【正文】 河南科技學院 本科畢業(yè)論文（設計） 論文題目：基于 Pro/E 的手表造型設計 及動態(tài)仿真 學生姓名 : X X X 所在院系：機 電 學 院 所學專業(yè)：機電技術教育 導師姓名： X X X 完成時間： 2021 年 5 月 20 日 1 摘 要 本文主要是在 Pro/E 軟件設計平臺上完成新型手表的三維造型設計。在整個設計的過程中，主要對手表的各個零部件進行造型設計和色彩渲染，最后對各個零部件進行虛擬裝配、動態(tài)仿真、全局干涉檢查。通過對新型手表的系統(tǒng)設計，肯定了 Pro/E 軟件在造型設計 、基本特征創(chuàng)建、組件虛擬裝配、動態(tài)仿真、色彩渲染等方面的優(yōu)勢，從而使設計工作直觀化、高效化、精確化。并充分證明了 Pro/E 軟件在新產(chǎn)品的研究和開發(fā)中具有很重要的意義。 關鍵字： Pro/E，三維造型設計，虛擬裝配，動態(tài)仿真 2 Based on Pro/E of the watch design and dynamic simulation Abstract The new watch of threedimensional design was pleted， used the software of Pro/E in this paper. In the process of threedimensional design， mainly pleted the design and color rendering of watch parts and ponents. Finally， pleted the virtual assembly， Dynamic simulation， the overall interference checking of various parts and ponents. Through the system design of new watches， affirmed the advantages of Pro/E software in design， the creation of the basic characteristics，ponents， virtual assembly， dynamic simulation， color rendering， so that the design of visualization， efficient， and precision. And it was proved that Pro/E software has great importance in research and development of new products. . Keywords： Pro/E， threedimensional design， virtual assembly， dynamic simulation 3 目 錄 1 緒論 .............................................................. 4 產(chǎn)品概述 .................................................... 4 三維設計軟件在產(chǎn)品造型設計方面的應用 ....................... 4 2 產(chǎn)品設計過程 ...................................................... 5 創(chuàng)建大表盤 .................................................. 5 創(chuàng)建小表盤 .................................................. 9 創(chuàng)建表殼基體 ............................................... 11 創(chuàng)建時針 ................................................... 19 創(chuàng)建分針 ................................................... 19 創(chuàng) 建秒針 ................................................... 20 創(chuàng)建小表盤時針、分針 ....................................... 20 創(chuàng)建玻璃表蓋 ............................................... 21 創(chuàng)建旋鈕 ................................................... 21 創(chuàng)建表鏈 .................................................. 22 創(chuàng)建連接軸 ................................................ 23 創(chuàng)建細節(jié) .................................................. 24 3 產(chǎn)品的虛擬裝配 ................................................... 25 產(chǎn)品虛擬裝配設計 ........................................... 25 裝配爆炸圖 ................................................ 26 干涉檢查 ................................................... 26 4 動態(tài)仿真與動畫錄制 ............................................... 27 5 結束語 ........................................................... 27 致謝 ............................................................... 28 參考文獻 ........................................................... 29 4 1 緒論 科學技術的迅猛發(fā)展，以前所未有的速度沖擊和改變著我們的生活水平和生產(chǎn)方式。物質的極大豐富，使人們對各種產(chǎn)品的要求發(fā)生了根本性的變化。純功能性的產(chǎn)品已經(jīng)滿足不了人們的生活需要。藝術的形態(tài)、人性化的設計成為大眾首選的時尚，二十一世紀是設計的世紀，在激烈的市場競爭中，出色的造型設計將是企業(yè)成功的重要因素，因為它可以創(chuàng)造產(chǎn) 品的個性，提升品牌的價值，使產(chǎn)品更具有競爭力 [16]。 產(chǎn)品概述 本產(chǎn)品是一種打破傳統(tǒng)概念的新型手表，外形美觀，時尚，簡單，大方。把兩個大小不同的圓形指針表巧妙地組合在一起，同時顯示雙重計時，并能同時滿足不同地區(qū)和國家人們的作息時間，追求一種新穎的樂趣和時尚感。在造型設計上，力求點線面轉折和過渡。在同一組合體內，展現(xiàn)出兩個在形象，色彩上都具有差異和對比的表盤，增加了表盤本身的動感和新奇感。采用貴重的銀質材料制造，顯示出高檔手表的貴重品質 [7]。 三維設計軟件在產(chǎn)品造型設計方面的應用 三維造型設計軟 件正廣泛應用于工業(yè)產(chǎn)品的設計和制造過程中。目前流行的大型設計應用軟件 (如 Solid Works， UG， Pro／ E )均能實現(xiàn)從產(chǎn)品的造型設計、精確設計、模具分型、模具結構設計和模具數(shù)控加工等一整套自動化功能，為美化工業(yè)產(chǎn)品的外觀造型、提高產(chǎn)品的精度和質量、縮短產(chǎn)品的設計和加工周期提供了非常有效的手段 [14]。 UG 軟件 UG 是 Unigraphics Solutions 公司推出的集 CAD/CAM/CAE 于一體的三維參數(shù)化設計軟件。 UG 軟件是由多個模塊組成的，主要包括 CAD、 CAM、 CAE、注塑 模、鈑金件、 Web、管路應用、質量工程應用、逆向工程等應用模塊，其中每個功能模塊都以 Gateway 環(huán)境為基礎。在產(chǎn)品曲面造型設計方面要優(yōu)越于其他三維軟件，但是在參數(shù)化設計和工程圖的分析方面存在差異 [1]。 Solid Works 軟件 Solid Works 是世界上第一家將結構分析的功能嵌在 CAD 環(huán)境中的軟件公司。 其中最為顯著的 COS MOSX press 模塊使得使用 Solid Works 軟件的設計和工程隊伍可以直接對設計的零件進行有限元分析，對產(chǎn)品的性能進行評估，而不必花大量的時間和金錢制造昂貴 的樣機。 但是 Solid Works 軟件在產(chǎn)品的參數(shù)化設計方面以及在產(chǎn)品的曲面造型設計方面要略遜色于 Pro/E 和 UG 等設計軟件， 5 因此該軟件廣泛應用于簡單的 三維機械設計、工程分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 等公司。 Pro/E 軟件 Pro/E 軟件是由 1985年美國 PTC公司研發(fā)的計算機輔助工程設計軟件。二十多年發(fā)展成為世界三維軟件中的代表產(chǎn)品，作為高端的、全方位的三維產(chǎn)品設計開發(fā)軟件，也成為國內最受歡迎的三維 CAD／ CAM軟件， 應用范圍遍布汽車、機械、電子、模具等諸多行業(yè) [10]。 1)信息全相關性：產(chǎn)品開發(fā)過程中的某一處進行修改，能夠擴展到整個設計中，自動地更新所有的工程文檔。 2)基于特征的造型： Pro/E軟件中構造實體的基本單元是特征，造型過程就是不斷地增加特征，以達到最終產(chǎn)品希望的模型。在構造實體完成后，可對特征進行修改、復位義、重排序等操作，為用戶修改模型提供了極大的方便。 3)參數(shù)化：由于采用參數(shù)化設計，用戶在草繪特征時，只需按自己的意圖構造幾何形狀，再按實際需要修改尺寸即可。 4) 裝配管理： Pro/E 軟件 的基本結構 能夠使您利用一些直觀的命令，例如 “嚙合 ”、 “插入 ”、 “對齊 ”等很容易的把零件裝配起來，同時保持設計意圖。高級的功能支持大型復雜裝配體的構造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。 5) Pro/E系統(tǒng)還提供了機構運動仿真功能，可以幫助用戶更好地完成機構設計，使原來在二維圖紙上難于表達和設計的運 動機構變得直觀和易于修改。 2 產(chǎn)品設計過程 本設計主要是以 Pro/E 軟件為設計平臺，以軟件中的基本特征創(chuàng)建為主線，實現(xiàn)新型手表在 Pro/E 軟件中的三維造型設計、虛擬裝配和動態(tài)仿真。 創(chuàng)建大表盤 創(chuàng)建表盤實體 （ 1）創(chuàng)建拉伸特征截面，如圖 1 所示。 （ 2）設置表面的厚度為 ，單擊確定按鈕 ，完成特征模型，如圖2 所示。 6 圖 1 表盤實體 特征截面 圖 2 表盤實體 特征模型 創(chuàng)建刻度 （ 1）創(chuàng)建拉伸特征截面，如圖 4 所示。 （ 2）設置高度為 ，單擊確定按鈕 完成創(chuàng)建。 （ 3）利用陣列工具 對刻度進行圓周陣列。 （ 4）設置類型為“軸”，數(shù)目選擇 59，角度選擇 6176。，確定按鈕 ，完成表盤刻度創(chuàng)建，如圖 5 所示。 圖 3 表盤刻度 特征截面一 圖 4 表盤刻度 特征截面二 7 圖 5 表盤刻度 “陣列”效果圖 創(chuàng)建刻度時刻 （ 1）創(chuàng)建拉伸特征截面，如圖 6 所示。 （ 2）打開左側的模型樹，右擊【拉伸】→【陣列】命令，如圖 7 所示。 彈出【陣列】特征面板，參數(shù)設置如圖 8 所示，預覽效果如圖 9 所示。 （ 3）單擊確定按鈕 ，完成特征創(chuàng)建，如圖 10