外观造型、宜人性等因素愈来愈受到重视，在竞争中占据着突出的地位。同时，随着以信息技术为主导的现代科学技术的迅猛发展。传统的制造业正在发生着极其深刻的重大转变，各种新的制造模式应运而生。再设计模式上，并行设计、协同设计、智能设计、虚拟设计、敏捷设计、全生命周期设计等设计方法代表了现代产品设计模式的发展方向。随着技术的发展，产品 设计模式必然朝着数字化，集成化，网络化和智能化得方向发展，未来的设计系统必然是一人机为核心的人机一体化智能集成系统。计算机辅助设计现在待解决的关键技术是 基础理论的研究 主要是立足于现代产品的发展方向，从设计对象自身出发，用类似的方法和精确的方法对概念设计过程及设计方法进行研究，使得 CAD/M 系统更符合设计方法。 设计创新技术研究 主要是研究概念设计过程以及过程中需要遵行的原则和规范，探讨各类设计创新技法，研究概念设计中的创新技术。 建模技术研究 主要是从概念设计的方法性和过程性出发，研究面向 概念设计的产品模型和过程模型的建立方法，研究面向产品级和全生命周期的概念设计建模技术。人机交互技术研究 主要是在传统的人机交互手段基础上，研究虚拟现实和多媒体新 兴技术下的人机交互技术。 并行和协同技术研究 住要是研究概念设计过程中考虑制造、成本等其他因素的并行设计技术，研究概念设计中不同或相同领域的设计师之间的协同设计技术。 智能技术研究 主要是研究概念设计过程中智能支持技术，研究概念设计评价过程中的智能支持技术。从产品设计的角度看，随着 CAD，人工智能，多媒体，虚拟现实等技术的进一步发展，对概念 设计过程必然有更深的认识，对概念设计的模拟必将达到新的境界。 CAD/M 将朝着更加自然的人机交互方式，更加有效的设计方向发展。概念设计的方案也更加富有创新性。计算机辅助设计系统是一个人机一体化的智能集成系统。从整个产品的设计与制造的发展趋势看，概念设计作为产品开发过程中的重要组成部分，必然与其发展趋势一致。因此，概念设计与其他设计过程最终必将建立统一的产品设计支持模型。在这一模型的支持下，产品设计是一种并行的、协同的、面向全生命周期的设计模式。概念设计的结果能够直接进行详细的设计，概念设计师能简洁有效的对详细 设计过程中的方案进行概念层次上的修改。 攀枝花学院专科毕业论文（设计） 1 绪论 4 1.3 课题的研究内容及主要工作 1.3.1 课题的研究内容 本文主要在于对汽车转向系统的了解 ,知道什么是汽车转向系统 ,汽车转向系统的构成、作用、运行状况，运行环境等的详细了解和认识。然后基于 Pro/E 软件对其各个零部件进行三维建模，最后，最后， 对设计进行模拟仿真校验、运动干涉检测、运动轨迹、速度检测及仿真显示。 使其达到对汽车转向系统有一个详细的了解和对 Pro/E 软件的熟悉以及掌握的学习效果。 1.3.2 主要工作 本课题的 设计的核心就是汽车转向系统的零部件以及对其进 行运动仿真，不仅要详细了解汽车转向系统，也要熟练掌握 Pro/E 软件的运用。所以本课题的主要工作如下： 1 详细了解汽车转型系统。 2 了解系统的运行环境，掌握系统的组成。 3 分析 Pro/E 的建模方法，然后运用 Pro/E 软件对汽车转型系统的零部件进行三维建模 并存入零件库。 4 分析 Pro/E 软件的组件功能，然后运用其功能对建模的零部件进行 组合装配 。 5 对设计进行模拟仿真校验，包括仿真显示、运动干涉检测等 。 攀枝花学院专科毕业设计论文 2 汽车转向系统简介 5 2 汽车转向系统简介 2.1 转向系概述 汽车转向系统是用来 改变汽车行驶方向的专设机构的总称。 汽车转向系统的功用是保证汽车能按驾驶员的意愿进行直线或转向行驶。 对转向系提出的要求有： 1）汽车转弯行驶时， 理想情况下 全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。 否则 会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性； 2）汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶； 3）汽车在任何行驶状态下，转向轮都不得产生自振，转向盘没有摆动； 4）转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小； 5）保证汽车有较高 的机动性，具有迅速和小转弯行驶能力； 6）操纵轻便； 7）转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小； 8）转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构； 9）在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置； 10）进行运动校核，保证转向轮与转向盘转动方向一致。 2.2 汽车转向系统的现状及发展趋势 作为汽车的一个重要组成部分 ,汽车转向系统是决定汽车主动安全性的关键总成 ,如何设计汽车的转向特性 ,使汽车具有良好的操纵性能 ,始终是 各汽车生产厂家和科研机构的重要研究课题。特别是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天 ,针对更多不同水平的驾驶人群 ,汽车的操纵设计显得尤为重要。汽车转向系统经历了纯机械式转向系统、液压助力转向系统、电动助力转向系统 3 个基本发展阶段。 攀枝花学院专科毕业设计论文 2 汽车转向系统简介 6 1.纯机械式转向系统 机械式的转向系统 ,由于采用纯粹的机械解决方案 ,为了产生足够大的转向扭矩需要使用大直径的转向盘这样一来 , 占用驾驶室的空间很大 ,整个机构显得比较笨拙 ,驾驶员负担较重 ,特别是重型汽车由于转向阻力较大 ,单纯靠驾驶员的转向力很难实现转向 ,这就大大限制了其 使用范围。但因结构简单、工作可靠、造价低廉 ,目前在一部分转向操纵力不大、对操控性能要求不高的微型轿车、农用车上仍有使用。 2 液压助力转向系统 1953 年通用汽车公司首次使用了液压助力转向系统 ,此后该技术迅速发展 ,使得动力转向系统在体积、功率消耗和价格等方面都取得了很大的进步。80 年代后期 ,又出现了变减速比的液压动力转向系统。在接下来的数年内 ,动力转向系统的技术革新差不多都是基于液压转向系统 ,比较有代表性的是变流量泵液压动力转向系统 ( Variable Displacement Power Steering Pump)和电动液压助力转向 ( Electric Hydraulic PowerSteering, 简称 EHPS)系统。变流量泵助力转向系统在汽车处于比较高的行驶速度或者不需要转向的情况下 , 泵的流量会相应地减少 ,从而有利于减少不必要的功耗。电动液压转向系统采用电动机驱动转向泵 ,由于电机的转速可调 ,可以即时关闭 ,所以也能够起到降低功耗的功效。液压助力转向系统使驾驶室变得宽敞 ， 布置更方便 ,降低了转向操纵力 ,也使转向系统更为灵敏。由于该类转向系统技术成熟、能提供大的转向操纵助力 ,目前在部分乘用车、大部分商用车 特别是重型车辆上广泛应用。但是液压助力转向系统在系统布置、安装、密封性、操纵灵敏度、能量消耗、磨损与噪声等方面存在不足。 3 汽车电动助力转向系统 (EPS) EPS 在日本最先获得实际应用 ,1988 年日本铃木公司首次开发出一种全新的电子控制式电动助力转向系统 ,并装在其生产的 Cervo 车上 ,随后又配备在Alto 上。此后 ,电动助力转向技术得到迅速发展 ,其应用范围已经从微型轿车向大型轿车和客车方向发展。日本的大发汽车公司、三菱汽车公司、本田汽车公司 ,美国的 Delphi公司 ,英国的 Lucas公司 ,德国的 ZF公司 ,都研制 出了各自的 EPS。 EPS 的助力形式也从低速范围助力型向全速范围助力型发展 ,并且其控制形式与功能也进一步加强。日本早期开发的 EPS 仅低速和停车时提供助力 ,高速时 EPS 将停止工作。新一代的 EPS 则不仅在低速和停车时提供助力 ,而且还能在高速时提高汽车的操纵稳定性。随着电子技术的发展 ,EPS 技术日趋完善 ,并且其成本大幅度降低 ,为此其应用范围将越来越大。 攀枝花学院专科毕业设计论文 2 汽车转向系统简介 7 4 线控转向系统 线控转向系统 ( Steering by Wire-SBW)是更新一代的汽车电子转向系统 , 线控转向系统与上述各类转向系统的根本区别就是取消了转向盘 和转向轮之间的机械连接。该系统具有 2 个电机 :路感电机和驱动电机。路感电机安装在转向柱上 ,控制器根据汽车转向工况控制路感电机产生合适的转矩 ,向驾驶员提供模拟路面信息。驱动电机安装在齿条上 ,汽车的转向阻力完全由驱动电机来克服 ,转向盘只是作为转向系统的一个转角信号输入装置。线控转向系统能够提高汽车被动安全性 , 有利于汽车设计制造 ,并能大大提高汽车的乘坐舒适性。但是由于转向盘和转向柱之间无机械连接 ,生成让驾驶员能够感知汽车实际行驶状态和路面状况的“路感”比较困难 ;且电子器件的可靠性难以保证。所以线控转向系统目前处 于研究阶段 ,只配备在一些概念汽车上。汽车转向技术的发展趋势助力转向系统经过几十年的发展 ,技术日趋完善。今后 ,电动助力转向系统将进一步成熟 ,线控转向系统将成为我们研究的努力方向。具体来说 ,转向系统主要从以下几个方面进一步发展 : (1) 传感器技术 性能完善的电动助力转向系统需要采集转向盘转角信号、转向盘转矩信号、转向盘转速信号、电机电压信号、电机电流信号等。目前 ,传感器的成本是制约电动助力转向系统迅速市场化的主要因素 ,因此 ,设计和开发适合电动助力转向系统使用的性价比较高的传感器是未来技术发展的关键。 (2) 控制策略的研究 控制策略是影响助力转向系统性能的关键因素之一 ,也是电动助力转向系统的核心技术之一。目前 ,国内外许多学者都在探讨将先进的控制理论应用于助力转向系统的研究 ,如鲁棒控制理论、模糊控制理论、神经网络控制理论和自适应控制理论等。今后 ,控制策略研究的重点主要集中在如何抑制电机的力矩波动、如何获得较好的路感、如何抑制路面干扰和传感器的噪声等方面 ,以进一步优化和改善助力转向系统的动态性能和稳定性。 (3) 助力电机的研究 助力电机是电动助力转向系统的执行元件 ,助力电机的特性直接影响到控制的难易程度和驾驶员的 手感。目前 ,电动助力转向系统普遍采用成本较低的直流有刷电机。由于直流无刷电机采用电子换向 ,减少了换向时的火花 ,不需要经常维护以及具有较高的效率和功率密度等优点而受到越来越多的关注。因此 ,攀枝花学院专科毕业设计论文 2 汽车转向系统简介 8 开发适合助力转向系统使用的低成本的直流无刷电机是今后助力电机的研究方向。 5 结束语 纯机械式转向系统结构简单、工作可靠、造价低廉 ,目前在一部分转向操纵力不大、对操控性能要求不高的微型轿车、农用车上仍有使用 ;液压助力转向系统技术成熟、能提供大的转向操纵助力 ,在重型车辆上广泛应用 ;EPS 以其特有的优越性而得到青睐 ,它代表着未来 动力转向技术的发展方向 ,EPS 将作为标准配置装备到汽车上 ,未来一段时间在动力转向领域占据主导地位 ;而HBW 由于有利于提高汽车被动安全性、有利于汽车设计制造、有利于提高汽车乘坐舒适性和汽车操控稳定性等原因 ,将成为动力转向系统的发展方向。 攀枝花学院专科毕业设计论文 3 ProE 软件简介 9 3 Pro/E 软件简介 本世纪的一个重大变革是全球市场的统一，它使市场竞争更加激烈，产品更新更快，但是有限的资源加上消费者对复杂产品的需求日益增加，使你合很难保持市场分额。在这种背景下， CAD(计算机辅助设计 )/CAM(计算机辅助 制造 )/CAE（计算机辅助测量）技术得到迅速普及和极大发展。海湾战争结束当年，美国评出的最具影响的十大技术中， CAD/CAM/CAE 技术便榜上有名。在为数众多的CAD/CAM/CAE 软件中， 主流软件包种类繁多， PRO/E， UG， CIMATRON， MDT， IDEAS， MASTERCAM 都是个中极品，但 PRO/E 工业解决方案地位显赫，它是美国 PTC公司的拳头产品，技术领先，在机械、电子、航空、航天、邮电、兵工、纺织等各行各业都有应用，是 CAD/CAM/CAE 领域少有的顶尖“人物”。 PRO/ENGINEER 软件包的产品开发环境在支持并行工作，它通过一系列完全相关的模块表述产品的外形、装配及其他功能。 PRO/E 能够让多个部门同时致力于单一的产品模型。包括对大型项目的装配体管理、功能仿真、制造、数据管理等。其中 PRO/E V2000I 更增加了行为建模技术使其成为把梦想变为现实的杰出工具。 PTC 公司的初等图形交换规范 (IGES)软件，可以把居留在 Pro/E 系统中的几何数据与 IGES 标准格式做相互转换，这使得 Pro/E 系统的几何数据能够和支持IGES 标准格式的非 Pro/E 系统的几何数据相互转换。因此在 Pro/E 系统里建立起来的参数化图库也能够较方便地移植到其他的 3D 软件系统中。 3.1 Pro/E 软件的主要模块 Pro/E 主要有数据管理 (PDM)模块，制造 (CAM)模块，功能仿真 (CAE)模块，机械设计 (CAD)模块，工业设计 (CAID)模块，数据交换 (Geometry Translator)模块，功能仿真 (CAE)模块。 功能仿真 (CAE)模块主要进行有限元分析。我们中国有句古话：“画虎画皮难画骨，知人知面不知心”。主要是讲事物内在特征很难把握。机械零件的内部变化情况是难以知晓的。有限元仿真使我们有了一 双慧眼，能“看到”零件内部的受力状态。利用该功能，在满足零件受力要求的基础上，便可充分优化零件的设计。著名的可口可乐公司，利用有限元仿真，分析其饮料瓶，结果使瓶体质量减轻了近 20，而其功能丝毫不受影响，仅此一项就取得了极大的经济效益。 攀枝花学院专科毕业设计论文 3 ProE 软件简介 10 3.2 Pro/E 软件的特点 全相关性 ： Pro/ENGINEER 的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失， 并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。 基于特征的参数化造型： Pro/ENGINEER 使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何属性），然后修改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。 数据管理：加速投放市场，需要在较 短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了Pro/ENGINEER 独特的全相关性功能，因而使之成为可能。 装配管理： Pro/ENGINEER 的基本结构能够使您利用一些直观的命令，例如“啮合”、“插入”、“对齐”等很容易的把零件装配起来，同时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理，这些装配体中零件的数量不受限制。 易于使用：菜单以直观的方式联级出现，提供了逻辑选项 和预先选取的最普通选项，同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助，这种形式使得容易学习和使用。 3.3 Pro/E 的软件的工作环境 3.3.1 硬件环境 （ 1） 基于 PentiumII1550MHZ 以上的 PC 机，最好是专业图形工作站。 （ 2）最小硬盘空间 5GB。 （ 3） 256MB 内存，最好 512MB。 （ 4）有 3.5 英寸软驱和 CD-ROM 驱动器。 （ 5）有 32M 以上显卡，彩色显示器。 攀枝花学院专科毕业设计论文 3 ProE 软件简介 11 （ 6）打印机或者绘图仪。 3.3.2 软件环境 （ 1）安装 Windows 或者 WINNT4.0 以上操作系统。 （ 2）装 VisualS tudio6.0，以及 MSN 系统。 （ 3）安装 Pro/E 软件系统。 （ 4）安装 Microsoft 的 Office 套件。 （ 5）其他程序工作中用到的插件。 攀枝花学院专科毕业设计论文 4 汽车转向系统的运动仿真 12 4 汽车转向系统的 建模 运用 Pro/E 软件的零件 建模功能完成 汽车转向系统 零部件的几何建模，并完成发动机的虚拟装配设计。虚拟装配的主要目的是根据产品结构图和装配顺序实施对装配的结构分析、评价，可对设计提出改进意见、优化零件结构，以便于加工、装配，减少装配和加工时间。对提高产品设计质量，缩短产品设计周期， 降低产品设计成本有着重要意义。 当然，我必须承认由于本人对汽车转向系统的了解还不够详细，对于 Pro/E软件的实际操作能力的掌握还相对比较一般，所以我只能简单的对汽车转向系统的零部件进行建模和装配。 4.1 汽车转向系统主要零部件的简单说明及建 模 4.1.1 方向盘的简单说明及建模 汽车、轮船、飞机等的操纵行驶方向的轮状装置。初的汽车是用舵来控制驾驶的。舵不能说不好，但是它会把汽车行驶中产生的剧烈振动传导给驾驶者，增加其控制方向的难度。当发动机被改为安装在车头部位之后，由于重量的增加，驾驶员根本 没有办法再用车舵来驾驶汽车了。方向盘这种新设计便应运而生，它在驾驶员与车轮之间引入的齿轮系统操作灵活，很好地隔绝了来自道路的剧烈振动。不仅如此 ，好的方向盘还能为驾驶者 带来一种与道路亲密无间的感受。 但是最初设计方向盘的人没有能够预见到在汽车车速越来越快的今天，一旦发生 车祸 ，方向盘却成了造成驾驶员丧命的罪魁祸首。五十年代，不带方向盘的概念型汽车相继问世，可是消费者对这种汽车一点也不感兴趣。毕竟，没有方向盘的汽车根本就不成其为汽车。 攀枝花学院专科毕业设计论文 4 汽车转向系统的运动仿真 13 我们运用 ProE 软件对汽车的方向盘建模，首先要在在电脑上开启ProE 软件， 然后对其设置工作目录。 双击 PRO/E 桌面图标打开 PRO/E 工作界面单击文件设置工作目录 :如图 4.1 所示。 图 4.1 设置工作目录 在桌面上 新建文件夹 ENGINERR， 然后开始进行方向盘的建模。 双击 PRO/E 桌面图标打开 PRO/E 工作界面单击文件新建： 如图 4.2所示。 图 4.2 绘制方向盘 单击插入 选择扫描 伸出项，右上角弹出对话框，鼠标点击草绘轨迹 选择 TOP 平面作为草绘平面 正向 却省 ，生成图 4.3 所示。 图 4.3 缺省面板 攀枝花学院专科毕业设计论文 4 汽车转向系统的运动仿真 14 然后点击 按钮，画圆 点击 对其进行尺寸的修改，最后点击 ，生成图 4.4 所示 。 图 4.4 绘制面板 这时，在前面的那个对话框下面会弹出另一个对话框，点击完成，生成如图4.5 所示的绘图区域 。 图 4.5 绘图区域 然后点击 进行绘制 点击 修改尺寸 点击 完成 预览 符合要求点击确定，生成图 4.6 所示的实体 。 攀枝花学院专科毕业设计论文 4 汽车转向系统的运动仿真 15 图 4.6 扫描实体 继续按照上面进行的扫描动作，并且按照尺寸的要求对齐进行必要的修改，会依次生成图 4.7 和图 4.8 所示的实体 。 图 4.7 扫描实体 图 4.8 扫描实体 攀枝花学院专科毕业设计论文 4 汽车转向系统的运动仿真 16 接下来选择参考平面，选择 TOP 平面 在弹出的对话框中输入数据 生成 TDM1 平面，然后点击插入 混合 伸出项 在弹出的对话框中选择光滑 完成。选择 TDM1 平面作为草绘平面。如图 4.9 所示。 图 4.9 草绘平面 然后在其上面点击 绘制一个六边形 点击 对其进行尺寸约束 修改尺寸 点击 完成 按鼠标右键点击 按照上面的步骤画一个和上一个一模一样的六边形 点击 完成 按鼠标右键点击 继续上面的动作 生成另一个六边形 点击 完成 在弹出的对话框中点 击完成 分别输入深度值 预览适合点击确定，生成图 4.10 所示。 图 4.10 混合实体 选择插入 选择扫描 伸出项，右上角弹出对话框，鼠标点击草绘轨迹 选择 TDM1 平面作为草绘平面 正向 却省 选择合适的位置绘制圆并对其进行尺寸的修改 进入下一个界面 绘制圆并修改尺寸 点击完成 进行预览 预览攀枝花学院专科毕业设计论文 4 汽车转向系统的运动仿真 17 合适点击确定，生成图 4.11 所示的实体。 图 4.11 扫描实体 点击刚才扫描出来的圆 按鼠标右键 点击 在选中的图框中点击 数目输入 距离输入 点击 生成图 4.12 所示的实体。 图 4.12 阵列特征 然后点击 在刚才所生成的实体中进行孔操作。根据所要求的数据，最后生成图 4.13 所示实体。 攀枝花学院专科毕业设计论文 4 汽车转向系统的运动仿真 18 图 4.13 孔特征 接下来我们点击孔的底部作为草绘平面 点击 使用先前的作为草绘平面 点击标题栏草绘 点击参照 选取孔径为参照 点击 绘制一个四边形 点击 进行尺寸约束 点击 修改尺寸 点击 完成 点击