本文介紹了在Pro/E中實現裝配體三維仿真設計的相關方法。

　　1 前言

　　在機械制造業，現在有很多企業把產品的設計、分析、制造、產品的數據管理和信息技術集于一體.這種先進的管理方式屬于企業信息化的范疇。并且這種先進的管理方式也引發了設計領域的巨大的變化。第一次大的變化是八十年代CAD軟件的推廣，國內普遍使用的是AutoCAD軟件。利用AutoCAD軟件使許多機械工程師逐漸地甩掉了圖板。第二次大的變化是大量三維CAD軟件的不斷出現，如:Pro/Engineer,aolidworks,3Dmax等。三維 CAD軟件不僅僅可以實體造型，還可以利用設計出的三維實體模型進行模擬裝配和靜態干涉檢驗、機構分析和動態干涉檢驗、動力學分析、強度分析等。因此運用三維設計軟件的真正意義不僅僅在于設計模型本身，而是設計出模型后的處理工作。AutoCAD軟件雖然可以進行簡單的三維實體模型設計，但設計出模型后的處理工作是無法實現的。

　　2 Pro/Engineer軟件的介紹

　　Pro/Engineer軟件是美國PTC(參數技術公司)公司推出的工程設計軟件，簡稱Pro/E。其功能強大，參數化特征造型使其占據的三維設計領域的軟件市場份額越來越大，尤其在我國的CAD/CAM研究所和工廠得到了廣泛應用。它的技術特點就是參數化管理，所有的算法都是失量化的，三維與二維圖形元素間具有關聯性，是目前不可多得的計算機輔助設計軟件。Pro/E經過了20,2000i,2000i2等版本的不斷升級，也隨著該公司對其他相關技術公司的合并進程，很多新功能都引人進來，因此使Pro/E的強大功能對所有產品開發者都具有高度的可用性。從"拖動操作"到"智能制圖"，簡化并精練了用戶對Pro/E的體驗過程。簡潔而直觀的工作流程把常規操作中鼠標移動距離和菜單打開次數大大減少了。并且把行業中功能最強大、最高效的工具應用到用戶所有的設計任務中。Pro/E還引用了行為建模功能:一種全面的、目標驅動的設計工具，能讓工程師通過捕捉的設計要求和目標，來最佳地驅動產品的開發過程。也包括了一些在整個裝配過程中評估行為的功能。在裝配零件時，設計人員可以快速簡單地把零件裝配起來，然后評估真實的產品將如何動作。

　　3 軟件在設計裝配體中的應用

　　在傳統設計中，工程師在設計時大腦中先產生的是三維實體圖像，然后利用工程圖學中的視圖、剖視圖、斷面圖、局部放大、簡化畫法等表達方法，及正投影規律，遵循工程圖學國家標準，把大腦中產生的三維實體圖像用二維圖形表達出來。而三維軟件的產生如Pro/E使工程師在大腦中先產生的是三維實體圖像可以直接仿真到屏幕上，既形象又直觀。因此，應用Pro/E軟件進行設計使工程師思想不經"翻譯"直接直觀的交流，是直接自然的思維過程，表達更直接、準確，清晰。與二維設計不同的是，在裝配體的設計中，不是先畫裝配圖。而是從每個零件的三維設計開始，然后進行裝配。在Pro/E軟件中裝配體設計有兩種方法:一種是在裝配環境中完成零件設計，這種方法稱為"自上而下"的設計方法。在設計中，工程師頭腦中先產生的是裝配體的形狀，再通過裝配的總體構架詳細進行每個零件的設計，最后把設計的零件自動裝配在裝配體上，無須添加任何約束。另一種方法是先設計每個零件.然后把設計好的零件一個個地進行裝配，發現間題及時進行修改，利用同軸、貼面等裝配關系，經過簡單的拖拉就可以完成裝配。利用軟件的編輯功能，可以使工程師在設汁中自由地對裝配體上零件進行修改，修改后會自動地同步反映到該零件圖上。

　　4 設計實例:滑動軸承的裝配

　　滑動軸承的裝配是機械設計中常用的傳動組件，是典型的活動零件裝配，創作步驟如下:

　　(1)啟動PnolEngineer。在菜單欄中執行File->New命令。在彈出的New對話框中選擇Type欄中的Assembly單選框和 Sub-type欄中的Design單選框，并在Name輸入框中填寫文件名，最后單擊OK按鈕確認，即可開始零件裝配。

　　(2)調人滑動軸承軸承蓋零件。執行菜單管理器中的Component"Assembly命令，在Open對話框中選取第五篇中制作的實例88滑動軸承軸承蓋，單擊Open按鈕，調人裝配窗口。如圖1所示。單擊OK按鈕關閉Component Placement對話框。

　　(3)調人滑動軸承軸承座零件。執行菜單管理器中的Component"Assemble命令，在Open對話框中選取滑動軸承軸承座，單擊Open按鈕，調人裝配窗口。如圖2所示。

　　(4)接合面吻合定位。在如圖3所示的Component Placement對話框中的Conetraint Type欄下選取Mate項。分別選取軸承蓋和軸承座的接合平面，如圖4所示。

　　(5)圓柱面定位。在component Placement對話框中的Canstrairtt Type欄中選取Insert項。選取軸承座和軸承蓋對應的軸圓柱面，如圖5所示。

　　(6)軸線定位。在Component P2aesment對話框中的Constraint Type欄下選取Align項。分別選取軸承座上的螺紋孔的軸線與軸承蓋的對應的螺紋孔的軸線，單擊Component Placement對話框中的OK按鈕，完成本步操作。

　　(7)調人油杯零件。執行菜單管理器中的component Assemble命令，在Open對話框中選取旋蓋式油杯，單擊Open命令.調人裝配窗口。如圖6所示。

　　(8)接合面平移定位。在Gomponent Placement對話框中的Gonstraint Type欄下選取Mate項。分別選取軸承蓋放置油杯的頂面和油杯的底圓面，單擊Component Placement對話框中的Mate的offset屬性，修改值為-5。如圖7所示。

　　(9)圓住面定位。在Component Placement對話框中單擊按鈕，在Constraint Type欄中選取Insert項卜選取油杯接口圓柱面和軸承蓋放置油杯孔的圓柱面，單擊Component Placement對話框中的OK按鈕，完成裝配，效果如圖8所示。

　　5 結論

　　隨著三維設計的發展，將會出現無圖紙化生產，即通過三維軟件設計的模型，不在經過工程圖，直接經過數據加工軟件處理，在數據加工設備上進行加工，生產出產品。用Pro/Engineer軟件在設計過程中，也會出現一些問題如在三維實體生成二維圖紙時，是完全按照投影關系得到的.而且在裝配體設計中，會有很多標準件，如齒輪、軸承、螺紋聯結和彈簧等，直接投影不符合我國制圖標準中規定的畫法，給看圖的人帶來視覺上的困難。解決的辦法是:設不同的圖層，將實際三維實體放在一個圖層上，再設一個特定三維實體，使其生成的二維圖紙符合我國制圖標準，放在另一個圖層上，三維實體生成二維圖紙時，關閉一個實際三維實體的圖層，使其生成的二維圖紙符合我國制圖標準中規定的畫法。