自行车仿真毕业设计说明书

1、摘 要摘要自行车运动力学 自行车运动是一种半机械化运动。人们应掌握一定的机械原理和力学知识，有效地利用传动速比，合理掌握运动强度，巧妙节省体能消耗，从而以充沛的体力，达到高效的运动 自行车传动自行车是传动式机械，它的传动装置包括主动齿轮、被动齿轮、链条及变速器等。齿轮比与传动比关系着自行车的使用效率。后轮运转实质在于：在链条传动下的飞轮带动后轮转动，飞轮与后轮具有相同的角速度，而后轮半径远大于齿轮半径，由线速度增大，提高了车速。 自行车的踏脚用到了杠杆原理。以飞轮的轮轴为支点，用较长的铁杆来转动链条上的飞轮，可以省力。踏脚飞轮上用到了齿轮，以防止链条打滑。 自行车上的链条与车子的后轮之间也采用

2、了齿轮传动。并且应用了比踏脚飞轮更小的齿轮，可以节省踏脚所用的力，同时，还提高了自行车后车轮运转时的速度。利用模型复现实际系统中发生的本质过程，并通过对系统模型的实验来研究存在的或设计中的系统，又称模拟。这里所指的模型包括物理的和数学的，静态的和动态的，连续的和离散的各种模型。所指的系统也很广泛,包括电气、机械、化工、水力、热力等系统,也包括社会、经济、生态、管理等系统。当所研究的系统造价昂贵、实验的危险性大或需要很长的时间才能了解参数化变化所引起的后果时，仿真是一种特别有效的研究手段。仿真的重要工具是计算机。仿真与数值计算、求解方法的区别在于它首先是一种实验技术。仿真的过程包括建立仿真模型和

3、进行仿真实验两个主要步骤。Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC)旗下CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，Pro/Engineer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。是现今主流CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。关键词：自行车-proe-仿真-造型IIAbstractAbstractCycling mechanics of cycling is a half mechanization mo

4、vement. People should master some mechanical principle and mechanical knowledge, the effective use of the transmission ratio, reasonable mastering athletic intensity, clever save physical consumption, thus with abundant strength, achieve efficient sports bike transmission bicycle is driving type mac

5、hinery, its transmission device including active gear, gear, chain and passive transmission, etc. Gear and transmission ratio than the use efficiency of relationship the bike. The rear wheels running essence lies in: in the chain transmission of the flywheel drive rear wheel rotation, flywheel and r

6、ear wheel with the same angular velocity, and then round radius radius far outweigh the gear, the linear speed increase, improve the speed of the car. The pedal bike use the lever principle. The wheel to the flywheel for the fulcrum, with a long iron chain to turn the flywheel, can save effort. Foot

7、 the flywheel the use of the gear, to prevent the chain skid. The bicycle chain and the car's rear also used the between gear transmission. And the application than foot flywheel smaller gears, can save a foot the use of the force, meanwhile, has also raised after the bicycle wheel in the operat

8、ion of speed. Use model retrieval system of the nature of actual happen process, and through th difference of method is first, it is a kind of experiment technology. The simulation process including establish simulation model and simulation experiment two main steps. Pro/e operating software is the

9、parameter technology company (PTC), CAD/CAM/CAE integration of 3 d software. Pro/e software to parameter is famous, is the first responder parametric technology, in the current 3 d modeling software in the field has a important position, Pro/e as the world mechanical CAD/CAE/CAM domain the new stand

10、ard and get approval and promotion of the industry. Is the mainstream CAD/CAM/CAE one of software, especially in the domestic product design field occupy an important position. KeyWords：Ten-speed proe SimulationVI目 录目录摘要IAbstractIII1自行车与proe特点简介11.1自行车11.1.1自行车的组成11.1.2力学相关部件11.1.3变速系统原理41.2 Pro/ENG

11、INEER42 自行车的造型82.1产品造型设计核心82.11轮胎的造型102.1.2外带的造型112.1.3前叉的造型122.1.4车把的造型142.1.5 小飞轮162.1.6车架的造型162.1.7大轮盘的造型182.18链条的造型192.1.9瓦圈的造型212.1.10脚蹬的造型222.1.11自行车体233 自行车的装配253.1建模内容253.1.1组建模式概述253.1.2约束放置263.1.3车架的装配263.1.4前叉的装配273.15心轴的装配273.1.6车轮轴的装配273.1.7内圈的装配283.1.8大轮盘的装配283.1.9脚蹬的装配294 自行车的仿真314.1

12、仿真314.1.1机构仿真的作用314.1.2机构仿真类型314.1.3机构运动仿真步骤314.1.4机构功能32结 论39参考文献41致 谢43附录A自行车44自行车与proe简介1自行车与proe简介1.1自行车1.1.1车的组成自行车的车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件中，其基本部件缺一不可。其中，车架是自行车的骨架，它所承受的人和货物的重量最大。按照各部件的工作特点，大致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统： 1、导向系统：由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成。乘骑者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。 2、驱动（传动或行走）系统：由脚蹬、中轴、链轮、曲柄、链条、飞轮、

13、后轴、后轮等部件组成。人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄，链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动的，从而使自行车不断前进。 3、制动系统：它由车闸部件组成、乘骑者可以随时操纵车闸，使行驶的自行车减速、停使、确保行车安全。 此外，为了安全和美观，以及从实用出发，还装配了车灯，支架等部件1.1.2力学相关部件面来具体介绍一些与力学知识有关的自行车部件： 1、车架部件车架部件是构成自行车的基本结构体，也是自行车的骨架和主体，其他部件也都是直接或间接安装在车架上的。 车架部件的结构形式有很多，但总体可以分为两大类：即男式车架和女式车架。 车架一般采用普通碳素铜管经过焊接、组合而成。为了减轻管重量，提高强度，较高档

14、的自行车采用低合金钢管制造。为了减少快速行驶的阻力，有的自行车还采用流线型的钢管。 由于自行车是依靠人体自身的驱动力和骑车技能而行驶的，车架便成为承受自行车在行驶中所产生的冲击载荷以及能否舒适、安全地运载人体的重要结构体，车架部件制造精度的优劣，将直接影响乘骑的安全、平稳、和轻快。一般辐条是等径的，为了减轻重力，也有制成两端大、中间小的变径辐条，还有为了减少空气阻力将辐条制成扁流线型 2、外胎分软边胎和硬边胎两种。软边胎断面较宽，能全部裹住内胎，着地面积比较大，能适宜多种道路行驶。硬边胎自重轻，着地面积小适宜在平坦的道路上行驶，具有阻力小，行驶轻快等优点。 外胎上的花纹是为了增加与地面的摩擦力

15、。山地自行车的外胎宽度特别宽，花纹较深也是适应越野山地用。 3、脚蹬部件脚蹬部件装配在中轴部件的左右曲柄上，是一个将平动力转化为转动力的装置，自行车骑行时，脚踏力首先传递给脚蹬部件，然后由脚蹬轴转动曲柄，中轴，链条飞轮，使后轮转动，从而使自行车前进。因此脚蹬部件的结构和规格是否合适，将直接影响骑车人的放脚位置是否合适，自行车的驱动能否顺利进行。 脚踏：可分为整体式脚踏和组合式脚踏。无论什么款式的脚踏都必须有脚踏面，必须安全可靠，具有一定的防滑性能，可以选用橡胶、塑料或金属材料制造。脚踏必须转动灵活。 4、前叉部件前叉部件在自行车结构中处于前方部位，它的上端与车把部件相连，车架部件与前管配合，下

16、端与前轴部件配合，组成自行车的导向系统。 转动车把和前叉，可以使前轮改变方向，起到了自行车的导向作用。此外，还可以起到控制自行车行驶的作用。 前叉部件的受力情况属悬臂梁性质，故前叉部件必须具有足够的强度等性质。 5、链条链条又称车链、滚子链，安装在连轮和飞轮上。其作用是将脚踏力由曲柄、链轮传递到飞轮和后轮上，带动自行车前进。 链轮：用高强度钢材制成，保证其达到需要的拉力。 6、飞轮飞轮以内螺纹旋拧固定在后轴的右端，与链轮保持同一平面，并通过链条与链轮相连接，构成自行车的驱动系统。从结构上可分为单级飞轮和多级飞轮两大类。 单级飞轮又称为单链轮片飞轮，主要由外套、平挡和芯子、千斤、千斤簧、垫圈、丝

17、挡几钢球等零件组成。 其单级飞轮工作原理：当向前踏动脚踏是，链条带动飞轮向前转动，这时飞轮内齿和千斤相含，飞轮的转动力通过千斤传到芯子，芯子带动后轴和后轮转动，自行车就前进了。 当停止踏动脚踏板时，链条和外套都不旋转，但后轮在惯性作用下仍然带动芯子和千斤向前转动，这时飞轮内齿产生相对滑动，由此将芯子压缩到芯子的槽口内，千斤又压缩了千斤簧。当千斤齿顶滑到飞轮内齿顶端时，千斤簧被压缩得最多，再稍微向前滑一点，千斤被千斤簧弹到齿根上，发出“嗒嗒”的声响。芯子转动加快，千斤也很快在各个飞轮内齿上滑动，发出“嗒嗒”的声音。当反向踏动脚踏时，外套反向转动，会加速千斤的滑动，使“嗒嗒”声响得更急促。多级飞轮

18、是自行车变速装置中的一个重要部件。 多级飞轮是在单级飞轮的基础上，增加几片飞轮片，与中轴上的链轮结合，组成各种不同的传递比，从而改变了自行车的速度 1.1.3变速系统原理自行车变速系统 的作用就是通过改变链条和不同的前、后大小的齿轮盘的配合来改变车速快慢。前齿盘的大小和后齿盘的大小决定了自行车旋动脚蹬时的力度。前齿盘越大，后齿盘越小时，脚蹬时越感到费力。前齿盘越小，后齿盘越大时，脚蹬时越感到轻松。根据不同车手的能力，即可通过调整前、后齿盘的大小调整自行车的车速，或是应对不同的路段、路况。1.2 Pro/ENGINEER  Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（

19、PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，Pro/Engineer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。是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。Pro/E自有标准件库 第三方Pro/E零部件数据资源库 "PARTsolutions离线模型库其它名称Pro/Engineer和WildFire是PTC官方使用的软件名称，但在中国用户所使用的名称中，并存着多个说法，比如ProE、Pro/E、破

20、衣、野火、WildFire等等都是指Pro/Engineer软件，proe2001、proe2.0、proe3.0、proe4.0、proe5.0等等都是指软件的版本 主要特性Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。 图1.2Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用

21、。 1 参数化设计，相对于产品而言，我们可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。 2 基于特征建模 Pro/E是基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。 3 单一数据库（全相关） Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库

22、，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。 软件版本目前Pro/E最高版本为Pro/ENGINEER Wildfire 5.0(野火5.0)。但在目前的市场应用中，不同的公司还在使用着从Proe2001到WildFire5.0的各

23、种版本，WildFire3.0和WildFire是目前的主流应用版本。Pro/Engineer软件系列都支持向下兼容但不支持向上兼容，也就是新的版本可以打开旧版本的文件，但旧版本默认是无法直接打开新版本文件。虽然PTC提供了相应的插件以实现旧版本打开新版本文件的功能，但在很多情况下支持并不理想容易造成软件的操作过程中直接跳出。 在Pro/Engineer软件版本中，除了使用类似proe2001、Wildfire、WildFire2.0、WildFire3.0、WildFire4.0和WildFire5.0等主版本外在每一个主版本中还有日期代码的小版本区别，不同的日期代码代表主版本的发行日期顺序

24、。通常每一个主版本中都会有C000、F000和Mxxx三个不同系列的日期代码，C000版代表的是测试版，F000是第一次正式版，而类似M010，M020.M200等属于成熟的正式发行版系列。M系列的版本可以打开C000和F000系列版本的文件，而C000版本则无法打开相同主版本的F000和Mxxx版本的Pro/Engineer文件，比如WildFire4.0 C000版本的Pro/Engineer将无法打开WildFire4.0 M060版本Pro/Engineer所创建的文件，但反过来则可以。 252 自行车造型2 自行车的造型2.1产品造型设计核心产品造型设计为实现企业形象统一识别目标的具

25、体表现。以产品设计为核心展开的系统形象设计，塑造和传播企业形象，创造个性品牌，赢利于激烈的市场竞争中。 例如苹果公司的产品造型设计堪称精品设计。 产品造型设计服务于企业的整体形象设计，以产品设计为核心，围绕着人对产品的需求，更大限度地适合人的个体与社会的需求而获得普遍的认同感，改变人们的生活方式，提高生活质量和水平。因此对产品形象的设计和评价系统的研究具有十分重要的意义，评价系统复杂而变化多样，有许多不确定因素，特别是涉及到人的感官因素等，包括人的生理和心理因素。通过对企业形象的统一识别的研究，并以此为基础，结合人与产品与社会的关系展开讨论，对产品形象设计及评价系统作有意义的探索。 产品造型设

26、计主要从事工业产品如电子产品、机械设备等外观造型设计等创意活动。通过造型、色彩、表面装饰和材料的运用而赋予产品以新的形态和新的品质，并从事与产品相关广告、包装、环境设计与市场策划等活动，实现工程技术与美学艺术和谐统一。 产品造型设计对形象的研究大都基于企业形象统一识别系统(CIS)，所谓企业形象，就是企业通过传达系统如各种标志、标识、标准字体、标准色彩，运用视觉设计和行为展现，将企业的理念及特性视觉化、规范化和系统化，来塑造具体的公众认可、接受的评价形象，从而创造最佳的生产、经营、销售环境，促进企业的生存发展。企业通过经营理念、行为方式，以及统一的视觉识别而建立起对企业的总体印象，它是一种复合

27、的指标体系，区分为内部形象和外部形象。内部形象是企业内部员工对企业自身的评价和印象，外部形象是社会公众对企业的印象评价；内部形象是外部形象的基础，外部形象是内部形象的目标。 产品的造型设计为实现企业的总体形象目标的细化。它是以产品设计为核心而展开的系统形象设计，对产品的设计、开发、研究的观念、原理、功能、结构、构造、技术、材料、造型、色彩、加工工艺、生产设备、包装、装潢、运输、展示、营销手段、广告策略等等进行一系列统一策划、统一设计，形成统一感官形象和统一社会形象，能够起到提升、塑造和传播企业形象的作用，使企业在经营信誉、品牌意识、经营谋略、销售服务、员工素质、企业文化等诸多方面显示企业的个性

28、，强化企业的整体素质，造就品牌效应，赢利于激烈的市场竞争中。 产品造型设计流程构思创意草图工作将决定产品设计的成本和产品设计的效果。所以这一阶段是整个产品设计最为重要的阶段。通过思考形成创意，并加以快速的记录。这一设计初期阶段的想法常表现为一种即时闪现的灵感，缺少精确尺寸信息和几何信息。基于设计人员的构思，通过草图勾画方式记录，绘制各种形态或者标注记录下设计信息，确定三至四个方向，再由设计师入设计。 产品平面效果图2D效果图将草图中模糊的设计结果确定化精确化。通过这个环节生成精确的产品外观平面设计晰地向客户展示产品的尺寸和大致的体量感，表达产品的材质和光影关系，是设计草图直观和完善的表达。 多

29、角度效果图多角度效果图，给人更为直观的方式从多个视觉角度去感受产品的空间体量。全面的评估产品设计，减少设计的不确定性。 产品色彩设计产品彩色设计决客户对产品色彩系列的要求，通过计算机调配出色彩的初步方案，来满足同一产品的不同的色彩需求，扩充客户产品线。 产品标志设计产品表面标志设计将成为面板的亮点，给人带来全新的生活体验。VI在产品上的导入使产品风格更加统一,简洁明晰的LOGO，提供亲切直观的识别感受，同时也成为精致的细节。 产品结构草图设计产品内部结构。产品装配结构以及装配关系，评估产品结构的合理性，按设计尺寸，精确地完成产品的各个零件的结构细节和零件之间的装配关系2.11轮胎的造型下面简述

30、一下内圈的造型的基本造型过程：（1） 单击新建零件模板，选用公制模板。（2） 按规定尺寸草绘图形使用“拉伸”命令拉伸出实体并指定长度。（3） 在菜单栏的“插入” “高级”级联菜单中选择“环形折弯”命令，弹出“选项”菜单，定义“360°” “曲线折弯收缩” “完成”选项，出现“定义折弯”菜单，最后定义折弯长度。（4） 完成后保存到工作目录下。（5） 如图2.1 内圈图2.11 轮胎2.1.2外带的造型外胎分软边胎和硬边胎两种。软边胎断面较宽，能全部裹住内胎，着地面积比较大，能适宜多种道路行驶。硬边胎自重轻，着地面积小适宜在平坦的道路上行驶，具有阻力小，行驶轻快等优点，这里以软边胎为例。

31、下面简述一下内圈的造型的基本造型过程：1.单击新建零件，选用公制模板。2.按规定尺寸草绘图形使用“拉伸”命令拉伸出实体并指定长度。3.在实体表面草绘外带花纹图形，用拉伸命令进行切除材料。4.选择上步切除实体特征，单击阵列功能，以方向为参考进行阵列，输入个数100。5.在菜单栏的“插入” “高级”级联菜单中选择“环形折弯”命令，弹出“选项”菜单，接着定义折弯。6.确定保存到工作目录下。如图2.2 内圈。图2.12 外带造型2.1.3前叉的造型前叉部件在自行车结构中处于前方部位，它的上端与车把部件相连，车架部件与前管配合，下端与前轴部件配合，组成自行车的导向系统。转动车把和前叉，可以使前轮改变方向

32、，起到了自行车的导向作用。此外，还可以起到控制自行车行驶的作用。前叉部件的受力情况属悬臂梁性质，故前叉部件必须具有足够的强度等性质。1.下面简述一下内圈的造型的基本造型过程：2.单击新建零件，选用公制模板。3.根据建模需要，新建两个基准面，草绘要求图形。4.首先构建前叉下部结构，单击“插入” “扫描”命令，以草绘图形为扫描轨迹，绘出下部的一半。5.使用镜像命令，镜像上一步的实体，完成前叉下部结构。6.草绘上部分图形，单击“旋转”功能图标，基本完成上部分结构。7.再次使用“旋转”功能完成造型的细节部分。8.对零件进行倒角处理，进一步美观。9.完成后保存到工作目录下。10.如图2.13 前叉。图2

33、.13 前叉造型2.1.4车把的造型1.下面简述一下内圈的造型的基本造型过程：2.单击新建零件，选用公制模板。3.新建基准面,草绘图形。4.单击“工具” “选项”，从中查找“allow_anatomic_features”项目，把“no”更改为“yes”。此时，“插入”中的“管道”命令可用。5.单击“插入” “高级” “管道”，选取草绘，定义过度，完成车把左半部分。6.选择左半部分作为要镜像的特征，在工具栏中单击镜像工具按钮，选取镜像平面，实现镜像。7.单击“拉伸”按钮，完成车把中间小部分结构。8.进行倒角，完善零件。9.完成后保存到工作目录下。10.如图2.14 车把。图2.14 车把造型2

34、.1.5 小飞轮小轮盘以内螺纹旋拧固定在后轴的右端，与链轮保持同一平面，并通过链条与链轮相连接，构成自行车的驱动系统，从结构上可分为单级飞轮和多级飞轮两大类。小轮盘结构简单，和车把柄相识，通过简单命令完成，。主要通过旋转、拉伸切除材料实现，最后倒圆角完善并保存到工作目录，。图2.15 小轮盘2.1.6车架的造型车架部件是构成自行车的基本结构体，也是自行车的骨架和主体，其他部件也都是直接或间接安装在车架上的。车架一般采用普通碳素铜管经过焊接、组合而成。为了减轻管重量，提高强度，较高档的自行车采用低合金钢管制造。为了减少快速行驶的阻力，有的自行车还采用流线型的钢管。由于自行车是依靠人体自身的驱动力

35、和骑车技能而行驶的，车架便成为承受自行车在行驶中所产生的冲击载荷以及能否舒适、安全地运载人体的重要结构体，车架部件制造精度的优劣，将直接影响乘骑的安全、平稳、和轻快。1.下面简述一下内圈的造型的基本造型过程：2.单击新建零件，选择公制模板。3.选取“旋转”命令，旋转出圆柱体。4.草绘扫描轨迹。5.单击“插入” “扫描” 伸出项，选取第三步草绘的轨迹线，扫描出3个伸出项实体。6.建立3个拉伸实体成管状。7.新建基准面，草绘轮廓线。8.单击“插入” “扫描混合”，扫描可变截面。9.镜像扫描混合。10.新建基准面，草绘后叉轨迹图形。11.在菜单栏的“插入” “扫描混合”，扫描出后叉基本骨架，再用拉伸

36、，建立上部分实体。12.再建立基准面，构建自行车货架部分，该部分主要通过扫描命令完成。草绘扫描轨迹，单击“插入” “扫描” 伸出项，基本形状绘制完成。13.保存到工作目录下。14.如图2.16 车架图2.7 车架造型2.1.7大轮盘的造型1.大轮盘用高强度钢材制成，保证其达到需要的拉力。2.下面简述一下内圈的造型的基本造型过程：2.单击新建零件，选择公制模板。3.选取“旋转”命令，旋转出薄壳圆柱体，厚度为6。4.草绘牙型，单击“拉伸”按钮，进行切除材料。5.对上一步的拉伸进行阵列，个数为30。6.拉伸切除材料，出大轮盘的四个圆柱孔和花纹孔。7.利用“旋转”命令，旋转出中间轴结构。8.草绘图形，

37、拉伸出一侧连接杆。9.同理，建立另一侧连接杆。10.草绘圆，单击“拉伸”按钮，拉伸出与脚蹬子连接的轴部分。11.进行倒圆角处理，完善过渡。12.保存到工作目录下。13.如图2.17大轮盘。图2.17大轮盘造型2.18链条的造型链条又称车链、滚子链，安装在连轮和飞轮上。其作用是将脚踏力由曲柄、链轮传递到飞轮和后轮上，带动自行车前进。链条是由一些相同结构连接而成，主要用“拉伸”命令完成。草绘工作较为繁琐，相同图形较多，需要有耐心，完成后保存到工作目录下，如图2.11 图2.12 链条。图2.18a 链条造型图2.18b 链条造型2.1.9瓦圈的造型1.下面简述一下内圈的造型的基本造型过程：2.单击

38、新建零件，选择公制模板。3.草绘扫描轨迹线。4.单击“插入” “扫描” 伸出项，轨迹为草绘图形。5.过渡处倒圆角。6.保存到工作目录下。7.如图2.19车轮盖。图2.19 瓦圈造型2.1.10脚蹬的造型脚蹬部件装配在中轴部件的左右曲柄上，是一个将平动力转化为转动力的装置，自行车骑行时，脚踏力首先传递给脚蹬部件，然后由脚蹬轴转动曲柄，中轴，链条飞轮，使后轮转动，从而使自行车前进。因此脚蹬部件的结构和规格是否合适，将直接影响骑车人的放脚位置是否合适，自行车的驱动能否顺利进行。下面简述一下内圈的造型的基本造型过程：1.单击新建零件，选择公制模板。2.草绘图形，单击“拉伸”按钮，厚度为20。3.草绘图

39、形，单击“拉伸”按钮为切除特征，形成大体形状。4.单击“插入” “扫描” 切口，生成脚蹬子侧面凹槽部分。5.棱角处倒圆角，实现平滑过渡，符合视觉感官。6.利用旋转功能，生成零件顶部球形凸起。7.草绘图形，单击拉伸切除材料，此处为与大轮盘连接杆配合部分。8.完成后保存到工作目录下。如图2.110 脚蹬3 自行车的装配3 第3章 自行车的装配零件设计好了，可以将其在组建模式下通过一定的方式组合在一起，从而造成一个组件或完整产品模型。3.1建模内容3.1.1组建模式概述零件装配需要在专门的组件设计模式下进行。在Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 中，可以按照以下步骤来创建一个组件设计

40、文件：单击新建按钮，打开“新建”对话框。在“类型”选项组中选择“组件”单选按钮，在“子类型”选项组中寻则“设计”单选按钮，在“名称”文本框中输入组件名称，清除“使用缺省模板”复选框，然后单击“确定”按钮。弹出“新建文件选项”对话框。从“模板”选项组的列表框中选择“mmns _asm_design”，单击“确定”按钮。在组件设计中（装配设计），主要有两种主流设计思路，即自底向上设计和自顶而下设计。通俗一点而言，前者是将已设计好的零部件按照一定的装配方式添加到装配体中；而后者则是从顶层的产品结构着手，由顶层的产品结构传递设计规范到所有相关子系统，从而有利于高效地对整个设计流程项目进行协作管理。在组

41、件设计模式下，系统允许采用多种方法将元件添加到组件，包括使用放置定义集（简称约束集）和使用元件界面自动放置等。通常元件放置根据放置定义集而定，这些集合决定了元件与组件的相关方式及位置，这些集既可以是由用户定义的，也可以是预定义的。用户定义的约束集含有0个或多个约束；预定义约束集（也叫连接）具有预定义数目的约束。3.1.2约束放置约束放置是较为常用的装配方式。在 Proe/ENGINEER Wildfire 4.0 元件放置操控板的约束列表框中，提供了多种放置约束的类型选项，包括缺省、固定、曲面上的边、曲面上的点、直线上的点、相切、坐标系、插入、匹配、对其、和自动。在使用约束放置选项时，需要注意

42、约束放置的一般原则及注意事项。例如，“匹配”约束或“对齐”约束的一组参照的类型要相同（平面对平面、旋转对旋转、点对点、轴对轴）；一次只能添加一个也是，譬如不能使用一个单一的“匹配”约束选项将一个零件上的两个不同的平面与另一个零件上的两个不同的平面配对，二必须定义两个单独的“匹配”约束；元件的装配需要定义放置约束集，放置约束集由若干个放置约束构成，用来组合定义元件的放置和方向。3.1.3车架的装配单击新建按钮，打开“新建”对话框。在“类型”选项组中选择“组件”单选按钮，在“子类型”选项组中选择“设计”单选按钮，在“名称”文本框中输入组件名称为“zhuangpei”，清除“使用缺省模板”复选框，然

43、后单击“确定”按钮。弹出“新文件选项”对话框。从“模板”选项组的列表框中选择“mmns_asm_design”，单击“确定”按钮。在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。通过“打开”对话框查找到“chejia”文件，单击“打开”对话框。出现元件放置操控板，在操控板的预算列表框中选择“缺省”选项。系统提示“状态：完全约束”。在元件放置操控板中单击完成按钮，在默认位置装配第1个元件（默认的组件坐标系对齐元件坐标系）。图3.133.1.4前叉的装配在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。通过“打开”对话框查找到“qiancha”文件，单击“打开”对话框。在元件放置

44、操控板的预定义集列表框中选择“销钉”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的轴。再次在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的参照面。图3.143.15心轴的装配在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。通过“打开”对话框查找到“xinzhou”文件，单击“打开”对话框。在元件放置操控板的预定义集列表框中选择“销钉”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的轴。再次在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的参照面。图3.153.1.6车轮轴的装配在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。通过“打开”对

45、话框查找到“chelunzhou”文件，单击“打开”对话框。在元件放置操控板的预定义集列表框中选择“销钉”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的轴。再次在元件放置操控板的约束列表框中选择“销钉”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的参照面。图3.163.1.7内圈的装配在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。通过“打开”对话框查找到“neiquan”文件，单击“打开”对话框。在元件放置操控板的预定义集列表框中选择“销钉”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的轴。再次在元件放置操控板的约束列表框中选择“销钉”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的参照面。图3.173.1.8大轮盘的装配

46、在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。通过“打开”对话框查找到“dalunpan”文件，单击“打开”对话框。在元件放置操控板的预定义集列表框中选择“销钉”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的轴。再次在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的参照面。图3.183.1.9脚蹬的装配在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。通过“打开”对话框查找到“jiaodengzi”文件，单击“打开”对话框。在元件放置操控板的预定义集列表框中选择“销钉”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的轴。在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，

47、分别选择元件和组件的一对对齐的参照面。在元件放置操控板中单击完成按钮。完成第9个零件的装配。图3.194 自行车仿真4 第4章 自行车的仿真4.1 仿真利用模型复现实际系统中发生的本质过程，并通过对系统模型的实验来研究存在的或设计中的系统，又称模拟。这里所指的模型包括物理的和数学的，静态的和动态的，连续的和离散的各种模型。所指的系统也很广泛,包括电气、机械、化工、水力、热力等系统,也包括社会、经济、生态、管理等系统。当所研究的系统造价昂贵、实验的危险性大或需要很长的时间才能了解系统参数变化所引起的后果时，仿真是一种特别有效的研究手段。仿真的重要工具是计算机。仿真与数值计算、求解方法的区别在于它

48、首先是一种实验技术。仿真的过程包括建立仿真模型和进行仿真实验两个主要步骤4.1.1机构仿真的作用利用ProE软件建立的机械系统的三维模型和力学模型， 在计算机上创建机械产品的电子样机，并对该产品在投入使用后的各种工况进行仿真分析，预测产品的整体性能，在预测分析过程中发现问题，进而改进产品的设计，直至获得最佳设计方案。4.1.2机构仿真类型（1） 运动学仿真。（2） 动力学仿真。（3） 控制理论仿真。4.1.3机构运动仿真步骤（1） 创建零件模型。使用各种特征创建工具创建模型。（2） 组装零件模型。使用装配命令，组装零件模型，生成连接。（3） 运动仿真设置。按产品要求进行运动定义。（4） 仿真结

49、果分析。对仿真结果进行分析保存。 4.1.4机构功能（1） 单击“机构” “伺服动机”或直接单击工具栏图标“新建”弹出“伺服电动机定义”对话框选择两连接件间的连接轴选择“速度”类型选择“模”为常数输入A为20单击应用确定回到“伺服电动机定义”对话框关闭。（2） 单击弹出“分析”对话框点击“新建”接受默认的名称选择分析类型为“运动学”输入运行时间为20接受下面所有默认的选项点击“运行”运行完后确定回到“分析”对话框关闭。（3） 点击进入“回放”对话框继续按弹出“动画”对话框按播放，察看运动情况（4） 最后对机构运动进行保存。274 小结5 小结本次设计是基于三维建模软件的自行车造型系统，通过造型

50、、装配、仿真对Proe和自行车有了深刻的了解及进一步的认识。在本次毕业设计的中，遇到了许多的困难，深刻体会到了学习专业理论知识的重要性，除此之外还要通过积极实践努力提高的专业技能。在指导老师的指导下，查阅了造型设计、材料分析、机构原理等资料，参考了一些专业书籍，克服了一些问题，从中我学到了很多，这对我以后走上工作岗位有了很大帮助。此次设计不仅锻炼了我分析问题和解决问题的能力，并让我对PRO/E软件操作使用有了很大进步，领悟到了Pro/E的三维造型理念、造型方法及技巧，迅速提高了三维造型能力，从而培养我的探索、创新能力、设计能力、分析和解决问题的能力、独立设计的能力。自行车的造型部分，主要是用Pro/ENGINEER的零件模块。Proe基础特征可以说是最基本的实体或曲面形式的特征，基础特征主要包括拉伸特征、旋转特征、可变剖面扫描特征和混合特征。这一类特征具有一个共性，就是需要定义所需要的相关剖面，然后将剖面经过一定的基本方式处理来建构出形状，自行车的各部件都是通过这些基础特征构建而成。自行车的装配和仿真，主要是用Pro/ENGINEER的组件设计模块。先调入车架，固定为缺省状态，然后以其为参考逐个调入零件，选择连接方式，为以后机构运动做准备。在机械制图等方面