【正文】 蓋的計算機輔助設(shè)計 Pro/ 野火版三維 建模 草繪 界面，運用拉伸命令畫出圖 21： 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 圖 21 拉伸 畫出下圖 22： 圖 22 筋與陣列 中孔和 12 個 螺栓孔，運用孔指令和陣列命令完成下圖： 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 圖 23 孔特征與陣列 進行背面 以及掃尾 的設(shè)計，通過拉伸，筋 特征 的創(chuàng)建 ，以及倒圓角 指令 完成變速箱側(cè)蓋的三維 立體 圖 ： 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 圖 24 變速箱側(cè)蓋 本章小結(jié) 本章節(jié)主要介紹了 美國 PTC 公司 Pro/E 產(chǎn)品以及 如何操作 Pro/ 進行變速箱側(cè)蓋的三維模型設(shè)計，通過 邏輯 判斷 和 空間想象綜合利用了拉伸，孔特征，筋特征，旋轉(zhuǎn)，陣列以及倒圓角等操作指令最終完成模型的建立。 在這個過程中， Pro/E 展現(xiàn)了它強大的圖形處理及設(shè)計能力，快速簡潔的操作指令通俗易懂，使用起來得心應(yīng)手，模型的創(chuàng)建過程感覺不到任何 煩瑣 ， 取而代之的是非常 愉悅的享受。 作為一個機械工程三維設(shè)計 辦公 軟件 ，這一點充分體現(xiàn)了 Pro/E 功能上的專業(yè)化和操作上的人性化，人機工程達到了相當(dāng)高的水準(zhǔn)。 學(xué)習(xí)和操作過程中體驗最深刻的是 Pro/E的安裝以及 Pro/E草繪時參照的選定。 Pro/E 的安裝實在是不簡單，不像一般的辦公設(shè)計軟件， Pro/E 的安裝異常復(fù)雜，因其功能模塊的實際應(yīng)用需要，一個完整的 Pro/E 并不是一次就能安裝成功的，比如相當(dāng) 重要的有限元分析模塊（ Mechanica）就是需要分開獨立安裝的，一開始并未解除過 Pro/E 的安裝，嘗試了好幾個版本都沒成功， 后來通過觀看網(wǎng)上的安裝視頻以及和同學(xué)們之間的互相探討，終于完整地 安裝了 Pro/ 中文野火版，個人總結(jié)安裝過程中最關(guān)鍵的就是有限元分析模塊與 Pro/ENGINEER 的湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 配置選定環(huán)節(jié)，后來發(fā)現(xiàn)，了解了這一點，其實軟件的安裝就 顯得很輕松了。所以有時候很小的細節(jié)問題沒有解決你就永遠無法達到目的 。以上 是我關(guān)于 Pro/E安裝過程的心得 。 雖然是很簡單的鼠標(biāo)單擊，在我看來 Pro/E 草繪參照的選定卻是最重要的細節(jié)之處，它需要正確合理的邏輯判斷以及反復(fù)的空間想象和校正，如此方能得到正確的結(jié)果，如果忽略參照的選定，特征的創(chuàng)建將異常困難甚至無法創(chuàng)建成功。由此看來，在任何地方，基礎(chǔ)的 完善 掌握 和細節(jié)的妥當(dāng)處理 都是成功的必備條件。 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 3 變速箱側(cè)蓋的受力分析 圖 31 側(cè)蓋 如圖 31所示，鋼制變速箱側(cè)蓋使 用 12顆螺栓固定，箭頭所指柱面經(jīng)軸承承受向下 10000N 的力，下面對其進行受力分析 [2]。 打開文件并簡化模型 “文件”→設(shè)置工作目錄→選取 Pro/E 文件夾→確定； →選取 →打開： CUT 基準(zhǔn)面→下拉式菜單“編輯”→ 實體化→確認(rèn)， 如圖 32 所示： 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 32 實體化 使用 AutoGEM 自動劃分網(wǎng)格 “應(yīng)用程序”→ Mechanica。 “ Structure”→ Model→ Materials→ 選取 STEEL → Assign→ Part→選取模型→確定→ Close； 圖 33 材料分配 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 圖 34 “ Model”→ AutoGEM→選取 AutoGEM References 為 Volume→ 框選整個模型→確定→ Creat→確定（系統(tǒng)將自動改變網(wǎng)格劃分的設(shè)置）→ Close,如圖 35所示： 圖 35 網(wǎng)格劃分 →下拉式菜單“ File”→ Save Mesh→ Close； 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 為模型添加約束記載荷 1. 平面約束 （ Surface Constraint）→ Surface（ s） →選取如圖 36 所示平面： → 確定→設(shè)置 Translation 欄 X、 Y 為 、 Rotation 欄 Z為 ，如圖 37所示： 圖 36 內(nèi)側(cè)平面 圖 37 → OK，如圖 38所示： 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 圖 38 內(nèi)側(cè)平面約束 2. 平面約束 （ Surface Constraint）→ Surface（ s） →選取如圖六個螺栓孔的內(nèi)表面→確定→設(shè)置 Translation 欄 Z為 、 Rotation 欄 Z為 ,如圖 39所示；→ OK，如圖 310所示： 圖 39 圖 310螺栓孔約束 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 3. 平面約束 （ Surface Constraint）→ Surface（ s） →選取如圖 311 所示平面 ： 圖 311 CUT 基準(zhǔn)面 →確定→設(shè)置 Translation 欄 Y、 Z選為第一項、 Rotation 欄 X 選為第一項 ，如圖 312所示： 圖 312 → OK 如圖 313所示 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 圖 313CUT 基準(zhǔn)面約束 (Bearing Load)→ Hold(s) →選取如圖 314 所示柱面： 圖 314 內(nèi)孔圓形環(huán)面 →確定→為 Force 欄 Y輸入數(shù) 值 5000→ OK，如圖 315 所示： 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 圖 315 →確定，如圖 316 所示： 圖 316 承載負荷 運行靜態(tài)分析并獲取分析結(jié)果 “ Analyses/Studies”； “ File”→ New Static→ OK； （ Configure run setting），如圖 317 所示： 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 圖 317 → OK； （ Start run） → 是 → 顯示研究狀況 （ Display study status）； “ Results”； 的定義 （ Insert a new definition） →“ Display Options”選項卡→勾選 Continuous Tone、 Deformed、 Animate→設(shè)置 Scaling 為 Frames 為32→ OK and Show，如圖 318 所示： 圖 318 變速箱側(cè)蓋受力云圖 湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 4 變速箱側(cè)蓋的參數(shù)化設(shè)計 參數(shù)化設(shè)計概述 參數(shù)化技術(shù)以幾何約束關(guān)系建立產(chǎn)品的參數(shù)化模型，修改參數(shù)化模型的參數(shù)就可以得到同系列不同尺寸的產(chǎn)品，因此參數(shù)化技術(shù)適合于全相關(guān)設(shè)計和系列化設(shè)計。參數(shù)化設(shè)計 使產(chǎn)品的圖形模 型以尺寸參數(shù)與其他設(shè)計參數(shù)統(tǒng)一起來，以實現(xiàn)產(chǎn)品的自動化設(shè)從而提高產(chǎn)品設(shè)計的智能化水平。參數(shù)化是實現(xiàn)設(shè)計自動化的一種有效方法，它通圖形進行幾何約束建模和幾何約束求解來實現(xiàn)，因此參數(shù)化技術(shù)也是一種智能化圖 術(shù) [12]。 參數(shù)化技術(shù)的研究始于二十世紀(jì)六十年代， Sutherland 在開發(fā)的 Sketchpad系統(tǒng)中，出了利用幾何約束技術(shù)進行圖形修改的思想。在早期的 CAD技術(shù)中，二維繪圖與三維圖都是采用精確造型的方法。精確造型用固定的尺寸值定義幾何元素，幾何元素之沒有相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系。如果修改幾何元素和其屬性，則必須進行重 新繪制整個圖形。化技術(shù)則可以自動修改整個圖形，它是 80 年代興起的第三代 CAD 系統(tǒng)的重要功能。代 CAD 技術(shù)使參數(shù)化設(shè)計得到了廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)生了一些著名的參數(shù)化造型系統(tǒng)， 如 Pro／ E， UG， SolidWorks 等，參數(shù)化成為先進 CAD系統(tǒng)的必備功能之一。參數(shù)化技術(shù)與特征造型的結(jié)合與應(yīng)用使 CAD 技術(shù)逐漸向智能化、集成化與網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。參數(shù)化技術(shù)是提高圖形設(shè)計智能化水平的重要技術(shù)之一。 參數(shù)化設(shè)計的相關(guān)思想包括： (1)用輪廓體現(xiàn)設(shè)計思想。在一般的非參數(shù)化的計算機輔助繪圖系統(tǒng)中，所有的線條，如直線、圓弧等各不相干 。這樣的系統(tǒng)除了幫助設(shè)計人員繪制外觀漂亮的圖形線條以外，缺乏關(guān)心圖形 (圖紙 )所表達的真正意義。而參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)引入了輪廓的概念，輪廓由若干首尾相接的直線或曲線組成，用來表達實體模型的截面形狀或掃描路徑。輪廓上的線段 (直線或曲線 )不能斷開、錯位或者交叉。整個輪廓可以是封閉的，也可以不封閉 [13]。 (2)尺寸驅(qū)動。如果給輪廓加上尺寸，同時明確線段之間的約束，計算機就可以根據(jù)這些尺寸和約束控制輪廓的位置、形狀和大小。繪圖時設(shè)計者可以暫時舍湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 棄大多數(shù)繁瑣的設(shè)計限制，只需抓住圖形的某些典型特征繪出圖形，然后通過向圖形 添加適當(dāng)?shù)募s束條件規(guī)范其形狀，最后修改圖形的尺寸數(shù)值，經(jīng)過系統(tǒng)再生后即可獲得理想的圖形，這就是重要的“尺寸驅(qū)動”理論 [14]。 (3)特征造型。特征造型是實體造型方法的一個新發(fā)展，特征造型著眼于更好地表達產(chǎn)品完整的功能和生產(chǎn)管理信息，為建立產(chǎn)品的集成信息模型服務(wù)。特征包括了產(chǎn)品的定義信息、與產(chǎn)品設(shè)計和制造有關(guān)的技術(shù)，其中既有形狀信息，又有非形狀信息。特征的引用直接體現(xiàn)了設(shè)計意圖，使得建立的產(chǎn)品模型更容易為人理解和組織生產(chǎn) [21]。 在 CAD 中要實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計，參數(shù)化模型的建立是關(guān)鍵。參數(shù)化模型表示了零件圖形 的幾何約束和工程約束。幾何約束包括結(jié)構(gòu)約束和尺寸約束。結(jié)構(gòu)約束是指幾何元素之間的拓撲約束關(guān)系，如平行、垂直、相切、對稱等；尺寸約束則是通過尺寸標(biāo)注表示的約束，如距離尺寸、角度尺寸、半徑尺寸等。工程約束是指尺寸之間的約束關(guān)系，通過定義尺寸變量及它們之間在數(shù)值上和邏輯上的關(guān)系來表示。 在參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)中，設(shè)計人員根據(jù)工程關(guān)系和幾何關(guān)系來指定設(shè)計要求。要滿足這些設(shè)計要求，不僅需要考慮尺寸或工程參數(shù)的初值，而且要在每次改變這些設(shè)計參數(shù)時來維護這些基本關(guān)系，即將參數(shù)分為兩類：其一為各種尺寸值，稱為可變參數(shù)；其二為幾何 元素間的各種連續(xù)幾何信息，稱為不變參數(shù)。參數(shù)化設(shè)計的本質(zhì)是在可變參數(shù)的作用下，系統(tǒng)能夠自動維護所有的不變參數(shù)。因此，參數(shù)化模型中建立的各種約束關(guān)系，正是體現(xiàn)了設(shè)計人員的設(shè)計意圖。 參數(shù)化設(shè)計可以大大提高模型的生成和修改的速度，在產(chǎn)品的系列設(shè)計、相似設(shè)計及專用 CAD 系統(tǒng)開發(fā)方面都具有較大的應(yīng)用價值。目前，參數(shù)化設(shè)計中的參數(shù)化建模方法主要有變量幾何法和基于結(jié)構(gòu)生成歷程的方法，前者主要用于平面模型的建立，而后者更適合于三維實體或曲面模型 [10]。 零件參數(shù)化建模 Pro／ E軟件對于每個模型都有一個主要設(shè)計步 驟和參數(shù)列表 Pro／ Program，它是由類似 Basic 的高級語言構(gòu)成，用戶可以根據(jù)設(shè)計需要來編輯模型的湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 Program，可以實現(xiàn)人機交互、控制特征出現(xiàn)與否以及特征的具體參數(shù) []。 下面說明運用 Pro/Program 功能對變速箱側(cè)蓋進行參數(shù)化建模。 在裝配文件中的菜單管理器中，選擇【 Tool(工具 )】→ 【 Program(程序 )】 → 【 Edit Design(編輯設(shè)計 )】，執(zhí)行后 ， Pro／ ENGINEER 會自動調(diào)用 Windows 內(nèi)嵌的編輯器 (一般是記事本 )，并顯示其 內(nèi)容，在里面添加如下所示的內(nèi)容 ： INPUT Φ 1 number/*請輸入內(nèi)孔直徑 的大小 Φ 2 number/*請輸入外圓直徑 的大小 H number/*請輸入 側(cè)蓋的厚 度 END INPUT RELATI0NS D1= 1 D2= 2 END RELATIONS 建立特征表達式關(guān)聯(lián)，在裝配文件中的菜單管理器中，選擇 【 Tool(工具 )】→ 【 Relation(關(guān)系 )】 → 【 Switch Dim(切換尺寸 )】 → 【 Pick(選擇 )】，選擇一個要顯示參數(shù)的特征，在 Pro／ ENGINEER 中， 每個尺寸均會給予一個代號，所以選擇 【 Tool(工具 )】 → 【 Assem Rel(裝配關(guān)系 )】 → 【 Add(增加 )】，輸入尺寸代號 =零件尺寸代碼 +零件實際尺寸。依此類推，逐一鍵入各個零件與 Φ l、 Φ H有關(guān)的各關(guān)系式。 對于不同模型的生成具體操作如下： (1)點擊【 Regererate(再生 )】 → 【 Automatic(自動 )】 → 【 Enter(輸入 )】 →【 SelectAll(選取全部 )】 → 【 Done Sel(完成選取 )】。 (2)按屏幕提示輸入相應(yīng)參數(shù) 請輸入內(nèi)孔 的大?。骸?20】 (括號內(nèi)為原有數(shù)值 )； 請輸入外圓 的大小：【 100】； 請輸入厚 度：【 6】