畢業(yè)設(shè)計(jì)基于三維建模軟件的自行車造型系統(tǒng)

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1、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）材料冊(cè) 申請(qǐng)人姓名： 申請(qǐng)人學(xué)號(hào)： 班 級(jí)： 系 別：機(jī)電工程系 專業(yè) 名稱：模具設(shè)計(jì)與制造 指導(dǎo)老師姓名： 指導(dǎo)老師職稱：副 教 授 填表時(shí)間：2010 年 12 月20 日  某某職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 開題報(bào)告 課題名稱：基于三維建模軟件的自行車造型系統(tǒng) 系 別：機(jī)電工程系

2、專業(yè)名稱：模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí)：08 模 具 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師姓名： 填表時(shí)間：2010 年 12月20 日  主要參考文獻(xiàn) [1] 楊老記.機(jī)械制圖第2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008. [2] 鐘日銘.Proe/ENGINEER Wildfire從入門到精通.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009. [3] 陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第2版.北京：高等教育出版社，2008. 其他說(shuō)明 指導(dǎo)老師意見 指導(dǎo)老師簽名：

3、 年 月 日 指導(dǎo)老師小組意見 指導(dǎo)老師小組負(fù)責(zé)人： 年 月 日 系部主任審核意見： 1．通過；2.完善后通過；3.未通過； 負(fù)責(zé)人： 年 月 日  擬選題目 選題依據(jù)及研究意義： 自行車選題依據(jù), 自行車發(fā)明至今已有200多年的歷史。今天，自行車作為交通代步、鍛煉身體、越野旅游、運(yùn)動(dòng)比賽以及少量貨物運(yùn)送工具，已遍及到世界的每個(gè)角落。自行車在我國(guó)是一種很普通又十分便利的交通工具，人們?cè)谏舷掳嗪徒加螘r(shí)都經(jīng)常用它。自行車成為人們必不可少的工具，以后也有著很大的發(fā)展前途。 研究意義:

4、 （1） 通過設(shè)計(jì)，對(duì)于自行車有了很好的了解、掌握，對(duì)其改進(jìn)與發(fā)展有很好的推進(jìn)作用。 （2） 有了一定的自行車基礎(chǔ)知識(shí)和更進(jìn)一步的了解，各部分零件有了名稱和結(jié)構(gòu)上的了解。 （3） 自行車有進(jìn)一步的發(fā)展空間。 （4） 深深體會(huì)到Proe軟件在三維造型方面功能的強(qiáng)大，成為三維造型設(shè)計(jì)人員重要的工具。 選題的研究現(xiàn)狀： 我們的設(shè)計(jì)只是簡(jiǎn)單的三維造型，構(gòu)建了自行車的大體骨架，從外觀上看有形，有一定的仿真功能。 自行車造型的演變是逐個(gè)部位的演化，不斷改革，不斷創(chuàng)新，日趨完善，才表成現(xiàn)代的式樣，而現(xiàn)代自行車造型更注重色彩設(shè)計(jì)，新材料，新工藝，新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用以及多功能的設(shè)計(jì)，趨向于時(shí)尚、休閑

5、。  研究的主要內(nèi)容、創(chuàng)新點(diǎn)及重難點(diǎn)： 1.主要內(nèi)容： 三維建模軟件的自行車造型,使用Proe/ENGINEER對(duì)自行車進(jìn)行從零件、裝配到仿真的設(shè)計(jì)。 2.創(chuàng)新點(diǎn)： 對(duì)車架、腳蹬、大輪盤等細(xì)節(jié)處的改進(jìn)。 3.重難點(diǎn)： 自行車的復(fù)雜結(jié)構(gòu)出的造型，如內(nèi)圈上的輻條；自行車的裝配連接；如何實(shí)現(xiàn)鏈條與論盤的同步轉(zhuǎn)動(dòng)。 研究進(jìn)程與安排： 1. 研究進(jìn)程：自行車的零件造型、裝配、仿真等已基本完成，敬請(qǐng)老師的指導(dǎo)。 2. 安排： 2010年09月25日 課題安排 2010年09月27日----10月07日 查閱資料設(shè)計(jì)與查看實(shí)物尺寸 2010年10月08日----10

6、月22日 自行車零件的造型 2010年10月23日----10月30日 自行車零件的裝配 2010年10月31日----11月08日 自行車零件的仿真 2010年11月09日----11月20日 自行車網(wǎng)上相關(guān)資料搜索 2010年11月21日----12月01日 自行車設(shè)計(jì)基本完善 2010年12月02日----12月10日 畢業(yè)設(shè)計(jì)的修改與完善 目錄 第1章 緒論 8 第2章 自行車的造型 9 2.1 內(nèi)圈的造型 9 2.2 外帶的造型 10 2.3 前叉的造型 11 2.4 車把的造型 12 2.5 車把柄的造型 13 2.6 小輪盤的造型 13

7、2.7 車架的造型 14 2.8 大輪盤的造型 15 2.9 鏈條的造型 16 2.10 手剎的造型 16 2.11 輪盤蓋的造型 17 2.12 車輪軸的造型 18 2.13 心軸的造型 18 2.14 瓦圈的造型 19 2.15 螺母的造型 19 2.16 車座的造型 20 2.17 腳蹬的造型 21 第3章 自行車的裝配 22 3.1 組建模式概述 22 3.2 約束放置 22 3.3 車架的裝配 23 3.4 前叉的裝配 24 3.5 心軸的裝配 24 3.6 車輪軸的裝配 25 3.7 內(nèi)圈的裝配 25 3.8 外帶的裝配 26 3.9 自行車

8、后輪的裝配 26 3.10 大輪盤的裝配 26 3.11 小輪盤的裝配 27 3.12 腳蹬的裝配 27 3.13 鏈條的裝配 28 3.14 輪盤蓋的裝配 28 3.15 車把的裝配 29 3.16 車把柄的裝配 29 3.17 車座的裝配 30 3.18 瓦圈的裝配 30 第4章 自行車的仿真 31 4．1 機(jī)構(gòu)仿真的作用 31 4．2 機(jī)構(gòu)仿真類型 31 4．3 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真步驟 31 4．4 機(jī)構(gòu)功能 31 第5章 小結(jié) 32 致謝 33 第1章 緒論 隨著信息技術(shù)在各領(lǐng)域的迅速滲透，CAD/CAM/CAE技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，從根本上

9、改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、組織模式，對(duì)推動(dòng)現(xiàn)有企業(yè)的技術(shù)改造、帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變革、發(fā)展新興技術(shù)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)都具有十分重要的意義，各行各業(yè)的工程技術(shù)人員也逐步認(rèn)識(shí)到CAD/CAM/CAE技術(shù)在現(xiàn)代工程中的重要性。 Pro/ENGINEER自20世紀(jì)由美國(guó)參數(shù)公司（PTC）成功開發(fā)以來(lái)，業(yè)已發(fā)展成為一個(gè)全方位的三維產(chǎn)品開發(fā)軟件，涉及二維草繪、零件設(shè)計(jì)、組件設(shè)計(jì)、繪圖（工程圖）設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、圖標(biāo)設(shè)計(jì)、布局設(shè)計(jì)和格式設(shè)計(jì)等。由于Proe/ENGINEER功能強(qiáng)大，模塊眾多，因而在機(jī)械、航空航天、工業(yè)設(shè)計(jì)、模具、家電、汽車和軍工等行業(yè)應(yīng)用廣泛，享有很高的聲譽(yù)。 自行車發(fā)明至今已

10、有200多年的歷史。今天，自行車作為交通代步、鍛煉身體、越野旅游、運(yùn)動(dòng)比賽以及少量貨物運(yùn)送工具，已遍及到世界的每個(gè)角落。自行車在我國(guó)是一種很普通又十分便利的交通工具，人們?cè)谏舷掳嗪徒加螘r(shí)都經(jīng)常用它。自行車成為人們必不可少的工具。 基于自行車廣泛的用途，在現(xiàn)代社會(huì)生活中有著舉足輕重的地位，我們以Proe為畫圖軟件對(duì)自行車進(jìn)行三維設(shè)計(jì)與造型，對(duì)自行車進(jìn)一步的了解、分析和仿真，深入了解。 自行車的車架、輪胎、腳踏、剎車、鏈條等部件中，其基本部件缺一不可。其中，車架是自行車的骨架，它所承受的人和貨物的重量最大。按照各部件的工作特點(diǎn)，大致可將其分為導(dǎo)向系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)： （

11、1） 導(dǎo)向系統(tǒng)：由車把、前叉、前軸、前輪等部件組成。乘騎者可以通過操縱車把來(lái)改變行駛方向并保持車身平衡。 （2） 驅(qū)動(dòng)（傳動(dòng)或行走）系統(tǒng)：由腳蹬、中軸、鏈輪、曲柄、鏈條、飛輪、后軸、后輪等部件組成。人的腳的蹬力是靠腳蹬通過曲柄，鏈輪、鏈條、飛輪、后軸等部件傳動(dòng)的，從而使自行車不斷前進(jìn)。 （3） 制動(dòng)系統(tǒng)：它由車閘部件組成、乘騎者可以隨時(shí)操縱車閘，使行駛的自行車減速、停使、確保行車安全。 （4） 為了安全和美觀，以及從實(shí)用出發(fā)，還裝配了車燈，支架等部件。 第2章 自行車的造型 2.1 內(nèi)圈的造型 下面簡(jiǎn)述一下內(nèi)圈的造型的基本造型過程： （1） 單擊新建零件模板，選用公制模板。

12、（2） 按規(guī)定尺寸草繪圖形使用“拉伸”命令拉伸出實(shí)體并指定長(zhǎng)度。 （3） 在菜單欄的“插入” →“高級(jí)”級(jí)聯(lián)菜單中選擇“環(huán)形折彎”命令，彈出“選項(xiàng)”菜單，定義“360” →“曲線折彎收縮” →“完成”選項(xiàng)，出現(xiàn)“定義折彎”菜單，最后定義折彎長(zhǎng)度。 （4） 完成后保存到工作目錄下。 （5） 如圖2.1 內(nèi)圈 圖2.1 內(nèi)圈造型 2.2 外帶的造型 外胎分軟邊胎和硬邊胎兩種。軟邊胎斷面較寬，能全部裹住內(nèi)胎，著地面積比較大，能適宜多種道路行駛。硬邊胎自重輕，著地面積小適宜在平坦的道路上行駛，具有阻力小，行駛輕快等優(yōu)點(diǎn)，這里以軟邊胎為例。 下面簡(jiǎn)述一下內(nèi)圈的造型的基本造型過

13、程： （1） 單擊新建零件，選用公制模板。 （2） 按規(guī)定尺寸草繪圖形使用“拉伸”命令拉伸出實(shí)體并指定長(zhǎng)度。 （3） 在實(shí)體表面草繪外帶花紋圖形，用拉伸命令進(jìn)行切除材料。 （4） 選擇上步切除實(shí)體特征，單擊陣列功能，以方向?yàn)閰⒖歼M(jìn)行陣列，輸入個(gè)數(shù)100。 （5） 在菜單欄的“插入” →“高級(jí)”級(jí)聯(lián)菜單中選擇“環(huán)形折彎”命令，彈出“選項(xiàng)”菜單，接著定義折彎。 （6） 確定保存到工作目錄下。 （7） 如圖2.2 內(nèi)圈。 圖2.2 外帶造型 2.3 前叉的造型 前叉部件在自行車結(jié)構(gòu)中處于前方部位，它的上端與車把部件相連，車架部件與前管配合，下端與前軸部件配合，組成自

14、行車的導(dǎo)向系統(tǒng)。轉(zhuǎn)動(dòng)車把和前叉，可以使前輪改變方向，起到了自行車的導(dǎo)向作用。此外，還可以起到控制自行車行駛的作用。前叉部件的受力情況屬懸臂梁性質(zhì)，故前叉部件必須具有足夠的強(qiáng)度等性質(zhì)。 下面簡(jiǎn)述一下內(nèi)圈的造型的基本造型過程： （1） 單擊新建零件，選用公制模板。 （2） 根據(jù)建模需要，新建兩個(gè)基準(zhǔn)面，草繪要求圖形。 （3） 首先構(gòu)建前叉下部結(jié)構(gòu)，單擊“插入” →“掃描”命令，以草繪圖形為掃描軌跡，繪出下部的一半。 （4） 使用鏡像命令，鏡像上一步的實(shí)體，完成前叉下部結(jié)構(gòu)。 （5） 草繪上部分圖形，單擊“旋轉(zhuǎn)”功能圖標(biāo)，基本完成上部分結(jié)構(gòu)。 （6） 再次使用“旋轉(zhuǎn)”功能完成造型的細(xì)節(jié)

15、部分。 （7） 對(duì)零件進(jìn)行倒角處理，進(jìn)一步美觀。 （8） 完成后保存到工作目錄下。 （9） 如圖2.3 前叉。 圖2.3 前叉造型 2.4 車把的造型 下面簡(jiǎn)述一下內(nèi)圈的造型的基本造型過程： （1） 單擊新建零件，選用公制模板。 （2） 新建基準(zhǔn)面,草繪圖形。 （3） 單擊“工具” →“選項(xiàng)”，從中查找“allow_anatomic_features”項(xiàng)目，把“no”更改為“yes”。此時(shí)，“插入”中的“管道”命令可用。 （4） 單擊“插入” →“高級(jí)” → “管道”，選取草繪，定義過度，完成車把左半部分。 （5） 選擇左半部分作為要鏡像的特征，在工具欄中單擊鏡像工

16、具按鈕，選取鏡像平面，實(shí)現(xiàn)鏡像。 （6） 單擊“拉伸”按鈕，完成車把中間小部分結(jié)構(gòu)。 （7） 進(jìn)行倒角，完善零件。 （8） 完成后保存到工作目錄下。 （9） 如圖2.4 車把。 圖2.4 車把造型 2.5 車把柄的造型 下面簡(jiǎn)述一下內(nèi)圈的造型的基本造型過程，車把柄結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要通過旋轉(zhuǎn)命令完成，完成后保存到工作目錄下，如圖2.5 車把柄 圖2.5 車把柄造型 2.6 小輪盤的造型 小輪盤以內(nèi)螺紋旋擰固定在后軸的右端，與鏈輪保持同一平面，并通過鏈條與鏈輪相連接，構(gòu)成自行車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，從結(jié)構(gòu)上可分為單級(jí)飛輪和多級(jí)飛輪兩大類。小輪盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，和車把柄相識(shí)，通過簡(jiǎn)單命令

17、完成，。主要通過旋轉(zhuǎn)、拉伸切除材料實(shí)現(xiàn)，最后倒圓角完善并保存到工作目錄，如圖2.6 小輪盤。 圖2.6 小輪盤造型 2.7 車架的造型 車架部件是構(gòu)成自行車的基本結(jié)構(gòu)體，也是自行車的骨架和主體，其他部件也都是直接或間接安裝在車架上的。車架一般采用普通碳素銅管經(jīng)過焊接、組合而成。為了減輕管重量，提高強(qiáng)度，較高檔的自行車采用低合金鋼管制造。為了減少快速行駛的阻力，有的自行車還采用流線型的鋼管。由于自行車是依靠人體自身的驅(qū)動(dòng)力和騎車技能而行駛的，車架便成為承受自行車在行駛中所產(chǎn)生的沖擊載荷以及能否舒適、安全地運(yùn)載人體的重要結(jié)構(gòu)體，車架部件制造精度的優(yōu)劣，將直接影響乘騎的安全、平穩(wěn)

18、、和輕快。 下面簡(jiǎn)述一下內(nèi)圈的造型的基本造型過程： （1） 單擊新建零件，選擇公制模板。 （2） 選取“旋轉(zhuǎn)”命令，旋轉(zhuǎn)出圓柱體。 （3） 草繪掃描軌跡。 （4） 單擊“插入” →“掃描” →伸出項(xiàng)，選取第三步草繪的軌跡線，掃描出3個(gè)伸出項(xiàng)實(shí)體。 （5） 建立3個(gè)拉伸實(shí)體成管狀。 （6） 新建基準(zhǔn)面，草繪輪廓線。 （7） 單擊“插入” →“掃描混合”，掃描可變截面。 （8） 鏡像掃描混合。 （9） 新建基準(zhǔn)面，草繪后叉軌跡圖形。 （10） 在菜單欄的“插入” →“掃描混合”，掃描出后叉基本骨架，再用拉伸，建立上部分實(shí)體。 （11） 再建立基準(zhǔn)面，構(gòu)建自行車貨架部分，該部

19、分主要通過掃描命令完成。草繪掃描軌跡，單擊“插入” →“掃描” →伸出項(xiàng)，基本形狀繪制完成。 （12） 保存到工作目錄下。 （13） 如圖2.7 車架 圖2.7 車架造型 2.8 大輪盤的造型 大輪盤用高強(qiáng)度鋼材制成，保證其達(dá)到需要的拉力。 下面簡(jiǎn)述一下內(nèi)圈的造型的基本造型過程： （1） 單擊新建零件，選擇公制模板。 （2） 選取“旋轉(zhuǎn)”命令，旋轉(zhuǎn)出薄殼圓柱體，厚度為6。 （3） 草繪牙型，單擊“拉伸”按鈕，進(jìn)行切除材料。 （4） 對(duì)上一步的拉伸進(jìn)行陣列，個(gè)數(shù)為30。 （5） 拉伸切除材料，出大輪盤的四個(gè)圓柱孔和花紋孔。 （6） 利用“旋轉(zhuǎn)”命令，旋轉(zhuǎn)出中

20、間軸結(jié)構(gòu)。 （7） 草繪圖形，拉伸出一側(cè)連接桿。 （8） 同理，建立另一側(cè)連接桿。 （9） 草繪圓，單擊“拉伸”按鈕，拉伸出與腳蹬子連接的軸部分。 （10） 進(jìn)行倒圓角處理，完善過渡。 （11） 保存到工作目錄下。 （12） 如圖2.8 大輪盤。 圖2.8 大輪盤造型 2.9 鏈條的造型 鏈條又稱車鏈、滾子鏈，安裝在連輪和飛輪上。其作用是將腳踏力由曲柄、鏈輪傳遞到飛輪和后輪上，帶動(dòng)自行車前進(jìn)。鏈條是由一些相同結(jié)構(gòu)連接而成，主要用“拉伸”命令完成。草繪工作較為繁瑣，相同圖形較多，需要有耐心，完成后保存到工作目錄下，如圖2.9 鏈條。 圖2.9 鏈條造型 2

21、.10 手剎的造型 下面簡(jiǎn)述一下內(nèi)圈的造型的基本造型過程： （1） 單擊新建零件，選擇公制模板。 （2） 不同基面草繪圖形，使用拉伸命令兩次，實(shí)現(xiàn)大體特征。 （3） 新建基準(zhǔn)面，草繪圖形，單擊拉伸切除材料。 （4） 草繪圖形，單擊“拉伸”按鈕，拉伸出手剎的活動(dòng)部分。 （5） 實(shí)現(xiàn)平滑過渡，棱角處倒圓角。 （6） 完成后保存到工作目錄下。 （7） 如圖2.10手剎。 圖2.10 手剎造型 2.11 輪盤蓋的造型 下面簡(jiǎn)述一下內(nèi)圈的造型的基本造型過程： （1） 單擊新建零件，選擇公制模板。 （2） 草繪輪廓圖形，單擊“拉伸”按鈕，拉伸出厚度為2的薄板。在此基礎(chǔ)上拉

22、伸出側(cè)邊薄板，大體結(jié)構(gòu)完成。 （3） 草繪，插入文本輸入“飛鴿牌自行車”保證區(qū)域封閉。 （4） 選取實(shí)體表面，單擊“編輯” →“偏距”，選擇第二項(xiàng)具有拔模特征的偏距，草繪選擇第三部的草繪文本，完成后輸入偏距值、角度，方向?yàn)榇怪睂?shí)體表面向里。 （5） 選取實(shí)體表面，單擊“編輯” →“偏距”，選擇第二項(xiàng)具有拔模特征的偏距，草繪圖案，完成后輸入偏距值、角度，方向?yàn)榇怪睂?shí)體表面向里。 （6） 過渡處倒圓角。 （7） 如圖2.11 輪盤蓋。 圖2.11 輪盤蓋造型 2.12 車輪軸的造型 車輪軸結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單，是車輪心軸與輻條的連接部分。 下面簡(jiǎn)述一下內(nèi)圈的造型的基本造型

23、過程： （1） 單擊新建零件，選擇公制模板。 （2） 單擊“旋轉(zhuǎn)”按鈕，旋轉(zhuǎn)出基本形狀。 （3） 草繪圖形，單擊“拉伸”按鈕，切除材料。 （4） 陣列上步拉伸特征。 （5） 過渡處倒圓角。 （6） 保存到工作目錄下。 （7） 如圖2.12 車輪軸。 圖2.12 車輪軸造型 2.13 心軸的造型 心軸結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，為自行車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)支撐部分。首先用旋轉(zhuǎn)命令，再用執(zhí)行“插入” →“螺旋掃描” →切口,切出三角螺紋，如圖2.13 心軸。 圖2.13 心軸造型 2.14 瓦圈的造型 下面簡(jiǎn)述一下內(nèi)圈的造型的基本造型過程： （1） 單擊新建零件，選擇公制模板。

24、 （2） 草繪掃描軌跡線。 （3） 單擊“插入” →“掃描” →伸出項(xiàng)，軌跡為草繪圖形。 （4） 過渡處倒圓角。 （5） 保存到工作目錄下。 （6） 如圖2.14 車輪蓋。 圖2.14 瓦圈造型 2.15 螺母的造型 下面簡(jiǎn)述一下內(nèi)圈的造型的基本造型過程： （1） 單擊新建零件，選擇公制模板。 （2） 草會(huì)出正六邊形內(nèi)有一圓的封閉圖形，單擊拉伸按鈕指定厚度5。 （3） 單擊“旋轉(zhuǎn)”按鈕，切除材料。 （4） 鏡像旋轉(zhuǎn)特征。 （5） 倒圓角處理。 （6） 保存到工作目錄下。 （7） 如圖2.15螺母。 圖2.15 螺母造型 2.16 車座的造型 下面簡(jiǎn)

25、述一下內(nèi)圈的造型的基本造型過程： （1） 單擊新建零件，選擇公制模板。 （2） 草繪圖形，單擊“拉伸”按鈕，其厚度為70。 （3） 單擊“抽殼”按鈕，選擇移除面，輸入壁厚5。 （4） 草繪曲線封閉圖形，單擊“拉伸”按鈕，切除材料。 （5） 再用拉伸命令，拉伸出與車架連接的柱體特征。 （6） 過渡處倒圓角。 （7） 保存到工作目錄下。 （8） 如圖2.16 車座。 圖2.16 車座造型 2.17 腳蹬的造型 腳蹬部件裝配在中軸部件的左右曲柄上，是一個(gè)將平動(dòng)力轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)力的裝置，自行車騎行時(shí)，腳踏力首先傳遞給腳蹬部件，，然后由腳蹬軸轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄，中軸，鏈條飛輪，使后

26、輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使自行車前進(jìn)。因此腳蹬部件的結(jié)構(gòu)和規(guī)格是否合適，將直接影響騎車人的放腳位置是否合適，自行車的驅(qū)動(dòng)能否順利進(jìn)行。 下面簡(jiǎn)述一下內(nèi)圈的造型的基本造型過程： （1） 單擊新建零件，選擇公制模板。 （2） 草繪圖形，單擊“拉伸”按鈕，厚度為20。 （3） 草繪圖形，單擊“拉伸”按鈕為切除特征，形成大體形狀。 （4） 單擊“插入” →“掃描” →切口，生成腳蹬子側(cè)面凹槽部分。 （5） 棱角處倒圓角，實(shí)現(xiàn)平滑過渡，符合視覺感官。 （6） 利用旋轉(zhuǎn)功能，生成零件頂部球形凸起。 （7） 草繪圖形，單擊拉伸切除材料，此處為與大輪盤連接桿配合部分。 （8） 完成后保存到工作目錄下。

27、 （9） 如圖2.17 腳蹬。 圖2.17 腳蹬造型 第3章 自行車的裝配 零件設(shè)計(jì)好了，可以將其在組建模式下通過一定的方式組合在一起，從而造成一個(gè)組件或完整產(chǎn)品模型。 3.1 組建模式概述 零件裝配需要在專門的組件設(shè)計(jì)模式下進(jìn)行。在Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 中，可以按照以下步驟來(lái)創(chuàng)建一個(gè)組件設(shè)計(jì)文件： （1） 單擊新建按鈕，打開“新建”對(duì)話框。 （2） 在“類型”選項(xiàng)組中選擇“組件”單選按鈕，在“子類型”選項(xiàng)組中尋則“設(shè)計(jì)”單選按鈕，在“名稱”文本框中輸入組件名稱，清除“使用缺省模板”復(fù)選框，然后單擊“確定”按鈕。 （3） 彈出“新建文件選項(xiàng)”

28、對(duì)話框。從“模板”選項(xiàng)組的列表框中選擇“mmns _asm_design”，單擊“確定”按鈕。 在組件設(shè)計(jì)中（裝配設(shè)計(jì)），主要有兩種主流設(shè)計(jì)思路，即自底向上設(shè)計(jì)和自頂而下設(shè)計(jì)。通俗一點(diǎn)而言，前者是將已設(shè)計(jì)好的零部件按照一定的裝配方式添加到裝配體中；而后者則是從頂層的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)著手，由頂層的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)傳遞設(shè)計(jì)規(guī)范到所有相關(guān)子系統(tǒng)，從而有利于高效地對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)流程項(xiàng)目進(jìn)行協(xié)作管理。 在組件設(shè)計(jì)模式下，系統(tǒng)允許采用多種方法將元件添加到組件，包括使用放置定義集（簡(jiǎn)稱約束集）和使用元件界面自動(dòng)放置等。通常元件放置根據(jù)放置定義集而定，這些集合決定了元件與組件的相關(guān)方式及位置，這些集既可以是由用戶定義的，也可

29、以是預(yù)定義的。用戶定義的約束集含有0個(gè)或多個(gè)約束；預(yù)定義約束集（也叫連接）具有預(yù)定義數(shù)目的約束。 3.2 約束放置 約束放置是較為常用的裝配方式。在 Proe/ENGINEER Wildfire 4.0 元件放置操控板的約束列表框中，提供了多種放置約束的類型選項(xiàng)，包括缺省、固定、曲面上的邊、曲面上的點(diǎn)、直線上的點(diǎn)、相切、坐標(biāo)系、插入、匹配、對(duì)其、和自動(dòng)。 在使用約束放置選項(xiàng)時(shí)，需要注意約束放置的一般原則及注意事項(xiàng)。例如，“匹配”約束或“對(duì)齊”約束的一組參照的類型要相同（平面對(duì)平面、旋轉(zhuǎn)對(duì)旋轉(zhuǎn)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、軸對(duì)軸）；一次只能添加一個(gè)也是，譬如不能使用一個(gè)單一的“匹配”約束選項(xiàng)將一個(gè)零件上的兩個(gè)

30、不同的平面與另一個(gè)零件上的兩個(gè)不同的平面配對(duì)，二必須定義兩個(gè)單獨(dú)的“匹配”約束；元件的裝配需要定義放置約束集，放置約束集由若干個(gè)放置約束構(gòu)成，用來(lái)組合定義元件的放置和方向。  3.3 車架的裝配 （1） 單擊新建按鈕，打開“新建”對(duì)話框。 （2） 在“類型”選項(xiàng)組中選擇“組件”單選按鈕，在“子類型”選項(xiàng)組中選擇“設(shè)計(jì)”單選按鈕，在“名稱”文本框中輸入組件名稱為“zhuangpei”，清除“使用缺省模板”復(fù)選框，然后單擊“確定”按鈕。 （3） 彈出“新文件選項(xiàng)”對(duì)話框。從“模板”選項(xiàng)組的列表框中選擇“mmns_asm_design”，單擊“確定”按鈕。 （4） 在右工具箱中單擊將元

31、件添加到組件按鈕，彈出“打開”對(duì)話框。 （5） 通過“打開”對(duì)話框查找到“chejia”文件，單擊“打開”對(duì)話框。 （6） 出現(xiàn)元件放置操控板，在操控板的預(yù)算列表框中選擇“缺省”選項(xiàng)。 （7） 系統(tǒng)提示“狀態(tài)：完全約束”。在元件放置操控板中單擊完成按鈕，在默認(rèn)位置裝配第1個(gè)元件（默認(rèn)的組件坐標(biāo)系對(duì)齊元件坐標(biāo)系）。 圖3.1 車架裝配 3.4 前叉的裝配 （1） 在右工具箱中單擊將元件添加到組件按鈕，彈出“打開”對(duì)話框。 （2） 通過“打開”對(duì)話框查找到“qiancha”文件，單擊“打開”對(duì)話框。

32、（3） 在元件放置操控板的預(yù)定義集列表框中選擇“銷釘”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的軸。 （4） 再次在元件放置操控板的約束列表框中選擇“對(duì)齊”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的參照面。 （5） 系統(tǒng)提示“狀態(tài)：完成連接定義”。在元件放置操控板中單擊完成按鈕，完成第2個(gè)零件的裝配。 圖3.2 前叉裝配 3.5 心軸的裝配 （1） 在右工具箱中單擊將元件添加到組件按鈕，彈出“打開”對(duì)話框。 （2） 通過“打開”對(duì)話框查找到“xinzhou”文件，單擊“打開”對(duì)話框。 （3） 在元件放置操控板的預(yù)定義集列表框中選擇“銷釘”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的

33、一對(duì)對(duì)齊的軸。 （4） 再次在元件放置操控板的約束列表框中選擇“對(duì)齊”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的參照面。 （5） 系統(tǒng)提示“狀態(tài)：完成連接定義”。在元件放置操控板中單擊完成按鈕，完成第2個(gè)零件的裝配。 圖3.3 心軸裝配 3.6 車輪軸的裝配 （1） 在右工具箱中單擊將元件添加到組件按鈕，彈出“打開”對(duì)話框。 （2） 通過“打開”對(duì)話框查找到“chelunzhou”文件，單擊“打開”對(duì)話框。 （3） 在元件放置操控板的預(yù)定義集列表框中選擇“銷釘”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的軸。 （4） 再次在元件放置操控板的約束列表框中選擇“銷釘”

34、選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的參照面。 （5） 系統(tǒng)提示“狀態(tài)：完成連接定義”。在元件放置操控板中單擊完成按鈕，完成第3個(gè)零件的裝配。 圖3.4 車輪軸裝配 3.7 內(nèi)圈的裝配 （1） 在右工具箱中單擊將元件添加到組件按鈕，彈出“打開”對(duì)話框。 （2） 通過“打開”對(duì)話框查找到“neiquan”文件，單擊“打開”對(duì)話框。 （3） 在元件放置操控板的預(yù)定義集列表框中選擇“銷釘”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的軸。 （4） 再次在元件放置操控板的約束列表框中選擇“銷釘”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的參照面。 （5） 系統(tǒng)提示“狀態(tài)：完

35、成連接定義”。在元件放置操控板中單擊完成按鈕，完成第4個(gè)零件的裝配。 圖3.5 內(nèi)圈裝配 3.8 外帶的裝配 （1） 在右工具箱中單擊將元件添加到組件按鈕，彈出“打開”對(duì)話框。 （2） 通過“打開”對(duì)話框查找到“waidai”文件，單擊“打開”對(duì)話框。 （3） 在元件放置操控板的預(yù)定義集列表框中選擇“銷釘”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的軸。 （4） 再次在元件放置操控板的約束列表框中選擇“對(duì)齊”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的參照面。 （5） 系統(tǒng)提示“狀態(tài)：完成連接定義”。在元件放置操控板中單擊完成按鈕，完成第5個(gè)零件的裝配。

36、 圖3.6 外帶裝配裝配 3.9 自行車后輪的裝配 后輪的裝配和3.5、3.6、3.7方法一致，同理可得。 3.10 大輪盤的裝配 （1） 在右工具箱中單擊將元件添加到組件按鈕，彈出“打開”對(duì)話框。 （2） 通過“打開”對(duì)話框查找到“dalunpan”文件，單擊“打開”對(duì)話框。 （3） 在元件放置操控板的預(yù)定義集列表框中選擇“銷釘”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的軸。 （4） 再次在元件放置操控板的約束列表框中選擇“對(duì)齊”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的參照面。 （5） 系統(tǒng)提示“狀態(tài)：完成連接定義”。在元件放置操控板中單擊完成按鈕，完成

37、第7個(gè)零件的裝配。 圖3.7 大輪盤裝配 3.11 小輪盤的裝配 （1） 在右工具箱中單擊將元件添加到組件按鈕，彈出“打開”對(duì)話框。 （2） 通過“打開”對(duì)話框查找到“xiaolunpan”文件，單擊“打開”對(duì)話框。 （3） 在元件放置操控板的預(yù)定義集列表框中選擇“銷釘”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的軸。 （4） 在元件放置操控板的約束列表框中選擇“對(duì)齊”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的參照面。 （5） 系統(tǒng)提示“狀態(tài)：完成連接定義”。在元件放置操控板中單擊完成按鈕，完成第8個(gè)零件的裝配。 圖3.8 小輪盤裝配

38、3.12 腳蹬的裝配 （1） 在右工具箱中單擊將元件添加到組件按鈕，彈出“打開”對(duì)話框。 （2） 通過“打開”對(duì)話框查找到“jiaodengzi”文件，單擊“打開”對(duì)話框。 （3） 在元件放置操控板的預(yù)定義集列表框中選擇“銷釘”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的軸。 （4） 在元件放置操控板的約束列表框中選擇“對(duì)齊”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的參照面。 （5） 在元件放置操控板中單擊完成按鈕。完成第9個(gè)零件的裝配。 圖3.9 腳蹬裝配 3.13 鏈條的裝配 （1） 在右工具箱中單擊將元件添加到組件按鈕，彈出“打開”對(duì)話框。 （2

39、） 通過“打開”對(duì)話框查找到“l(fā)iantiao”文件，單擊“打開”對(duì)話框。 （3） 在元件放置操控板的約束列表框中選擇“對(duì)齊”選項(xiàng)，選擇元件和組件的兩對(duì)對(duì)齊的軸，分別是大輪盤和心軸的基準(zhǔn)軸。 （4） 在元件放置操控板的約束列表框中選擇“對(duì)齊”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的參照面。 （5） 系統(tǒng)提示“狀態(tài)：完成連接定義”。在元件放置操控板中單擊完成按鈕，完成第10個(gè)零件的裝配。 圖3.10 鏈條裝配 3.14 輪盤蓋的裝配 （1） 在右工具箱中單擊將元件添加到組件按鈕，彈出“打開”對(duì)話框。 （2） 通過“打開”對(duì)話框查找到“l(fā)unpanai”文件，

40、單擊“打開”對(duì)話框。 （3） 在元件放置操控板的約束列表框中選擇“對(duì)齊”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的軸。 （4） 在元件放置操控板的約束列表框中選擇“對(duì)齊”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的參照面，在偏移類型輸入框中選擇角度偏移，角度為170。 （5） 在元件放置操控板的約束列表框中選擇“匹配”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的參照面。 （6） 系統(tǒng)提示“狀態(tài)：完全定義”。在元件放置操控板中單擊完成按鈕，完成第11個(gè)零件的裝配。 圖3.11 輪盤蓋裝配 3.15 車把的裝配 （1） 在右工具箱中單擊將元件添加到組件按鈕，彈出“打開”對(duì)話框

41、。 （2） 通過“打開”對(duì)話框查找到“cheba”文件，單擊“打開”對(duì)話框。 （3） 在元件放置操控板的約束列表框中選擇“對(duì)齊”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的軸。 （4） 在元件放置操控板的約束列表框中選擇“匹配”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊參照面。 （5） 在元件放置操控板的約束列表框中選擇“對(duì)齊”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊參照面。 （6） 系統(tǒng)提示“狀態(tài)：完全定義”。在元件放置操控板中單擊完成按鈕，完成第12個(gè)零件的裝配。 圖3.12 車把裝配 3.16 車把柄的裝配 （1） 在右工具箱中單擊將元件添加到組件按鈕，彈出“打開”

42、對(duì)話框。 （2） 通過“打開”對(duì)話框查找到“chebabing”文件，單擊“打開”對(duì)話框。 （3） 在元件放置操控板的約束列表框中選擇“插入”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊面。 （4） 在元件放置操控板的約束列表框中選擇“匹配”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的參照面，在偏移類型輸入框中選擇偏移，偏移值為50。 （5） 通過鏡像工具裝配另一個(gè)車把柄。 （6） 系統(tǒng)提示“狀態(tài)：完全定義”。在元件放置操控板中單擊完成按鈕，完成第13個(gè)零件的裝配。 圖3.13 車把柄裝配 3.17 車座的裝配 （1） 在右工具箱中單擊將元件添加到組件按鈕，彈出“打開”對(duì)話框

43、。 （2） 通過“打開”對(duì)話框查找到“chezuo”文件，單擊“打開”對(duì)話框。 （3） 在元件放置操控板的約束列表框中選擇“匹配”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的參照面。 （4） 在元件放置操控板的約束列表框中選擇“對(duì)齊”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊的軸。 （5） 在元件放置操控板的約束列表框中選擇“對(duì)齊”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊參照面。 （6） 系統(tǒng)提示“狀態(tài)：完全定義”。在元件放置操控板中單擊完成按鈕，完成第14個(gè)零件的裝配。 圖3.14 車座裝配 3.18 瓦圈的裝配 （1） 在右工具箱中單擊將元件添加到組件按鈕，彈出“

44、打開”對(duì)話框。 （2） 通過“打開”對(duì)話框查找到“qianlungai”文件，單擊“打開”對(duì)話框。 （3） 在元件放置操控板的約束列表框中選擇“對(duì)齊”選項(xiàng)，分別選擇元件和組件的一對(duì)對(duì)齊參照面，擺放到合適位置，點(diǎn)擊“確定”， 完成第14個(gè)零件的裝配。 圖3.15 瓦圈裝配 第4章 自行車的仿真 4．1 機(jī)構(gòu)仿真的作用 利用ProE軟件建立的機(jī)械系統(tǒng)的三維模型和力學(xué)模型， 在計(jì)算機(jī)上創(chuàng)建機(jī)械產(chǎn)品的電子樣機(jī)，并對(duì)該產(chǎn)品在投入使用后的各種工況進(jìn)行仿真分析，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的整體性能，在預(yù)測(cè)分析過程中發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)而改進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，直至獲得最佳設(shè)計(jì)方案。 4．2 機(jī)構(gòu)仿真類型

45、 （1） 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真。 （2） 動(dòng)力學(xué)仿真。 （3） 控制理論仿真。 4．3 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真步驟 （1） 創(chuàng)建零件模型。使用各種特征創(chuàng)建工具創(chuàng)建模型。 （2） 組裝零件模型。使用裝配命令，組裝零件模型，生成連接。 （3） 運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)置。按產(chǎn)品要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)定義。 （4） 仿真結(jié)果分析。對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析保存。 4．4 機(jī)構(gòu)功能 （1） 單擊“機(jī)構(gòu)” →“伺服動(dòng)機(jī)”或直接單擊工具欄圖標(biāo)→“新建”→彈出“伺服電動(dòng)機(jī)定義”對(duì)話框→選擇兩連接件間的連接軸→選擇“速度”類型→選擇“?！睘槌?shù)→輸入A為20→單擊應(yīng)用→確定→回到“伺服電動(dòng)機(jī)定義”對(duì)話框→關(guān)閉。 （2） 單擊彈出“分析”對(duì)

46、話框→點(diǎn)擊“新建”→接受默認(rèn)的名稱→選擇分析類型為“運(yùn)動(dòng)學(xué)”→輸入運(yùn)行時(shí)間為20→接受下面所有默認(rèn)的選項(xiàng)→點(diǎn)擊“運(yùn)行”→運(yùn)行完后確定→回到“分析”對(duì)話框→關(guān)閉。 （3） 點(diǎn)擊進(jìn)入“回放”對(duì)話框→繼續(xù)按→彈出“動(dòng)畫”對(duì)話框→按播放，察看運(yùn)動(dòng)情況 （4） 最后對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行保存。 第5章 小結(jié) 本次設(shè)計(jì)是基于三維建模軟件的自行車造型系統(tǒng)，通過造型、裝配、仿真對(duì)Proe和自行車有了深刻的了解及進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的中，遇到了許多的困難，深刻體會(huì)到了學(xué)習(xí)專業(yè)理論知識(shí)的重要性，除此之外還要通過積極實(shí)踐努力提高的專業(yè)技能。在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，查閱了造型設(shè)計(jì)、材料分析、機(jī)構(gòu)原理等資料，

47、參考了一些專業(yè)書籍，克服了一些問題，從中我學(xué)到了很多，這對(duì)我以后走上工作崗位有了很大幫助。此次設(shè)計(jì)不僅鍛煉了我分析問題和解決問題的能力，并讓我對(duì)PRO/E軟件操作使用有了很大進(jìn)步，領(lǐng)悟到了Pro/E的三維造型理念、造型方法及技巧，迅速提高了三維造型能力，從而培養(yǎng)我的探索、創(chuàng)新能力、設(shè)計(jì)能力、分析和解決問題的能力、獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力。 自行車的造型部分，主要是用Pro/ENGINEER的零件模塊。Proe基礎(chǔ)特征可以說(shuō)是最基本的實(shí)體或曲面形式的特征，基礎(chǔ)特征主要包括拉伸特征、旋轉(zhuǎn)特征、可變剖面掃描特征和混合特征。這一類特征具有一個(gè)共性，就是需要定義所需要的相關(guān)剖面，然后將剖面經(jīng)過一定的基本方式處理

48、來(lái)建構(gòu)出形狀，自行車的各部件都是通過這些基礎(chǔ)特征構(gòu)建而成。 自行車的裝配和仿真，主要是用Pro/ENGINEER的組件設(shè)計(jì)模塊。先調(diào)入車架，固定為缺省狀態(tài)，然后以其為參考逐個(gè)調(diào)入零件，選擇連接方式，為以后機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)做準(zhǔn)備。 在機(jī)械制圖等方面我看圖、讀圖、制圖能力等有了很大的提高。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我還學(xué)會(huì)了許多新的知識(shí)，提高了查找資料等能力。對(duì)我所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)有了更清楚的認(rèn)識(shí)，能夠較好地綜合地運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)和技能。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)Proe三維造型軟件、自行車、課題設(shè)計(jì)等有了更為深刻的了解，PRO/E是全世界最普及的3D CAD/CAM系統(tǒng)．被廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械、模具、工業(yè)設(shè)計(jì)、汽車

49、、機(jī)車、自行車、航天、家電、玩具等各行業(yè)．PRO/E可謂是個(gè)全方位的三維產(chǎn)品開發(fā)軟件，整合了零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、數(shù)控加工、板金設(shè)計(jì)、鑄造件設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、逆向工程、自動(dòng)測(cè)量、機(jī)構(gòu)模擬、應(yīng)力分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)管理等功能于一體。 在這里我也深刻的意識(shí)到自己實(shí)踐方面是很不夠的，這促使我在以后的工作中多去領(lǐng)悟和學(xué)習(xí)。 致謝 感謝學(xué)校給予我們一次鍛煉的機(jī)會(huì)，使自己在軟件造型方面得到了進(jìn)一步的提升，認(rèn)識(shí)到理論與實(shí)踐之間有著較大的差距。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，老師對(duì)該設(shè)計(jì)從選題，構(gòu)思到最后定稿的各個(gè)環(huán)節(jié)給予細(xì)心指引與教導(dǎo),使我們得以最終完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。感謝同學(xué)們?cè)谟龅嚼щy時(shí)給予我及時(shí)的幫助。這三年中還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助。在此，謹(jǐn)向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意！ 最后，我們要向百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱，評(píng)議和參與論文答辯的各位老師表示感謝。 附錄圖 附圖1 自行車主視圖 附圖2 自行車俯視圖  附圖3 自行車左視圖 附圖4 自行車軸測(cè)圖 35