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1、机电一体化系统设计课程设计题目 跑车的建模设计 姓名 学号 年级与专业 指导教师 课程设计任务书一、题目：跑车的建模设计二、研究内容与目标：本设计主要的研究内容是跑车的建模设计。其主要内容包括：1. 跑车Pro/e造型;2. 跑车的装配；三、研究方法：在Pro/ENGINEER对跑车进行三维建模，分为草绘，实体化，装配等几个重要的步骤。在进行跑车的设计过程中，设计综合运用到拉伸、扫描、混合、等基本建模方法；曲面修剪、合并、偏移、曲面替换实体等复杂曲面建模方法；剖面圆顶等高级建模方法。 利用Pro/E装配模块，把跑车的各个零件装配好，装配的约束可分成两大类，分别是无连接接口的约束和有连接接口的约
2、束，无连接口的约束主要用于一般的装配中，使用这种装配方法装配上去的零件不具有自由度，零件之间不能做任何相对运动，有连接口的约束主要是用于解决机构的相对运动问题。四、主要参考文献：1 欧阳波仪、彭广威。Pro/NGINEER Wildfire 4.0 项目实例教程2 马军.基于PRO/E的曲面反求技术研究.科学与研究J,2008,(1):36-38.3 宋相坤,杜长龙,刘伟.基于PRO/E的产品设计自动化J.机械设计与制造,2006,( 6):148-1494 欧杰.美的饮水机3012系列“三水博士”设计探讨J.现代家电,2004, (20) :59-605 盖立武,董国新.基于PRO/E产品设
3、计的快速成型技术J. 苏州市职业大学学报,2008,(19):37-39.6 曹萃文,陈建政,张寅静.基于PRO/E的逆向设计数据处理J.组合机床与自动化加工技术,2004,(3):64-67.7 朱新莲.基于PRO/E软件的剖面绘制技术J.老区建设,2008,(18):55 目 录摘 要I1 绪论11.1Pro/e简介11.2跑车简介12跑车Pro/e造型32.1跑车外壳造型设计32.2跑车车轮设计183 跑车的装配223.1新建装配环境223.2装配步骤23设 计 总 结25致 谢 语26参 考 文 献27跑车的建模设计摘要：简述了跑车的组件图绘制和零件图的装配，详细说明了跑车的车身外壳和
4、车轮设计的基本流程，其中观察零件图的分析方法，在绘图过程通过观察跑车外壳，进行模拟操作。通过这种方法来进行理论与实际的结合练习，以此学会举一反三通过这样来学会PRO/E的各种操作。 关键词：跑车 绘制 PRO/E 1 绪论1.1pro/E简介Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（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，
5、特别是在国内产品设计。1Pro/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。 Pro/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。1.2跑车简介19世纪末，英国自行车设计师詹姆斯斯塔利(JamesStarley)和威廉希尔曼(WilliamHillman)发明了钢丝辐条车轮，这使得他们制
6、造的自行车比当时的其他车型轻便了许多。两人决定以莎士比亚暴风雨一剧中来无影、去无踪的淘气精灵Ariel的名字来命名他们的自行车。一百年后，这个名字仍然代表着其创新的设计及精湛的工艺。 原子跑车是西 蒙桑德斯(SimonSaunders)的杰作。这位英国的汽车设计师曾为VanVeen和Norton公司设计过摩托车，还为通用汽车公司、阿斯顿马丁和保时捷公司设计过汽车。担任Ariel汽车公司的主管后，桑德斯开始设计一款新车，旨在让驾驶员既可体验摩托车的刺激又拥有汽车的安全。这项工作的成果就是原子跑车。许多人把这种车描述为集喷气式飞机、赛车和高性能摩托车于一体的汽车。 Ariel汽车公司的摩托车远比汽
7、车有名。创立于1898年的Ariel公司是英国机动车界的元老之一。该公司从1902年开始制造和生产350cc和500cc排量的两轮摩托车，一直持续到二十世纪五十年代末。功率可达26马力，最高时速超过144公里/小时的两轮摩托VH500红色猎人便是Ariel公司的知名车型。 然而Ariel公司最有名的摩托车还要算1937年推出的SquareFour。生产初期，SquareFour发动机的排量在500-600cc之间。到后来发动机的最大排量稳定在997cc，输出功率达到45马力，使摩托车的时速飙升至160多公里/小时。SquareFour的发动机设计工作由爱德华特纳负责，后来他加入了Triumph
8、摩托车，在他的指导下，该公司于1937和1938年相继推出了TriumphTiger和SpeedTwin两款车型。 SquareFour虽受欢迎，但是它车身沉重、价格昂贵。二战后，Ariel公司对这款摩托车进行了重新设计，改用更轻的铝制发动机、伸缩式前叉和后悬架。尽管采取了种种革新措施，但SquareFour最终还是迫于竞争压力，在1958年推出其最后一款车型后停产。 Ariel汽车公司尽管以摩托车而闻名，但多年来它也一直在生产各种汽车、三轮车、四轮车、货车以及军用车辆。20世纪初，公司尝试性地推出在当时非常先进的四缸汽车Aero-Simplex。水冷型Aero-Simplex的创意来自于梅赛
9、德斯的四缸设计，其功率可达30马力。Ariel还尝试推出过一些六缸、功率可达60马力的车型，但它们却不是很受欢迎。1918年后，该公司推出Ariel9车型，这是它在小型车市场进行的最后尝试。2000年，首款原子跑车的推出使得Ariel这个名字在沉寂了27年后重获新生。 正如前面提到的，Brammo公司销售的原子跑车使用通用汽车公司Ecotec发动机，而不是Ariel公司指定的本田iVTEC。除此之外，Brammo严格按照西蒙桑德斯的初衷，每一辆原子跑车都手工制造，而且每次只生产一辆。到现在为止，Brammo已经造好了6辆车，还有50辆的订货。每月都会有10名潜在客户飞抵公司进行试驾。该公司计划
10、五年后汽车年产量达一千辆，销售额达8千万美元。 然而Brammo公司的抱负并不仅仅是在原子跑车上获得成功。首席设计师布雷恩怀斯曼(BrianWismann)是Daytona赛车的车身设计资深专家，他现在正在加紧研制Brammo公司自己的特制汽车系列。其中之一便是BrammoRogueGT，这将是第一辆在本土设计和制造、向全球销售的V12美国超级车。公司还计划生产价格在20万美元以下的V8超级车，将命名为RoninGT。此外还有环保的电动车和用液态丙烷或氢做替代燃料的赛车等。 如此说来，我们会看到原子跑车在州际公路上呼啸而过，或是在乡间道路疾驰而过、一骑绝尘吗？这不太可能原子跑车行驶在公路上应该
11、是难得一见的。毕竟，只有套装车辆才能合法上路，而在美国，只有很少几辆注册的原子跑车。对于自行采购部件组合起来的原子汽车，则只作为比赛用车出售，是不能上路的。但是在美国的赛车道上，原子跑车将继续创造新的记录，不断开创新的奇迹。 2 跑车Pro/E造型图2-1 跑车三维模型2.1 跑车外壳设计1、如何开始三维造型（1）运行Pro/e5.0软件，选择【文件】-【新建】命令，或单击工具栏中，系统弹出【新建】对话框，如2-2所示（2）选择【零件】类型和【实体】子类型，取消【使用缺省模板】复选框的选项，单击按钮，系统自动进入【新文件选项】对话框，选择【mms-part-solid】公制模板，单击按钮进入草
12、绘界面，如2-3所示 图2-2 【新建】对话框 2-3 草绘界面2、跑车外壳设计（1）选择菜单栏【插入】-拉伸命令，或单击工具栏的按钮，系统弹出【拉伸】操作面板，单击【放置】-【定义】按钮，系统弹出【草绘】按钮，系统弹出【草绘】对话框，在界面选取TOP基准面作为草绘平面，选取RIGHT基准平面作为参考平面，单击按钮进入草绘界面，绘制如图2-4所示截面。 2-4 截面草图 2-5截面拉伸图（2）绘制好截面后，单击工具栏上的按钮，系统返回到操控界面，在文本框中输入深度值【600】，单击操控面板上的按钮，完成拉伸操作，如图2-5所示。（3）选择选择菜单栏【插入】-拉伸命令，或单击工具栏的按钮，系统弹
13、出【拉伸】操作面板，单击【放置】-【定义】按钮，系统弹出【草绘】按钮，系统弹出【草绘】对话框，在界面选取TOP基准面作为草绘平面，选取RIGHT基准平面作为参考平面，单击按钮进入草绘界面，绘制如图2-6所示截面。 2-6 草绘界面 2-7 拉伸剪切效果图（4）绘制好截面后，单击工具栏上的按钮，系统返回到操控界面，在文本框中输入深度值【2000】，单击操控面板上的按钮，完成拉伸剪切操作，如图2-7所示。（5）单击按钮，选择TOP平面为镜像平面完成镜像。（6）选择菜单栏【插入】-拉伸命令，或单击工具栏的按钮，系统弹出【拉伸】操作面板，单击【放置】-【定义】按钮，系统弹出【草绘】按钮，系统弹出【草绘
14、】对话框，在界面选取TOP基准面作为草绘平面，选取RIGHT基准平面作为参考平面，单击按钮进入草绘界面，绘制如图2-8所示。 2-8 草绘界面(7)绘制好截面后，单击工具栏上的按钮，系统返回到操控界面，在文本框中输入深度值【1000】，单击操控面板上的按钮，完成拉伸操作，如图2-5所示。(8)单击按钮，找到点击选择按钮，草绘扫描轨迹如2-9所示，属性选择，扫描截面草绘轨迹如2-10所示，扫描方向如2-11所示 2-9扫描截面草绘轨迹 2-10扫描截面草绘轨迹 2-11扫描方向（9）点击按钮选取TOP为镜像平面，镜像左边的进气口，（10）草绘平面如2-12所示，选择按钮进行拉伸，在文本框输入深度
15、值为【300】点击操控面板上按钮，完成拉伸操作。 2-12 拉伸图（11）由于右边的和左边一样，选用镜像，选择按钮，选择TOP平面，进行镜像，完成镜像后，选择草绘轨迹如2-13所示，合并自由端，截面草图如2-13所示，方向选择正向，完成切割后，由于右边的和左边一样，选用镜像，选择按钮，选择TOP平面，进行2-14的的步骤。 2-13 草绘轨迹 2-14 步骤（12）单击工具栏的按钮，系统弹出【拉伸】操作面板，单击【放置】-【定义】按钮，系统弹出【草绘】按钮，系统弹出【草绘】对话框，在界面选取TOP基准面作为草绘平面，选取RIGHT基准平面作为参考平面，单击按钮进入草绘界面，绘制如图2-15所示
16、。 2-15 草绘界面 2-16拉伸效果图（13）绘制好截面后，单击工具栏上的按钮，系统返回到操控界面，在文本框中输入深度值【1084】，单击操控面板上的按钮，完成拉伸剪切操作，如图2-16所示（14）单击工具栏的按钮，系统弹出【拉伸】操作面板，单击【放置】-【定义】按钮，系统弹出【草绘】按钮，系统弹出【草绘】对话框，在界面选取基准面作为草绘平面，单击按钮进入草绘界面，绘制如图2-17所示。绘制好截面后，单击工具栏上的按钮，系统返回到操控界面，在文本框中输入深度值【70】。（15）倒圆角 2-17草绘界面（16）点击按钮，新建平面DTM4，以TOP为基准面偏移1087，如图2-18所示，点击按
17、钮完成新建平面的建立。 2-18新建平面（17）进入新建平面DTM4，进行草绘，草绘如图2-19所示，草绘完成后点击，完成DTM4平面的草绘。2-19 DTM4平面的草绘（18）绘制好截面后，单击工具栏上的按钮，系统返回到操控界面，在文本框中输入深度值【555】，单击操控面板上的按钮，完成拉伸剪切操作，如图2-20所示。、 2-20 拉伸剪切（19）右边用镜像，镜像平面才用TOP基准平面。（20）点击草绘按钮，选择TOP平面，进入草绘界面，选择RIGHT参照基准平面，进行草绘。草绘轨迹如图2-21所示，点击按钮，完成草绘。 2-21草绘轨迹（21）绘制好截面后，单击工具栏上的按钮，系统返回到操
18、控界面，在文本框中输入深度值【1002】，单击操控面板上的按钮，完成拉伸剪切操作，如图2-21所示，完成拉伸后点击按钮，完成拉伸。 2-21完成拉伸（22）新建平面DTM5，以FRNT为基准平面平移342。（23）点击 ， 按钮，进行扫描切口的草绘轨迹绘制，草绘轨迹如2-22所示，选择自由端，草轨迹完成后点击按钮，进入草绘截面，轨迹如图2-23所示，选择正向，点击按钮，完成扫描切割。 2-22 草绘轨迹2-23 扫描切割（24）点击按钮，选RIGHT为草绘平面，进入草绘截面，选择TOP为基准平面绘制，方向为底部，草绘轨迹如图2-24所示，按完成草绘。 2-24草绘轨迹（25）点击按钮进行拉伸，
19、点击按钮，在文本编辑框内输入深度值【1500】，拉伸方向如图2-25所示。 2-25拉伸方向（26）点击按钮，选DTM4为草绘平面，进入草绘截面，选择RIGHT为基准平面绘制，方向为右，草绘轨迹如图2-26所示，按完成草绘。 2-26 草绘轨迹（27）点击按钮进行拉伸，点击按钮，在文本编辑框内输入深度值【1500】，拉伸方向如图2-27所示。 2-27拉伸方向（28）点击按钮，选DTM5为草绘平面，进入草绘截面，选择RIGHT为基准平面绘制，方向为右，草绘轨迹如图2-1-28所示，按完成草绘。 2-28 草绘轨迹（29）新建平面DTM6，以RIGHT为基准面平移1218。（30）点击按钮，选D
20、TM6为草绘平面，进入草绘截面，选择TOP为基准平面绘制，方向为底部，草绘轨迹如图2-29所示，按完成草绘。点击按钮进行拉伸，点击按钮，在文本编辑框内输入深度值【1102.50】，拉伸方向如图2-30所示。 2-29 草绘轨迹 2-30 拉伸效果（30）点击按钮，选曲面为草绘平面，进入草绘截面，选择TOP为基准平面绘制，方向为右，草绘轨迹如图2-31所示，按完成草绘。点击按钮进行拉伸，点击，按钮，完成拉伸操作。 2-31草绘轨迹（31）倒圆角，新建平面DTM7，以曲面F63为基准平移5.(32)选择,草绘轨迹如图2-32所示，选择自由端，完成草绘后进入草绘截图截面，进行草绘截图的轨迹绘制，如图
21、2-33，方向正向，完成后选择完成扫描切割 2-32草绘截图截面 2-33草绘截图的轨迹绘制（33）新建平面DTM8，以RIGHT为基准平面，偏移1992。（34）点击曲线按钮，进入曲面，曲线类型选自由，连结类型，选择添加点，相切定义选择曲线/边/轴，选择第一方向和第二方向，（35）最后车体外壳完成后如图2-34所示。 2-34车体外壳完成图2.2跑车车轮设计1、 轮胎的形体绘制（1） 点击草绘按钮，选择FRONT为基准平面，草绘视图方向选择反向，草绘参照选择RIGHT，方向为右，绘制草绘图如2-35所示。 2-35草绘图（2）完成草绘2-35后，选择点击旋转按钮，完成旋转，倒圆角值为22，完
22、成后如图2-36所示 2-36倒圆角（2） 新建平面DTM1，草绘轮胎表面纹路，草绘图为2-37所示，完成后，选择阵列， 2-37草绘图 （3）做轮胎内圈，草绘图如2-38所示，完成后，拉伸，拉伸深度为229，点击去除材料。 2-38轮胎内圈草绘图（4）选择TOP为草绘平面，草绘参照为RIGHT，方向为右，草绘图纸如2-39所示，完成后进行旋转去除材料。 2-39旋转去除材料效果图（5）内部圆圈，直径为343.37，绘制好后，进行双向拉伸，拉伸深度为69。选择曲面绘制轮胎内部形状，草绘如2-40所示。2-40内部圆圈（6）完成2-40图后进行拉伸去除材料，拉伸深度为22，完成后进行阵列，另外一
23、面进行镜像，镜像平面选择为RIGHT基准平面。（7）画出2-41所示图，进行拉伸做出轮胎最内部的小圆外廓。 2-41轮胎最内部的小圆外廓（8）倒圆角，画内圆小孔进行拉伸。拉伸深度为222。最后完成后，轮胎形状为2-42所示。 2-42轮胎形状3 跑车的装配3.1 装配准备 （1）单击新建按钮，在弹出的截面上选取【组件】，不使用【使用缺省模板】，点击确定，如图3-1所示。（2）选择【mmsn-asm-design】公制模板，点单击【确定】按钮进入装配环境，如图3-2所示。 3-1新建 3-2装配环境3.2装配步骤(1) 点击按钮，进行组件添加，【打开】对话框中选取“新级跑车”文件，单击【打开】，
24、进入组装环境，如3-3所示。 3-组装环境（2）单击【自动】下拉菜单，选择【缺省】，完成调入操作。（3）同样的添加方法添加轮胎，利用约束【插入】、【匹配】约束将其进行约束，如图3-4所示。 3-4添加轮胎（4）同理完成其他3个车轮的装配。装配完成，如3-5所示。 3-装配完成图设 计 总 结在大学的学习过程中，毕业设计是一个重要的环节，是我们步入社会参与实际项目的规划建设的一次极好的演示.毕业设计是四年学习的总结和提高，和做科研开发工作一样，要有严谨求实的科学态度。毕业设计有一定的学术价值和实用价值，能反映出作者所具有的专业基础知识和分析解决问题的能力。此次毕业设计是我们从大学毕业生走向未来工
25、作重要的一步。从最初的选题，开题到分析调查、绘图直到完成设计。其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。在毕业设计期间，尽可能多的阅读文献资料是很重要的，一方面是为毕业设计做技术准备，另一方面是学习做毕业设计的方法。一次优秀的设计对启发我们的思维，掌握设计的规范、流程、具体操作都很有帮助。但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对材料的不了解，对具体设计涉及到的规范要求的不熟悉等等，需要在做的过程中需要去不断的翻阅相关的资料和书籍，这降低了自己的速度和设计的进程，但这个过程对我来说是对自己知识的不足处的
26、一个很好的补充和对已学过知识的一个巩固。这个过程虽然是有一定的难度但还是通过自己的慢慢的摸索和老师的指导下从熟悉到上手，经过这次努力对自己的信心很好的提高。通过这样的一个自己从开始到结束全程自己参与的设计来说对知识的了解和掌握是纯理论的学习远远达不到的效果。这次实践是对自己大学四年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己 成为一个可以参与工作能独立完成设计的人。致 谢 经过不懈的努力，我的论文终于得于完成。由于自身的知识有限，对于论文的完成不免有些力不从心。还好有我的老师、同学以及学者们的著作才使得我能够顺利地完
27、成本篇论文。机械专业的老师们在我大学的前三年里不辞辛苦地把他们所学的知识分享给了我，这为我的设计埋下了基础。从论文的选题、收集资料、设计的过程都是在邱丽梅老师的精心指导下进行，邱老师为我拨开设计道路上的云雾，为我指引了设计的方向，时刻关注我的设计进度并在设计的过程中帮我找出问题、提出修改建议并慷慨地给予她独特的见解。论文的再三修改更是让她费心费力。 谨借此版面向曾经帮助我完成论文的所有人致于我诚挚的谢意。感谢全体老师们的慷慨分享和精心栽培；感谢邱老师的悉心引导，为我提供的宝贵意见和帮助，以及为我论文花费的每一份心思；感谢同学们一路的陪伴和帮助；同时也得感谢在本文被我引用的著作的作者。最后，感谢
28、您的阅读，不足之处请多指正！参 考 文 献1 林清安，Pro/ENGINEER2001 零件设计，基础篇，北京；清华大学出版社，2001.2 林清安，Pro/ENGINEER2001 零件设计，高级篇，北京；清华大学出版社，2001.3 林迎春，Pro/ENGINEER2001 曲面设计，北京；北京大学出版社，2002.4 张鹏飞，李德法，基于Pro/E的双系杆行星轮机械手的运动及仿真J，许昌烟草机械有限公司，2007.5 杨宁宁，孙晓红，李乃文，Pro/ENGINEER Wildfire4.0,曲面设计与实例2008.6 朱玉红，Pro/ENGINEER Wildfire4.0，应用教程 西
29、安电子科技大学出版社.7 彭海涛，Pro/ENGINEER 2000，人民邮电大学出版社，2004.8 刘在华，郭纪明Pro/ENGINEER 培训教程，清华大学出版社，2007.9 詹友刚，Pro/ENGINEER Wildfire3.0，快速入门教程，2006.10 杨小军，Pro/ENGINEER 项目教程 北京；清华大学出版社，北京交通大学出版社，2010.11 杨小军，MasterCAM X3 项目教程 北京；清华大学出版社，北京交通大学出版社，2010.12 林清安，完全精通Pro/ENGINEER 野火4.0中文版综合教程，北京；电子工业出版社，2009,5.13 张根华，黄利，张华，精通Pro/ENGINEER Wildfire4.0中文版模具设计，北京；科学出版社，2009.14 刘力，机械制图，北京；高等教育出版社，2004.715 刘建安，丁敬平，机械设计基础，长沙；国防科技大学出版社，2008.1.16 彭少富，计算机应用，湖南科学技术出版社，2002.8 感谢您的阅读
