手持式自送锁螺丝机结构的设计

目录摘要 -3Abstract-4第一章 绪论 -51.1 本课题的研究意义 -51.2 研究现状 -51.3 手持式自动送锁螺丝机的市场前景 -5第二章 自送锁螺丝机简介 -72.1 自动锁螺丝机的分类 -72.2 手持式自动送锁螺丝机的结构组成 -82.3 手持式自送锁螺丝机基本介绍 -82.4 手持式自送锁螺丝机的优越性与应用 -9第三章 手持式自送锁螺丝机的结构设计 -103.1 手持式自送锁螺丝机的基本结构 -103.2 手持式自送锁螺丝机的工作原理 -103.3 自动锁螺丝机对产品的要求 -113.3 手持式电批的设计 -123.3.1 电批的方案的选择 -123.3.2 电批的设计思路 -153.3.3 电批的工作过程分析与控制 -163.3.4 电批的总体结构设计 -173.3 螺丝分料送料机构的设计 -183.4 螺丝送料机构的设计 -19第四章 手持式自送锁螺丝机的三维建模与装配 -214.1 三维软件的选取与介绍 -214.2 手持式自送锁螺丝机零部件的三维建模与装配 -23总 结 -29致谢 -30参考文献 -31摘要本次毕业设计以手持式自送锁螺丝机为研究对象，通过对目前国内外有关文献、书籍及专利的阅读与研究设计了一种结构简单、灵活的手持式自送料锁螺丝机。本文简要介绍了手持式自送料锁螺丝机的概念，自动送锁螺丝机的组成和分类、技术特点及国内外的研究状况。通过设计最后对手持式自送料锁螺丝机经行了零部件和整机的三维建模，并产生了重要零部件的二维图纸。通过本次毕业设计使得本人在大学期间的专业基础知识得到了巩固，对于二维 CAD 软件、三维 pro/e 软件更加熟练。同时对产品的设计过程、文献的查询、专利的检索都有了很好的了解。为以后的工作和学习打下了很好的基础。关键词：自动锁螺丝机 ；手持式；结构设计；CAD；pro/e； AbstractThis graduate design with hand-held self locking screw feeding machine as the research object, through to the related literature at home and abroad, books and patents of reading and research, design a simple structure, flexible handheld since the lock screw feeding machine.This paper briefly introduces the concept of handheld feed lock screw machine, automatic lock screw feeding machine of the composition and classification, the technical features and research status at home and abroad. Through the design of handheld feed lock screw machine by line parts and 3 d modeling of the machine, and has produced important parts 2 d drawings.Through this graduation design makes himself in college professional knowledge has been consolidated, for 2 d, 3 d CAD software pro/e software more skilled. At the same time for the product design process, the literature retrieval query, patent, there is a good idea. For later work and the study laid a good foundation.Keyword: Automatically lock screw machine ；handheld；The structure design； CAD；pro/e ；第一章 绪论1.1 本课题的研究意义自动锁螺丝机也叫自动送锁螺丝机、自动拧螺丝机、自动螺丝机、自动打螺丝机、自动螺丝紧固系统等。螺丝输送、锁紧一气呵成，再也不用手取螺丝了。大大提高了生产效率，节省人工，你想打多快就有 多快。每打完一颗螺丝，机器会自动输送到批嘴，省去了用手拿螺丝。只要直接对准螺丝孔位就可以了，轻轻一按螺丝就锁好了，方便快捷。想打多快就有多快。大 大提高了工作效率，节省劳力资源。该机外形美观，设计新颖，小巧轻便，放在台上台下都可以。主要适用于电子、塑胶、玩具、电器等行业的装配工序中。提高工作效率及产能、改善员工作业强度的最佳选择自动送锁螺丝机。随着越来越多的企业招工难，一些国内外名优产品纷纷被引进，以满足不同企业生产的需求。全自动螺丝机就是其中之一，它在制造技术、材质和提高效率、无人操作等方面的优势吸引了。1.2 研究现状自动送锁螺丝机应用特点： 分为手握式及多轴式结构，是由系统自动完成螺丝的送料，气动或电动螺丝刀完成螺丝的拧紧到位，应用广泛，具有以下应用特点: 1.高效批量 2. 高可靠性及稳定性；3. 智能化-连续送料,定扭矩,可选择提供记数功能,防漏打功能.螺丝滑牙及浮锁检测。全自动螺丝机的用途与普通电批风批一样，甚至有过之而无不及，它速度快，效率高，安全性高，并且更能节省人工。就目前的总体情况而言，它的品种规格也较为齐全，基本上百分之九十以上的螺钉都能实现自动化拧紧，但由于它的市场价位总的来说要比普通装配工具高，这也成为了全自动螺丝机没有普遍被运用起来的主要原因之一。但随着国内生产水平加快了技术改造的步伐，于是全自动螺丝机也开始大量进入国内市场，随着国内生产技术的不断提高和成熟，全自动螺丝机的价格将逐渐下降。所以全自动螺丝机的市场现在逐渐被商家们看好，这主要是因为一方面在于它的技术要求比较高，以前大部分产品主要是从美国、德国、日本国家引进。而现在随着国内生产技术的提高，像济南、深圳、广州等地的一些企业都纷纷推出了国产的全自动螺丝机产品。由于全自动螺丝机使用范围很广，所以在广东、山东、上海、江苏、福建等沿海省市的装配业、电器电子、家具制造、仪器仪表、玩具以及电动自行车、摩托车装配还有汽车制造业和一些流水线作业的企业和厂家都纷纷使用了全自动锁螺丝机。再加上售后服务的进一步跟上，打消了以往顾客担心产品坏了无处维修的顾虑，使全自动螺丝机的销势进一步得到稳定。1.3 手持式自动锁螺丝的市场前景手持式自动送锁螺丝机具有广泛的市场前景，其主要用户目前重要集中在以下几个领域：1、 汽车电子、汽车零部件（发动机、空调控制面板、音响控制面板、转向控制模块、变速箱、离合器、车灯涂热熔胶、车窗/天窗/ 后视镜玻璃涂胶、汽车遥控钥匙、倒车雷达、车载音响、GPS 导航系统等等）2、 大型 OEM、ODM、OBM 厂家。（电脑、手机、键盘、鼠标、PSP、平板电脑、硬盘、电池、音响喇叭涂胶等等）3、 光纤通讯行业、通讯网络行业（光纤通讯基板、固定电话、机顶盒、路由器等等）4、 电工电器（万用表、电表、镇流器、排插、墙壁开关、蓄电池）5、 低压电器（隔离开关、断路器、自动转换开关、可逆接触器、交流接触器等等，正泰/良信公司为代表）6、 工控产品（接线端子、传感器、继电器、变频器、变压器、温控器、电源、电机、仪器仪表、示波器等，如知名企业大陆生产，欧姆龙等公司为代表。）7、 家用电器行业（相机、门铃、按摩器、电子琴、沐浴花洒、塑料玩具、充电器、电磁炉、空调、遥控器、彩电、电饭煲、压力锅、电热水壶、豆浆机、榨汁机、咖啡壶、婴儿护理电器等）8、 太阳能光伏行业等等。第二章 自送锁螺丝机简介2.1 自动锁螺丝机的分类目前我国自动锁螺丝机主要分为两种：手持式自动锁螺丝机和全自动锁螺丝机。下面对这两种类型的锁螺丝机做一下介绍。螺丝用来连接紧固两个或多个物体，是常用的连接件之一，主要是分手动锁螺丝与自动锁螺丝两种。对于一些小批量的生产，可以利用螺丝刀进行人工旋拧，而对于大批量的生产，人工拧则工作效率低下，所以考虑进行自动化旋拧。自动化旋拧螺丝分为手持式自动锁螺丝机和全自动化锁螺丝机。1、手持式自动送锁螺丝机 相对于一手拿螺丝、一手拿电批或气批的锁螺丝动作，自动送锁螺丝机可以解放一只手出来，只需一只手提起起子对准螺丝孔位锁螺丝即可。当锁完一颗螺丝后也只需提起起子对准下一个螺丝孔位锁螺丝，机器会自动在提起起子的瞬间将一个螺丝输送到起子下，等待锁下一粒螺丝，如此重复。手持式自动送锁螺丝机存在很大优点：1、手持式自动锁螺丝机，螺丝输送、锁付一气呵成，再也不用手取螺丝了。打螺丝速度40-60PCS/MIN ，大大提高了生产效率，节省人工；2、每打完一颗螺丝，送料机构会自动将螺丝送到批嘴，省去了用手抓取螺丝、移动、对准的动作；3、只要直接对准螺丝孔位，轻轻一按螺丝就锁好了，无重复给料现象，锁一粒来一粒，方便快捷； 4、电批套相当轻便，不用担心因头部太重而增加工人的疲劳度； 5、可单机操作，也可配置成流水线.上下料形式.迅速提升螺丝锁定质量，大幅度提高生产效率；6、手持式锁螺丝机用于电子行业自动组装线，例如手机、硬盘、键盘电脑 DVD 家电风扇电子、塑胶、玩具、电器、通讯设备电器玩具电子加工厂组装。2、全自动送锁螺丝机 全自动送锁螺丝机在手持式自动送锁螺丝机自动送料基础上又添加了机械臂或流水线、工作台、自动控制定位等功能，是送锁螺丝机的 TOP 产品。可根据客户现场要求实行无人监控，既节约人工成本又提高了生产组装效率。自动送锁螺丝机可以达到：1.可以设计为横向,斜向及多方向同时送锁机构,满足多种生产需求； 2.智能化- 连续送料,定扭矩,可选择提供记数功能 ,防漏打功能.螺丝滑牙及浮锁检测； 3.两工位自动连接，可采用自动流水线设计，无需手工转移工件，工件自动到位，自动拧紧螺丝， 自动进入下一道工序； 4. 可以根据客户产品特性,设计专用机型。生产锁螺丝机厂家可根据客户要求及螺丝具体规格尺寸来定制！适用范围：电子电器、塑胶、玩具、开关插座、五金、通讯设备、仪器仪表及电脑周边产品等行业。2.2 手持式自动送锁螺丝机的结构组成本次毕业设计将要设计的是一种手持式自动送锁螺丝机，该种锁螺丝机的结构组成主要由包括两部分组成：一、由送料系统将螺丝排序并通过分配器分配螺丝，管道将螺丝送到批嘴。二、由电动或气动起子将螺丝锁入产品中的锁付系统。2.3 手持式自送锁螺丝机基本介绍手持式自动锁螺丝机也叫自动锁螺丝机、自动送锁螺丝机、自动打螺丝机、自动拧螺丝机、螺丝锁付机器人等，手持式的是需要人手工操作。自动拧螺丝机主要由排序、分离、锁付几部份成。相对于一手拿螺丝、一手拿电批的锁螺丝方式，自动锁螺丝机可以解放一只手出来，只需一只手对准螺丝孔位锁螺丝就可以了。当锁完一颗螺丝后只需提起螺丝刀对准下一个螺丝孔位锁螺丝即可，机器会自动在提起螺丝刀的瞬间将一个螺丝输送到批嘴下，等待锁下一粒螺丝，如此重复。2.4 手持式自送锁螺丝机的优越性与应用一、手持式自送锁螺丝机的优点好处：1、提高生产效率，减少工人，节约成本。2、不用手取螺丝，螺丝自动送料到批嘴。3、单手锁紧作业，轻松的下压电批就完成了锁螺丝。4、效率高达到 60 粒/分钟。5、螺丝不会二次污染。6、降低工人的劳动强度。7、液晶显示屏，可以计数、报警。8、提升公司的统一形象。另外：1、手持式自动锁螺丝螺丝机，输送、锁付一气呵成，再也不用手取螺丝了。打螺丝速度 40-60PCS/MIN，大大提高了生产效率，节省人工，你能打多快就有多快！2、每打完一颗螺丝，送料机构会自动将螺丝送到批嘴，省去了用手抓取螺丝、移动、对准的动作。3、只要直接对准螺丝孔位，轻轻一按螺丝就锁好了，无重复给料现象，锁一粒来一粒，方便快捷。4、可配用原来的电批和风批，不需另行购置新的电批、风批，扭力调节与贵司原来的调节方式一样，节约购买成本！5、电批套相当轻便，不用担心因头部太重而增加工人的疲劳度!6、可单机操作，也可配置成流水线.上下料形式.迅速提升螺丝锁定质量，大幅度提高生产效率。二、手持式自送锁螺丝机的应用手持式锁螺丝机用于电子行业自动组装线，例如手机、硬盘、键盘电脑 DVD 家电风扇电子、塑胶、玩具、电器、通讯设备电器玩具电子加工厂组装。 第三章 手持式自送锁螺丝机的结构设计3.1 手持式自送锁螺丝机的基本结构手持式自送锁螺丝机主要包螺丝送料机构、螺丝分料机构和手持式锁螺丝电批。螺丝分料机构整体设在分料器底板上，螺丝分料机构包括分料气缸，分料气缸通过连接头的上下端分别连接用于接纳阻档螺丝的分料梭和漏料封气板的端头；所述的分料梭和漏料封气板的两侧边分别卡接在分料器本体上下沿滑槽上；所述分料器本体的上下底分别是带阶梯孔的盖板和带吹气接嘴的底座。该型手持式自送锁螺丝机的优点是结构紧凑、分料精确、手持操作轻便、精确锁定螺丝。3.2 手持式自送锁螺丝机的工作原理自动锁螺丝机的工作原理与工作流程自动锁螺丝机工作流程: 送料机将合格的螺丝有序的排列分料机构分出待锁螺丝到送钉管如图 3-2 所示：图 3-2 手持式自动锁螺丝机送料简图而后，通过由于机构到达锁定位置，即自动送螺丝到批嘴图 3-3 螺丝定位到待锁位置最后，批头下压锁紧螺丝到产品，如图 3-4 所示：图 3-4 批头下压锁紧螺丝示意图3.3 自动锁螺丝机对产品的要求1、如图 3-5 所示，螺丝尺寸要求：L1.2D 否则螺丝会在送钉管内翻转，不能正确地送螺丝。图 3-5 螺钉送料过程示意图即不满足上述条件时螺丝将不能在管道内正确的送料。2、用于自动送锁螺丝机的螺钉需没有磁性如用于自动化装配过程中的螺钉具有一定的磁性，在选料送料以及锁紧过程中，螺钉将吸附在手持式电批内表面上不能正确的定位。将不能用于装配过程。所以选材时一定要注意这一点。3.3 手持式电批的设计3.3.1 电批的方案的选择目前市场上手持式电批主要有两种基本形式。本节的表述中分别表述为方案一和方案二。方案一的基本结构如图 3-6 所示：图 3-6 手持式电批设计方案一该方案中：1表示电批主体 2表示电批连接件 3表示气缸 4表示弹簧 5表示轴销 6表示夹嘴连接件7表示锁紧套 8表示螺钉 9表示夹嘴座10表示螺丝导管 11表示批头保持套 方案一是一种手持自动锁螺丝机结构，其至少包含有：一个用于锁付螺丝的电批，一个气缸和一套接送螺丝的夹嘴结构，其特征在于：在电批的手持部位通过连接构件连接一个与电批轴线平行的气缸，在气缸的伸缩端通过轴销、弹簧、与夹嘴部分滑动连接，夹嘴部分由连接件、夹嘴座、螺丝导管、保持套、锁紧套等组成，在锁紧套内有用于夹住螺丝的挡块和弹性圈。方案二的基本结构如图 3-7 所示：图 3-7 手持式电批设计方案二该方案中：1表示第一进气口 2表示第二进气口 3表示气缸 4表示活塞 5表示绝缘体 6表示连接器7表示导向套筒 8表示电机 9表示弹簧10表示防尘罩 11表示螺丝刀 12表示进料口13表示夹口 14表示螺丝钉方案二中的一种自动拧螺丝机。本设计了自动拧紧螺丝机工作结构：一种自动拧紧螺丝机，由后部、中部、前部三部分组成，其特征在于：所述后部包括电磁阀、进气口、气缸、活塞，所述电磁阀控制进气口的闭合或者开启；所述中部包括电机、螺丝刀、弹簧，所述螺丝刀装在电机上，所述弹簧套接在螺丝刀的刀柄上；所述前部包括进料孔、夹口、防尘罩，所述防尘罩套接在所述螺丝刀的长柱体部，所述进料孔与所述螺丝刀的长柱体部的孔管倾斜的联通。方案三的基本结构如图 3-8 所示：图 3-8 手持式电批设计方案三该方案中：1表示电动螺丝刀头 2表示进料卡头 3表示接头4表示螺帽 5表示刀头卡套 6表示进料口7表示限位螺帽 8表示钢珠滑套 9表示螺帽10表示传动螺杆 11表示调节导杆 12表示限位螺栓13表示限位弹簧 14表示定位轴承 15表示定位螺帽16表示螺杆导向套 17表示电动元件 18表示卡片 方案三中的一种自动拧螺丝机，由一个机壳，一个进料装置，一个传动装置，一个电动力元件和一个电动螺丝刀头组成。传动装置由螺丝刀头卡套，限位螺帽，钢珠滑套，螺帽，传动螺杆，调节导杆，限位螺栓，定位轴承，定位螺帽和螺杆导向套组成；进料装置由卡头，聚氨酯接头，螺帽和进料口组成；使用时，电动力元件通过传动装置带动电动螺丝刀头旋转顶出螺丝，当可以看见螺丝时，将螺丝对准螺丝孔后，把螺丝锁紧，锁完螺丝后，电动力元件使电动螺丝刀头后退，以便下一颗被锁螺丝能顺利到位。从而实现整个过程不发生卡钉，螺丝锁斜和不需要与被锁工件表面接触。通过上述两个方案的原理和外形对比，方案二在外型上相对于方案一要优越，并且方案二可自动完成螺丝的输送和定位，其结构简单，方便实用。同时方案三相对于方案二在动力输入方面无需气缸等配套设施结构更加简单实用。所以本次毕业设计将在方案三的基础上对手持式电批进行设计，并在方案三的基础上结合方案二中的优点进行适当的改进设计，使得更加方便合理。3.3.2 电批的设计思路本次设计在方案三的基础上进行，电批的基本设计思路在于：本次设计的自动锁螺丝机由一个进料装置，一个传动装置，一个电动装置，一个电动元件和一个电动螺丝刀头组成。进料装置由开头 2，接头 3，螺帽 4，和进料口 6 组成；传动装置有螺丝刀头卡套 5，限位螺帽 7，钢珠滑套 8，传动螺杆 10，调节导杆 11，限位螺栓12，限位弹簧，定位轴承 14，定位螺帽 15 和螺杆导向套 16 组成；卡头 2 由四片独立的卡片组成。电动螺丝刀头 1 由螺丝刀头卡套 5 固定在传动螺杆 10 的一端，传动螺杆10 另一端与电动元件 17 卡槽固定相连，接头三由螺母 4 和进料口 6 连接，使得螺丝经过进料口 6 到卡片 2，进料口 6 与调节导杆 11 相连接，经限位螺帽 7调节相邻的位置，传动杆 10 与调节导杆 11 螺纹连接。经过传动杆 10 旋转带动调节导杆 11 上下运动，限位螺栓 12 与调节导杆 11 相连，使得调节导杆运动时不会与传动螺杆 10 同时旋转，限位弹簧 13 更加利于传动螺杆 10 反向运转时能够与调节导杆的螺牙挂上，螺杆导向套 16，调节导杆 11，传动螺杆 10 经钢珠滑套 8 导向定位，提高三者间的同心度；定位轴承 14 由定位螺帽固定在传动螺杆 10 上与螺杆导向套 16 相连；导杆导向套 16 一端与螺帽 9 相连，另一端与电动元件 17 相连，整个结构螺纹固定。并且在设计中卡片 2 由四个独立的卡片 18 组成，如图 3-9 所示。并且由接头 3 固定，使得自动锁螺丝机在工作过程中螺丝能够卡住不会调出，接头三采用的材料为聚氨酯该材料有很好的伸缩性，在顶出螺丝时卡头 2 能够自动在歪理作用下张开。图 3-9 卡头卡片3.3.3 电批的工作过程分析与控制本次设计中的手持式自动锁螺丝机在使用时，螺丝在经过进料口 6 到达卡头 2 时，电动元件 17 带动传动杆 10 正转，使得调节导杆 11 向上移动，电动螺丝刀头 1 在旋转过程中把螺丝往卡头 2 位置顶，当把螺丝顶出处于垂直状态位置时，电动元件 17 的电机停止正转，此时可以看到螺丝，把螺丝对准螺丝孔后，电动元件 17 的电机正转，电动螺丝刀头 1 往前顶的过程中同时把螺丝锁紧，螺丝锁好后，电动机电力元件 17 的电机反转使得电动螺丝刀 1 后退，以便使得下一个螺丝能够从进料口 6 到卡头 2 位置。从而实现整个过程不发生卡钉想象，螺丝锁料和不需要与被锁工件表面接触要实现上述工作过程的控制，可以结合 plc 控制技术结合传感技术来实现，使得共组效率大大提高。3.3.4 电批的总体结构设计1、进料装置的设计进料装置的基本结构如图 3-10 所示：3-10 进料装置的基本结构示意图2、总结够设计与布局手持式自动送锁螺丝机电批的总体结构如图 3-11 所示：3-11 手持式自动送锁螺丝机电批的总体结构上图中：1表示进料卡头 2表示螺母 3表示螺丝刀头4表示中心套 5表示进料装置 6表示弹簧7表示连接头 8表示电机 9表示外盖10表示插头 11表示电线 12表示调整垫圈13表示调整套 14表示防滑套 15表示垫圈16表示定位套 17表示垫圈 18表示接头 3.3 螺丝分料送料机构的设计常用螺丝分料结构的示意图如图 3-6 所示，分料结构的具体装配如图 3-7所示：图 3-6 螺丝分料结构意图图 3-7 螺丝分料结构装配图本次设计中将螺丝分料机构设计在分料器底板 1 上，螺丝分料机构包括：分料气缸 2，分料气缸 2 上面通过连接头 3 的上下端分别连接用于接纳和阻挡螺丝的分料梭 4 和漏料与封气板 5 的端头；分料梭 4 和漏料与封气板 5 的两侧分别卡接在分料本体 6 上下沿滑槽 7 上；3.4 螺丝送料机构的设计送料机构也是自动送锁螺丝机的重要结构，结合分料结构其总的装配设计成如图 3-8 所示：3-8 分料送料机构总装图第四章 手持式自送锁螺丝机的三维建模与装配4.1 三维软件的选取与介绍现代化设计与制造中，三维软件的使用频率越来越高。在现代设计与制造中占据了非常重要的地位。现在的三维制图软件太多了，其中主要有：Pro/E、SOLIDWORKS、UG、 CATIA、AUTOCAD、CAXA 等等。每一种软件都有其优点。在本次设计中本人使用的三维 CAD 软件是 Pro/E5.0 他具有很好的三维建模功能能够很多好的实现偏摆式锥差行星减速器各个零部件的三维建模、装配与仿真。同时 Pro/E 软件也是现代公司三维设计的首选，认真学习好该软件对于以后的工作和学习也有很大的促进作用。Pro/E5.0 的基本介绍：Pro/E（Pro/Engineer 的简写）它是是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，简称 PTC）的重要产品。并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM 领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM 软件之一。本次毕业设计选用的版本是野火版 5.0。图 4-1 Pro/Engineer 的界面图1985 年，PTC 公司成立于美国波士顿，开始参数化建模软件的研究。1988年，V1.0 的 Pro/ENGINEER 诞生了。经过 10 余年的发展， Pro/ENGINEER 已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0。PTC 的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER还提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。Pro/Engineer 是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。Pro/Engineer 是软件的基本功能包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转） 。Pro/Engineer 是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs） 、槽（Slots ） 、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不像其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持 Postscript 格式的彩色打印机。Pro/Engineer 还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上 Pro/Engineer 软件的其它模块或自行利用 C 语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下 (没有任何附加模块)具有大部分的设计能力，组装能力(人工)和工程制图能力(不包括ANSI，ISO ， DIN 或 JIS 标准)，并且支持符合工业标准的绘图仪 (HP，HPGL)和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。Pro/Engineer 软件模块众多本次毕业设计主要用到的是他的三维建模功能、装配功能和三维建模功能。4.2 手持式自送锁螺丝机零部件的三维建模与装配Pro/Engineer5.0 软件其装配方式主要 包括：销钉、圆柱、滑动杆、轴承、平面、球、6DOF、常规、刚性、焊接，共 10 种。 销钉：由一个轴对齐约束和一个与轴垂直的平移约束组成。元件可以绕轴旋转，具有 1 个旋转自由度，总自由度为 1。轴对齐约束可选择直边或轴线或圆柱面，可反向；平移约束可以是两个点对齐，也可以是两个平面的对齐/配对，平面对齐 /配对时，可以设置偏移量。 圆柱：由一个轴对齐约束组成。比销钉约束少了一个平移约束，因此元件可绕轴旋转同时可沿轴向平移，具有 1 个旋转自由度和 1 个平移自由度，总自由度为 2。轴对齐约束可选择直边或轴线或圆柱面，可反向。 滑动杆：即滑块，由一个轴对齐约束和一个旋转约束(实际上就是一个与轴平行的平移约束)组成。元件可滑轴平移，具有 1 个平移自由度，总自由度为 1。轴对齐约束可选择直边或轴线或圆柱面，可反向。旋转约束选择两个平面，偏移量根据元件所处位置自动计算，可反向。 轴承：由一个点对齐约束组成。它与机械上的“轴承”不同，它是元件（或组件）上的一个点对齐到组件（或元件）上的一条直边或轴线上，因此元件可沿轴线平移并任意方向旋转，具有 1 个平移自由度和 3 个旋转自由度，总自由度为 4。 平面：由一个平面约束组成，也就是确定了元件上某平面与组件上某平面之间的距离(或重合)。元件可绕垂直于平面的轴旋转并在平行于平面的两个方向上平移，具有 1 个旋转自由度和 2 个平移自由度，总自由度为 3。可指定偏移量，可反向。 球：由一个点对齐约束组成。元件上的一个点对齐到组件上的一个点，比轴承连接小了一个平移自由度，可以绕着对齐点任意旋转，具有 3 个入旋转自由度，总自由度为 3。 6DOF：即6 自由度，也就是对元件不作任何约束，仅用一个元件坐标系和一个组件坐标系重合来使元件与组件发生关联。元件可任意旋转和平移，具有 3 个旋转自由度和 3 个平移自由度，总自由度为 6。 刚性：使用一个或多个基本约束，将元件与组件连接到一起。连接后，元件与组件成为一个主体，相互之间不再有自由度，如果刚性连接没有将自由度完全消除，则元件将在当前位置被“粘”在组件上。如果将一个子组件与组件用刚性连接，子组件内各零件也将一起被“粘”住，其原有自由度不起作用。总自由度为 0。 焊接：两个坐标系对齐，元件自由度被完全消除。连接后，元件与组件成为一个主体，相互之间不再有自由度。如果将一个子组件与组件用焊接连接，子组件内各零件将参照组件坐标系发按其原有自由度的作用。总自由度为 0。接头连接类型：这两个约束用来确定两个平面的相对位置，可设定偏距值，也可反向。定义完后，在不修改对象的情况下可更改类型（匹配 常规插入：选取对象为两个柱面。单一的“插入”构成的自定义组合约束转换为约束连接后，变为只有一个“插入”约束的不完整约束，再转换为接头约束后变为“圆柱”连接。 常规坐标系：选取对象为两个坐标系，与 6DOF 的坐标系约束不同，此坐标系将元件完全定位，消除了所有自由度。单一的“坐标系”构成的自定义组合约束转换为约束连接后，变为只有一个“坐标系”约束的完整约束，再转换为接头约束后变为“焊接”连接。 常规线上点：选取对象为一个点和一条直线或轴线。与“轴承”等效。单一的“线上点”构成的自定义组合约束转换为约束连接后，变为只有一个“线上点”约束的不完整约束，再转换为接头约束后变为“轴承”连接。 常规曲面上的点：选取对象为一个平面和一个点。单一的“曲面上的点”构成的自定义组合约束转换为约束连接后，变为只有一个“曲面上的点”约束的不完整约束，再转换为接头约束后仍为单一的“曲面上的点”构成的自定义组合约束。 常规曲面上的边：选取对象为一个平面/柱面和一条直边。单一的“曲面上的点”构成的自定义组合约束不能转换为约束连接。 自由度与冗余约束 自由度（DOF）是描述或确定一个系统（主体）的运动或状态（如位置）所必需的独立参变量（或坐标数）。一个不受任何约束的自由主体，在空间运动时，具有 6个独立运动参数（自由度），即沿 XYZ 三个轴的独立移动和绕 XYZ 三个轴的独立转动，在平面运动时，则只具有 3 个独立运动参数（自由度），即沿 XYZ 三个轴的独立移动。主体受到约束后，某些独立运动参数不再存在，相对应的，这些自由度也就被消除。当 6 个自由度都被消除后，主体就被完全定位并且不可能再发生任何运动。如使用销钉连接后，主体沿 XYZ 三个轴的平移运动被限制，这三个平移自由度被消除，主体只能绕指定轴（如 X 轴）旋转，不能绕另两个轴（YZ 轴）旋转，绕这两个轴旋转的自由度被消除，结果只留下一个旋转自由度。 冗余约束指过多的约束。在空间里，要完全约束住一个主体，需要将三个独立移动和三个独立转动分别约束住，如果把一个主体的这六个自由度都约束住了，再另加一个约束去限制它沿 X 轴的平移，这个约束就是冗余约束。合理的冗余约束可用来分摊主体各部份受到的力，使主体受力均匀或减少磨擦、补偿误差，延长设备使用寿命。冗余约束对主体的力状态产生影响，对主体的对运动没有影响。因运动分析只分析主体的运动状况，不分析主体的力状态，在运动分析时，可不考虑冗余约束的作用，而在涉及力状态的分析里，必须要适当的处理好冗余约束，以得到正确的分析结果。系统在每次运行分析时，都会对自由度进行计算。并可创建一个测量来计算机构有多少自由度、多少冗余。PROE 的帮助里有一个门铰链的例子来讲冗余与自由度的计算，但其分析实丰有欠妥当，各位想准确计算模型的自由度的话，请找机构设计方面的书来仔细研究一番。这也不是几句话能说明白的，我这里只提一下就是了，不再详述。 约束转换 接头连接与约束连接可相互转换。在“元件放置”窗口的“放置”页面和“连接”页面里，在约束列表下方，都有一个“约束转换”按钮。使用此按钮可在任何时候根据需要将接头连接转换为约束连接，或将约束连接转换为接头连接。在转换时，系统根据现有约束及其对象的性质自动选取最相配的新类型。如对系统自动选取的结果不满意，可再进行编辑。转换的规则，可参考PROE 的自带帮助。不过，没有很好的空间想像力和耐性的兄弟就不用看了。需要记住的一个：曲线上的点、曲面上的点、相切约束，在转换时是不会转换成常规连接的。 下图显示“约束转换”和“反向”按钮 接头连接约束：常规 常规：也就是自定义组合约束，可根据需要指定一个或多个基本约束来形成一个新的组合约束，其自由度的多少因所用的基本约束种类及数量不同而不同。可用的基本约束有：匹配、对齐、插入、坐标系、线上点、曲面上的点、曲面上的边，共 7 种。在定义的时候，可根据需要选择一种，也可先不选取类型，直接选取要使用的对象，此时在类型那里开始显示为“自动”，然后根据所选择的对象系统自动确定一个合适的基本约束类型。 常规匹配/对齐：对齐）。单一的“匹配/对齐”构成的自定义组合约束转换为约束连接后，变为只有一个“匹配/对齐”约束的不完整约束，再转换为接头约束后变为“平面”连接。Pro/Engineer5.0 软件具有很强的零件三维建模和装配功能。手持式自动送锁螺丝机主要零部件的三维模型，部件的装配图如图 4-2 至 4-6 所示：4-2 分