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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流摩托车的结构设计与运动仿真论文.精品文档.湖北文理学院毕业设计(论文)正文题 目摩托车的结构设计与运动仿真专 业机械设计制造及其自动化班 级机制0812班姓 名夏坤学 号08116210指导教师职 称高成慧教授 2012 年 5 月20 日摩托车的结构设计与运动仿真摘 要：本设计利用三维建模软件Pro/Engineer，对摩托车进行相关结构设计。使用Pro/Engineer软件自顶而下设计方法，从产品结构层次规划着手，将设计参数依次传递到各级子装配与零件的设计方法，从而实现产品全参数化整体结构设计。设计中考虑人因工程在摩托车结构设计中的应用，
2、并按照摩托车产品设计的安全标准及规范要求,对摩托车的造型、颜色、材料等方面，以及摩托车结构进行设计。根据功能需求来改动产品的高层结构模型，通过参数修改驱动各个零部件的改变。基于特征的参数化设计为产品模型的可变性设计、概念设计等提供了手段，在遵循设计意图的情况下方便地改动模型，从而生成系列产品，提高了设计效率。关键词：Pro/Engineer；摩托车；结构设计；自顶而下The Structural Design and Motion Simulation of MotorcycleAbstract：This design uses the three dimensional modeling s
3、oftware Pro/Engineer, to carry on the related structural design of the motorcycle. Based on idea of top-down design using Pro/Engineer, it introduces the configuration design of the product. The design process includes the transmission of the parameter date to the son assemblage and the parts in tur
4、n. This method realizes the parameter design of the entirely product. Considered the application of the man-machine project in the motorcycles structural design, and defers to the security standard and the standard request of the motorcycle product design, to carry on the design on the motorcycles m
5、odeling, color, material, as well as the structure. After the product modeling design completed, uses the rendering function of Pro/Engineer to carry on the rendering for the three dimensional modeling. According to function demand to change the high-rise structural model, driving the change of part
6、s by revising parameters, the parameterization design basing on characteristic provides a method for the alterability and concept design of the product model. Abiding by the design intention to change the model, generating series of products and improving design efficiency.Key words：Pro/Engineer；Mot
7、orcycle；Structural Design；Top-down design目 录1 绪论31.1摩托车的起源31.2摩托车的发展趋势41.3课题目的和意义51.4课题基本要求61.5本章小结62工业造型在产品设计中的应用72.1工业造型设计的概念及特征72.2工业造型设计的方法及其应用72.3摩托车造型设计基本流程72.4三维建模软件的选择82.5本章小结103 摩托车的人机分析与设计113.1 车座的分析与设计113.2摩托车的把手124 摩托车车架的结构与设计134.1摩托车车架结构134.2车架工作载荷134.3自行车造型色彩分析144.5本章小结145 摩托车的发动机机构设计1
8、55.1 发动机原理155.2摩托车发动机设计结构参数155.3 本章小结156 建模设计步骤166.1主要零件建模166.1.1车轮建模设计步骤166.1.2 车身建模设计步骤166.2产品装配186.2.1 摩托车的装配196.3产品渲染206.4本章小结207 本文总结21参考文献22致 谢231 绪论1.1摩托车的起源早在19世纪末、20世纪初，欧洲一些工业发达的国家为了比较各自制造的摩托车的性能质量，曾举行过一些非正式的国际摩托车比赛，从而逐步形成了运动竞赛项目。1904年在巴黎郊区举行了一次国际比赛，竞赛路线为周长54公里的环行路，行驶 5周，共270公里。参加这次比赛的5个国家发
9、起成立“国际摩托车运动俱乐部联合会”。1907年，这个联合会解散。5年之后,经英国汽车联盟提议，又重新恢复。总部设在伦敦。1949年改名为国际摩托车运动联合会，1959年总部迁移到瑞士 日内瓦。1979年10月，在瑞士蒙特勒国际摩联75周年代表大会上，中国被接纳为会员国。 摩托车竞赛既是运动员驾驶技术的比赛，又是各种新型摩托车的较量。摩托车产品质量是通过竞赛不断改进的。而优质赛车又促进人们驾驶技术水平的不断提高。最初的摩托车竞赛活动以检验和比较摩托车的性能质量为主要目的。在竞赛实践中，由于驾驶技术对发挥车辆的优良性能作用很大，人们开始重视摩托车手的技术训练，逐步形成了摩托车竞技所特有的专门技术
10、。为适应这种技术和运动竞赛日益发展的需要，生产了各种新型的竞赛摩托车。目前国际上举行的各种大型摩托车比赛，项目繁多，比赛内容惊险、紧张、激烈。重大比赛的观众，有时多达几十万人。欧美许多国家的摩托车运动很普及，有的国家每年举行几百次国内、国际比赛。 世界上摩托车运动水平高的国家，大多也是摩托车制造工业发达的国家。从国际摩联创始至今，世界摩托车锦标赛的地点一直在欧洲，技术优势也在欧洲。其中一个重要原因是欧洲许多国家如英国、德国、意大利、奥地利等国家拥有发达的摩托车制造工业。意大利全国约有60多个工厂生产摩托车，国内共有各种类型的摩托车700万辆,全国人口的10喜爱摩托车运动，每年组织国内、国际比赛
11、 700余次，运动员技术水平很高，多次获世界冠军和欧洲冠军。总的来看，亚洲水平不如欧洲。但第二次世界大战后，日本摩托车制造工业高速发展，年产摩托车数百万辆，为开展摩托车运动提供了雄厚的物质基础，使日本的摩托车运动有很大发展。他们每年集中上万名摩托车手进行活动，举办各种国内比赛达 200多次。目前日本摩托车运动水平已进入世界先进行列，1979年日本运动员获 125车型越野世界冠军。 摩托车运动在中国作为一个体育项目是从1952年开始的。最初在北京市和几个大城市开展活动。1956年，各大城市相继建立了摩托车运动俱乐部。 中国开展摩托车运动的主要形式是开办摩托车训练班。按照国家体委颁发的普及训练大纲
12、向自愿参加训练的爱好者进行训练。普及训练分普通摩托车手和特等摩托车手。普通摩托车手普及面广，训练时间短，主要使参加者了解有关内燃机基础知识,学会一般驾驶技术;特等摩托车手是在普通摩托车手的基础上，进一步提高摩托车的驾驶技术，学会摩托车保养和维修技能，在普及训练的基础上，组织各种竞赛活动。第 1次全国性的摩托车比赛是1958年在北京举行的。1959年、1965年在第1、第2届全国运动会上，全国各省、市、自治区和解放军都派队参加了比赛，水平有所提高。1.2摩托车的发展趋势目前我国的摩托车业，在经历了快速发展和无序竞争后，现已进入稳步和成熟的发展阶段。随着摩托车市场的进化，我国面临加入WTO后的冲击
13、，在未来10年内，中国的摩托车业将面临着以下几大发展趋势：（1）摩托车价格仍有降低趋势随着摩托车业在技术上的不断成熟，企业管理水平的提高，运营成本的下降，以及加入WTO后国际采购原材料的大幅度下调，流通渠道的变革带来的流通成本的降低，中外摩托车品牌的激烈竞争等因素，都将使摩托车价格变得更加便宜。据测算，10年之后，同等摩托车产品的价格，将比现在下降20左右。（2）上下摩托车企业开始对接随着经济实力与技术力量的发展，一些中国的知名摩托车企业已经不再是简单地处在产业链的一个节点上（比如说只是组装或靠引进一种车型技术生产），而是开始逐渐拥有了自己的一些核心技术。一个企业的产业布局开始向相对完整的产业
14、链方向扩张。例如，一些摩托车整车企业拥有自己的发动机、减震器以及磁电机等关键的部件，这样上下对接式的发展使中国摩托车企业的竞争,已经不单单停留在产品的价格层面，而是整个产业链的系统竞争。（3）产品朝着e化发展现在的摩托车产品在家庭中的状态基本上是拥有相对单一的功能而孤零零地存在着。简单e化的摩托车产品还刚刚问世。但在今后10年中，微电脑将广泛地应用到摩托车产品中，产品将全面e化，在摩托车的舒适性、敏捷性以及油路控制等方面将更加智能化、人性化。（4）我国将成为全球最大的摩托车制造基地从日本本田公司加大在我国摩托车业的投资可以看出，在未来10年内，我国仍然处在对发达国家的产业追赶期，摩托车企业仍将
15、紧跟技术发展潮流，抓住全球产业结构的调整契机，清醒审视自己的资源禀赋，利用好自己的比较优势与后发优势，成为世界上最大的摩托车制造基地，预计年产值将达到几百亿美元，我国产摩托车在全球的竞争力进一步增强，我国强势品牌将开始真正意义上的全球市场扩张。（5）摩托车企业中心将全面转移在发展到一定规模以后，国内知名的摩托车集团开始寻找资本、信息、技术、人才等企业快速发展的新的“维生素”，如不少摩托车企业开始涉足其他领域。同时，随着摩托车企业的国际化，很多企业中心将再次调整，重点将向国际市场发展。（6）电子商务成为摩托车企业的主流商务模式随着信息技术发展，电子商务风行全世界将是一个不争的现实。在未来10年，
16、预测电子商务总额将占摩托车产业商务总额的60以上，同时摩托车企业的电子商务空间,将扩大到整个全球市场，而不像现在一样只局限在国内市场。（7）制造模式将向大规模定制模式转变在对发达国家的摩托车产业追赶中，我国的摩托车企业有片面地重视产品技术的倾向，而对生产模式等柔性的工艺技术重视不够。在信息技术的促动下，世界各种制造业的生产模式正在发生着深刻的变化，那就是从大规模生产模式向最大限度满足客户需求的大规模定制模式的转变。能不能快速转变并使用新的生产模式,将成为影响中国摩托车企业未来国际竞争力的重要战略选择。（8）摩托车企业内外制度、管理水平将全面接轨国际市场上企业竞争的本质是企业制度的竞争。目前，我
17、国摩托车企业与世界发达国家摩托车企业的差距，除了技术因素外，更重要的是企业制度和管理水平上的差距。当前，我国企业主要是企业本身制度的改革与企业外围运行制度环境的改革。随着加入WTO的步伐，中国企业的制度改革进程进一步加快，管理水平将会进一步得到提高。未来10年内，我国企业内外的制度环境和管理水平将出现全新的变化，那就是制度环境全面与国际接轨，与发达国家摩托车企业大大缩小了制度和管理水平差距的中国摩托车企业，将获得前所未有的市场竞争力。1.3课题目的和意义通过该课题的学习，掌握产品设计与造型方法，培养现代产品设计意识，掌握现代化的设计手段和相关技能，培养创新设计能力，全面而广泛地了解当前国内外相
18、关领域的最新发展动态，对所学知识进一步的认识和更深入的了解，掌握毕业论文的写作格式和流程，提高学生独立培养学生的现代的设计理念，能提高学生的形象思维和创造性思维能力，有利于培养良好的工程素质及自学能力，进一步提高文献检索和信息处理能力。1.4课题基本要求1）熟悉摩托车的的结构特点，自行设计一款造型美观，使用方便,结构更合理，功能更齐全的新型摩托车。学习三维造型软件的基础知识，并通过三维造型软件对摩托车的各零件进行三维造型设计和虚拟装配。此产品应结构设计合理，造型新颖独特，美观大方，实用时尚，赋予人性化设计。在充分考虑到生产工艺可行性的情况下进行突破性设计，外观时尚大方，要求操作便利便于清洁。2
19、) 在对现有产品进行充分了解的前提下，考虑到工业的可行性后，对产品的外观造型、实用功能及材料方面进行创新设计。3) 在构造曲面时，要求线面光顺，曲面质量好，要随时检查所建曲面的状况，注意检查曲面是否光顺，是否扭曲，曲率变化情况等，以便及时修改。4) 产品需要根据实际情况进行设计，满足消费者的使用习惯，要求产品具有前瞻性或市场价值，体现操作的便利性、舒适性等。1.5本章小结本章主要介绍了摩托车的起源，今后的发展趋势。明确设计的要求、目的以及意义，以及对摩托车创新方面的一些设想。2 工业造型在产品设计中的应用2.1工业造型设计的概念及特征工业造型设计，是将与产品造型有关的功能、结构、材料、工艺、视
20、觉传递、宜人性和市场关系等方面因素，进行综合的创造性设计，使人、机和环境协调统一，使产品符合时代要求的创造性技术活动随着科学技术的不断发展。该创造活动己经上升为一种有效的设计方法，它是把人机功效、工程技术与艺术结合为一体的一门新型学科在产品设计过程中，遵循“实用、经济、美观”的基本原则，其特征是以“人”为中心。2.2工业造型设计的方法及其应用进行工业设计所涉及的领域和力一法极为广泛，需要设计师在工程设计、材料学、人机工程学、美学其至人文、历史等方面进行长期的积累，但是随着计算机技术的快速发展，工业设计技术相对变得越来越简单了。软件工程师可以把上述相关素材写入数据库供设计师随时调用，并应用专家评
21、价系统随时对设计进行评价，这就使得普通工程设计人员亦可在从事产品设计时，较为容易地运用工业设计力一法加以设计，使设计出的产品在满足使用功能的同时更加人性化日前从事工业设计的工程师使用较多的软件包括:3DStudio Max、Pro/Designer等美学造型软件，Photoshop等工具软件和Pro/ENGINEER、T-DTOS、UG、Solid Works等工程设计软件。2.3摩托车造型设计基本流程本摩托车产品结构设计的设计基本流程大概划分为：1.课题提出2.制定计划3.市场调查4.资料分析5.确定主题方向6.设计构思7.提出方案8.细化定案9.方案评审10.摩托车产品结构设计11. 三维
22、建模造型设计12.装配13.产品渲染14.平面（三维）效果图15.运动仿真2.4三维建模软件的选择1、UG UG软件是一个综合能力比较强大的，主要适合于大型的汽车、飞机厂等建立复杂的数模，特别是在加工方面比较强；UG的一个最大特点就是混合建模，就是在一个模型中允许存在无相关性的特征。如在建模过程中，可以通过移动、旋转坐标系创建特征构造的基点；在UG中只有Sketch草绘的截面才是参数化的，而curve则是非参数化特征，而在Pro/E中所有草绘的截面都是参数化尺寸驱动的。所以UG在对产品设计、造型这块还是没有Pro/E那么出众。2、Solid Work Solid Work软件相对与UG和Pro
23、/E是比较小的软件，功能相对来说也比较少，Solid Work也可以方便的进行建模、装配以及渲染，但它在逆向造型和机械运动仿真比较弱，特别在CAE方面；在曲面造型模块，不及Pro/E。3、 Pro/E Pro/E Wildfire是美国PTC公司最近推出的一套从设计到制造的机械自动化软件8 9。该软件继承以前版本特性的基础上，在易用性、设计的高效率、实用性等方面都有了很大的改善。Pro/E主要适合于中小型的产品设计，快速建模。（1）系统的主要特点有：1）Pro/E软件抛弃传统CAD/CAM软件中的线框和表面模型而直接鉴于3D实体；使得设计者能够更好的捕捉自己的设计意图和激发设计灵感。2）Pro
24、/E的3D实体鉴于特征造型技术。3）Pro/E中所有的对象都是建立在单一数据库中。4）Pro/E的3D特征实体是全参数化的，具有自适应性和自能性。（2）其主要功能：1）零件设计建模工业设计的核心领域就是造型技术，Pro/E Wildfire具有极强的实体造型和曲面造型功能，可以构造非常复杂的实体模型。通过将Pro/E Wildfire任意数量特征组合在一起形成用户定义的特征，就可快捷的生成实体。其主要结构特征有：拉伸体、孔、切槽、壳、倒圆角等，而对应特征的构造方法有：拉伸、旋转、扫描、混合、高级造型方法等。Pro/E Wildfire的曲面功能非常强大，具有输入和编辑复杂曲面和曲线的功能，不同
25、曲面组合构成完美的产品外表面，能够使产品实体模型的外观更为美观、光顺。另外，Pro/E Wildfire新功能中增加了扭曲特征，可以在概念性设计阶段研究模型的设计变化。2）装配设计建模装配是一个参数化组装管理模块，提供基于装配关系和运动特征的装配设计功能，支持多重的子装配。利用特征树，可以和在零件设计中那样对装配体中的零件进行任意修改；也可以在装配环境中生成新的零件。它提供的自顶向下的设计工具，有助于团队协作来设计和管理复杂而庞大的产品。3）机械运动仿真功能在Pro/E的“机械”模块中，可以定义两个元件连接类型，约束元件之间的相对运动，减少系统可能的总自由度，进行机械装置的机械运动仿真。4）逆
26、向造型功能Pro/E重新造型是一个逆向工程环境，使工程师能够通过3D扫描数据将现有实物产品转化为精确的设计，而不会丢失任何原始设计意图或关键几何数据。5）图像渲染工业产品色彩对于产品造型的完善、外观质量及产品的市场竞争等方面都有很重要的作用。Pro/E提供了制作高质量图像的渲染工具，能使零件或装配的显现和照片非常相似。另外，运用贴图功能在产品和包装上生成和附加常规的标记和图案，指定每个图案的大小、位置和透明度。（3）由上而下（Top-Down Design）设计流程1）由上而下（Top-Down Design）是一种由最顶层的产品结构传递设计规范到所有相关次系统的一种设计方法论，通过Top-D
27、own Design的运用，能够有效地传递设计规范给各个子组件，从而更方便高效的对整个设计流程进行管理。本次设计充分应用了Top-Down Design。在进行产品设计时，如果所有的零件均在零件模块下单独做零件的3D几何模型，然后再一一装配，则很容易发生零件之间不匹配的情况，且当零件在做设计变更时，其配合件无法产生相应的变化，因此在组件模块中进行配合件的设计是产品建模过程中极为重要的工作。2）Top-Down Design在行业中应用的优势无论是在机械行业还是在其它工业设计中，产品构造的复杂性带来了装配的困难，为了解决这些问题，Top-Down Design技术应运而生。Top-Down De
28、sign自顶向下设计有许多优点，它既可以管理大型组件，又能有效地掌握设计意图，使组织结构明确，更能在设计团队间迅速传递设计信息，达到信息共享的目的。A、管理大型复杂的装配设计，系统地组织管理是相当重要的。在Pro/Engineer中，提供了按照设计意图、规划，使用由骨架模型来承载定义组件的接口、零件组装的空间约束及特定运动关系等重要设计需求的应用功能工具。利用骨架模型作为沟通的桥梁，遵循大组件所赋予的设计空间与限制，子组件能够自我地进入设计流程，由上往下层层负责，全面关联，模块化的设计概念可以彻底实现。B、组织在设计初期，自顶向下结构已经完整定义，每一个子组件间通过严密的组织紧密结合在一起，彼
29、此的相关配合约束完全由计算机系统来控制，防止人为的不慎和非预期的错误发生。C、信息共享Top-Down Design具备健全的组织结构，能让设计信息在整个系统的任何阶层快速地传递与共享。任何的改动都会在整个系统中传递给各个子组件。因此，它能够使整个团队共享信息，作到协同设计。Top-Down Design技术在产品设计中的应用是一次巨大的改革，使人们在进行大型结构件装配时有了高效的工具。这一工具使得整个规划流程显得方便易行，也为有效的管理奠定了基础。通过对以上3个三维建模软件的介绍、分析比较，在产品造型领域里，Pro/E Wildfire比UG和Solid Work更为强大，适合。所以本设计的
30、电吉他产品结构造型采用Pro/E Wildfire3.0进行建模设计。2.5本章小结本章主要介绍了工业造型设计的概念及特征、工业造型设计方法及应用；简单阐述自行车结构造型设计的基本流程；对三维建模软件进行了分析、比较，选择了Pro/E Wildfire3.0进行建模设计。3 摩托车的人机分析与设计3.1 车座的分析与设计大多数人长时间骑摩托车，都会感到臀部疼痛.之所以如此，一部分原因是前倾式的骑车姿势使骑车者会阴与车座前端产生磨擦，时间一久就会感到不舒服；一部分原因则是车座的尺寸与人体尺寸不符所致。根据人体组织的解剖特性可知，坐骨结节处是人体最能耐受压力的部位，身体的主要重量均由骨盆下的两块面
31、积约为25 cm2的坐骨结节承受故车座后端宽度过小就会使坐骨结节处在鞍座外缘或紧挨外缘的位置。这样，身体的压力使得坐骨结节被迫分离的趋势过大，由此导致臀部的疼痛感。所以车座后端应在现有的基础上适当加宽。 1）车座的大小 一种摩托车的车座，在前后连接驾驶员用车座（）和同乘者用车座（）的双人座（）的底板（）上使用发泡成形材料的摩托车中，设置在驾驶员用车座（）侧底板前部（）的前部上面纵肋（）和前部上面横肋（）不如设置在同乘者用车座（）侧底板（）的后部上面纵肋（）密集。为了提高同乘者用车座的刚性，可以提高同乘者用车座侧底板的刚性，可以提高防止非正常开启同乘者用车座的防盗效果，没有必要将现有技术中的锁定
32、机构设置在车座后部，在本发明中，可以设置一种车座锁定机构。此外，由于驾驶员用车座的底板上的肋少，可以在提高着座感的同时，遏止重量的增加。2）座面倾角 车座后倾一定的角度，一方面可使背部抵靠靠背，获得支持，从而降低背肌静压；另一方面则可防止坐者从座缘滑出座面。车座后倾的角度不可太大，如果太大，身体势必前屈作业，致使脊椎拉直，破坏正常腰椎曲线，形成一种费力姿势，一般后倾角在3以内为宜。另外，研究还表明，人在骑摩托车时身体适当前倾，人体的迎风面积减小，更有利于发力和加速，如果靠背角为90，前倾角在15以内，则相当于前倾座面与靠背夹角在105以内，属坐姿的最小舒适范围。靠背对于脊椎部还能起适度的支持作
33、用，肌肉紧张较小，背部压力在椎骨上分布也较均匀。基于此，座面倾角设置成可调式，能在后倾与前倾坐姿的舒适调节范围内连续调整，并可在任意角度锁紧，骑车者可根据需要调整鞍座倾角。3）座垫结构与材料 尽管不同类型的摩托车座垫外形不同，但结构组成基本相同，主要由座垫蒙皮、座垫芯、座垫底板、座垫安装结构、做点减震结构及辅助结构组成。a)座垫底板：主要承担人体质量及行驶过程中受到的冲击力，常用材料有钢板和 塑料2种。b)座垫芯：能衰减、吸收和振动，柔软。有弹性。无明显变形，常用材料为海绵和泡沫塑料，根据不同车型，这2种材料的密度和硬度不同。c)座垫蒙皮：将座垫底板与座垫芯固定，使座垫表面美观。应具有足够强度
34、、耐磨、耐脏、易清洁、去湿、尺寸稳定和防水，常用材料为皮革或人造革。当座垫底板为钢板时，在地板周围会均匀冲出三角形突起，将蒙皮勾住;当座垫地板为塑料时,可用门型钉均匀地将蒙皮钉在底板上.d)座垫缓冲块:安装在座垫底板下,起缓减冲击,减振作用,使车座受力均匀,减少车垫变形.e)其他辅助结构：座垫安装结构及其余零件，如拉带、座垫扣等，将座垫与车体连接、 ，其中拉带常用高强度人造革制成，为后边乘客拉手用，拉断里大于2000N，用螺钉固定在底板上。从上面的实例可以看出，车座设计者将最大程度的减少人体软组织和器官挤压和摩擦为主要设计准则，即减少对坐骨生殖区的挤压和摩擦，通过凹陷、凿孔、改变鞍座的形状等方
35、法来实现这一主要准则，同时考虑舒适和安全。3.2摩托车的把手一种摩托车的把手结构，其具备：后部车架、设于所述后部车架上的把手、至少覆盖所述后部车架的后部车身罩、安装在所述后部车架上覆盖后轮的上方的后挡泥板，其特征在于，所述把手由俯视呈环状从所述后部车架向车宽方向外侧延伸的把手主体、和设于所述后挡泥板上覆盖所述把手主体的下方及内侧的把手罩构成，在所述把手罩上形成在所述把手主体的内侧从下方进入上方的把手用凹部，常用摩托车方向把手大约尺寸:950mm。4 摩托车车架的结构与设计4.1摩托车车架结构图4.1 摩托车车架结构 摩托车车架的主要功能是用来固定及支撑车辆的发动机、传动系统和悬架系统以及其它相
36、关元件等,以保证车辆行驶的灵活性、加速性和稳定性。摩托车操纵的平顺性、驾驶的安全性、乘坐的舒适性和在各种道路条件下的通过性与车架都有着不可分割的关系。为了实现上述功能。车架本身必须质量小且强度高。如果车架没有足够的强度和刚度,则会使前轮和后轮之间产生挠曲,造成骑乘者的不适甚至影响安全,而且还会损伤发动机。可以说车架是整个摩托车的脊梁。 在车架的设计工作中,应根据整车设计要求和发动机排量大小及安装形式,综合各种要素,选择合适的材料和结构形式。还应着重考虑经济成本因素对车架设计的影响,结合车架发展的流行趋势,设计出新型实用的摩托车车架。车架的结构尺寸要符合要求。车架有些部分是十分关键的，影响摩托车
37、运行的平稳性。前叉倾角大，转向时方向把手移动的角度也就小；拖曳距大，前轮回转的扭力也就越大，车子也就觉得越稳定。但拖曳距越大转向就越重手，因此一般轻型摩托车的拖曳距在85mm120mm之间。摩托车在行驶中所产生的转向力、离心力及车子的颠簸，都会使前立管向侧扭，为抵抗这种侧向扭力，车架常使用粗大的管梁和加强杆，从发动机两侧伸延至前立管位置焊接。4.2车架工作载荷 由摩托车的正常工作状况可知道，该车架在正常工作状况下载重2人，按标准质量人75kg计，也就是说，150kg的质量分布在车架的座垫导轨处，不考虑载货，其他加载在车架上的载荷为：加载在上梁管处的油箱和燃油的质量10kg，悬挂在车架上的发动机
38、重量为10kg。表1 摩托车整体载荷参数该车架，前叉倾角26度，乘员重量均布在座垫导轨上，燃油重量均布在上梁管处，发动机重心在后叉安装点左上（186.543）处。4.3 摩托车造型色彩分析色彩，是工业产品造型中的重要要素，是视觉传达中最敏感与反应最快的信息符合。据有关资料分析：人们视觉感官在观察、了解外界的各种物体时，首先引起反应的是色彩，其次是形状，最后是材质。视觉对色彩和形象的感知率为：最初20s内对色彩的注意力占80%，而对形状的注意力只占20%；2 min后，色彩占60%，现状占40%；5 min后对色彩和形状的注意力才达到平衡，各占50%。可见色彩给人的印象多么的迅速和深刻。可见色彩
39、在整个产品的形象中，最先作用于人的视觉感受。产品色彩如果处理得好，可以协调造型中的一些不足，使它完美，博得消费者的青睐，反之，如果产品的色彩处理不当，则不但影响产品功能的发挥，影响产品造型的整体美，同时也会影响人的工作情绪，分散操作者的注意力。所以，在产品造型中，色彩设计是一项不容忽视的工作，其色调的选择是非常重要的。色调就是一眼看上去产品所具有的总体色彩感觉，它可以表现出生动、活泼，也可以表现出精致、庄重，还可以表现沉闷或是亲切、明快以及表现出一种激情等等。色调的选择一般可根据产品的用途、功能、结构、时代性及使用者的好恶等，艺术的加以确定，确定的标准是色形一致，以色助形，形色生辉。色调的确定
40、一般还要参考以下几点：（1）用暖色调有温暖的效果，用冷色调会使人感到冷清；（2）以高彩度的暖色为主调能使人感觉刺激兴奋，以低彩度的冷色为主调可以让人平静；（3）高明色调清爽、明快，低明色调深沉、庄重。总之，色调是在总体色彩感觉中起支配和统一全局作用的色彩设计要素。4.4本章小结 本章主要介绍了摩托车车架的结构以及工作载荷，以及对摩托车的色彩进行一些简单的说明。5 摩托车的发动机机构设计5.1 发动机原理现代摩托车都采用四冲程汽油发动机，四冲程汽油机工作原理，汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在进气行程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推
41、动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程内完成一个工作循环。如图所示图5.1四冲程汽油发动机5.2摩托车发动机设计结构参数 发动机的活塞行程、与活塞直径D是发动机设计中最重要的2个结构参数,对发动机的整体睦能指标,如动力性、经济性,乃至可靠性、耐久性及发动机的工作状态如热负荷等都有直接的影响,对发动机本身的其它结构参数如外形尺寸等亦有明显的影响。而这2个参数之间又有着密切的关系,相互关联,相互制约,由这2个参数结合而成的s与D之比偷/D晰程缸径比),在发动机的设计研究中是一个很重要的设计参数。例如，某型号摩托车的发动机（双
42、缸）的排气量是746mL，其活塞行程是78mm，气缸直径是78mm。5.3 本章小结 本章主要介绍了摩托车发动机的原理与结构。6 摩托车的结构设计6.1摩托车的总体设计摩托车主要由车身、前叉、后叉、车架、发动机、车轮等组成。6.2车轮的结构设计车轮由轮辐和外面的轮胎组成，轮胎采用橡胶组成。在PROE中车轮采用旋转和阵列等特征造型方法完成，结构如图所示。 图 6.1 车轮零件图6.3前叉的结构设计前叉部件是整车重要的组成部分。它支撑前轮，加上转向功能，可以保持骑行的平稳。前叉零件采用拉伸、曲面造型、镜像等成分组成，其结构如图所示。图 6.2车的前叉结构6.4车头的结构设计车头包含车灯等结构。结构
43、如图所示。 图 6.3车头的结构设计6.5车座的结构设计车座设计必须符合人性化设计中的人机工程学，保证人体的舒适度，采用曲面造型，用扫描、倒圆角等命令画出车座。结构如图所示： 图 6.4车座的结构设计6.6车把的结构设计车把是摩托车中控制方向的重要工具，把手的直径应考虑四指和拇指握住时的基本状态，用扫描、拉伸、倒圆角等命令画出车把。结构如图所示。 图 6.5车把的结构设计6.4车身总的结构设计 图 6.6 车身总体图6.7发动机的结构设计发动机是是摩托车的核心部分。主要用拉伸、镜像、倒圆角等命令画出发动机。结构如图所示。 图 6.7发动机的结构设计6.8产品装配概述 装配就是按照一定的精度和技
44、术要求，将一组零散的零件按照一定的次序连接组合成为产品的过程，它对整个产品质量起着决定性的作用。 图 6.8产品装配层次结构树建立合理的产品装配模型是进行装配规划的基础，典型的装配模型包括图结构模型、层次模型、虚链模型等。一般来说，产品的结构具有层次性，产品通常由若干功能部件和零件装配而成，部件还可以向下拆分，直至不可拆分的零件为止。由若干零部件组成的装配单元称为装配体。不同层次零件的装配存在先后顺序约束，下层零件的装配优先与上层零件的装配，不同子装配体的零件可以并行装配。产品结构上的层次特性隐含了部分装配顺序信息，因此，采用产品层次树结构模型，更能够体现问题的分析和求解。6.8 摩托车的装配
45、步骤01：创建组件asm1；步骤02：点击“将元件添加到组件”，将cheshen1.prt以自动放置在组件中；步骤03：点击“将元件添加到组件”，通过两轴线的对齐和面的匹配两个约束，进行装配第一个chelun1.prt；步骤04：同步骤03，装配后轮chelun1.prt；摩托车装配图：图 6.9 摩托车装配图6.10产品渲染当产品的实体建模完成之后，一个形象生动的“数字模型”就在计算机上建立了，用户可以对三维实体造型进行随意翻转、缩放、平移着色等，并观察其显示效果20。为了使产品的效果更加真实，可以对零件进行渲染。目前流行的设计趋势是，利用Pro/E等三维软件进行实体造型，然后导出IGES等
46、文件格式，到3DMAX等3D软件中进行渲染设计，从而产生出逼真的产品效果图。Pro/E自野火版本开始，其渲染功能有了显著的加强，新增了Phtotlux渲染器，并且为了让实体的效果更为逼真，对零件进行材质的贴附，其渲染功能完全可以满足用户对产品渲染效果的要求。6.11本章小结 本章主要介绍了摩托车主要零件（车身、车轮）的建模设计步骤，阐述了摩托车装配步骤以及摩托车的渲染效果。7 本文总结（1）本设计利用三维建模软件Pro/Engineer，对摩托车进行相关结构设计。使用Pro/Engineer软件自顶而下设计方法，从产品结构层次规划着手，将设计参数依次传递到各级子装配与零件的设计方法，从而实现产
47、品全参数化整体结构设计。设计中考虑人因工程在摩托车结构设计中的应用，并按照摩托车产品设计的安全标准及规范要求,对摩托车的造型、颜色、材料等方面，以及摩托车结构进行设计。产品造型设计完成后，使用Pro/E自带的渲染功能对三维造型进行渲染。（2）设计中存在的问题与解决设想本次产品结构造型设计中，存在了一些的问题，而这些问题由于时间或者是知识面的不足，并不能在短时间内解决，却而不能够忽略，主要问题体现在如下几个方面：a) 产品渲染效果未能达到完美化：问题：理论上，Pro/E对产品的渲染是为了让实体的效果更为逼真，产品效果更为真实。而在本次设计当中，虽然使用了Pro/E的Phtotlux渲染器进行摩托车的渲染，但渲染效果并不是很完美，还没用到灯光和场景的渲染。原因：以前没有深入的接触过Pro/E的Phtotlux渲染器，对此软件的渲染操作还不是很熟练。解决设想：加深对Pro/E的Phtotlux渲染器的