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1、徐州工业职业技术学院毕业设计（论文）基于PRO/E的二级变速箱优化设计 Twostage gearboxdesign optimization based onPRO/E徐州工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书一选题意义及背景本课题通过让学生利用其所学的PRO/E软件，结合所学的其他专业理论课知识及相关设计方法和理念来完成优化设计的方式，尽可能的希望达到使学生将所学的知识熟练运用、学以致用、查漏补缺的目的。同时，在职业教育培养高级应用型人才的背景条件的，课题也希望能借助软件强大的功能，让学生能将设计重心集中于专业应用实践上。二毕业设计（论文）主要内容：1、利用软件完成产品的实体造型和渲染、装
2、配及运动仿真；2、在产品的优化上至少应体现出三个方面；3、编辑设计说明书，图文并茂论述出产品的设计、绘制过程；三计划进度：第1周 下发、说明任务书；制定各自设计计划和方案；查阅相关资料；第3周 完成产品软件设计、说明书设计初稿；提请指导老师修稿；第7周 完成产品软件设计、说明书设计再修稿；提请指导老师再修稿；第10周 完成产品软件设计、说明书设计定稿；提请指导老师定稿；第11周 填写各文件和表格，准备答辩四毕业设计（论文）结束应提交的材料：1、毕业设计说明书（提交纸质稿+电子稿，纸质稿装袋提交，电子稿发往教师邮箱）2、产品的装配、运动仿真动画视频文件（拷贝进U盘后装袋提交）3、产品总装和部装装
3、配爆炸图（总装和部装图各完成至少两张不同方向的爆炸图，以尽可能全面表达产品；总装图图幅A1,部装图图幅A2；图形需进行渲染，出图效果为照片级；装袋提交）指导教师 教研室主任 年 月 日年 月 日论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。毕业生
4、签名： 日 期： 指导教师关于学生论文真实性审核的声明本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。指导教师签名： 日 期： 摘要经过漫长的发展岁月，产品设计手段在不断地提高，不断进步，不断成熟。从最早的手工绘图，到现在的广泛的使用计算机辅助设计来进行产品的设计，并且以后还会有更先进的设计手段出现。为了提高计算机辅助设计的效果和节约设计成本和加工时间，我们做了这个关于PRO/ENGINEER技术在产品设计当中的应用的毕业设计，主要从PRO/ENGINEER的参数化设计，有限元分析，动态仿真
5、方面阐述了PRO/ENGINEER在机械产品设计当中的应用价值及应用前景。本文介绍与应用了PRO/ENGINEER造型设计中的参数化设计方式，涉及到了孔特征、倒圆角、螺旋扫描、阵列特征等的设计方法。然后通过PRO/ENGINEER的组件的应用程序里的机构功能实现动态仿真，实现了产品的设计，模拟装配，模拟运行等过程，充分体现了PRO/ENGINEER在机械产品设计当中的应用价值及应用前景，并且结合了相关的资料讨论了一下三维设计的发展趋势。二级变速箱是人类发明的最成功的一种人力机械之一，是由许多简单机械组成的复杂机械。其由导向系统、驱动（传动或行走）系统以及制动系统组成。由于其机械组成简单，故而对
6、于机械专业的学生以及初学者而言，二级变速箱是很好的学习研究对象。本论文通过对二级变速箱的结构特点进行研究，运用PRO/E软件的高级建模技术、装配技术、渲染技术以及运动仿真技术对二级变速箱进行三维建模、虚拟装配、渲染以及运动仿真。这样更直观、更全面地反映二级变速箱的结构。便于机械专业的初学者学习研究简单机械。关键词：二级变速箱、渲染、运动仿真IAbstractAfter long years of development,product design methods are constantly improving,continue to progress,constantly mature.F
7、rom the earliestmanual drawing,design to thecurrent extensive use of computer aided designto product,and the futurewill havemore advanced design means.In order to improvethe effect of computer aided design andthe design cost is savedand the processingtime,we do this on theapplication of PRO/ENGINEER
8、 technology inthe product designof thegraduationdesign,mainly from the PRO/ENGINEER parametric design,finite element analysis,dynamic simulationillustratesthe application valuein mechanical productdesignandapplication prospect of PRO/ENGINEER.This paper introduces theapplication ofparametric designm
9、ethodandPRO/ENGINEER modelingin the design,involves thedesign method ofhole features,fillet,spiralscanning,arraycharacteristics etc.And then through thePRO/ENGINEER application components functionin the body dynamic simulation,realizes the productdesign,assembly simulation,simulationoperation of the
10、 process,fullyembodies the value of the applicationin mechanical productdesignandapplication prospect of PRO/ENGINEER,and combiningthe relevant informationdiscussed thedevelopment trendof 3D design.Twostage gearboxis a kind of humanmachineryis one of the mostsuccessfulhuman invention,is a complexmac
11、hinecomposed of many simplemachinery.By theguidance system,drive(drivingor walking)compositionsystem andbrake system.Because the mechanicalcomposition is simple,thereforethemechanicalstudents andbeginners,twostage gearboxis very good learningresearch object.Through study thestructure characteristics
12、 oftwo level oftransmission,the use of PRO/E softwareof advanced modeling techniquesandassembly technology,renderingand motionsimulation technology of3D modeling,virtual assemblyof twostage gearbox,rendering andmotion simulation.Such a structureis more intuitive,morefully reflect thetwo stagegearbox
13、.For mechanicalprofessionalbeginners ofsimple machinelearning.Key words:level twogearbox,rendering,motion simulationII目录摘要IAbstractII第一章 绪论11.1 PRO/E介绍11.2 二级变速箱的简介31.3 课题目的与主要设计内容4第二章 二级变速箱的PRO/E建模设计62.1 二级变速箱的特征建模分析62.2 创建变速箱实体62.2.1 创建下托拉伸特实体62.2.2 创建箱体顶盖实体72.2.3 创建斜齿轮实体82.2.4 创建变速箱轴实体9第三章 二级变速箱P
14、RO/E装配113.1 二级变速箱箱体的装配113.1.1 轮轴的装配113.1.2 轴的装配123.1.3 斜齿轮的装配143.1.4 箱体顶盖的装配18第四章 二级变速箱PRO/E及渲染194.1 渲染准备194.2 材质设置194.3 背景设置204.4 环境设置20参考文献：24致谢：25第一章 绪论1.1 PRO/E介绍机械制造业是国家工业体系中的基础行业，在信息化快速发展的今天，作为计算机辅助设计中的PRO/E在产品的研发与生产中，起到了重要的作用。同时该类软件的应用使传统的产品设计方法与生产模式发生了深刻的变化，产生了巨大的经济和社会效益。美国PTC公司的PRO/E软件自诞生那一
15、天起，就引领机械行业的发展，将一场深刻的变化带进了工业生产的各个方面。其优势在航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等制造业的广泛、深入应用就能得到生动的说明。相关联的据库、参数化设计基于特征的实体模型化、以及多兼容的数据接口等，都是PRO/E的最大特点。建立在统一基层上的数据库上的特点令数据结构与工程设计结合，使得一件产品的设计能够在各个阶段称为一个完整一体的过程。工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角等特征，可以轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。该软件的多数据的接口可以
16、与多种CAE/CAM软件的的连接应用。而我国的三维设计起步较晚，但是经过近几年的发展，正在世界繁荣的设计环境下蓬勃的发展着。有限元分析的基本思想是将一个连续的无限自由度问题简化为离散的有限自由度问题求解的一种数值方法。物体被离散后通过对其中各个单元进行单元分析，最终得到整个物体的分析。这类如ANSYS的软件与PRO/E的结合应用使两者的优势能够互补，更加解放了人的劳动，促进生产的发展。在机械加工中，机构的运动形式，机构的结构合理性以及产品的动态展现，都离不开动态仿真的协助。作为PRO/E动态仿真的的高级应用，在论文中也相应作了介绍与演示。特别是在减速箱的模拟装配的实例应用。逆向工程作为消化吸收
17、先进技术的一种手段，特别是随着现代计算机技术及测试技术的发展，逆向工程在CAD/CAM技术中的应用更为重要。该文对PRO/E在逆向工程中的应用也有相关的介绍。另外，本课题通过举例等方法阐述了PRO/ENGINEER在三维设计领域里的应用价值及应用前景，及以后的发展趋势。总之在信息化的今天，在设计手段不断更新，发展的国际大环境里，像PRO/E这类三维软件肯定会向着更加智能，功能更加全面，更加具有人性化的的方向发展。从事机械行业的工作者，要不断关注其发展，使其在自己的发展中起到应有的作用。PRO/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用
18、户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。PRO/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。PRO/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。Pro/Engineer是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，简称PTC）的重要产品。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM软件之一。P
19、ro/Engineer是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系
20、，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便。Pro/Engineer可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上 Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用 C语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下(没有任何附加模块)具有大部分的设计能力，组装能力(人工)和工程制图能力(不包括ANSI， ISO， DIN或 JIS标准)，并且支持符合工业标准的绘图
21、仪(HP，HPGL)和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。1.4 Pro/e软件与传统二维计算机辅助软件的比较传统的计算机辅助设计系统主要是提供方便的设计工具和手段来辅助设计, 缺乏分析问题和解决问题的能力, 适用于解决算法型或确定型的任务问题。近几年来, 为了克服传统计算机辅助设计的不足, 人们将人工智能和专家系统技术应用于计算机辅助设计系统, 进行了智能计算机辅助设计系统的研究。众所周知, 机械产品设计不但涉及到一系列的计算公式、许多的设计标准和规范以及制图技术, 而且还要用到许多非数值的经验性知识, 如开始的概念设计和产品的初步设计则要求设计专家凭借知识和经验来思考、推理和判断； 而设
22、计过程最一个从“设计- 评价- 再设计直到产生最优设计结果”的反复过程, 这就更需要设计专家具有一定的知识性经验, 也就驱使着专家系统和计算机辅助设计进行结合。很显然, 概念设计是整个设计过程中最重要的一个阶段, 这一阶段是设计创造性最为集中的部分, 这一部分与问题的表达和理解的正确与否, 所提方案的优劣以及评价和决策的适当与否等有关, 它决定了最终设计的特色、水平和效益。传统的二维CAD系统起源于计算机图形学，其智能定位于图样绘制，没有从本身的需求来考虑，大多数停留在电子图版的水平。设计者用二维CAD系统来记录设计结果，设计活动只活动在设计者的头脑之中，当设计者应用二维CAD系统的时候，设计
23、差不多已经结束。其局限性表现如下：(1) 只是一个绘图工具而并非设计工具，不能帮助设计者定义设计关系和设计约束，更不能储存和保持设计关系。(2) 没有可变型的产品模型。(3) 不支持设计的全过程，只能完成绘图等对提高企业竞争力不很重要的工作。1.2 二级变速箱的简介pro/e在减速箱中的应用包括三方面：减速箱箱体及其他各部件的设计；关键部件如轴、键和齿轮齿面等的校核；减速箱的装配动态仿真。首先，在箱体及其他部件的设计中，几乎应用了孔、倒角、基准设置、轴、平面，还有壳、筋、拔模、切口、修饰等基本建模特征。另外，像扫描、混合等高级特征 中pro/e的参数化设计得到了充分的体现。图 3-1齿轮特征的
24、参数设定齿轮的齿数、模数、压力角等参数输入（图 3-1）的编辑面板中，再在工具下拉菜单中，“关系”中加入相应的关系式，再生就能自动生成其基本特征。而且在创建一个圆柱齿轮后，就可以将不同的参数输入这样的表中，得到不同的元件。这就是参数化的优势的体现。在齿轮渐开线齿面的构建中，在编辑的“参数关系”中运用了渐开线的方程。这也从侧面体现了pro/e对高级计算机语言的支持能力。其次，在设计过程中关键部件如轴、轴承、齿轮齿面的应力载荷是设计的重中之重。Pro/e与ansys的有限元分析，在这里表现了较传统方式的优势所在。在校核分析中，简单的静力的分析与简单的动点的载荷分析，pro/e的机构分析就能够胜任。
25、如轴上键的扭矩的校核，但在相对复杂的轴的剪力与弯矩的分析中，就可以在ANSYS软件中进行分析，以轴上所受的力在ANSYS中建模，就能得到其受力分布的直观显示。图3-2轴上力的分析示例此外，在齿轮的齿面的校核、轴承的动载循环载荷的变力分析中都能用有限元分析的方法得到完美的解决。从把人从繁杂的计算中解放出来，就能看出新的工具在效率上的优越性。再者，pro/e的动态分析在减速箱的动态装配中得到了应用于体现。利用pro/e装配中的“连接装配”来定义各元件的装配方式。这样的原理在上文的论述中就有所论述。利用“连接方式”中的“圆柱”能提供“平移”、“旋转”两个自由度。所以在本次装配的动态仿真中基本上都采用
26、这样的连接方式，以此作为各元件相对运动仿真的基础。但是这样的连接方式的弊端就是要采用很多的伺服电机，在操作上比较费时。“圆柱”连接的方式的表达方法由下图来表示。动态仿真过程在论文的电子档中展现。起步、怠速停车、低速或高速行驶、加速、减速、爬坡和倒车等，这就要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化，而目前广泛采用的活塞式发动机的输出转矩和转速变化范围较小。为了适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利的工况下(功率较高、油耗较低)工作，在传动系统中设置了变速器。1.3 课题目的与主要设计内容本次课题是基于PROE/E的二级变速箱的优化设计。目的是通过PRO/E这款软件，进一步了解二级变速箱的
27、结构以及运动原理。结合所学的其他专业理论课知识及相关设计方法和理念来完成优化二级变速箱的设计方式。对于PRO/E中的指令能有自己的理解，通过自身的尝试，找到对于各种不同类型结构的实体造型方法。首先通过Pro/E将二级变速箱三维实体造型出来，然后依次进行装配，得到最终变速箱的造型。在此基础上对得到的变速箱三维模型进行渲染。第二章 二级变速箱的PRO/E建模设计2.1 二级变速箱的特征建模分析通过对二级变速箱的结构及功能特性进行分析，将二级变速箱的特征分为轴类、盘类、特殊类以及标准件类。其中轴类零件主要为前后车轮中的轴以及踏板之间的中轴，盘类零件主要为变速齿轮上的飞轮，分为前飞轮以及后飞轮。特殊类
28、包含了二级变速箱的坐垫、刹车手柄、辐条、脚踏以及轮胎等。标准件主要有螺栓、螺母、螺钉等。这几类特征中，除了特殊类零件外，轴类以及盘类的画法都较为固定，而标准件类则可以直接调用软件中标准件库的标准件。因此整个二级变速箱特征中的重点以及难点就是特殊类零件的建模，该类零件都需要运用到曲面的造型。“PRO/E的实体造型，首先需要创建一个实体特征（称为基础特征），然后在这个基础特征上再增加（或减少）其他特征的过程。实体造型中经常用到实体特征和基准特征。实体特征是指直接构建实体，形成实体表面的特征，如拉伸、旋转、扫描、混合、孔、筋、抽壳、拔模、倒角和圆角指令等。基准特征是零件建模的参照特征，用于辅助实体特
29、征的创建，如基准平面、基准轴、基准点、基准曲线和基准坐标系。”12.2 创建变速箱实体2.2.1 创建下托拉伸特实体 导入cad画好的齿到proe中如图所示。点击在主窗口内右击选择“定义内部草绘”在平面对话框中选择FRONT平面，按图2.1所示绘制草绘绘制完成后单击退出草绘单击在其后的数值对话框内输入200单击完成下托造型。 图2.1 下托内部草绘 图2.1-1下托拉伸点击在主窗口内右击选择“定义内部草绘”在平面对话框中选择FRONT平面，按图2.1-2所示绘制草绘绘制完成后单击退出草绘单击在其后的数值对话框内输入15单击完成下托造型。 图2.1-2下托内部草绘 图2.1-3下托拉伸点击倒角在
30、主窗口内右击在平面对话框中选择FRONT平面，按图2.1-4所示绘制草绘绘制完成后单击退出草绘单击倒角在其后的数值对话框内输入15单击完成下托外部倒角造型。 图2.1-4下托外部倒圆角点击在主窗口内右击选择“定义内部草绘”在平面对话框中选择FRONT平面，按图2.1-5/2.1-6/2.1-7所示绘制草绘绘制完成后单击退出草绘单击在其后的数值对话框内输入5单击完成下托孔造型之后进行阵列。 图2.1-5 下托内部草绘 图2.1-6下托拉伸 图2.1-7下托孔阵列图2.1-8生成下托底2.2.2 创建箱体顶盖实体点击在主窗口内右击选择“定义内部草绘”在平面对话框中选择FRONT平面，按图2.2-2
31、.3所示绘制草绘绘制完成后单击退出草绘单击在其后的数值对话框内输入200单击完成下托造型。 图2.2 箱体上盖的草绘 图2.3 箱体拉伸点击在主窗口内右击选择“定义内部草绘”在平面对话框中选择FRONT平面，按图2.3-1所示绘制草绘绘制完成后单击退出草绘单击在其后的数值对话框内输入360单击完成轴槽造型。 图2.3-1 箱体上盖内部的草绘 图2.3-2 箱体旋转点击在主窗口内右击选择“定义内部草绘”在平面对话框中选择FRONT平面，按图2.3-3/2.3-5所示绘制草绘绘制完成后单击退出草绘单击在其后的数值对话框内输入360单击完成轴槽造型。 图2.3-3箱体上盖内部的草绘 图2.3-4 箱
32、体旋转 图2.3-5箱体上盖内部的草绘 图2.3-6 箱体旋转点击在主窗口内右击选择“定义内部草绘”在平面对话框中选择FRONT平面，按图2.3-7/2.3-8所示绘制草绘绘制完成后单击退出草绘单击在其后的数值对话框内输入50单击完成上盖孔造型。 图2.3-7箱体上盖内部的草绘 图2.3-8 箱体拉伸 图2.3-9 生成箱体上盖2.2.3 创建斜齿轮实体击草绘在主窗口内右击选择“定义内部草绘”在平面对话框中选择FRONT平面，按图2.4-2.5所示绘制草绘绘制完成后单击退出草绘完成单个齿轮。 图2.4 草绘1 图2.5 草绘2 图2.5-1草绘 图2.5-2 边界混合 图2.5-3实体化阵列
33、图2.5-4草绘拉伸图2.5-5倒圆角其他齿轮也用同样方法制作，在这里不一一示范。 图2.5-62.2.4 创建变速箱轴实体单击在主窗口内右击选择“定义内部草绘”在平面对话框中选择FRONT平面选取中轴轮廓为参照按图2.6所示绘制草绘将长度为60的线创建为几何中心线绘制完成后单击退出草绘将旋转角度设置为360度按中键确定单击在主窗。造型完成后如图2.7所示。图2.6 草绘 图2.7 轴实体其他齿轮也用同样方法制作，在这里不一一示范。单击在主窗口内右击选择“定义内部草绘”在平面对话框中选择FRONT平面选取中轴轮廓为参照按图2.6所示绘制草绘将长度为60的线创建为几何中心线绘制完成后单击退出草绘
34、将旋转角度设置为360度按中键确定单击在主窗。造型完成后如图2.7-1所示。 图2.7-1轴2图2.7-2轴3第三章 二级变速箱PRO/E装配3.1 二级变速箱箱体的装配一辆二级变速箱中会有刚体件，而这刚体件就是固定装配方式应该是一致的。二级变速箱的车轮部分是整个二级变速箱中较为特殊的一个部分，其中使用到许多相同的零件。如果将等一个个装配到二级变速箱整体中未免较为复杂。为了使整个二级变速箱的装配更为简单，使模型树更为简洁，我们可以先将二级变速箱的车轮装配好，然后将车轮作为一个整体装配在二级变速箱中。分解图装配图3.1.1 轮轴的装配轮轴作为整个轮胎的装配的基准，应该最先装配。最先装配的零件在约
35、束类型中一般选用固定。“固定是以当前显示状态自动给予约束条件，可以将元件固定在装配环境的当前位置。当在装配环境中装入第一个原件时，可以使用这种约束形式。”4（1） 新建一个文件，类型为组件。将前面的“”去除。在模版选项框中选择。（2） 点击，选择所要装入的第一个元件lunzhou.prt。按后元件出现在主窗口内。（3） 在图标板中将装配的约束条件设置为，再点击图标板右侧的，则元件就会被装配到默认位置。如图3.1所示。图3.1 箱体底部的装配3.1.2 轴的装配轴在二级变速箱车轮的装配中有许多，且多为重复的装配步骤。为了简化装配，根据二级变速箱车轮中的轴与箱体的位置关系，我们将其分为3类。然后将
36、每一类的一个轴装配好。（1） 点击，选取需要装配的元件futiao.prt。按后元件出现在出窗口内。如果元件的位置或者角度不便于观察，可以按住键盘上的Ctrl以及Alt键，以鼠标中键进行元件的旋转，以鼠标右键进行元件的移动。（2） 为了轴与箱体之间有正确的位置关系，需要给增加进来的辐条元件足够多的约束。选取辐条尾部内侧的一个面选取轮轴内侧的一个面选择配对约束按中键确定。如图3.2所示。图3.2 箱体与轴第一个约束（3） 而这样只给了轴条一个约束，现在是部分约束状态。因此给辐条第二个约束选择辐条尾部的轴选取轮轴中的一个装配孔的轴选择对齐约束按中键确定。这样图标板显示完全约束。说明第一个辐条已经装
37、配完成。如图3.3所示。图3.3 箱体与轴第二个约束图3.3-1装好其他轴3.1.3 斜齿轮的装配（1） 点击，选取需要装配的元件lunquan.prt。按后元件出现在主窗口内。（2） 选取斜齿轮的中心轴线选取轮轴的中心轴线选择对齐约束按中键确定。此时图标板显示的是“状态：部分约束”。为此我们还需要添加新的约束使其完全约束。（3） 根据计算尺寸可以得到齿轮的宽度以及轮轴的宽度的关系，利用这个尺寸关系可以使用对齐约束使其完全约束。如图3.6所示。图3.6 齿轮的装配其他齿轮的装配（1） 点击，选取需要装配的元件lunquan.prt。按后元件出现在主窗口内。（2） 选取斜齿轮的中心轴线选取轮轴的
38、中心轴线选择对齐约束按中键确定。此时图标板显示的是“状态：部分约束”。为此我们还需要添加新的约束使其完全约束。（3） 根据计算尺寸可以得到齿轮的宽度以及轮轴的宽度的关系，利用这个尺寸关系可以使用对齐约束使其完全约束。如图3.6-1所示。图3.6-1 齿轮的装配（1） 点击，选取需要装配的元件lunquan.prt。按后元件出现在主窗口内。（2） 选取斜齿轮的中心轴线选取轮轴的中心轴线选择对齐约束按中键确定。此时图标板显示的是“状态：部分约束”。为此我们还需要添加新的约束使其完全约束。（3） 根据计算尺寸可以得到齿轮的宽度以及轮轴的宽度的关系，利用这个尺寸关系可以使用对齐约束使其完全约束。如图3
39、.6-2所示。图3.6-2齿轮的装配（1） 点击，选取需要装配的元件lunquan.prt。按后元件出现在主窗口内。（2） 选取斜齿轮的中心轴线选取轮轴的中心轴线选择对齐约束按中键确定。此时图标板显示的是“状态：部分约束”。为此我们还需要添加新的约束使其完全约束。（3） 根据计算尺寸可以得到齿轮的宽度以及轮轴的宽度的关系，利用这个尺寸关系可以使用对齐约束使其完全约束。如图3.6-3所示。图3.6-3齿轮的装配（1） 点击，选取需要装配的元件lunquan.prt。按后元件出现在主窗口内。（2） 选取斜齿轮的中心轴线选取轮轴的中心轴线选择对齐约束按中键确定。此时图标板显示的是“状态：部分约束”。
40、为此我们还需要添加新的约束使其完全约束。（3） 根据计算尺寸可以得到齿轮的宽度以及轮轴的宽度的关系，利用这个尺寸关系可以使用对齐约束使其完全约束。如图3.6所示。图3.6-4齿轮的装配3.1.4 箱体顶盖的装配（1） 点击，选取需要装配的元件luntai.prt。按后元件出现在主窗口内。（2） 选取轮胎的中心轴线选取轮轴的中心轴线选择对齐约束按中键确定。此时图标板显示的是“状态：部分约束”。为此仍然需要添加心得约束使其完全约束。（3） 利用轮胎与轮轴间的尺寸关系，使用对齐约束使其完全约束。如图3.7所示。图3.7 箱体顶盖的装配第四章 二级变速箱PRO/E及渲染“产品的三维建模完成以后，为了更
41、好地观察产品的造型、结构和外观颜色以及纹理情况，需要对产品模型进行外观设置。在Pro/E中，我们可以为产品赋予各种不同的外观，以表达产品材料的颜色、表面纹理、粗糙度、反射、透明度、照明效果以及表图案等。”6对于零件以及组件的渲染，Pro/E主要使用到的是Photolux，且该部分的渲染功能相对于其他渲染软件并不是十分突出。为了使所画二级变速箱的Pro/E三维造型达到最好的渲染效果，我们利用PRO/E及3dmas两种软件同是对二级变速箱三维造型进行渲染。3dmax 意为“The Key to Amazing Shots”，是一个互动性的光线追踪与全域光渲染程序，无需复杂的设定即可产生相片般真实的
42、 3D 渲染影像。对于Pro/E所画的三维造型3dmax是可以与其兼容的，但是对于Pro/E所画的装配实体3dmax却无法打开。因此，我们需要将3dmax软件挂在Pro/E上，这样就可以直接在Pro/E的界面内使用3dmax。4.1 渲染准备（1）打开Pro/E，设置工作目录。打开所画好的二级变速箱Pro/E三维造型。（2）单击，在“显示设置”中选择“模型显示”选项。在弹出的窗口中，选择“着色”，在“质量”对话框中输入“10”。如图4.1所示。图4.1 显示设置（3）单击工具栏中的，打开3dmax。 4.2 材质设置二级变速箱上各个不同的元件所使用的材质都是金属类的材质，不同的金属类材质。各种
43、不同的材质渲染出来的效果也是不同。为了使实体得到最好的渲染效果，必须对组件中的每一个元件都进行材质的设置。单击“库”进行二级变速箱组件中各个元件的材质设置。为了防止有些元件的材质忘记设置，仍然可以采用从上到下的方法依次对二级变速箱上的元件进行材质的设置。图4.2 变速箱体材质设置4.3 背景设置此时的二级变速箱三维造型在主窗口内是没有背景的，为了使其更为真正，给造型设置一个背景。所选择的背景应与所渲染的三维造型相对应。单击，在弹出的窗口中选择合适的背景图片。如果没有合适的，也可以自己在网上找好下载后在选取。如图4.3所示。图4.3 背景设置效果4.4 环境设置在背景设置好只有，可以对其进行环境
44、的设置。环境的设置主要是设置渲染中的灯光要素。所使用的灯光不同，得到的渲染效果自然也不同。在设置环境时，会有不同的灯光种类来进行选择。由于我们选取的背景是一个户外的马路，因此在环境设置时也要选择与其背景相适应的。单击，在弹出的窗口中选择startup作为二级变速箱渲染的环境。如图4.4所示。图4.4 环境设置参考文献： 1 刘力. 机械制图（第二版）.北京:高等教育出版社，2004.72张建中、何晓玲，机械设计基础课程设计. 北京:高等教育出版社，2009.33 张建中.机械设计基础 .北京:高等教育出版社，2007.84 谢晁北，solidworks2007中文版机械设计与典型范例. 北京:北京电子工业出版社，2007.75 曹岩. PRO/ENGINEER Wildfire 3.0曲面建模实例精解. 北京:北京机械工业出版社，2007.16 孙小捞. PRO/ENGINEER Wildfire 2.0中文版教程. 北京:人民邮电出版社，2007.127 周四新，和青芳. PRO/ENGINEER Wildfire3.0 高级设计. 北京:电子工业出版社，2007.58 樊旭平. PRO/ENGINEER标准教程. 北京：清华大学出版社，2009.69 李雷，黄恺，高奇. PRO/E