基于PROE的健身器材滑步機(jī)的運(yùn)動仿真說明書

年4月19日基于PROE的健身器材滑步機(jī)的運(yùn)動仿真說明書文檔僅供參考遼寧科技大學(xué)題目：基于pro/e的健身器材滑步機(jī)的運(yùn)動仿真姓名：專業(yè)：機(jī)制11院系：裝備制造學(xué)院指導(dǎo)教師：完成日期：6月3日滑步機(jī)主要為大腿使力驅(qū)動身體，主要運(yùn)動到臀部，背部等肌群。這是一種適合男女老少有氧運(yùn)動的健身器材，能夠有效鍛煉人的心血管系統(tǒng)和提高人的心肺功能，并對心血管系統(tǒng)功能提高有相當(dāng)大的作用，同時它的減脂作用也很明顯。是一種可使全身80%的肌肉和關(guān)節(jié)同時參加運(yùn)動的一種不可多得的器材。本文中不但介紹了健身器材的發(fā)展現(xiàn)狀，也指出了一些現(xiàn)在存在的一些問題。而且，在分析研究滑步機(jī)的各組成零件和它們之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系的同時，利用現(xiàn)代機(jī)械研究軟件pro/e對所研究的滑步機(jī)進(jìn)行實體建模和運(yùn)動仿真。Pro/Engineer系統(tǒng)是美國參數(shù)技術(shù)公司的產(chǎn)品。PTC公司提出的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念改變了機(jī)械CAD/CAE/CAM的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。得出在傳統(tǒng)條件下不能得出的結(jié)論數(shù)據(jù)。從而更好的確定滑步機(jī)的結(jié)構(gòu)和相關(guān)數(shù)據(jù)，為滑步機(jī)的優(yōu)化設(shè)計打下基礎(chǔ)。使之起到更好的鍛煉作用。關(guān)鍵詞：滑步機(jī)，pr/e，建模AbstractSlidedrivenmainlyforthethighsmakestrengthyourbody,majorsporttothehips,backandothermuscles.Itissuitableformen,womenandchildrenofaerobicexercisefitnessequipment,caneffectivelyexercisethecardiovascularsystemandimprovelungfunctioninpeople'shearts,andhasaconsiderableeffectoncardiovascularsystemfunction,improving,butfatlossisalsoevident.Isageneral80%ofthemusclesandjointsaswellasararesportsequipment.Thisarticlenotonlyintroducedthecurrentsituationoffitnessequipment,alsopointedoutsomeproblemsnow.Furthermore,analysisoftheslipoftheconstituentpartsandthestructuralrelationshipsbetweenthematthesametime,usingmodernmachinerysoftwarePro/eforthestudyofslidingthesolidmodelingandmotionsimulation.Pro/EngineersystemistheUnitedStatesofparametricTechnologyCorp.product.PTC,parametric,basedonthecompany'sproposedsingledatabaseconceptsrelatedtofeatures,changedthemechanicalCAD/CAE/camtradition,thisnewconcepthasbecometheworldofmechanicalCAD/CAE/camareasofnewstandards.Dataobtainedundertraditionalconditionscannotcometotheconclusion.Inordertobetterdeterminethestructureofslidingmachineandrelateddata,andlaytheFoundationforoptimaldesignofslidingmachines.Makethemplayabetterroleinexercise.Keywords:glidingmachine,PR/e,modeling目錄TOC\o"1-3"\h\u11532遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書 I15032摘要 I12383Abstract II345目錄 III1.3787緒論 11.1選題背景和目的 11.2國內(nèi)外研究狀況 11.2.1健身器材的發(fā)展 11.2.2Pro/e的發(fā)展應(yīng)用 21.3本課題研究的必要性 32Pro/E功能介紹 42.1Pro/e的主要功能簡介 42.2Pro/E的三維模型創(chuàng)立功能 52.3Pro/E建模的一般過程 62.4pro/e的參數(shù)化曲面建模 73滑步機(jī)的建模與分析 83.1滑步機(jī)的組成及內(nèi)在聯(lián)系 83.2典型零件建模 123.3零件裝配 274仿真 294.1仿真介紹 294.2干涉檢驗 294.3運(yùn)動分析 305結(jié)論 30致謝 32參考文獻(xiàn) 331緒論1.1選題背景和目的隨著時代的發(fā)展，社會的進(jìn)步，人們的生活水平越來越高。在物質(zhì)條件得到滿足的同時，人們越來越渴望著精神世界的滿足和有健康的身體去享受這一切。隨著國家《全民健身計劃綱要》的實施，全國健身熱潮正在興起。全民健身是指全國人民，不分男女老少，全體人民增強(qiáng)力量，，增加耐力，提高協(xié)調(diào)，控制身體各部分的能力，從而使人民身體強(qiáng)健。旨在全面提高國民體質(zhì)和健康水平，以青少年和兒童為重點(diǎn)，倡導(dǎo)全民做到每天參加一次以上的體育健身活動，學(xué)會兩種以上健身方法，每年進(jìn)行一次體質(zhì)測定。為紀(jì)念北京奧運(yùn)會成功舉辦，國務(wù)院批準(zhǔn)從起，將每年8月8日設(shè)置為“全民健身日”。隨機(jī)人們的健康觀念正在轉(zhuǎn)變，越來越多的人從傳統(tǒng)的“養(yǎng)生健康”轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代的“健身健康”，開始意識到“健身”和“鍛煉”對健康的重要性。“花錢買鍛煉”、“花錢買健身”已經(jīng)成為一種新的消費(fèi)時尚。健身健康事業(yè)也已成為人們普遍關(guān)注的投資熱點(diǎn)。而舒適的室內(nèi)健身也成為人們越來越喜歡的一種運(yùn)動。在這樣的一個大環(huán)境下，室內(nèi)健身成了大多數(shù)人必不可少的健身活動，隨之而來的是健身器材行業(yè)的發(fā)展越來越受到我們的重視。在現(xiàn)代機(jī)械領(lǐng)域里，三維繪圖已經(jīng)成為我們創(chuàng)新發(fā)展的一種必不可少的手段。Pr/e是一套由設(shè)計至生產(chǎn)的機(jī)械自動化軟件，是新一代產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個參數(shù)化、基于特征的實體造型系統(tǒng)，而且具有單一數(shù)據(jù)庫功能。1.2國內(nèi)外研究狀況1.2.1健身器材的發(fā)展健身器材工業(yè)起源于20世紀(jì)70年代初的美國及加拿大，因此美國及加拿大的健身設(shè)備廠是歷史最悠久的廠商，她們經(jīng)歷了健身器材工業(yè)的低谷與高峰，經(jīng)歷了健身器材的誕生與發(fā)展過程，因此說美國及加拿大的健身器材是技術(shù)最優(yōu)秀的最專業(yè)的產(chǎn)品，經(jīng)過30年的工業(yè)創(chuàng)新，使得美國及加拿大的產(chǎn)品成為全球健身器材產(chǎn)品的全球領(lǐng)跑者。包括有氧的Lifefitness,Precor,Stairmaster,Schwinn,ConceptII,Bodyguard,力量設(shè)備Cybex,Nautilus,Vectra從以上品牌開始，美洲大地開始了健身器材工業(yè)化。人們意識到了健身器材工業(yè)是一個朝陽產(chǎn)業(yè)，而且越來越為廣大使用者接受。之后美國出現(xiàn)了眾多廠商進(jìn)行眾多品牌的工業(yè)化生產(chǎn)，包括當(dāng)前“StarTrac,Keys,Scifit,Trimline,Quinton,Hummer,Trotter……”等等品牌。直到20世紀(jì)90年代中期之前,國內(nèi)銷售的電動跑步機(jī)基本上都是國外產(chǎn)品，能進(jìn)入家庭的大都是機(jī)械式跑步機(jī)，其生產(chǎn)廠家多為自行車廠。20世紀(jì)90年代中期，隨著國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，部分國外跑步機(jī)生產(chǎn)產(chǎn)能開始向中國轉(zhuǎn)移，沿海地區(qū)的一些企業(yè)利用產(chǎn)業(yè)配套優(yōu)勢，結(jié)合國內(nèi)外信息，生產(chǎn)出了國產(chǎn)化的家用電動跑步機(jī)。進(jìn)入21世紀(jì)之后，家用跑步機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)廣泛分布到長三角、山東半島及粵、閩沿海地區(qū)，數(shù)量眾多，其產(chǎn)能占據(jù)全球產(chǎn)能的一半以上，但均以產(chǎn)業(yè)鏈下游的代工生產(chǎn)、出口加工為主。當(dāng)然也有些企業(yè)試圖從OEM(原始設(shè)備生產(chǎn)商)向ODM(原始設(shè)計制造商)、OBM(原始品牌制造商)轉(zhuǎn)型，用自有品牌去占據(jù)市場，特別是國內(nèi)市場。因此國內(nèi)市場出現(xiàn)了新生的本土品牌與傳統(tǒng)的洋品牌交互輝映的情形：匯祥、萬年青、喬山、星馳、舒華、格林、兄弟、英派斯等。1.2.2Pro/e的發(fā)展應(yīng)用Pro/E（Pro/Engineer操作軟件）是美國參數(shù)技術(shù)公司（ParametricTechnologyCorporation，簡稱PTC）的重要產(chǎn)品。在當(dāng)前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(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)今最成功的CAD/CAM軟件之一。Pro/E第一個提出了參數(shù)化設(shè)計的概念，而且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決牲的相關(guān)性問題。另外，它采用模塊化方式，用戶能夠根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計至生產(chǎn)全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設(shè)計。它不但能夠應(yīng)用于工作站，而且也能夠應(yīng)用到單機(jī)上。Pro/E采用了模塊方式，能夠分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計、鈑金設(shè)計、加工處理等，保證用戶能夠按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。Pro/E是一套涵蓋了由設(shè)計至生產(chǎn)的機(jī)械自動化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型統(tǒng)，是一個參數(shù)化、基于特征的實體造型系統(tǒng)，而且具有單一數(shù)據(jù)庫功能。PTC的系列軟件已經(jīng)深入工業(yè)設(shè)計和機(jī)械設(shè)計等各項領(lǐng)域，包括對大型裝配體的管理、功能仿真、制造和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，并提供了最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。1.3本課題研究的必要性在曾長期被國外CAD軟件壟斷的中國CAD市場，我們國產(chǎn)CAD軟件已走過了十多年曲折、探索的歲月，如今迎來了新的機(jī)遇和發(fā)展。作為國產(chǎn)CAD的領(lǐng)導(dǎo)品牌，中望龍騰以及中望CAD的成長歷程，其實也正是整個國產(chǎn)CAD軟件業(yè)發(fā)展的一個縮影。

好比中國的汽車工業(yè)，曾經(jīng)很長一段時間，人們對中國企業(yè)自主研發(fā)汽車的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)實力都表示懷疑，而如今，中國自主汽車品牌奇瑞卻用短短六年時間實現(xiàn)了從0到30多萬輛的年銷售成績，締造了“車壇黑馬”的神話。

國產(chǎn)CAD軟件領(lǐng)域也是如此。中望龍騰的領(lǐng)軍人物杜玉林自豪地講，一切皆有可能，在中望等國產(chǎn)廠商開始自主研發(fā)CAD軟件的時候，許多人對國產(chǎn)CAD的前景表示擔(dān)憂和茫然，甚至無法理解。但當(dāng)前的市場和產(chǎn)品，也證明了當(dāng)時的決定是正確的，只要勇敢、堅定的朝著目標(biāo)前進(jìn)，就能得到回報，這個我感觸非常深刻。從“九五”國家推進(jìn)制造業(yè)信息化工程開始，二維軟件的應(yīng)用逐步走向普及的同時，CAD軟件正版化問題越來越得到人們的關(guān)注。針對盜版軟件問題，杜玉林告訴記者，曾經(jīng)很長的一段歷史時期內(nèi)，國內(nèi)用戶對知識產(chǎn)權(quán)的認(rèn)知度和重視程度還不是很夠，這是盜版軟件廣泛被使用的重要原因。盜版給軟件企業(yè)特別是本土軟件企業(yè)帶來了很大的困擾。不過這也恰恰預(yù)示著機(jī)會，預(yù)示著需求，關(guān)鍵是看軟件企業(yè)自身如何抓住并把握好這個機(jī)會。加入WTO后，全民上下都在關(guān)注著知識產(chǎn)權(quán)這個話題，國內(nèi)企業(yè)對正版化的意識逐漸提高，這種機(jī)會和需求就越來越明顯。特別是隨著“十一五”規(guī)劃的開始，自主創(chuàng)新和知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)成為國家戰(zhàn)略的重中之重。杜玉林說，需求帶來了機(jī)遇，同時也帶來了挑戰(zhàn)。隨著中國用戶對正版軟件使用深度的增加，對軟件技術(shù)要求的提高，需要國產(chǎn)CAD軟件在質(zhì)量上更加苛刻地要求自己，精益求精，滿足客戶的需求，因為我們深深明白一個道理——軟件在于應(yīng)用。面對逐漸壯大的三維軟件市場，在二維制圖正向三維應(yīng)用轉(zhuǎn)變的過程中，三維制圖的應(yīng)用已經(jīng)成為趨勢，而二維軟件不會被三維軟件取代，三維是軟件技術(shù)發(fā)展的一大方向。而健身又是現(xiàn)在的一大熱點(diǎn)話題，因此我認(rèn)為本課題值得研究。2Pro/e的功能介紹2.1Pro/e的主要功能簡介在這里我選擇PCT的Pro/Engineer(一下簡稱pro/e）軟件作為虛擬設(shè)計的軟件平臺，選擇該軟件的原因如下：1.它具有強(qiáng)大的功能，能夠滿足設(shè)計要求；2.它具有實體建模模塊，可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行零件的虛擬設(shè)計和建模；3.它具有完整的功能仿真分析系統(tǒng)，能夠?qū)υO(shè)計進(jìn)行仿真和分析。pro/engineer的主要功能如下：1．特征驅(qū)動（例如：凸臺、槽、倒角、腔、殼等）；2．參數(shù)化（參數(shù)=尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等）；3．經(jīng)過零件的特征值之間，載荷/邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積等）的關(guān)系來進(jìn)行設(shè)計；4．支持大型、復(fù)雜組合件的設(shè)計（規(guī)則排列的系列組件，交替排列，pro/program的各種能用零件設(shè)計的程序化方法等）；5．貫穿所有應(yīng)用的完全相關(guān)性（任何一個地方的變動都將引起與之有關(guān)的每個地方的變動），其它輔助模塊將進(jìn)一步提高擴(kuò)展pro/engineer的基本功能。概括起來Pro/ENGINEER主要具有以下功能：1.2D和3D制圖。2.機(jī)械設(shè)計和仿真。3.逼真圖像。Pro/ENGINEERFoundation提供了建立Pro/ENGINEER零部件的精確、逼真圖像所需的全部工具。4.鈑金設(shè)計。完備的Pro/ENGINEERFoundation鈑金設(shè)計工具套件，能夠幫助用戶建立墻壁、彎頭、沖頭、槽口、式樣和浮雕花紋等基本特征。5.部件功能。因為用戶需要開發(fā)的是產(chǎn)品，而不但僅是零件，因此在Pro/EFoundation的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，提供了許多定義和建立部件的功能。6.動畫設(shè)計。7.相關(guān)圖形表。8.高級部件擴(kuò)展。高級部件擴(kuò)展功能經(jīng)過提供一些支持自頂向下設(shè)計方法、能處理替代產(chǎn)品配置以及管理大型復(fù)雜部件的工具，來幫助設(shè)計小組設(shè)計和管理大型復(fù)雜產(chǎn)品。9.完備的詳細(xì)文檔書寫。10.曲線、曲面。Pro/ENGINEER高級曲面擴(kuò)展功能與Pro/EFoundation相結(jié)合能夠滿足客戶對產(chǎn)品形狀進(jìn)行復(fù)雜控制的需求，設(shè)計人員能夠設(shè)計出從棱柱形引擎組件到輪廓化的高爾夫俱樂部、再到類似人類牙齒器官等的各種產(chǎn)品。高級曲面擴(kuò)展功能提供了逆向工程的設(shè)計規(guī)范管理、參數(shù)化曲面建模和直接曲面建模等高性能工具。概括起來它主要具有幾個方面的特性。Pro/E的三維模型創(chuàng)立功能特征造型是幾何造型技術(shù)的發(fā)展,它對諸如零件形狀、尺寸、工藝、功能等相關(guān)信息的綜合描述更直觀和更具工程含義?；谔卣鞯脑煨拖到y(tǒng)一般先將大量的標(biāo)準(zhǔn)特征或用戶自定義特征存入數(shù)據(jù)庫,在設(shè)計階段調(diào)用特征庫中的特征作為基本造型單元進(jìn)行建模,再逐步輸入幾何信息、工藝信息,建立零件的特征數(shù)據(jù)模型,并將其存入數(shù)據(jù)庫?；谔卣鞯脑煨头椒ù蟠蟮靥岣吡嗽O(shè)計效率和質(zhì)量,同時在設(shè)計過程中設(shè)計人員可方便地進(jìn)行特征的合法性、相關(guān)性檢查,便于組織復(fù)雜的特征。特征建模過程實際上是一系列特征的累加過程。在三維建模中主要有以下3種特征:(1)實體特征它是構(gòu)建三維模型的基本單元和主要設(shè)計對象。實體特征能夠是正空間特征(如實體的突出部分),也能夠是負(fù)空間特征(如實體上的孔、槽等)。在Pro/E中,根據(jù)建模方式和原理的差異,把實體特征進(jìn)一步分為基礎(chǔ)特征和工程特征基礎(chǔ)特征是三維模型設(shè)計的起點(diǎn),包括拉伸特征、旋轉(zhuǎn)特征、掃描特征和混合特征等。工程特征是在基礎(chǔ)特征上的附加特征,它的創(chuàng)立依賴于已存在的基礎(chǔ)特征,是有一定工程應(yīng)用價值的特征,包括孔特征、肋特征、倒角特征和拔模特征等。(2)曲面特征它是一種沒有質(zhì)量和體積的幾何特征,對曲面的精確描述比較復(fù)雜,在當(dāng)前三維造型中一般采用“B樣條曲線”為基礎(chǔ),經(jīng)過曲率分布圖對曲線進(jìn)行編輯,進(jìn)而得到高質(zhì)量的曲面造型曲面特征主要用于產(chǎn)品的概念設(shè)計、外形設(shè)計和逆向工程等設(shè)計領(lǐng)域。(3)基準(zhǔn)特征指參數(shù)化設(shè)計的基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)軸、基準(zhǔn)曲線、基準(zhǔn)平面和坐標(biāo)系等。一般來說,基準(zhǔn)特征主要用于輔助三維模型的創(chuàng)立。2.3Pro/E建模的一般過程Pro/E是美國PTC(ParametricTechnologyCorpora．tion)公司推出的CAD/CAM/CAE一體化軟件，該軟件集機(jī)械設(shè)計、模具設(shè)計、加工制造、鈑金設(shè)計、機(jī)構(gòu)分析、有限元分析和關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理等功能于一體，是當(dāng)前國際上專業(yè)設(shè)計人員使用最為廣泛、功能強(qiáng)大的新一代產(chǎn)品造型和動態(tài)仿真軟件。利用Pro/E建模首先從整體研究將要建模的零件,分析其特征組成,明確不同特征之間的關(guān)系和內(nèi)在聯(lián)系,確定零件特征的創(chuàng)立順序,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行建模、添加工程特征等設(shè)計。經(jīng)過二維平面草繪圖的旋轉(zhuǎn)、拉伸、掃描和混合等工具來實現(xiàn)三維實體模型的構(gòu)建。Pro/E三維模型將線框、曲面和實體三者有機(jī)地結(jié)合起來,形成一個整體,整個建模過程是基于特征為基本單位的參數(shù)化設(shè)計過程。其中參數(shù)包括幾何參數(shù)和尺寸參數(shù)。幾何參數(shù)確定了實體特征基本位置的固定關(guān)系,尺寸參數(shù)決定了產(chǎn)品外觀尺寸和相對距離。利用參數(shù)能夠準(zhǔn)確控制和修改所建立的三維模型。Pro/E建模的一般過程如下:(1)建立或選取基準(zhǔn)特征作為模型空間定位的基準(zhǔn):如基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)軸和基準(zhǔn)坐標(biāo)系等。建立每個實體特征時,都要利用基準(zhǔn)特征作為參照;(2)建立基礎(chǔ)實體特征:拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、混合等;(3)建立工程特征:孔、倒角、肋、拔模等;(4)特征的修改:特征陣列、特征復(fù)制等編輯操作；(5)添加材質(zhì)和渲染處理。2.4pro/e的參數(shù)化曲面建模高級曲面功能能夠幫助設(shè)計人員和工程師高效開發(fā)和優(yōu)化尺寸驅(qū)動式幾何圖形和自由曲面。參數(shù)化曲面建模功能為設(shè)計人員提供了各種方便的曲面建模工具，比如變截面掃描工具，其中縱截面能夠由用戶自定義圖表或數(shù)學(xué)函數(shù)控制；另還提供了混合曲面和大量曲面操作，擴(kuò)充、裁剪、偏移以及轉(zhuǎn)換等工具，以幫助用戶建立精確的形狀。1.直接曲面建模和逆向工程為了從實體模型、原型或者現(xiàn)有的產(chǎn)品中獲取設(shè)計面信息，Pro/ENGINEER的高級曲面功能逆向工程工具提供了一種快速建立、修改和校驗定型曲面的方法?？焖俑咝Ы?yōu)質(zhì)定型曲面的能力能夠多方面地加速后續(xù)過程，從而為用戶節(jié)省大量時間。Pro/E的交互式曲面設(shè)計擴(kuò)展功能(ISDX)定義了新一代曲面處理技術(shù)。這一新工具具有獨(dú)特的自由形狀曲線和曲面建模功能，并具有高級的互用性和靈活性。它能讓設(shè)計人員和工程師在一種完全自由式參數(shù)化建模環(huán)境中工作，這樣就能保證設(shè)計和工程的真正集成。經(jīng)過在Pro/E的參數(shù)化建?；A(chǔ)內(nèi)建立復(fù)雜的自由形狀幾何體，ISDX能讓設(shè)計人員和工程師在一種具有極大設(shè)計靈活性、獨(dú)特的環(huán)境中工作。ISDX的主要特性交互式曲面設(shè)計是一種一體化的建模方法，它確保了設(shè)計過程具有最大的靈活性，并能讓設(shè)計人員和工程師按照設(shè)想來設(shè)計產(chǎn)品。無論用戶是在建立曲線、曲面，還是在建立實體間的相互關(guān)系，都能為她們提供需要用來建立自由形狀曲面模型的所有軟件工具。這種在基于特征的參數(shù)化建模環(huán)境中設(shè)想和建立任意形狀曲面模型的能力，Pro/E的功能提高到了一個新的水平。用戶能夠經(jīng)過混合已有的幾何體，或者是全新設(shè)計，來輕松建立自由曲面，并將其作為Pro/E模型的一部分。ISDX能夠?qū)⒆杂墒角嫣幚砗凸こ淘O(shè)計完全集成在一起，用戶不需要退出當(dāng)前正在使用的工具，即可隨時更改模型。只需要重定義或修改特征，然后就可繼續(xù)工作。它致力于增值設(shè)計，而不是數(shù)據(jù)傳輸。用戶不用再等待其它人來完成更改，在Pro/E中就可快速簡便地完成模型。在自由式曲面處理方法與參數(shù)化驅(qū)動式、基于特征的建模技術(shù)之間的交互作用方面，Pro/E交互式曲面設(shè)計擴(kuò)充功能已經(jīng)領(lǐng)先于其它大部分CAD軟件了。設(shè)計人員和工程師只需買進(jìn)能夠快速獲得設(shè)計意圖、并有能力支持后續(xù)設(shè)計和制造的工具，即能夠迅速地完成產(chǎn)品的設(shè)計和建模。交互式曲面設(shè)計系統(tǒng)的功能主要如下。建立曲線。3D曲線、平面曲線、曲面上的曲線、直接在曲面上草繪、把某個曲線映射到曲面上、用參數(shù)化方法建立曲線。（2）編輯曲線。動態(tài)或根據(jù)數(shù)據(jù)移動內(nèi)插點(diǎn)或控制點(diǎn)；在顯示屏上動態(tài)或根據(jù)數(shù)據(jù)修改相切條件；用切線和折線把曲線連接到曲線和曲面增加內(nèi)插點(diǎn)；使用或不使用約束條件來動態(tài)擴(kuò)展；刪除點(diǎn)或整條線段；組合和分離曲線；交互式曲度描繪。（3）建立曲面。使用內(nèi)部特征曲線和曲面或?qū)嶓w的邊線來建立曲面；添加內(nèi)部曲線；用局部邊界線建立曲面。（4）編輯曲面。經(jīng)過編輯定義曲線，修改曲面；添加/刪除內(nèi)部曲線，以便重新定義曲面形狀；替換邊界曲線/邊，以便重新定義曲面形狀；交互式曲面連接。建模環(huán)境。4視圖窗口顯示（三個等距視圖，一個3D視圖）；引用已定義的任何幾何體，比如點(diǎn)、平面、曲線、曲面和實體；直接處理導(dǎo)入的幾何體、面和采樣數(shù)據(jù)；局部重建機(jī)制；局部解決模式；在參數(shù)化修改過程中促進(jìn)模型更改；使用行為建模（BehavioralModeling）技術(shù)來優(yōu)化；建立、設(shè)計、模擬和制造其它幾何體等后續(xù)應(yīng)用。Pro/E是業(yè)界領(lǐng)先的CAD/CAM/CAE標(biāo)準(zhǔn)軟件?，F(xiàn)在，Pro/ENGINEER的交互式曲面設(shè)計擴(kuò)展功能(ISDX)的推出，標(biāo)志著PTC已將直觀的自由形狀曲面處理建模工具集成到世界最優(yōu)秀的建模軟件中。這種獨(dú)特的設(shè)計功能允許設(shè)計人員和工程師利用強(qiáng)大的參數(shù)化建模工具來建立自由形狀曲面。直觀的建模環(huán)境能讓客戶采用一種清晰的過程方法來完成設(shè)計，從而在提高效率的同時，減少了產(chǎn)品開發(fā)時間和費(fèi)用。3滑步機(jī)的建模與分析3.1滑步機(jī)的組成與內(nèi)在聯(lián)系滑步機(jī)共有四部分組成，分別是底座，搖臂，腳架，后架。其整體圖和零件圖所示：圖一滑步機(jī)圖二滑步機(jī)搖臂圖三滑步機(jī)后架圖四滑步機(jī)底座圖五滑步機(jī)腳架3.2典型零件的建模由于篇幅原因與設(shè)計中的零件比較多，在本文中不能一一復(fù)述零件的所有建模過程，在下文中簡單介紹一個有代表性的圖5滑步機(jī)后架的實體建模過程，其中軟件環(huán)境為Pro/Engineer5.0。建模過程如下：1）零件分析。模型包括六個特征：基準(zhǔn)面RIGHT、TOP、FRONT、基準(zhǔn)坐標(biāo)系PRT_CSYS_DEF、拉伸特征、孔特征。確定特征創(chuàng)立順序：利用拉伸工具創(chuàng)立主體（基本特征利用拉伸工具剪切多余材料利用拉伸工具建立中間帶有小孔的突起塊。2）進(jìn)入零件設(shè)計模式，將文件命名為0001。具體過程：啟動軟件點(diǎn)擊菜單上文件）（F）新建文件（N）文件類型設(shè)定為“零件”子類型設(shè)定為“實體”輸入文件名點(diǎn)擊“使用缺省模板”選取mmns_part_solid單擊“確定”進(jìn)入零件設(shè)計界面。創(chuàng)立與修改零件特征A1.點(diǎn)擊右側(cè)拉伸命令，選擇“放置”,定義草繪平面，進(jìn)入草繪界面。進(jìn)行草繪。如圖6所示。圖62.草繪結(jié)束后點(diǎn)擊，進(jìn)入拉伸界面，進(jìn)行拉伸，輸入拉伸值，拉伸至如圖7所示。圖73.重復(fù)上述步驟，進(jìn)入草繪界面，進(jìn)行草繪，拉伸，拉伸后如圖8所示。圖84.在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行三次拉伸操作得到圖9.圖95.得到圖9后，利用拉伸功能得到一個Φ2的鏈接軸。得到下圖所示效果。圖106.接下來進(jìn)行倒角操作，出現(xiàn)圖11對話框。設(shè)置好后完成，得到圖12效果。圖11圖127.當(dāng)前零件的一端已經(jīng)完成，下面完成另一端，另一端由拉伸功能就能夠完成。最終完成效果圖13。由圖6到圖13完成滑步機(jī)腳架的設(shè)計過程。進(jìn)行保存。圖13B1.重復(fù)新建一個頁面，進(jìn)行下一個零件的設(shè)計。本零件需要用到掃描。大致步驟如下：插入掃描伸出項。彈出對話框如圖14圖142.選擇草繪軌跡，進(jìn)入草繪界面，繪制如下圖15所示。草繪結(jié)束后點(diǎn)擊彈出對話框，進(jìn)行截面繪制，最后得出所需要圖元。圖153.接下來需要定義基準(zhǔn)平面，點(diǎn)擊平面工具，選擇平面出現(xiàn)對話框如圖16。圖164.經(jīng)過拉伸過程繪制圖17，圖18兩部分。最后再進(jìn)行一步倒圓角，就完成了滑步機(jī)搖臂零件的設(shè)計過程，進(jìn)行保存。圖17圖18C1.下面要進(jìn)行滑步機(jī)底座的設(shè)計。同樣重復(fù)上述過程新建頁面，首先利用掃面工具進(jìn)行設(shè)計，在此不再詳述掃描過程。得到效果如圖19。在此基礎(chǔ)進(jìn)行拉伸操作，首先進(jìn)入草繪平面，繪制如圖20所示。進(jìn)行拉伸如圖21圖22。圖19圖20圖21圖22應(yīng)用旋轉(zhuǎn)功能繪制。點(diǎn)擊，出現(xiàn)圖23，選擇放置，定義草繪平面。繪制草圖24，選擇旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作，得到最后效果圖25。圖23圖24圖253.利用鏡像功能使另一端也達(dá)到相同的效果。接下來再應(yīng)用掃描功能，得到如圖26所示的圖元。圖26建立新的基準(zhǔn)平面，點(diǎn)擊，選擇front平面，平移11.5。圖27應(yīng)用四次拉伸功能，完成如下圖所示的操作。圖286.最后再進(jìn)行一步掃描，插入掃描伸出項。彈出對話框如圖14。選擇草繪軌跡，進(jìn)入草繪界面。得到圖29。圖29最后掃描完成后得到滑步機(jī)底座如圖四，保存零件。D1.點(diǎn)擊界面上部命令菜單插入，選擇掃描中的伸出項，在軌跡菜單總選擇草繪軌跡，后選擇TOP平面進(jìn)行草繪，選擇直線指令，畫一條長度22的直線，然后在截面定義中在確定平面中繪制直徑為6.5的圓，點(diǎn)擊，再點(diǎn)確定就完成了圓柱的制作，當(dāng)然也能夠用拉伸工具對圓形草繪進(jìn)行22的拉伸也能完成這個步驟。見圖30。圖302.掃描結(jié)束后進(jìn)行拉伸操作，點(diǎn)擊，定義繪圖平面，進(jìn)入草繪，繪制圖31所示圖形。圖31草繪完成后點(diǎn)擊，輸入拉伸值20，進(jìn)行預(yù)覽后無錯誤點(diǎn)擊，得到圖32所示結(jié)果。圖324.在圓柱的另一側(cè)進(jìn)行與步驟2、3，得到圖33效果。圖335.步驟4完成后得到圖33，在進(jìn)行兩步的倒圓角得到圖34的結(jié)果。圖346.還是運(yùn)用拉伸功能，首先定義繪圖平面，進(jìn)入草繪，草繪圖如下。草繪結(jié)束后進(jìn)入拉伸界面，輸入拉伸值，預(yù)覽后確定。得到圖36。圖35圖367.重復(fù)步驟6對另一側(cè)進(jìn)行拉伸操作，得到圖37。圖378.最后要利用旋轉(zhuǎn)的去除材料。點(diǎn)擊旋轉(zhuǎn)，選中去除材料，如圖38。進(jìn)入草繪平面進(jìn)行草繪圖39。完成草繪驚醒旋轉(zhuǎn)操作，最后得到圖40所示。即完成了滑步機(jī)后架的設(shè)計過程。圖38圖39圖40所有操作都完成后就生成了我們所需要的滑步機(jī)的各個零件，盡管實際中所有的零件的連接方式為銷釘連接，可是繪制中為了方便同時不影響下面的工作就全部制作成圓柱和孔的配合。3.3零件的裝配隨著計算機(jī)三維技術(shù)的發(fā)展，在機(jī)械零件及機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計中，零部件如何裝配、加工、各零部件是否發(fā)生干涉，可視化設(shè)計等方面能否實現(xiàn)，都具有很實際的意義。虛擬裝配技術(shù)就是在虛擬設(shè)計環(huán)境下，來完成三維實體模型的最終設(shè)計。它是按照一定的約束條件或連接方式，將各零件組織成一個整體并能滿足功能的過程。Pro/E的裝配模式提供了并行的、自下而上的、自上而下的產(chǎn)品開發(fā)方法。所謂自下而上的設(shè)計模式，即先在零件模塊中構(gòu)造各個零件的三維模型，然后在裝配模塊中建立零部件之間的連接關(guān)系，這種連接關(guān)系的建立是經(jīng)過零部件之間建立約束關(guān)系來確定零部件在產(chǎn)品中的位置。在虛擬裝配中，零部件的幾何體是被裝配利用，而不是復(fù)制到裝配中?；赑ro/E具有單一數(shù)據(jù)庫的特性，不論如何編輯零部件，整個裝配依然保持關(guān)聯(lián)性，如果修改整個零部件，則引用它的裝配件自動更新，反映零部件的最新變化。進(jìn)行零件裝配時，最重要的步驟就是對零部件進(jìn)行適當(dāng)?shù)募s束，在Pro/E中建立裝配關(guān)系是用面和面配合、平面和基準(zhǔn)面對齊，坐標(biāo)系各個軸相互對齊等約束命令將所有的零部件按要求裝配在一起?；綑C(jī)裝配圖我們的滑步機(jī)模型由四個零件裝配而成，其中主要用到銷釘?shù)倪B接方式，裝配比較簡單，在此就不在贅述其裝配過程，裝配好以后的效果就是如圖所示。利用Pro/E對模型進(jìn)行仿真和分析，能夠模擬真實環(huán)境中的工作狀態(tài)并進(jìn)行分析和判斷，以盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺欠和潛在的失敗可能，提前進(jìn)行改進(jìn)和修正從而減少后期修改而付出的昂貴代價，減少設(shè)計周期。運(yùn)動仿真的一般過程，如下圖。建立連接建立連接連接軸設(shè)置運(yùn)動副伺服電機(jī)總體設(shè)計建立運(yùn)動模型設(shè)置運(yùn)動環(huán)境分析運(yùn)動機(jī)構(gòu)獲取分析結(jié)果重力執(zhí)行電機(jī)彈簧阻尼力扭矩初始條件運(yùn)動學(xué)動態(tài)靜態(tài)力平衡重復(fù)組件運(yùn)動回放干涉檢驗運(yùn)動包絡(luò)測量軌跡曲線運(yùn)動仿真流程圖了解了運(yùn)動仿真的一般過程之后，進(jìn)入Pro/E的機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)分析模塊，根據(jù)零件之間的運(yùn)動關(guān)系，設(shè)置連接軸和定義伺服電機(jī)，以驅(qū)動模型運(yùn)動，最后捕獲機(jī)構(gòu)的運(yùn)動過程，生成一個格式為MPG的文件。干涉檢驗是設(shè)計時常見到的一種檢驗方法，經(jīng)過檢驗?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)零件設(shè)計的缺陷，盡可能的把設(shè)計錯誤消除在制造前，減少重復(fù)工作，減少損失。具體的操作過程為：在系統(tǒng)裝配模式下，選擇菜單中的“分析”按鈕，進(jìn)入系統(tǒng)分析模塊，點(diǎn)擊“模型分析”，在模型分析畫面中選擇下拉菜單中的“全局干涉”，點(diǎn)擊計算就能夠得到所需結(jié)果,在此不做過多介紹。首先