2010屆本科畢業論文（設計）論文題目：基于Pro/E的手表造型設計及動態仿真學生姓名:趙易科所在院系：機電學院所學專業：機械工程導師姓名：吳濤完成時間：2010年6月20日1摘要本文主要是在Pro/E軟件設計平臺上完成新型手表的三維造型設計。在整個設計的過程中，主要對手表的各個零部件進行造型設計和色彩渲染，最后對各個零部件進行虛擬裝配、動態仿真、全局干涉檢查。通過對新型手表的系統設計，肯定了Pro/E軟件在造型設計、基本特征創建、組件虛擬裝配、動態仿真、色彩渲染等方面的優勢，從而使設計工作直觀化、高效化、精確化。并充分證明了Pro/E軟件在新產品的研究和開發中具有很重要的意義。關鍵字：Pro/E，三維造型設計，虛擬裝配，動態仿真2BasedonPro/EofthewatchdesignanddynamicsimulationAbstractThenewwatchofthree-dimensionaldesignwascompleted，usedthesoftwareofPro/Einthispaper.Intheprocessofthree-dimensionaldesign，mainlycompletedthedesignandcolorrenderingofwatchpartsandcomponents.Finally，completedthevirtualassembly，Dynamicsimulation，theoverallinterferencecheckingofvariouspartsandcomponents.Throughthesystemdesignofnewwatches，affirmedtheadvantagesofPro/Esoftwareindesign，thecreationofthebasiccharacteristics，components，virtualassembly，dynamicsimulation，colorrendering，sothatthedesignofvisualization，efficient，andprecision.AnditwasprovedthatPro/Esoftwarehasgreatimportanceinresearchanddevelopmentofnewproducts.Keywords：Pro/E，three-dimensionaldesign，virtualassembly，dynamicsimulation3目錄1緒論.41.1產品概述.41.2三維設計軟件在產品造型設計方面的應用.42產品設計過程.52.1創建大表盤.52.2創建小表盤.92.3創建表殼基體.112.4創建時針.192.5創建分針.192.6創建秒針.202.7創建小表盤時針、分針.202.8創建玻璃表蓋.212.9創建旋鈕.212.10創建表鏈.222.11創建連接軸.232.12創建細節.243產品的虛擬裝配.253.1產品虛擬裝配設計.253.2裝配爆炸圖.263.3干涉檢查.264動態仿真與動畫錄制.275結束語.27致謝.28參考文獻.2941緒論科學技術的迅猛發展，以前所未有的速度沖擊和改變著我們的生活水平和生產方式。物質的極大豐富，使人們對各種產品的要求發生了根本性的變化。純功能性的產品已經滿足不了人們的生活需要。藝術的形態、人性化的設計成為大眾首選的時尚，二十一世紀是設計的世紀，在激烈的市場競爭中，出色的造型設計將是企業成功的重要因素，因為它可以創造產品的個性，提升品牌的價值，使產品更具有競爭力16。1.1產品概述本產品是一種打破傳統概念的新型手表，外形美觀，時尚，簡單，大方。把兩個大小不同的圓形指針表巧妙地組合在一起，同時顯示雙重計時，并能同時滿足不同地區和國家人們的作息時間，追求一種新穎的樂趣和時尚感。在造型設計上，力求點線面轉折和過渡。在同一組合體內，展現出兩個在形象，色彩上都具有差異和對比的表盤，增加了表盤本身的動感和新奇感。采用貴重的銀質材料制造，顯示出高檔手表的貴重品質7。1.2三維設計軟件在產品造型設計方面的應用三維造型設計軟件正廣泛應用于工業產品的設計和制造過程中。目前流行的大型設計應用軟件(如SolidWorks，UG，ProE)均能實現從產品的造型設計、精確設計、模具分型、模具結構設計和模具數控加工等一整套自動化功能，為美化工業產品的外觀造型、提高產品的精度和質量、縮短產品的設計和加工周期提供了非常有效的手段14。1.2.1UG軟件UG是UnigraphicsSolutions公司推出的集CAD/CAM/CAE于一體的三維參數化設計軟件。UG軟件是由多個模塊組成的，主要包括CAD、CAM、CAE、注塑模、鈑金件、Web、管路應用、質量工程應用、逆向工程等應用模塊，其中每個功能模塊都以Gateway環境為基礎。在產品曲面造型設計方面要優越于其他三維軟件，但是在參數化設計和工程圖的分析方面存在差異1。1.2.2SolidWorks軟件SolidWorks是世界上第一家將結構分析的功能嵌在CAD環境中的軟件公司。其中最為顯著的COSMOSXpress模塊使得使用SolidWorks軟件的設計和工程隊伍可以直接對設計的零件進行有限元分析，對產品的性能進行評估，而不必花大量的時間和金錢制造昂貴的樣機。但是SolidWorks軟件在產品的參數化設計方面以及在產品的曲面造型設計方面要略遜色于Pro/E和UG等設計軟件，5因此該軟件廣泛應用于簡單的三維機械設計、工程分析和產品數據管理等公司。1.2.3Pro/E軟件Pro/E軟件是由1985年美國PTC公司研發的計算機輔助工程設計軟件。二十多年發展成為世界三維軟件中的代表產品，作為高端的、全方位的三維產品設計開發軟件，也成為國內最受歡迎的三維CADCAM軟件，應用范圍遍布汽車、機械、電子、模具等諸多行業10。1)信息全相關性：產品開發過程中的某一處進行修改，能夠擴展到整個設計中，自動地更新所有的工程文檔。2)基于特征的造型：Pro/E軟件中構造實體的基本單元是特征，造型過程就是不斷地增加特征，以達到最終產品希望的模型。在構造實體完成后，可對特征進行修改、復位義、重排序等操作，為用戶修改模型提供了極大的方便。3)參數化：由于采用參數化設計，用戶在草繪特征時，只需按自己的意圖構造幾何形狀，再按實際需要修改尺寸即可。4)裝配管理：Pro/E軟件的基本結構能夠使您利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對齊”等很容易的把零件裝配起來，同時保持設計意圖。高級的功能支持大型復雜裝配體的構造和管理，這些裝配體中零件的數量不受限制。5)Pro/E系統還提供了機構運動仿真功能，可以幫助用戶更好地完成機構設計，使原來在二維圖紙上難于表達和設計的運動機構變得直觀和易于修改。2產品設計過程本設計主要是以Pro/E軟件為設計平臺，以軟件中的基本特征創建為主線，實現新型手表在Pro/E軟件中的三維造型設計、虛擬裝配和動態仿真。2.1創建大表盤2.1.1創建表盤實體（1）創建拉伸特征截面，如圖1所示。（2）設置表面的厚度為0.50mm，單擊確定按鈕，完成特征模型，如圖2所示。6圖1表盤實體特征截面圖2表盤實體特征模型2.1.2創建刻度（1）創建拉伸特征截面，如圖3、4所示。（2）設置高度為0.10mm，單擊確定按鈕完成創建。（3）利用陣列工具對刻度進行圓周陣列。（4）設置類型為“軸”，數目選擇59，角度選擇6，確定按鈕，完成表盤刻度創建，如圖5所示。圖3表盤刻度特征截面一圖4表盤刻度特征截面二7圖5表盤刻度“陣列”效果圖2.1.3創建刻度時刻（1）創建拉伸特征截面，如圖6所示。（2）打開左側的模型樹，右擊【拉伸】【陣列】命令，如圖7所示。彈出【陣列】特征面板，參數設置如圖8所示，預覽效果如圖9所示。（3）單擊確定按鈕，完成特征創建，如圖10所示。圖6表盤刻度“陣列”特征面板圖7表盤刻度特征截面圖8模型樹目錄8圖9表盤刻度陣列特征