Proe毕业设计说明书.docx

《Proe毕业设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Proe毕业设计说明书.docx（24页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、YONGZHOU VOCATIONAL TECHNICAL COLLEGE毕业设计（论文）课题名称：变形金刚PRO/E三维设计系别：机械工程系专业：机电一体化年级：姓名：学号：指导教师：2011年*月摘要本论文主要是在PRO/E软件设计平台上完成玩具变形金刚的三维造型设计。 在整个设计过程中，主要对变形金刚的各个零部件进行造型设计和着色渲染，最 后对各个零部件进行虚拟装配、动态仿真、全局干涉检查。通过对变形金刚的系 统设计，肯定了 PRO/E软件在造型设计、基本特征创建、组件虚拟装配、动态 仿真、着色渲染等方面的优势，从而使设计工作直观化、高效化、精确化。并精 确证明了 PRO/E软件在产品的

2、研究和开发中具有很重要的意义。关键字：PRO/E、三维造型设计、零件装配、动态仿真目录第一章绪论31.1产品概述31.2 Pro/ENGINEER 的应用5第二章零件的三维建模62.1主体的创建62.2车轮的创建9第三章产品装配建模113.1产品装配分析113.2产品装配过程113.3产品装配爆炸图第四章工程图的创建144.1主体零件工程图的创建144.2其他零件工程图的创建154.3总装配图工程图的创建16第五章动态仿真175.1模型分析175.2动态分析17第六章设计小结20致谢20参考文献21第一章绪论科学技术的迅猛发展，以前所未有的速度冲击和改变着我们的生活水平和生 产方式。物质的极大

3、丰富，使人们对各种产品的要求发生了根本性的变化。纯功 能性的产品已经满足不了人们的生活需要。艺术的形态、人性化的设计成为大众 首选的时尚，二十一世纪是设计的世纪，在激烈的市场竞争中，出色的造型设计 将是企业成功的重要因素，因为它可以创造产品的个性，提升品牌的价值，使 产品更具竞争力。1、1产品概述变形金刚（the Transformers）是从1984年起至今美国孩之宝（Hasbro）公司 与日本TAKARA （夕力）公司合作开发的系列玩具和推出的系列动画片/影片 的总称。但因为对动画片不甚了解的成年人的误解，在一定程度上广义地扩展到 各种（能够变形的）机器人玩具和动画片。有多部单机游戏和小游

4、戏以此为名， 或与变形金刚相关。变形金刚擎天柱是汽车人的首领。很多年前他被“the Matrix ofLeadership （植于机器人首领胸中的一种固件，相当于王冠）选中成为新的首领， 他谦逊的接受了，从此由赛伯顿星球（Cybertron）上一名普通的劳动阶级机器人 变成了宇宙中最强大的仁爱之师一一汽车人的首领，当他带领着部下准备作战 时，总会说那句著名的台词“汽车人，变形出发！ （Autobots，transform and Roll out!）变形金刚玩具风行世界20年，是市场上热卖的产品系列之一，第一代的变 形金刚于1984年发行。本产品正是以汽车人首领变形金刚一一擎天柱为模型设 计的

5、新一代变形金刚玩具。其独特之处是他能由机器人变成汽车（如图1-1），也 能从汽车变成机器人（如图1-2），深受男孩的欢迎。本产品加强了组件的变化和 塑造性，提高了其难度及趣味性。由机械人变成汽车，更具独特及灵活的设计， 透过机械人变形，训练小孩灵活的思考。图1-1汽车状态图1-2机器人状态1.2 Pro/ENGINEER 的应用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

6、。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”。机械设计模块是一个高效的三维机械设计工具，它可绘制任意复杂形状的零 件。在实际中存在大量形状不规则的物体表面。随着人们生活水平的提高，对曲 面产品的需求将会大大增加

7、。用PRO/E生成曲面仅需2步3步*作。PRO/E生 成曲面的方法有：拉伸、旋转、放样、扫掠、网格、点阵等。由于生成曲面的方 法较多，因此PRO/E可以迅速建立任何复杂曲面。在中国也有很多用户直接称之为“破衣”。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 WildFire6.0 （中文名野火6）。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

8、、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER还提供了全面、集成紧密的产品 开发环境。是一套由设计全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的综合性 MCAD软件。经过20多年不断的创新和完善，pore现在已经是三维建模软件领域的领头 羊之一，它具有参数化设计和特征功能、单一数据库、全相关性、基于特征的参 数化造型、数据管理、装配管理、易于使用等特点和优势，获得了广大用户的好 评。第二章、零件的三维建模本设计主要是以PRO/E软件为设计平台，以软件中的基本特征创建为主线， 实现变形金刚在PRO/E软件中的三维造型设计，虚拟装配和

9、动态仿真。由于本 产品结构复杂，零件数量太多，以下只介绍部分主要零件的三维建模过程。在三维建模开始之前应对PRO/E的系统环境进行设置。PRO/E系统环境的设置包括默认的模型显示方式、默认的长度单位、默认的 视角、默认的字体、欲使用的工程图设置文件等，其设置方式是以文字模式将系 统参数及参数值保存在名为config.pro的文件内。欲编辑PRO/E的系统环境文件 config.pro时，选下拉式菜单工具下的选项，则出现选项对话框，在对话框的选 项栏框输入欲加入的系统参数，并在值栏框选择允许的参数值，然后按对话框中 的【添加更改】及【应用】以加载参数设置值。由于系统参数过多，因此可以按 对话框中

10、的查找按钮，在键入关键词栏输入参数的关键词，按【立即查找】后， PRO/E系统即列出所有相关参数。本设计直接调用完全精通Pro/ENGINEER野火4.0中文版综合教程一书 的随书光盘内的文件config.pro，将其复制到PRO/E安装目录下的text目录下， 即拥有了一般常用的PRO/E系统环境。2.1变形金刚主体的创建图2-1所示为变形金刚主体的立体图，创建过程中用到了拉伸、拔模、镜像、 倒角等特征，整个创建过程颇为复杂，特别是拔模斜度的创建，要求尺寸一定要 精确，要使得整体效果美观大方。详细操作步骤如下。图2-1主体立体图打开PRO/E,并在文件下选择设置好建模时常用来放文件的工作目录

11、，以方 便以后工作和文件存放。设置了工作目录后就开始创建产品零件，点击并新建名为SS1.PART的文件， 类型选零件，子类型默认为实体。由于在上一章节已经将PRO/E的系统环境设 置好了，在这里就不用取消缺省模板了。首先用拉伸命令，选择FRONT为草绘截面创建拉伸特征截面，尺寸如图2-3a 所示。草绘完毕后设置实体厚度为62mm，完成特征模型，如图2-3b所示。用 拉伸去材料命令创建如图2-3c所示特征，其中主体上方的方孔尺寸为长28、宽 24、高 38，如图 2-2。图2-2主体上方方孔尺寸如图2-3d的四个斜面，可用拉伸和拔模命令创建斜面的一边，拔模角度为 130；再用镜像的方法创建另一边

12、的斜面。接下来用拉伸去材料、倒角、镜像等 命令创建如图2-3e细节部分特征。这里结构比较复杂，创建细部特征时需要细 心。完成零件创建后，打开外观编辑器对话框将零件着色。最后保存已创建好地 的零件。(F)着色渲染(A)进入草绘截面绘出截面轮廓(E)用拉伸、镜像、倒角等(D)拔模斜面，角度为130图2-3变形金刚主体零件的创建过程2.2车轮的创建如图2-4所示为变形金刚在汽车状态下的轮胎。其结构最大的特点就是具有 对称性，因此在创建完一侧的基本特征后，可将其镜像到另一侧。用到的命令有 拉伸、旋转、阵列、倒角等，详细步骤如下。图2-4轮胎最终效果图用旋转命令创建轮胎外形，选择FRONT为草绘截面创建

13、旋转特征，为避免 重复使用其他命令，这里直接将需要拉伸去材料、倒角等的位置用旋转特征一起 创建，尺寸如图2-5a所示。接下来用拉伸命令创建一个半圆弧实体，高度为2mm； 再将外轮廓进行倒角，倒角大小为0.5mm。接着用阵列的命令创建其他四个相同的特征。单击阵列命令，然后单击选择 轴选项，输入阵列数目为5,角度为72,单击确定按钮，完成特征模型。阵列时 注意将拉伸和倒角特征合并为“组”，如图2-5c所示。接下来选中模型树里的阵列特征，用镜像的命令将刚才创建的阵列特征镜像 到另一侧，单击镜像按钮旋转FRONT基准面，按打钩完成特产创建。再用拉伸和 拉伸去材料命令创建一个如图2-5e所示特征，然后同

14、样用阵列的方法将其它特 征创建出来。完成零件创建后，将零件着色。单击下拉式菜单【视图】下的【颜色和外观】 选项则出现外观编辑器的对话框。选取颜色，将零件着色。单击按钮，保存已创 建好的零件。由于篇幅太长，其他零件的创建在此就不赘述了。(A)草绘截面(B)旋转实体，旋转角度为360(B)最终效果图(E)用同样的方法创建花纹(D)用拉伸、阵列等命令创建(C)拉伸实体后阵列，数量为5轮胎花纹图2-5轮胎创建过程第三章产品装配建模3.1产品装配分析因整个产品结构复杂零件较多，所以先分别把主体、手臂、腿部装配好作为 次组件，再将装配好的次组件总装起来，从而完成整个产品的装配。装配过程中 注意第一个零件一

15、定要用缺省约束使之装配在默认的位置，并注意各零件之间的 约束或连接关系。3.2产品装配过程3.2.1主体的装配将主体零件掉入模型，在图标板中将装配的约束条件设为缺省约束，使零件 装配在默认的为主。接下来将头部零件调入模型，考虑到变形的时候头部有上下运动，所以这里 先使用平面连接条件将其运动方向约束好，再用槽连接使头部零件上的一个点在 主体方孔内的一条边上运动，完成后的装配图如图2-7a所示。考虑到变形时各个零件之间都会有相对运动，所以接下来遇到有孔轴配合的 连接，都要用销钉连接。先定义两根轴对齐，再定义两个面对齐，如图2-6。将主体上的所有零件装配完成后，单击保存按钮，保存已装配好的组件。变形

16、金刚手臂和腿部的装配跟主体装配类似，在此就不赘述了。E Cotme c tion_5 饬肖钉:;轴对弁平移财曲面:毕拉伸的 曲面:F2弟拉伸，疏转轴轴对齐=CoiitiectiorL_b ,（销钉；阻 七以轴）:阿（拉伸:SS2 都 七义袖）：拉伸_13）: SS1平移皿)调入主体零件，约束条件设为缺省(D)用同样的方法连接轮胎(B)用销钉连接铠甲(C)用销钉连接销钉零件图3-2变形金刚主体装配过程3.2.2变形金刚总装配将主体组件掉入模型，在画面上按住鼠标右键，由快捷菜单中选取缺省约束 选项使组件装配在默认的位置，如图2-8a。接下来将手臂组件调入模型，用销钉连接将手臂和主体连接起来。先点选

17、两 根轴使其对齐，再点选手臂的一个面和主体的一个面匹配，如图2-8b。接着将 腿部组件调入模型，同样用销钉连接将手臂和主体连接起来。装配完成后可用工具栏上的“拖动封装元件”工具调整机器人的姿态，点选 快照下的约束选项卡，可用对齐、匹配、定向等工具调整机器人动作，使机器人 形象美观而大方。将主体上的所有零件装配完成后，单击保存按钮，保存已装配好的组件。图3-3变形金刚总装配过程第四章工程图的创建工程图是一份重要的技术文件，它不仅反应了设计者的设计意图，而且表达 了零件的各种技术要求，如尺寸精度、表面粗糙度等。所以工程图是制造和检验 零件的重要依据。一张完整的工程图应包括三视图、完整的尺寸、技术要

18、求、标题栏等。应根 据零件的结构特点选择适当的剖视、断面、局部放大图等表示方法，用最简明的 方案将零件的形状、结构表达出来。工程图上的尺寸不仅要标注的完整、清晰， 而且还得注意合理，能够满足设计意图，适宜于加工制造，便于检验。工程图上的技术要求包括表面粗糙度、尺寸极限与配合、公差等要求，零件 制造要满足这些要求才算是合格的产品。对于标题栏的格式，工程图标题栏的内容一般包括零件名称、材料、数量、 比例、图号、以及设计、绘图、审核人员的签名等。以下列出了几张变形金刚的工程图：4.1主体零件工程图的创建3-顼州职院技术学院 EJfc裁云SSI-ill图4-1变形金刚主体零件工程图4.2其他零件工程图

19、的创建7R州职晓技术学院2iu-Ld-m兰，.rm-4-u三Sttd.5：号XYI-E-D1能izH帏L图4-2变形金刚零件图2颂45bL永州职院技术学院=K=EDU-DL-ninn娅登忒总零件图3案辎1 L.tr.ss：与MQ3-01,7T 1 K.片一 JulE1.翊往虽意知.3（狞图4-3变形金刚零件图34.3总装配图工程图的创建洌。.EOT463头拓121手枪1序号代号名秩芬昌备注2i11-i：iL-i：iL水。TI职叽枝小子阮变形金刚总装配图审核江兰砌Sted.翩*3BXJG-01卷图江兰担L图4-4变形金刚总装配图工程图第五章动态仿真5.1模型分析模型分析在产品结构设计中非常重要。

20、运用传统的二维设计方法检查零件之 间是否干涉难度较大，甚至要在产品装配调试时才能发现，一旦有问题就要返修 或改进设计，有时候造成无法更改的错误，导致设计失败。运用PRO/E模型分析 功能对装配体进行干涉检查，可以直观地获得零件之间的干涉情况，可以方便快 捷地找到干涉点的位置并进行修改，保证了设计结构的准确性。首先，从菜单栏中选择【分析】下的【模型】子菜单中的【全局干涉】选项 打开全局干涉对话框。接受默认设置，单击【计算当前分析以供预览】按钮，计 算结构为“没有零件”（表示没有零件干涉情况）。5.2动态仿真动态仿真是在真实产品的实物造型制造之前，利用此软件在计算机的虚拟环 境下，设计人员可以对产

21、品整体的外观效果、设计风格、动态仿真进行虚拟化的 演示。从而可以对产品进行合理的运动分析，并提供设计人员进行讨论分析和修 改设计总体方案，并有利于产品的二次开发和创新。由于本产品结构复杂、运动方式多样，因此采用动画快照的方式进行动态仿 真，可以更简便、快捷。5-2主体定义对话框首先，单击下拉菜单【应用程序】下的【动画】选项，进入动画仿真界面。 单击右上角的【动画】按钮将动画名字命名为DH1，如图5-1。5-1动画命名对话框接着单击【主体定义】按钮打开主体定义对话框，如图5-2；先单击【每个 主体一个零件】按钮，再双击对话框中的Groug选项，选择变形金刚主体零件作为主体。单击【创建关键帧序列】

22、按钮打开关键帧序列对话框。再单击对话框左边的 照相机图标打开动画拖动对话框，准备为动画仿真拍照。单击照相机图标为当前 的装配组件拍下第一张快照。用鼠标拖动组件将其拖到下一个动作，拍下第二张 快照。在此对话框中，可以使用【约束】选项卡下的工具和【高级拖动选项】下 的工具进行拖动，以使拖动方向一致，使得仿真的动作整齐美观，如图5-3。图5-3拖动对话框待完成全部快照后，单击【启动动画】按钮启动动画，观察动画过程。 如有不合理的动作再单击【创建关键帧序列】进行修改。创建动画完毕后单击【回 放】按钮播放动画，如图5-4。单击按钮，保存创建完毕的动画。图5-4动画播放对话框图5-5变形金刚动态仿真过程第

23、六章设计小结奋战了三个星期，毕业设计终于完成了。回想着这意义非凡的三个星期，有 困惑，有惊喜；有遇到困难时的焦急，也有解决问题后的成就感；有同学友好的 帮助，更有老师无微不全的教导。这次毕业设计让我懂得了一个简单但却容易被人遗忘的道理。一些看似简单 的事情，自己动手去做的时候会发现要做好也不是一件容易的事；而一些看似困 难的事情，只要自己认真去做了就会发现，其实这些以前我们自以为做不到的事 情我们都可以做的很好。关键在于，做这件事你投入了多少细心和耐心。我们不仅要有扎实的专业知识，更要有一颗不断求实创新的恒心，这样才能 跟的上日新月异的机械行业，并使我们在机械行业中立于不败之地。致谢这个毕业设

24、计是在*老师的悉心教导和严格要求和自己的不懈努力下完成 的。谢老师具有严谨的治学态度，丰富的专业知识和实践经验，在治学和做人方 面让我受益匪浅。衷心感谢老师对我的关心指导和帮助。同时也要感谢跟我一起 奋斗，帮助过我的同学，正是由于他们的帮助才使得我能够在毕业设计过程中克 服种种困难，最终顺利完成了毕业设计。他们的学识和为人也深深的影响着我。 在此，我再次向每一位曾经给予我指导和帮助的老师表示最忠诚的敬意！参考文献1 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，2009.52 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，20093 刘力.机械制图.北京:高等教育出版社，2004.74 肖祖政、段绍娥.AutoCAD实用教程.长沙：中南大学出版社，2008.85 柳建安，丁敬平.机械设计基础.长沙：国防科技大学出版社，2008.16 彭少富.计算机应用.湖南科学技术出版社，2002,8