文档介绍：基于Proe的玩具挖掘机设计与仿真
1 绪论
21世纪,节约型、可持续型的产品成为了当代主流,那么制造业必然要成为改造的对象,产品从研发到制造成型都需要探究最科学的试验与生产方法。三维软件的诞生就符合了现代化社会的高效率、低碳生产方式。三维软件帮助研发人员更快地体现他们的研究成果,使得有些产品可以通过计算机绘制出来,进行一些简单的仿真与分析,极大的节约了开发成本。
Pro/E是现代化产品设计的主流软件,在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位,以它为设计工具不仅因为其强大的功能,更是由于它符合大众、适应市场需求。利用Pro/E建模、装配仿真和优化设计等这些特有的功能可以找到最优的设计方法。现在不管是在生产厂商、学校、研究院等都有它的应用,所以设计一个玩具利用Pro/E再合适不过。这次毕业设计课题不但跟上了时代的发展方向,又锻炼了自己的实战能力。
中国的人口达到了全球的五分之一,儿童市场的需求必然广泛。生产出符合中国儿童的玩具必不可少,Pro/E软件给出了一个很好的平台,它可以使我们构思出来的模型表现出来,这不但很有趣也很有意义。
2 基于Pro/E的设计研究方案
Pro/E软件的简介
Pro/E是基于单一数据库、参数化、特征、全相关及工程数据再利用等概念的基础上开发出的一个功能强大的CAD/CAE/CAM软件。它可以将产品从设计到生产加工的过程集成在一起,节约了生产时间,及时优化产品、增加创新力度并提高质量,从而满足设计制造需求。
单一数据库 Pro/E是建立在统一基层上的数据库上,不像一些传统CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库,就是工程中的资料全部来自一个库,使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作,不管他是哪一个部门的。换言之,在整个设计过程的任何一处发生改动,亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。
下面就Pro/E的几个重要特点做简单介绍。
全相关性
Pro/E的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行修改,能够扩展到整个设计中,同时自动更新所有的工程文档,包括装配体、设计图纸,以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改,却没有任何损失,并使并行工程成为可能,所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。
数据管理
为了实现生产制造的高效率,数据管理模块的开发研制允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。这就使得产品设计团队能够合理分工,让产品快速达到设计标准。
装配管理
Pro/E的基本结构能够利用一些直观的命令,例如“啮合”、“刚性”、“销钉”等连接方法很容易的把零件装配起来,同时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理。
基于特征的参数化造型
Pro/E使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象,并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如:设计特征有弧、圆角、倒角等等,它们对工程人员来说是很熟悉的,因而易于使用。
装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数(不但包括几何尺寸,还包括非几何属性),然后修改参数很容易的进行多次设计叠代,实现产品开发。
Pro/E的仿真模块Pro/Mechanism
为了检查设计的机构合理性,可以用Pro/Mechanism模块对建模和组装成功的机构进行动态仿真,如果设计不当,就会出现错误,那么设计者可以及时检查机构尺寸、组装方式、动力状态等。
设计步骤
(1)测量车身上部尺寸,通过“拉伸”、“镜像”、“倒圆角”等命令创建车身上部。
(2)根据所绘制的车身上部三维图和测量数据,通过“拉伸”、“壳”、“旋转”、
“扫描”、“轮廓筋”、“镜像”、“倒圆角”等命令创建车底盘。
(3)根据所绘制的车身上部和车底盘三维图和测量数据,通过“拉伸”、“混合”、“镜像”、“倒圆角”等命令创建车前和车后挡板。
(4)根据所绘制车身上部三维图和测量数据,通过“拉伸”、“偏移”、“阵列”、“镜像”、“倒圆角”等命令创建装卸料筒。
(5)根据所绘制的车身上部和装卸料筒三维图,通过“拉伸”、“旋转”、“阵列”、“镜像”、“倒圆角”等命令创建装卸料筒的底盖、摇动杆和握柄。
(6)首先利用“拉伸”、“混合”、“阵列”、“旋转”等命令创建轮毂,再根据轮毂三维图利用“拉伸”、“旋转”、“环形折弯”、“阵列”等命令创建轮胎。
(7)首先创建飞轮机构的外壳,然后依次绘制各个齿轮
(8)利用“拉伸”、“镜像”、“阵列”、“倒圆角”等命令创建挖掘机手臂各个零部件。
(9)创建其余简单的零部件
(10)利用“销钉”、“一般”、“刚性”、“槽”等命令装配玩具挖掘机。