自行车毕业设计

目录TOC\o"1-3"\h\u目录 1第1章绪论 3第2章自行车的造型 42.1前后轮的造型 4①内圈的造型 4②外带的造型 4③车轮轴的造型 4④心轴的造型 5⑤前后轮整体图片 52.2车架的造型 6①前叉的造型 6②车把的造型 7③车把柄的造型 7④车连接架的造型 7⑤瓦圈的造型 8⑥车架整体图片 82.3小轮盘的造型 92.4大轮盘的造型 92.5链条的造型 102.6轮盘盖的造型 112.7螺母的造型 112.8车座的造型 122.9脚蹬的造型 13第3章自行车的装配 143.1组建模式概述 143.2约束的放置 143.3车架的装配 153.4前叉的装配 153.5心轴的装配 163.6车轮轴的装配 163.7内圈的装配 163.8外带的装配 173.9自行车后轮的装配 173.10大轮盘的装配 173.11小轮盘的装配 173.12脚蹬的装配 183.13链条的装配 183.14轮盘盖的装配 193.15车把的装配 193.16车把柄的装配 193.17车座的装配 203.18瓦圈的装配 20第4章自行车的仿真 214.1机构仿真的作用 214.2机构仿真的类型 214.3机构运动仿真的环节 21第5章小结 22附录 23第1章绪论伴随信息技术在各领域的迅速渗透，CAD/CAM/CAE技术已经得到了广泛的应用，从根本上变化了老式的设计、生产、组织模式，对推进既有企业的技术改造、带动整个产业构造的变革、发展新兴技术、增进经济增长都具有十分重要的意义，各行各业的工程技术人员也逐渐认识到CAD/CAM/CAE技术在现代工程中的重要性。Pro/ENGINEER自20世纪由美国参数企业（PTC）成功开发以来，业已发展成为一种全方位的三维产品开发软件，波及二维草绘、零件设计、组件设计、绘图（工程图）设计、模具设计、图标设计、布局设计和格式设计等。由于Proe/ENGINEER功能强大，模块众多，因而在机械、航空航天、工业设计、模具、家电、汽车和军工等行业应用广泛，享有很高的声誉。自行车发明至今已经有200数年的历史。今天，自行车作为交通代步、锻炼身体、越野旅游、运动比赛以及少许货品运送工具，已遍及到世界的每个角落。自行车在我国是一种很一般又十分便利的交通工具，人们在上下班和郊游时都常常用它。自行车成为人们必不可少的工具。基于自行车广泛的用途，在现代社会生活中有着举足轻重的地位，我们以Proe为画图软件对自行车进行三维设计与造型，对自行车深入的理解、分析和仿真，深入理解。自行车的车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等部件中，其基本部件缺一不可。其中，车架是自行车的骨架，它所承受的人和货品的重量最大。按照各部件的工作特点，大体可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统：（1）导向系统：由车把、前叉、前轴、前轮等部件构成。乘骑者可以通过操纵车把来变化行驶方向并保持车身平衡。（2）驱动（传动或行走）系统：由脚蹬、中轴、链轮、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件构成。人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄，链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动的，从而使自行车不停前进。（3）制动系统：它由车闸部件构成、乘骑者可以随时操纵车闸，使行驶的自行车减速、停使、保证行车安全。（4）为了安全和美观，以及从实用出发，还装配了车灯，支架等部件。第2章自行车的造型2.1前后轮的造型①内圈的造型下面简述一下内圈的造型的基本造型过程：单击新建零件模板，选用公制模板。（2）按规定尺寸草绘图形使用“拉伸”命令拉伸出实体并指定长度。（3）在菜单栏的“插入”→“高级”级联菜单中选择“环形折弯”命令，弹出“选项”菜单，定义“360°”→“曲线折弯收缩”→“完毕”选项，出现“定义折弯”菜单，最终定义折弯长度。②外带的造型外胎分软边胎和硬边胎两种。软边胎断面较宽，能所有裹住内胎，着地面积比较大，能合适多种道路行驶。硬边胎自重轻，着地面积小合适在平坦的道路上行驶，具有阻力小，行驶轻快等长处，这里以软边胎为例。下面简述一下内圈的造型的基本造型过程：单击新建零件，选用公制模板。（2）按规定尺寸草绘图形使用“拉伸”命令拉伸出实体并指定长度。（3）在实体表面草绘外带花纹图形，用拉伸命令进行切除材（4）选择上步切除实体特性，单击阵列功能，以方向为参照进行阵列，输入个数100。（5）在菜单栏的“插入”→“高级”级联菜单中选择“环形折弯”命令，弹出“选项”菜单，接着定义折弯。③车轮轴的造型车轮轴构造也较为简朴，是车轮心轴与辐条的连接部分。下面简述一下内圈的造型的基本造型过程：单击新建零件，选择公制模板。（2）单击“旋转”按钮，旋转出基本形状。（3）草绘图形，单击“拉伸”按钮，切除材料。（4）阵列上步拉伸特性。（5）过渡处倒圆角。④心轴的造型心轴构造更为简朴，为自行车车轮转动支撑部分。首先用旋转命令，再用执行“插入”→“螺旋扫描”→切口,切出三角螺纹。⑤前后轮整体图片图2.1自行车前轮图2.2自行车后轮2.2车架的造型①前叉的造型前叉部件在自行车构造中处在前方部位，它的上端与车把部件相连，车架部件与前管配合，下端与前轴部件配合，构成自行车的导向系统。转动车把和前叉，可以使前轮变化方向，起到了自行车的导向作用。此外，还可以起到控制自行车行驶的作用。前叉部件的受力状况属悬臂梁性质，故前叉部件必须具有足够的强度等性质。下面简述一下内圈的造型的基本造型过程：单击新建零件，选用公制模板。（2）根据建模需要，新建两个基准面，草绘规定图形。（3）首先构建前叉下部构造，单击“插入”→“扫描”命令，以草绘图形为扫描轨迹，绘出下部的二分之一。（4）使用镜像命令，镜像上一步的实体，完毕前叉下部构造（5）草绘上部分图形，单击“旋转”功能图标，基本完毕上部分构造。（6）再次使用“旋转”功能完毕造型的细节部分。（7）对零件进行倒角处理，深入美观。②车把的造型下面简述一下内圈的造型的基本造型过程：单击新建零件，选用公制模板。（2）新建基准面,草绘图形。（3）单击“工具”→“选项”，从中查找“allow_anatomic_features”项目，把“no”更改为“yes”。此时，“插入”中的“管道”命令可用。（4）单击“插入”→“高级”→“管道”，选用草绘，定义过度，完毕车把左半部分。（5）选择左半部分作为要镜像的特性，在工具栏中单击镜像工具按钮，选用镜像平面，实现镜像。（6）单击“拉伸”按钮，完毕车把中间小部分构造。（7）进行倒角，完善零件。③车把柄的造型下面简述一下内圈的造型的基本造型过程，车把柄构造简朴，重要通过旋转命令完毕。④车连接架的造型车架部件是构成自行车的基本构造体，也是自行车的骨架和主体，其他部件也都是直接或间接安装在车架上的。车架一般采用一般碳素铜管通过焊接、组合而成。为了减轻管重量，提高强度，较高档的自行车采用低合金钢管制造。为了减少迅速行驶的阻力，有的自行车还采用流线型的钢管。由于自行车是依托人体自身的驱动力和骑车技能而行驶的，车架便成为承受自行车在行驶中所产生的冲击载荷以及能否舒适、安全地运载人体的重要构造体，车架部件制造精度的优劣，将直接影响乘骑的安全、平稳、和轻快。下面简述一下内圈的造型的基本造型过程：单击新建零件，选择公制模板。（2）选用“旋转”命令，旋转出圆柱体。（3）草绘扫描轨迹。（4）单击“插入”→“扫描”→伸出项，选用第三步草绘的轨迹线，扫描出3个伸出项实体。（5）建立3个拉伸实体成管状。（6）新建基准面，草绘轮廓线。（7）单击“插入”→“扫描混合”，扫描可变截面。（8）镜像扫描混合。（9）新建基准面，草绘后叉轨迹图形。（10）在菜单栏的“插入”→“扫描混合”，扫描出后叉基本骨架，再用拉伸，建立上部分实体。（11）再建立基准面，构建自行车货架部分，该部分重要通过扫描命令完毕。草绘扫描轨迹，单击“插入”→“扫描”→伸出项，基本形状绘制完毕。⑤瓦圈的造型下面简述一下内圈的造型的基本造型过程：单击新建零件，选择公制模板。（2）草绘扫描轨迹线。（3）单击“插入”→“扫描”→伸出项，轨迹为草绘图形。（4）过渡处倒圆角。⑥车架整体图片图2.3自行车车架造型2.3小轮盘的造型小轮盘以内螺纹旋拧固定在后轴的右端，与链轮保持同一平面，并通过链条与链轮相连接，构成自行车的驱动系统，从构造上可分为单级飞轮和多级飞轮两大类。小轮盘构造简朴，和车把柄相识，通过简朴命令完毕，。重要通过旋转、拉伸切除材料实现，最终倒圆角完善并保留到工作目录.图2.4自行车小轮盘2.4大轮盘的造型大轮盘用高强度钢材制成，保证其到达需要的拉力。下面简述一下内圈的造型的基本造型过程：单击新建零件，选择公制模板。（2）选用“旋转”命令，旋转出薄壳圆柱体，厚度为6。（3）草绘牙型，单击“拉伸”按钮，进行切除材料。（4）对上一步的拉伸进行阵列，个数为30。（5）拉伸切除材料，出大轮盘的四个圆柱孔和花纹孔。（6）运用“旋转”命令，旋转出中间轴构造。（7）草绘图形，拉伸出一侧连接杆。（8）同理，建立另一侧连接杆。（9）草绘圆，单击“拉伸”按钮，拉伸出与脚蹬子连接的轴部分。（10）进行倒圆角处理，完善过渡。图2.5自行车大轮盘2.5链条的造型链条又称车链、滚子链，安装在连轮和飞轮上。其作用是将脚踏力由曲柄、链轮传递到飞轮和后轮上，带动自行车前进。链条是由某些相似构造连接而成，重要用“拉伸”命令完毕。草绘工作较为繁琐，相似图形较多，需要有耐心，完毕后保留到工作目录下，如图2.9链条。图2.6自行车链条2.6轮盘盖的造型下面简述一下内圈的造型的基本造型过程：单击新建零件，选择公制模板。（2）草绘轮廓图形，单击“拉伸”按钮，拉伸出厚度为2的薄板。在此基础上拉伸出侧边薄板，大体构造完毕。（3）草绘，插入文本输入“飞鸽牌自行车”保证区域封闭。（4）选用实体表面，单击“编辑”→“偏距”，选择第二项具有拔模特性的偏距，草绘选择第三部的草绘文本，完毕后输入偏距值、角度，方向为垂直实体表面向里。（5）选用实体表面，单击“编辑”→“偏距”，选择第二项具有拔模特性的偏距，草绘图案，完毕后输入偏距值、角度，方向为垂直实体表面向里。图2.7自行车轮盘盖2.7螺母的造型下面简述一下内圈的造型的基本造型过程：单击新建零件，选择公制模板。（2）草会出正六边形内有一圆的封闭图形，单击拉伸按钮指定厚度5。（3）单击“旋转”按钮，切除材料。（4）镜像旋转特性。（5）倒圆角处理。图2.8自行车螺母2.8车座的造型下面简述一下内圈的造型的基本造型过程：单击新建零件，选择公制模板。（2）草绘图形，单击“拉伸”按钮，其厚度为70。（3）单击“抽壳”按钮，选择移除面，输入壁厚5。（4）草绘曲线封闭图形，单击“拉伸”按钮，切除材料。（5）再用拉伸命令，拉伸出与车架连接的柱体特性。（6）过渡处倒圆角。图2.9自行车车座2.9脚蹬的造型脚蹬部件装配在中轴部件的左右曲柄上，是一种将平动力转化为转动力的装置，自行车骑行时，脚踏力首先传递给脚蹬部件，，然后由脚蹬轴转动曲柄，中轴，链条飞轮，使后轮转动，从而使自行车前进。因此脚蹬部件的构造和规格与否合适，将直接影响骑车人的放脚位置与否合适，自行车的驱动能否顺利进行。下面简述一下内圈的造型的基本造型过程：单击新建零件，选择公制模板。（2）草绘图形，单击“拉伸”按钮，厚度为20。（3）草绘图形，单击“拉伸”按钮为切除特性，形成大体形状（4）单击“插入”→“扫描”→切口，生成脚蹬子侧面凹槽部（5）棱角处倒圆角，实现平滑过渡，符合视觉感官。（6）运用旋转功能，生成零件顶部球形凸起。（7）草绘图形，单击拉伸切除材料，此处为与大轮盘连接杆配合部分。图2.10自行车脚蹬第3章自行车的装配3.1组建模式概述零件装配需要在专门的组件设计模式下进行。在Pro/ENGINEERWildfire5.0中，可以按照如下环节来创立一种组件设计文献：单击新建按钮，打开“新建”对话框。（2）在“类型”选项组中选择“组件”单项选择按钮，在“子类型”选项组中寻则“设计”单项选择按钮，在“名称”文本框中输入组件名称，清除“使用缺省模板”复选框，然后单击“确定”按钮。（3）弹出“新建文献选项”对话框。从“模板”选项组的列表框中选择“mmns_asm_design”，单击“确定”按钮。在组件设计中（装配设计），重要有两种主流设计思绪，即自底向上设计和自顶而下设计。通俗一点而言，前者是将已设计好的零部件按照一定的装配方式添加到装配体中；而后者则是从顶层的产品构造着手，由顶层的产品构造传递设计规范到所有有关子系统，从而有助于高效地对整个设计流程项目进行协作管理。在组件设计模式下，系统容许采用多种措施将元件添加到组件，包括使用放置定义集（简称约束集）和使用元件界面自动放置等。一般元件放置根据放置定义集而定，这些集合决定了元件与组件的有关方式及位置，这些集既可以是由顾客定义的，也可以是预定义的。顾客定义的约束集具有0个或多种约束；预定义约束集（也叫连接）具有预定义数目的约束。3.2约束的放置约束放置是较为常用的装配方式。在Proe/ENGINEERWildfire5.0元件放置操控板的约束列表框中，提供了多种放置约束的类型选项，包括缺省、固定、曲面上的边、曲面上的点、直线上的点、相切、坐标系、插入、匹配、对其、和自动。在使用约束放置选项时，需要注意约束放置的一般原则及注意事项。例如，“匹配”约束或“对齐”约束的一组参照的类型要相似（平面对平面、旋转对旋转、点对点、轴对轴）；一次只能添加一种也是，譬如不能使用一种单一的“匹配”约束选项将一种零件上的两个不一样的平面与另一种零件上的两个不一样的平面配对，二必须定义两个单独的“匹配”约束；元件的装配需要定义放置约束集，放置约束集由若干个放置约束构成，用来组合定义元件的放置和方向。3.3车架的装配单击新建按钮，打开“新建”对话框。（2）在“类型”选项组中选择“组件”单项选择按钮，在“子类型”选项组中选择“设计”单项选择按钮，在“名称”文本框中输入组件名称为“zhuangpei”，清除“使用缺省模板”复选框，然后单击“确定”按钮。（3）弹出“新文献选项”对话框。从“模板”选项组的列表框中选择“mmns_asm_design”，单击“确定”按钮。（4）在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。（5）通过“打开”对话框查找到“chejia”文献，单击“打开”对话框。（6）出现元件放置操控板，在操控板的预算列表框中选择“缺省”选项。（7）系统提醒“状态：完全约束”。在元件放置操控板中单击完毕按钮，在默认位置装配第1个元件（默认的组件坐标系对齐元件坐标系）。3.4前叉的装配在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。（2）通过“打开”对话框查找到“qiancha”文献，单击“打开”对话框。（3）在元件放置操控板的预定义集列表框中选择“销钉”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的轴。（4）再次在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的参照面。（5）系统提醒“状态：完毕连接定义”。在元件放置操控板中单击完毕按钮，完毕第2个零件的装配。3.5心轴的装配在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。（2）通过“打开”对话框查找到“xinzhou”文献，单击“打开”对话框。（3）在元件放置操控板的预定义集列表框中选择“销钉”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的轴。（4）再次在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的参照面。（5）系统提醒“状态：完毕连接定义”。在元件放置操控板中单击完毕按钮，完毕第2个零件的装配。3.6车轮轴的装配在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。（2）通过“打开”对话框查找到“chelunzhou”文献，单击“打开”对话框。（3）在元件放置操控板的预定义集列表框中选择“销钉”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的轴。（4）再次在元件放置操控板的约束列表框中选择“销钉”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的参照面。（5）系统提醒“状态：完毕连接定义”。在元件放置操控板中单击完毕按钮，完毕第3个零件的装配。3.7内圈的装配在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。（2）通过“打开”对话框查找到“neiquan”文献，单击“打开”对话框。（3）在元件放置操控板的预定义集列表框中选择“销钉”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的轴。（4）再次在元件放置操控板的约束列表框中选择“销钉”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的参照面。（5）系统提醒“状态：完毕连接定义”。在元件放置操控板中单击完毕按钮，完毕第4个零件的装配。3.8外带的装配在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。（2）通过“打开”对话框查找到“waidai”文献，单击“打开”对话框。（3）在元件放置操控板的预定义集列表框中选择“销钉”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的轴。（4）再次在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的参照面。（5）系统提醒“状态：完毕连接定义”。在元件放置操控板中单击完毕按钮，完毕第5个零件的装配。3.9自行车后轮的装配后轮的装配和3.5、3.6、3.7措施一致3.10大轮盘的装配在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。（2）通过“打开”对话框查找到“dalunpan”文献，单击“打开”对话框。（3）在元件放置操控板的预定义集列表框中选择“销钉”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的轴。（4）再次在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的参照面。（5）系统提醒“状态：完毕连接定义”。在元件放置操控板中单击完毕按钮，完毕第7个零件的装配。3.11小轮盘的装配在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。（2）通过“打开”对话框查找到“xiaolunpan”文献，单击“打开”对话框。（3）在元件放置操控板的预定义集列表框中选择“销钉”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的轴。（4）在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的参照面。（5）系统提醒“状态：完毕连接定义”。在元件放置操控板中单击完毕按钮，完毕第8个零件的装配。3.12脚蹬的装配在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。（2）通过“打开”对话框查找到“jiaodengzi”文献，单击“打开”对话框。（3）在元件放置操控板的预定义集列表框中选择“销钉”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的轴。（4）在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的参照面。（5）在元件放置操控板中单击完毕按钮。完毕第9个零件的装配。3.13链条的装配在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。（2）通过“打开”对话框查找到“liantiao”文献，单击“打开”对话框。（3）在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，选择元件和组件的两对对齐的轴，分别是大轮盘和心轴的基准轴。（4）在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的参照面。（5）系统提醒“状态：完毕连接定义”。在元件放置操控板中单击完毕按钮，完毕第10个零件的装配。3.14轮盘盖的装配在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。（2）通过“打开”对话框查找到“lunpanai”文献，单击“打开”对话框。（3）在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的轴。（4）在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的参照面，在偏移类型输入框中选择角度偏移，角度为170°。（5）在元件放置操控板的约束列表框中选择“匹配”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的参照面。（6）系统提醒“状态：完全定义”。在元件放置操控板中单击完毕按钮，完毕第11个零件的装配。3.15车把的装配在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。（2）通过“打开”对话框查找到“cheba”文献，单击“打开”对话框。（3）在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的轴。（4）在元件放置操控板的约束列表框中选择“匹配”选项，分别选择元件和组件的一对对齐参照面。（5）在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，分别选择元件和组件的一对对齐参照面。（6）系统提醒“状态：完全定义”。在元件放置操控板中单击完毕按钮，完毕第12个零件的装配。3.16车把柄的装配在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。（2）通过“打开”对话框查找到“chebabing”文献，单击“打开”对话框。（3）在元件放置操控板的约束列表框中选择“插入”选项，分别选择元件和组件的一对对齐面。（4）在元件放置操控板的约束列表框中选择“匹配”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的参照面，在偏移类型输入框中选择偏移，偏移值为50。（5）通过镜像工具装配另一种车把柄。（6）系统提醒“状态：完全定义”。在元件放置操控板中单击完毕按钮，完毕第13个零件的装配。3.17车座的装配在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。（2）通过“打开”对话框查找到“chezuo”文献，单击“打开”对话框。（3）在元件放置操控板的约束列表框中选择“匹配”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的参照面。（4）在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，分别选择元件和组件的一对对齐的轴。（5）在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，分别选择元件和组件的一对对齐参照面。（6）系统提醒“状态：完全定义”。在元件放置操控板中单击完毕按钮，完毕第14个零件的装配。3.18瓦圈的装配在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框。（2）通过“打开”对话框查找到“qianlungai”文献，单击“打开”对话框。（3）在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，分别选择元件和组件的一对对齐参照面，摆放到合适位置，点击“确定”，完毕第14个零件的装配。第4章自行车的仿真4.1机构仿真的作用运用ProE软件建立的机械系统的三维模型和力学模型，在计算机上创立机械产品的电子样机，并对该产品在投入使用后的多种工况进行仿真分析，预测产品的整体性能，在预测分析过程中发现问题，进而改善产品的设计，直至获得最佳设计方案。4.2