【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Pro/E 的 簡(jiǎn)介 Pro/Engineer操作軟件是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（ PTC)旗下的 CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2021 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文 9 Pro/Engineer 軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位， Pro/Engineer 作為當(dāng)今世界機(jī)械 CAD/CAE/CAM 領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣。是現(xiàn)今主流的 CAD/CAM/CAE 軟件之一，特別是在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì) 領(lǐng)域占據(jù)重要位置。 Pro/E 采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用 。 Pro/E 是基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、 倒角 及 圓角 ，您可以隨意勾畫 草圖 ，輕易改變 模型 。這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上從未有過(guò)的簡(jiǎn)易和靈活。 關(guān)于 Protel99SE 的介紹 Protel99SE 是應(yīng)用于 Windows9X/2021/NT 操作系統(tǒng)下的 EDA 設(shè)計(jì)軟件，采用設(shè)計(jì)庫(kù)管理模式，可 以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及 3D 模擬功能，是一個(gè) 32 位的設(shè)計(jì)軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計(jì)，印制電路板設(shè)計(jì)和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等工作，可以設(shè)計(jì) 32 個(gè)信號(hào)層， 16 個(gè)電源 地層和 16 個(gè)機(jī)加工層。 按照系統(tǒng)功能來(lái)劃分，Protel99se 主要包含以下倆大部分和 6 個(gè)功能模塊 。 本文則利用該軟件設(shè)計(jì)了逆變器的部分。 電路工程設(shè)計(jì)部分 (1)電路原理設(shè)計(jì)部分：電路原理圖設(shè)計(jì)部分包括電路圖 編輯器 簡(jiǎn)稱 SCH編輯器）、電路圖零件庫(kù)編輯器和各 種文本編輯器 。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路原理 圖；更新和修改電路圖零件庫(kù)；查看和編輯有關(guān)電路圖和零件庫(kù)的各種報(bào)表。 （ 2）印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)：印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括印刷電路板編輯器、零件封裝編輯器和電路板組件管理器。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路板；更新和修改零件封裝；管理電路板組件。 （ 3）自動(dòng)布線系統(tǒng)：本系統(tǒng)包含一個(gè)基于形狀的無(wú)柵格自動(dòng)布線器，用于印刷電路板的自動(dòng)布線，以實(shí)現(xiàn) PCB 設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。 電路仿真與 PLD 設(shè)計(jì)部分 （ 1）電路模擬仿真系統(tǒng)：電路模擬仿真系統(tǒng)包含一個(gè)數(shù)字 /模擬信號(hào)仿真器，可提供連續(xù)的數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)， 以便對(duì)電路原理圖進(jìn)行信號(hào)模擬仿真，從而驗(yàn)證其正確性和可行性。 （ 2）可編程邏輯設(shè)計(jì)系統(tǒng)：可編程邏輯設(shè)計(jì)系統(tǒng)包含一個(gè)有語(yǔ)法功能的文本編輯器和一個(gè)波形編輯器。本系統(tǒng)的主要功能是；對(duì)邏輯電路進(jìn)行分析、綜合；觀察信號(hào)的波形。利用 PLD 系統(tǒng)可以最大限度的精簡(jiǎn)邏輯部件，使數(shù)字電路設(shè)計(jì)達(dá)到最簡(jiǎn)化。 （ 3）高級(jí)信號(hào)完整性分析系統(tǒng)：信號(hào)完整性分析系統(tǒng)提供了一個(gè)精確的信號(hào)完整性模擬器，可用來(lái)分析 PCB設(shè)計(jì)、檢查電路設(shè)計(jì)參數(shù)、實(shí)驗(yàn)超調(diào)量、阻抗和信號(hào)諧波要求等。 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2021 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文 10 2 自發(fā)電跑步機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 自發(fā)電跑步機(jī)的外形設(shè)計(jì) 支架的設(shè)計(jì) 支架在跑步機(jī)中起到支撐其他部件的作用，跑步 機(jī) 展開時(shí)，支撐著踏板的前端和扶手部分，跑步 機(jī) 折疊起來(lái)時(shí)，就支撐著整個(gè)跑步機(jī)。 圖 1 跑步機(jī)底座 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2021 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文 11 跑步機(jī)的支架一般分成底部支架和上部支架兩部分，通過(guò)插拔的形式安裝和拆卸，目的是包裝時(shí)節(jié)省空間，材料采用空心鋼管，連接為焊接，保證穩(wěn)定性。底部支架與地面接觸，為了實(shí)現(xiàn)二級(jí)緩沖，通常會(huì)在其上按有橡膠墊；上部支架是兩條斜安裝的管，支架還包括扶手，儀表安裝，輔助支架等。 圖 2 前支架和面板 基架的設(shè)計(jì) 基架的設(shè)計(jì) 是整個(gè)跑步機(jī)穩(wěn)定的保證，全部采用鑲嵌式固定。支架，滾筒以及前罩等等，都要靠基架來(lái)維持平衡。通過(guò)調(diào)研，看現(xiàn)有市場(chǎng)上的跑步機(jī)的基架結(jié)構(gòu)的流行設(shè)計(jì)，在此我基礎(chǔ)上進(jìn)行自己產(chǎn)品的開發(fā)，緊跟市場(chǎng)，在尺寸的確定方面參考了 人 體運(yùn)動(dòng) 工 學(xué) 推算 1000mm 寬 X1500mm 長(zhǎng)跑步帶面積 ，以此保證給人以足夠的運(yùn)動(dòng)面積，為主要數(shù)據(jù)展開對(duì)基架的設(shè)計(jì)，再考慮電機(jī)的尺寸，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶傳動(dòng)的中心距離，電機(jī)的安裝，前后滾筒的位置， PWM 調(diào)速電源的安裝位置，以及傳感器安 裝位置的預(yù)留等等，設(shè)計(jì)了下圖的基架，德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2021 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文 12 在設(shè)計(jì)中特意將兩邊框設(shè)計(jì)了足夠的寬度，以此為鍛煉過(guò)程中短暫的休息提供兩腳踩放的位置，另外也為萬(wàn)一跑步機(jī)失靈發(fā)生意外，人可快速兩腳分開脫離旋轉(zhuǎn)的跑帶，提供足夠的安全踩放位置。 圖 3 跑步機(jī)基架 軸的設(shè)計(jì) 滾筒軸屬于固定心軸，軸的毛坯一般用圓鋼或鍛件。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是使軸的各部分具有合理的形狀和尺寸。其主要要求是： 1）軸應(yīng)便于加工，軸上零件要易于裝拆； 2）軸和軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置； 3）各零件要牢固而可靠地相對(duì)固定； 4）改善受力狀況，減小應(yīng)力集中和 提高疲勞強(qiáng)度。 軸常在交變應(yīng)力的作用下工作，其材料的要求是：強(qiáng)度高、剛度好、應(yīng)力集中的敏感度小，抗疲勞，加工性能好，有的軸表面要求也較高。軸的材料主要采用中碳鋼 35 或 45鋼和合金鋼 20Cr 或 40Cr 等。最常用的是 45鋼，它具有較高的綜合機(jī)械性能。此設(shè)計(jì)采用 45鋼。 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2021 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文 13 圖 4 軸的設(shè)計(jì) 滾筒的設(shè)計(jì) 主動(dòng)滾筒的外圓全跳動(dòng)小于 ，從動(dòng)滾筒的外圓全跳動(dòng)小于 。滾筒均采用 壁厚的優(yōu)質(zhì)鋼管，光潔度達(dá)到 以下。滾筒均有防靜電處理。滾筒外部經(jīng)防銹處理。 圖 5 滾筒 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2021 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文 14 跑步帶的設(shè)計(jì) 跑帶要求雙層粘合跑帶，具有高傳導(dǎo)性， 跑步帶國(guó)際防滑型，運(yùn)動(dòng)時(shí)安全可靠 。 跑步 帶 ， 其實(shí) 就是 提供 一 個(gè) 跑步 的 面 積 ，所以 絕對(duì) 要在乎跑步 帶 面 積 的大小，左右 寬度及前 后長(zhǎng) 度都要 夠 ， 否則無(wú) 法自然 邁開 步伐，跑起來(lái) 彎 扭不 順暢 ，更容易跌倒。 根據(jù) 人體運(yùn)動(dòng) 工 學(xué) 推算， 100cm寬 X150cm長(zhǎng) ， 應(yīng) 是一 個(gè) 合宜的 參 考面 積 ，然 后 再依 個(gè) 人的 實(shí)際條件做 增減 。有不少生 產(chǎn) 加 碼 跑步 機(jī) ，跑臺(tái)加 寬 ，左右踏 條 增大，以 營(yíng) 造物超所值得 虛 胖假象，但最重要的跑步 帶 面 積并沒(méi) 增加；所以 焦點(diǎn) 要放在跑步 帶 面 積 上。 理論 上來(lái) 說(shuō) ，在相同的 馬力條件 下，如果跑 步 機(jī) 所能提供的跑步 帶 面 積 越大，且整臺(tái) 實(shí)際 的 占 地面 積 越小，應(yīng) 是 較佳 的 設(shè)計(jì) 。 圖 6 跑步帶 跑步機(jī)的整體結(jié)構(gòu) 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2021 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文 15 圖 7跑步機(jī)整體裝配圖 跑步機(jī)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 初始條件：電動(dòng)機(jī)的選擇專門為跑步機(jī)生產(chǎn)的永磁直流電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)功率 P=，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為 n1=3000r/min 傳動(dòng)比定為 i= 由于 普通 V帶適于 家用電動(dòng)跑步機(jī)這種功率，所以擇之。 確定設(shè)計(jì)功率 Pc Pc＝ KAP （ 1） KA—— 工作情況系數(shù)，根據(jù)跑步機(jī)使用的特性，選擇每天工作時(shí)間〈 10 小時(shí)，載荷變動(dòng)小。KA= 故 Pc= KA P=*= kw 確定 V帶型號(hào) 對(duì)于普通 V帶的型