畢業(yè)設(shè)計摩托車的結(jié)構(gòu)設(shè)計與運動仿真論文

1、湖北文理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)正文題 目摩托車的結(jié)構(gòu)設(shè)計與運動仿真專 業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化班 級機制0812班姓 名夏坤學(xué) 號08116210指導(dǎo)教師職 稱高成慧教授2012 年5月20 日摩托車的結(jié)構(gòu)設(shè)計與運動仿真摘要：本設(shè)計利用三維建模軟件Pro/Engineer，對摩托車進行相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計。使用Pro/Engineer軟件自頂而下設(shè)計方法，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)層次規(guī)劃著手，將設(shè)計參數(shù)依次傳遞到各級子裝配與零件的設(shè)計方法，從而實現(xiàn)產(chǎn)品全參數(shù)化整體結(jié)構(gòu)設(shè)計。設(shè)計中考慮人因工程在摩托車結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，并按照摩托車產(chǎn)品設(shè)計的安全標準及規(guī)范要求,對摩托車的造型、顏色、材料等方面，以及摩托車結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。根

2、據(jù)功能需求來改動產(chǎn)品的高層結(jié)構(gòu)模型，通過參數(shù)修改驅(qū)動各個零部件的改變?；谔卣鞯膮?shù)化設(shè)計為產(chǎn)品模型的可變性設(shè)計、概念設(shè)計等提供了手段，在遵循設(shè)計意圖的情況下方便地改動模型，從而生成系列產(chǎn)品，提高了設(shè)計效率。關(guān)鍵詞：Pro/Engineer；摩托車；結(jié)構(gòu)設(shè)計；自頂而下The Structural Design and Motion Simulation of MotorcycleAbstract：This design usesthe three dimensional modeling software Pro/Engineer, tocarry on the related structu

3、ral 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 turn. This method realizes the parameter design of the e

4、ntirely product. Considered the application of the man-machine projectin themotorcycles structural design, and defers to the security standard and thestandard request of themotorcycle product design, to carryon the design on the motorcycles modeling, color, material, as well as the structure.After t

5、he 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 parts by revising parameters, the parameterization design basing

6、 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；Motorcycle；Structural Design；Top-down design目錄1 緒論31.1摩托車的起源31.

7、2摩托車的發(fā)展趨勢41.3課題目的和意義51.4課題基本要求61.5本章小結(jié)62工業(yè)造型在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用72.1工業(yè)造型設(shè)計的概念及特征72.2工業(yè)造型設(shè)計的方法及其應(yīng)用72.3摩托車造型設(shè)計基本流程72.4三維建模軟件的選擇82.5本章小結(jié)103 摩托車的人機分析與設(shè)計113.1 車座的分析與設(shè)計113.2摩托車的把手124 摩托車車架的結(jié)構(gòu)與設(shè)計134.1摩托車車架結(jié)構(gòu)134.2車架工作載荷134.3自行車造型色彩分析144.5本章小結(jié)145 摩托車的發(fā)動機機構(gòu)設(shè)計155.1 發(fā)動機原理155.2摩托車發(fā)動機設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)155.3 本章小結(jié)156 建模設(shè)計步驟166.1主要零件建模16車

8、輪建模設(shè)計步驟166.1.2 車身建模設(shè)計步驟166.2產(chǎn)品裝配186.2.1 摩托車的裝配196.3產(chǎn)品渲染206.4本章小結(jié)207 本文總結(jié)21參考文獻22致謝231 緒論1.1摩托車的起源早在19世紀末、20世紀初，歐洲一些工業(yè)發(fā)達的國家為了比較各自制造的摩托車的性能質(zhì)量，曾舉行過一些非正式的國際摩托車比賽，從而逐步形成了運動競賽項目。1904年在巴黎郊區(qū)舉行了一次國際比賽，競賽路線為周長54公里的環(huán)行路，行駛 5周，共270公里。參加這次比賽的5個國家發(fā)起成立“國際摩托車運動俱樂部聯(lián)合會”。1907年，這個聯(lián)合會解散。5年之后,經(jīng)英國汽車聯(lián)盟提議，又重新恢復(fù)?？偛吭O(shè)在倫敦。1949年改

9、名為國際摩托車運動聯(lián)合會，1959年總部遷移到瑞士日內(nèi)瓦。1979年10月，在瑞士蒙特勒國際摩聯(lián)75周年代表大會上，中國被接納為會員國。摩托車競賽既是運動員駕駛技術(shù)的比賽，又是各種新型摩托車的較量。摩托車產(chǎn)品質(zhì)量是通過競賽不斷改進的。而優(yōu)質(zhì)賽車又促進人們駕駛技術(shù)水平的不斷提高。最初的摩托車競賽活動以檢驗和比較摩托車的性能質(zhì)量為主要目的。在競賽實踐中，由于駕駛技術(shù)對發(fā)揮車輛的優(yōu)良性能作用很大，人們開始重視摩托車手的技術(shù)訓(xùn)練，逐步形成了摩托車競技所特有的專門技術(shù)。為適應(yīng)這種技術(shù)和運動競賽日益發(fā)展的需要，生產(chǎn)了各種新型的競賽摩托車。目前國際上舉行的各種大型摩托車比賽，項目繁多，比賽內(nèi)容驚險、緊張、激

10、烈。重大比賽的觀眾，有時多達幾十萬人。歐美許多國家的摩托車運動很普及，有的國家每年舉行幾百次國內(nèi)、國際比賽。世界上摩托車運動水平高的國家，大多也是摩托車制造工業(yè)發(fā)達的國家。從國際摩聯(lián)創(chuàng)始至今，世界摩托車錦標賽的地點一直在歐洲，技術(shù)優(yōu)勢也在歐洲。其中一個重要原因是歐洲許多國家如英國、德國、意大利、奧地利等國家擁有發(fā)達的摩托車制造工業(yè)。意大利全國約有60多個工廠生產(chǎn)摩托車，國內(nèi)共有各種類型的摩托車700萬輛,全國人口的10喜愛摩托車運動，每年組織國內(nèi)、國際比賽 700余次，運動員技術(shù)水平很高，多次獲世界冠軍和歐洲冠軍。總的來看，亞洲水平不如歐洲。但第二次世界大戰(zhàn)后，日本摩托車制造工業(yè)高速發(fā)展，年產(chǎn)

11、摩托車數(shù)百萬輛，為開展摩托車運動提供了雄厚的物質(zhì)基礎(chǔ)，使日本的摩托車運動有很大發(fā)展。他們每年集中上萬名摩托車手進行活動，舉辦各種國內(nèi)比賽達 200多次。目前日本摩托車運動水平已進入世界先進行列，1979年日本運動員獲 125車型越野世界冠軍。摩托車運動在中國作為一個體育項目是從1952年開始的。最初在北京市和幾個大城市開展活動。1956年，各大城市相繼建立了摩托車運動俱樂部。中國開展摩托車運動的主要形式是開辦摩托車訓(xùn)練班。按照國家體委頒發(fā)的普及訓(xùn)練大綱向自愿參加訓(xùn)練的愛好者進行訓(xùn)練。普及訓(xùn)練分普通摩托車手和特等摩托車手。普通摩托車手普及面廣，訓(xùn)練時間短，主要使參加者了解有關(guān)內(nèi)燃機基礎(chǔ)知識,學(xué)會

12、一般駕駛技術(shù);特等摩托車手是在普通摩托車手的基礎(chǔ)上，進一步提高摩托車的駕駛技術(shù)，學(xué)會摩托車保養(yǎng)和維修技能，在普及訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，組織各種競賽活動。第 1次全國性的摩托車比賽是1958年在北京舉行的。1959年、1965年在第1、第2屆全國運動會上，全國各省、市、自治區(qū)和解放軍都派隊參加了比賽，水平有所提高。1.2摩托車的發(fā)展趨勢目前我國的摩托車業(yè)，在經(jīng)歷了快速發(fā)展和無序競爭后，現(xiàn)已進入穩(wěn)步和成熟的發(fā)展階段。隨著摩托車市場的進化，我國面臨加入WTO后的沖擊，在未來10年內(nèi)，中國的摩托車業(yè)將面臨著以下幾大發(fā)展趨勢：（1）摩托車價格仍有降低趨勢隨著摩托車業(yè)在技術(shù)上的不斷成熟，企業(yè)管理水平的提高，運營成

13、本的下降，以及加入WTO后國際采購原材料的大幅度下調(diào)，流通渠道的變革帶來的流通成本的降低，中外摩托車品牌的激烈競爭等因素，都將使摩托車價格變得更加便宜。據(jù)測算，10年之后，同等摩托車產(chǎn)品的價格，將比現(xiàn)在下降20左右。（2）上下摩托車企業(yè)開始對接隨著經(jīng)濟實力與技術(shù)力量的發(fā)展，一些中國的知名摩托車企業(yè)已經(jīng)不再是簡單地處在產(chǎn)業(yè)鏈的一個節(jié)點上（比如說只是組裝或靠引進一種車型技術(shù)生產(chǎn)），而是開始逐漸擁有了自己的一些核心技術(shù)。一個企業(yè)的產(chǎn)業(yè)布局開始向相對完整的產(chǎn)業(yè)鏈方向擴張。例如，一些摩托車整車企業(yè)擁有自己的發(fā)動機、減震器以及磁電機等關(guān)鍵的部件，這樣上下對接式的發(fā)展使中國摩托車企業(yè)的競爭,已經(jīng)不單單停留在

14、產(chǎn)品的價格層面，而是整個產(chǎn)業(yè)鏈的系統(tǒng)競爭。（3）產(chǎn)品朝著e化發(fā)展現(xiàn)在的摩托車產(chǎn)品在家庭中的狀態(tài)基本上是擁有相對單一的功能而孤零零地存在著。簡單e化的摩托車產(chǎn)品還剛剛問世。但在今后10年中，微電腦將廣泛地應(yīng)用到摩托車產(chǎn)品中，產(chǎn)品將全面e化，在摩托車的舒適性、敏捷性以及油路控制等方面將更加智能化、人性化。（4）我國將成為全球最大的摩托車制造基地從日本本田公司加大在我國摩托車業(yè)的投資可以看出，在未來10年內(nèi)，我國仍然處在對發(fā)達國家的產(chǎn)業(yè)追趕期，摩托車企業(yè)仍將緊跟技術(shù)發(fā)展潮流，抓住全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整契機，清醒審視自己的資源稟賦，利用好自己的比較優(yōu)勢與后發(fā)優(yōu)勢，成為世界上最大的摩托車制造基地，預(yù)計年產(chǎn)值

15、將達到幾百億美元，我國產(chǎn)摩托車在全球的競爭力進一步增強，我國強勢品牌將開始真正意義上的全球市場擴張。（5）摩托車企業(yè)中心將全面轉(zhuǎn)移在發(fā)展到一定規(guī)模以后，國內(nèi)知名的摩托車集團開始尋找資本、信息、技術(shù)、人才等企業(yè)快速發(fā)展的新的“維生素”，如不少摩托車企業(yè)開始涉足其他領(lǐng)域。同時，隨著摩托車企業(yè)的國際化，很多企業(yè)中心將再次調(diào)整，重點將向國際市場發(fā)展。（6）電子商務(wù)成為摩托車企業(yè)的主流商務(wù)模式隨著信息技術(shù)發(fā)展，電子商務(wù)風行全世界將是一個不爭的現(xiàn)實。在未來10年，預(yù)測電子商務(wù)總額將占摩托車產(chǎn)業(yè)商務(wù)總額的60以上，同時摩托車企業(yè)的電子商務(wù)空間,將擴大到整個全球市場，而不像現(xiàn)在一樣只局限在國內(nèi)市場。（7）制造

16、模式將向大規(guī)模定制模式轉(zhuǎn)變在對發(fā)達國家的摩托車產(chǎn)業(yè)追趕中，我國的摩托車企業(yè)有片面地重視產(chǎn)品技術(shù)的傾向，而對生產(chǎn)模式等柔性的工藝技術(shù)重視不夠。在信息技術(shù)的促動下，世界各種制造業(yè)的生產(chǎn)模式正在發(fā)生著深刻的變化，那就是從大規(guī)模生產(chǎn)模式向最大限度滿足客戶需求的大規(guī)模定制模式的轉(zhuǎn)變。能不能快速轉(zhuǎn)變并使用新的生產(chǎn)模式,將成為影響中國摩托車企業(yè)未來國際競爭力的重要戰(zhàn)略選擇。（8）摩托車企業(yè)內(nèi)外制度、管理水平將全面接軌國際市場上企業(yè)競爭的本質(zhì)是企業(yè)制度的競爭。目前，我國摩托車企業(yè)與世界發(fā)達國家摩托車企業(yè)的差距，除了技術(shù)因素外，更重要的是企業(yè)制度和管理水平上的差距。當前，我國企業(yè)主要是企業(yè)本身制度的改革與企業(yè)外

17、圍運行制度環(huán)境的改革。隨著加入WTO的步伐，中國企業(yè)的制度改革進程進一步加快，管理水平將會進一步得到提高。未來10年內(nèi)，我國企業(yè)內(nèi)外的制度環(huán)境和管理水平將出現(xiàn)全新的變化，那就是制度環(huán)境全面與國際接軌，與發(fā)達國家摩托車企業(yè)大大縮小了制度和管理水平差距的中國摩托車企業(yè)，將獲得前所未有的市場競爭力。1.3課題目的和意義通過該課題的學(xué)習，掌握產(chǎn)品設(shè)計與造型方法，培養(yǎng)現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計意識，掌握現(xiàn)代化的設(shè)計手段和相關(guān)技能，培養(yǎng)創(chuàng)新設(shè)計能力，全面而廣泛地了解當前國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的最新發(fā)展動態(tài)，對所學(xué)知識進一步的認識和更深入的了解，掌握畢業(yè)論文的寫作格式和流程，提高學(xué)生獨立培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)代的設(shè)計理念，能提高學(xué)生的形象

18、思維和創(chuàng)造性思維能力，有利于培養(yǎng)良好的工程素質(zhì)及自學(xué)能力，進一步提高文獻檢索和信息處理能力。1.4課題基本要求1）熟悉摩托車的的結(jié)構(gòu)特點，自行設(shè)計一款造型美觀，使用方便,結(jié)構(gòu)更合理，功能更齊全的新型摩托車。學(xué)習三維造型軟件的基礎(chǔ)知識，并通過三維造型軟件對摩托車的各零件進行三維造型設(shè)計和虛擬裝配。此產(chǎn)品應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，造型新穎獨特，美觀大方，實用時尚，賦予人性化設(shè)計。在充分考慮到生產(chǎn)工藝可行性的情況下進行突破性設(shè)計，外觀時尚大方，要求操作便利便于清潔。2) 在對現(xiàn)有產(chǎn)品進行充分了解的前提下，考慮到工業(yè)的可行性后，對產(chǎn)品的外觀造型、實用功能及材料方面進行創(chuàng)新設(shè)計。3) 在構(gòu)造曲面時，要求線面光順，

19、曲面質(zhì)量好，要隨時檢查所建曲面的狀況，注意檢查曲面是否光順，是否扭曲，曲率變化情況等，以便及時修改。4) 產(chǎn)品需要根據(jù)實際情況進行設(shè)計，滿足消費者的使用習慣，要求產(chǎn)品具有前瞻性或市場價值，體現(xiàn)操作的便利性、舒適性等。1.5本章小結(jié)本章主要介紹了摩托車的起源，今后的發(fā)展趨勢。明確設(shè)計的要求、目的以及意義，以及對摩托車創(chuàng)新方面的一些設(shè)想。2工業(yè)造型在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用2.1工業(yè)造型設(shè)計的概念及特征工業(yè)造型設(shè)計，是將與產(chǎn)品造型有關(guān)的功能、結(jié)構(gòu)、材料、工藝、視覺傳遞、宜人性和市場關(guān)系等方面因素，進行綜合的創(chuàng)造性設(shè)計，使人、機和環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一，使產(chǎn)品符合時代要求的創(chuàng)造性技術(shù)活動隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展。該創(chuàng)造

20、活動己經(jīng)上升為一種有效的設(shè)計方法，它是把人機功效、工程技術(shù)與藝術(shù)結(jié)合為一體的一門新型學(xué)科在產(chǎn)品設(shè)計過程中，遵循“實用、經(jīng)濟、美觀”的基本原則，其特征是以“人”為中心。2.2工業(yè)造型設(shè)計的方法及其應(yīng)用進行工業(yè)設(shè)計所涉及的領(lǐng)域和力一法極為廣泛，需要設(shè)計師在工程設(shè)計、材料學(xué)、人機工程學(xué)、美學(xué)其至人文、歷史等方面進行長期的積累，但是隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)設(shè)計技術(shù)相對變得越來越簡單了。軟件工程師可以把上述相關(guān)素材寫入數(shù)據(jù)庫供設(shè)計師隨時調(diào)用，并應(yīng)用專家評價系統(tǒng)隨時對設(shè)計進行評價，這就使得普通工程設(shè)計人員亦可在從事產(chǎn)品設(shè)計時，較為容易地運用工業(yè)設(shè)計力一法加以設(shè)計，使設(shè)計出的產(chǎn)品在滿足使用功能的同時更

21、加人性化日前從事工業(yè)設(shè)計的工程師使用較多的軟件包括:3DStudio Max、Pro/Designer等美學(xué)造型軟件，Photoshop等工具軟件和Pro/ENGINEER、T-DTOS、UG、Solid Works等工程設(shè)計軟件。2.3摩托車造型設(shè)計基本流程本摩托車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的設(shè)計基本流程大概劃分為：1.課題提出2.制定計劃3.市場調(diào)查4.資料分析5.確定主題方向6.設(shè)計構(gòu)思7.提出方案8.細化定案9.方案評審10.摩托車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計11. 三維建模造型設(shè)計12.裝配13.產(chǎn)品渲染14.平面（三維）效果圖15.運動仿真2.4三維建模軟件的選擇1、UG UG軟件是一個綜合能力比較強大的，主要

22、適合于大型的汽車、飛機廠等建立復(fù)雜的數(shù)模，特別是在加工方面比較強；UG的一個最大特點就是混合建模，就是在一個模型中允許存在無相關(guān)性的特征。如在建模過程中，可以通過移動、旋轉(zhuǎn)坐標系創(chuàng)建特征構(gòu)造的基點；在UG中只有Sketch草繪的截面才是參數(shù)化的，而curve則是非參數(shù)化特征，而在Pro/E中所有草繪的截面都是參數(shù)化尺寸驅(qū)動的。所以UG在對產(chǎn)品設(shè)計、造型這塊還是沒有Pro/E那么出眾。2、Solid Work Solid Work軟件相對與UG和Pro/E是比較小的軟件，功能相對來說也比較少，Solid Work也可以方便的進行建模、裝配以及渲染，但它在逆向造型和機械運動仿真比較弱，特別在CAE

23、方面；在曲面造型模塊，不及Pro/E。3、Pro/E Pro/E Wildfire是美國PTC公司最近推出的一套從設(shè)計到制造的機械自動化軟件8 9。該軟件繼承以前版本特性的基礎(chǔ)上，在易用性、設(shè)計的高效率、實用性等方面都有了很大的改善。Pro/E主要適合于中小型的產(chǎn)品設(shè)計，快速建模。（1）系統(tǒng)的主要特點有：1）Pro/E軟件拋棄傳統(tǒng)CAD/CAM軟件中的線框和表面模型而直接鑒于3D實體；使得設(shè)計者能夠更好的捕捉自己的設(shè)計意圖和激發(fā)設(shè)計靈感。2）Pro/E的3D實體鑒于特征造型技術(shù)。3）Pro/E中所有的對象都是建立在單一數(shù)據(jù)庫中。4）Pro/E的3D特征實體是全參數(shù)化的，具有自適應(yīng)性和自能性。（

24、2）其主要功能：1）零件設(shè)計建模工業(yè)設(shè)計的核心領(lǐng)域就是造型技術(shù)，Pro/E Wildfire具有極強的實體造型和曲面造型功能，可以構(gòu)造非常復(fù)雜的實體模型。通過將Pro/E Wildfire任意數(shù)量特征組合在一起形成用戶定義的特征，就可快捷的生成實體。其主要結(jié)構(gòu)特征有：拉伸體、孔、切槽、殼、倒圓角等，而對應(yīng)特征的構(gòu)造方法有：拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、混合、高級造型方法等。Pro/E Wildfire的曲面功能非常強大，具有輸入和編輯復(fù)雜曲面和曲線的功能，不同曲面組合構(gòu)成完美的產(chǎn)品外表面，能夠使產(chǎn)品實體模型的外觀更為美觀、光順。另外，Pro/E Wildfire新功能中增加了扭曲特征，可以在概念性設(shè)計階段

25、研究模型的設(shè)計變化。2）裝配設(shè)計建模裝配是一個參數(shù)化組裝管理模塊，提供基于裝配關(guān)系和運動特征的裝配設(shè)計功能，支持多重的子裝配。利用特征樹，可以和在零件設(shè)計中那樣對裝配體中的零件進行任意修改；也可以在裝配環(huán)境中生成新的零件。它提供的自頂向下的設(shè)計工具，有助于團隊協(xié)作來設(shè)計和管理復(fù)雜而龐大的產(chǎn)品。3）機械運動仿真功能在Pro/E的“機械”模塊中，可以定義兩個元件連接類型，約束元件之間的相對運動，減少系統(tǒng)可能的總自由度，進行機械裝置的機械運動仿真。4）逆向造型功能Pro/E重新造型是一個逆向工程環(huán)境，使工程師能夠通過3D掃描數(shù)據(jù)將現(xiàn)有實物產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為精確的設(shè)計，而不會丟失任何原始設(shè)計意圖或關(guān)鍵幾何數(shù)據(jù)

26、。5）圖像渲染工業(yè)產(chǎn)品色彩對于產(chǎn)品造型的完善、外觀質(zhì)量及產(chǎn)品的市場競爭等方面都有很重要的作用。Pro/E提供了制作高質(zhì)量圖像的渲染工具，能使零件或裝配的顯現(xiàn)和照片非常相似。另外，運用貼圖功能在產(chǎn)品和包裝上生成和附加常規(guī)的標記和圖案，指定每個圖案的大小、位置和透明度。（3）由上而下（Top-Down Design）設(shè)計流程1）由上而下（Top-Down Design）是一種由最頂層的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)傳遞設(shè)計規(guī)范到所有相關(guān)次系統(tǒng)的一種設(shè)計方法論，通過Top-Down Design的運用，能夠有效地傳遞設(shè)計規(guī)范給各個子組件，從而更方便高效的對整個設(shè)計流程進行管理。本次設(shè)計充分應(yīng)用了Top-Down Desi

27、gn。在進行產(chǎn)品設(shè)計時，如果所有的零件均在零件模塊下單獨做零件的3D幾何模型，然后再一一裝配，則很容易發(fā)生零件之間不匹配的情況，且當零件在做設(shè)計變更時，其配合件無法產(chǎn)生相應(yīng)的變化，因此在組件模塊中進行配合件的設(shè)計是產(chǎn)品建模過程中極為重要的工作。2）Top-Down Design在行業(yè)中應(yīng)用的優(yōu)勢無論是在機械行業(yè)還是在其它工業(yè)設(shè)計中，產(chǎn)品構(gòu)造的復(fù)雜性帶來了裝配的困難，為了解決這些問題，Top-Down Design技術(shù)應(yīng)運而生。Top-Down Design自頂向下設(shè)計有許多優(yōu)點，它既可以管理大型組件，又能有效地掌握設(shè)計意圖，使組織結(jié)構(gòu)明確，更能在設(shè)計團隊間迅速傳遞設(shè)計信息，達到信息共享的目的。

28、A、管理大型復(fù)雜的裝配設(shè)計，系統(tǒng)地組織管理是相當重要的。在Pro/Engineer中，提供了按照設(shè)計意圖、規(guī)劃，使用由骨架模型來承載定義組件的接口、零件組裝的空間約束及特定運動關(guān)系等重要設(shè)計需求的應(yīng)用功能工具。利用骨架模型作為溝通的橋梁，遵循大組件所賦予的設(shè)計空間與限制，子組件能夠自我地進入設(shè)計流程，由上往下層層負責，全面關(guān)聯(lián)，模塊化的設(shè)計概念可以徹底實現(xiàn)。B、組織在設(shè)計初期，自頂向下結(jié)構(gòu)已經(jīng)完整定義，每一個子組件間通過嚴密的組織緊密結(jié)合在一起，彼此的相關(guān)配合約束完全由計算機系統(tǒng)來控制，防止人為的不慎和非預(yù)期的錯誤發(fā)生。C、信息共享Top-Down Design具備健全的組織結(jié)構(gòu)，能讓設(shè)計信息

29、在整個系統(tǒng)的任何階層快速地傳遞與共享。任何的改動都會在整個系統(tǒng)中傳遞給各個子組件。因此，它能夠使整個團隊共享信息，作到協(xié)同設(shè)計。Top-Down Design技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用是一次巨大的改革，使人們在進行大型結(jié)構(gòu)件裝配時有了高效的工具。這一工具使得整個規(guī)劃流程顯得方便易行，也為有效的管理奠定了基礎(chǔ)。通過對以上3個三維建模軟件的介紹、分析比較，在產(chǎn)品造型領(lǐng)域里，Pro/E Wildfire比UG和Solid Work更為強大，適合。所以本設(shè)計的電吉他產(chǎn)品結(jié)構(gòu)造型采用Pro/E Wildfire3.0進行建模設(shè)計。2.5本章小結(jié)本章主要介紹了工業(yè)造型設(shè)計的概念及特征、工業(yè)造型設(shè)計方法及應(yīng)用；

30、簡單闡述自行車結(jié)構(gòu)造型設(shè)計的基本流程；對三維建模軟件進行了分析、比較，選擇了Pro/E Wildfire3.0進行建模設(shè)計。3 摩托車的人機分析與設(shè)計3.1 車座的分析與設(shè)計大多數(shù)人長時間騎摩托車，都會感到臀部疼痛.之所以如此，一部分原因是前傾式的騎車姿勢使騎車者會陰與車座前端產(chǎn)生磨擦，時間一久就會感到不舒服；一部分原因則是車座的尺寸與人體尺寸不符所致。根據(jù)人體組織的解剖特性可知，坐骨結(jié)節(jié)處是人體最能耐受壓力的部位，身體的主要重量均由骨盆下的兩塊面積約為25 cm2的坐骨結(jié)節(jié)承受故車座后端寬度過小就會使坐骨結(jié)節(jié)處在鞍座外緣或緊挨外緣的位置。這樣，身體的壓力使得坐骨結(jié)節(jié)被迫分離的趨勢過大，由此導(dǎo)

31、致臀部的疼痛感。所以車座后端應(yīng)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上適當加寬。 1）車座的大小一種摩托車的車座，在前后連接駕駛員用車座（）和同乘者用車座（）的雙人座（）的底板（）上使用發(fā)泡成形材料的摩托車中，設(shè)置在駕駛員用車座（）側(cè)底板前部（）的前部上面縱肋（）和前部上面橫肋（）不如設(shè)置在同乘者用車座（）側(cè)底板（）的后部上面縱肋（）密集。為了提高同乘者用車座的剛性，可以提高同乘者用車座側(cè)底板的剛性，可以提高防止非正常開啟同乘者用車座的防盜效果，沒有必要將現(xiàn)有技術(shù)中的鎖定機構(gòu)設(shè)置在車座后部，在本發(fā)明中，可以設(shè)置一種車座鎖定機構(gòu)。此外，由于駕駛員用車座的底板上的肋少，可以在提高著座感的同時，遏止重量的增加。2）座面傾角車

32、座后傾一定的角度，一方面可使背部抵靠靠背，獲得支持，從而降低背肌靜壓；另一方面則可防止坐者從座緣滑出座面。車座后傾的角度不可太大，如果太大，身體勢必前屈作業(yè)，致使脊椎拉直，破壞正常腰椎曲線，形成一種費力姿勢，一般后傾角在3°以內(nèi)為宜。另外，研究還表明，人在騎摩托車時身體適當前傾，人體的迎風面積減小，更有利于發(fā)力和加速，如果靠背角為90°，前傾角在15°以內(nèi)，則相當于前傾座面與靠背夾角在105°以內(nèi)，屬坐姿的最小舒適范圍。靠背對于脊椎部還能起適度的支持作用，肌肉緊張較小，背部壓力在椎骨上分布也較均勻?；诖?，座面傾角設(shè)置成可調(diào)式，能在后傾與前傾坐姿的舒適調(diào)

33、節(jié)范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)整，并可在任意角度鎖緊，騎車者可根據(jù)需要調(diào)整鞍座傾角。3）座墊結(jié)構(gòu)與材料盡管不同類型的摩托車座墊外形不同，但結(jié)構(gòu)組成基本相同，主要由座墊蒙皮、座墊芯、座墊底板、座墊安裝結(jié)構(gòu)、做點減震結(jié)構(gòu)及輔助結(jié)構(gòu)組成。a)座墊底板：主要承擔人體質(zhì)量及行駛過程中受到的沖擊力，常用材料有鋼板和塑料2種。b)座墊芯：能衰減、吸收和振動，柔軟。有彈性。無明顯變形，常用材料為海綿和泡沫塑料，根據(jù)不同車型，這2種材料的密度和硬度不同。c)座墊蒙皮：將座墊底板與座墊芯固定，使座墊表面美觀。應(yīng)具有足夠強度、耐磨、耐臟、易清潔、去濕、尺寸穩(wěn)定和防水，常用材料為皮革或人造革。當座墊底板為鋼板時，在地板周圍會均勻沖出

34、三角形突起，將蒙皮勾住;當座墊地板為塑料時,可用門型釘均勻地將蒙皮釘在底板上.d)座墊緩沖塊:安裝在座墊底板下,起緩減沖擊,減振作用,使車座受力均勻,減少車墊變形.e)其他輔助結(jié)構(gòu)：座墊安裝結(jié)構(gòu)及其余零件，如拉帶、座墊扣等，將座墊與車體連接、，其中拉帶常用高強度人造革制成，為后邊乘客拉手用，拉斷里大于2000N，用螺釘固定在底板上。從上面的實例可以看出，車座設(shè)計者將最大程度的減少人體軟組織和器官擠壓和摩擦為主要設(shè)計準則，即減少對坐骨生殖區(qū)的擠壓和摩擦，通過凹陷、鑿孔、改變鞍座的形狀等方法來實現(xiàn)這一主要準則，同時考慮舒適和安全。3.2摩托車的把手一種摩托車的把手結(jié)構(gòu)，其具備：后部車架、設(shè)于所述后

35、部車架上的把手、至少覆蓋所述后部車架的后部車身罩、安裝在所述后部車架上覆蓋后輪的上方的后擋泥板，其特征在于，所述把手由俯視呈環(huán)狀從所述后部車架向車寬方向外側(cè)延伸的把手主體、和設(shè)于所述后擋泥板上覆蓋所述把手主體的下方及內(nèi)側(cè)的把手罩構(gòu)成，在所述把手罩上形成在所述把手主體的內(nèi)側(cè)從下方進入上方的把手用凹部，常用摩托車方向把手大約尺寸:950mm。4 摩托車車架的結(jié)構(gòu)與設(shè)計4.1摩托車車架結(jié)構(gòu)圖4.1 摩托車車架結(jié)構(gòu)摩托車車架的主要功能是用來固定及支撐車輛的發(fā)動機、傳動系統(tǒng)和懸架系統(tǒng)以及其它相關(guān)元件等,以保證車輛行駛的靈活性、加速性和穩(wěn)定性。摩托車操縱的平順性、駕駛的安全性、乘坐的舒適性和在各種道路條件

36、下的通過性與車架都有著不可分割的關(guān)系。為了實現(xiàn)上述功能。車架本身必須質(zhì)量小且強度高。如果車架沒有足夠的強度和剛度,則會使前輪和后輪之間產(chǎn)生撓曲,造成騎乘者的不適甚至影響安全,而且還會損傷發(fā)動機?？梢哉f車架是整個摩托車的脊梁。在車架的設(shè)計工作中,應(yīng)根據(jù)整車設(shè)計要求和發(fā)動機排量大小及安裝形式,綜合各種要素,選擇合適的材料和結(jié)構(gòu)形式。還應(yīng)著重考慮經(jīng)濟成本因素對車架設(shè)計的影響,結(jié)合車架發(fā)展的流行趨勢,設(shè)計出新型實用的摩托車車架。車架的結(jié)構(gòu)尺寸要符合要求。車架有些部分是十分關(guān)鍵的，影響摩托車運行的平穩(wěn)性。前叉傾角大，轉(zhuǎn)向時方向把手移動的角度也就小；拖曳距大，前輪回轉(zhuǎn)的扭力也就越大，車子也就覺得越穩(wěn)定。但

37、拖曳距越大轉(zhuǎn)向就越重手，因此一般輕型摩托車的拖曳距在85mm120mm之間。摩托車在行駛中所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向力、離心力及車子的顛簸，都會使前立管向側(cè)扭，為抵抗這種側(cè)向扭力，車架常使用粗大的管梁和加強桿，從發(fā)動機兩側(cè)伸延至前立管位置焊接。4.2車架工作載荷由摩托車的正常工作狀況可知道，該車架在正常工作狀況下載重2人，按標準質(zhì)量人75kg計，也就是說，150kg的質(zhì)量分布在車架的座墊導(dǎo)軌處，不考慮載貨，其他加載在車架上的載荷為：加載在上梁管處的油箱和燃油的質(zhì)量10kg，懸掛在車架上的發(fā)動機重量為10kg。表1 摩托車整體載荷參數(shù)該車架，前叉傾角26度，乘員重量均布在座墊導(dǎo)軌上，燃油重量均布在上梁管處，發(fā)

38、動機重心在后叉安裝點左上（186.543）處。4.3摩托車造型色彩分析色彩，是工業(yè)產(chǎn)品造型中的重要要素，是視覺傳達中最敏感與反應(yīng)最快的信息符合。據(jù)有關(guān)資料分析：人們視覺感官在觀察、了解外界的各種物體時，首先引起反應(yīng)的是色彩，其次是形狀，最后是材質(zhì)。視覺對色彩和形象的感知率為：最初20s內(nèi)對色彩的注意力占80%，而對形狀的注意力只占20%；2 min后，色彩占60%，現(xiàn)狀占40%；5 min后對色彩和形狀的注意力才達到平衡，各占50%?？梢娚式o人的印象多么的迅速和深刻?？梢娚试谡麄€產(chǎn)品的形象中，最先作用于人的視覺感受。產(chǎn)品色彩如果處理得好，可以協(xié)調(diào)造型中的一些不足，使它完美，博得消費者的青睞

39、，反之，如果產(chǎn)品的色彩處理不當，則不但影響產(chǎn)品功能的發(fā)揮，影響產(chǎn)品造型的整體美，同時也會影響人的工作情緒，分散操作者的注意力。所以，在產(chǎn)品造型中，色彩設(shè)計是一項不容忽視的工作，其色調(diào)的選擇是非常重要的。色調(diào)就是一眼看上去產(chǎn)品所具有的總體色彩感覺，它可以表現(xiàn)出生動、活潑，也可以表現(xiàn)出精致、莊重，還可以表現(xiàn)沉悶或是親切、明快以及表現(xiàn)出一種激情等等。色調(diào)的選擇一般可根據(jù)產(chǎn)品的用途、功能、結(jié)構(gòu)、時代性及使用者的好惡等，藝術(shù)的加以確定，確定的標準是色形一致，以色助形，形色生輝。色調(diào)的確定一般還要參考以下幾點：（1）用暖色調(diào)有溫暖的效果，用冷色調(diào)會使人感到冷清；（2）以高彩度的暖色為主調(diào)能使人感覺刺激興奮

40、，以低彩度的冷色為主調(diào)可以讓人平靜；（3）高明色調(diào)清爽、明快，低明色調(diào)深沉、莊重?？傊?，色調(diào)是在總體色彩感覺中起支配和統(tǒng)一全局作用的色彩設(shè)計要素。4.4本章小結(jié)本章主要介紹了摩托車車架的結(jié)構(gòu)以及工作載荷，以及對摩托車的色彩進行一些簡單的說明。5 摩托車的發(fā)動機機構(gòu)設(shè)計5.1 發(fā)動機原理現(xiàn)代摩托車都采用四沖程汽油發(fā)動機，四沖程汽油機工作原理，汽油機是將空氣與汽油以一定的比例混合成良好的混合氣，在進氣行程被吸入汽缸，混合氣經(jīng)壓縮點火燃燒而產(chǎn)生熱能，高溫高壓的氣體作用于活塞頂部，推動活塞作往復(fù)直線運動，通過連桿、曲軸飛輪機構(gòu)對外輸出機械能。四沖程汽油機在進氣行程、壓縮行程、做功行程和排氣行程內(nèi)完成一

41、個工作循環(huán)。如圖所示圖5.1四沖程汽油發(fā)動機5.2摩托車發(fā)動機設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)動機的活塞行程、與活塞直徑D是發(fā)動機設(shè)計中最重要的2個結(jié)構(gòu)參數(shù),對發(fā)動機的整體睦能指標,如動力性、經(jīng)濟性,乃至可靠性、耐久性及發(fā)動機的工作狀態(tài)如熱負荷等都有直接的影響,對發(fā)動機本身的其它結(jié)構(gòu)參數(shù)如外形尺寸等亦有明顯的影響。而這2個參數(shù)之間又有著密切的關(guān)系,相互關(guān)聯(lián),相互制約,由這2個參數(shù)結(jié)合而成的s與D之比偷/D晰程缸徑比),在發(fā)動機的設(shè)計研究中是一個很重要的設(shè)計參數(shù)。例如，某型號摩托車的發(fā)動機（雙缸）的排氣量是746mL，其活塞行程是78mm，氣缸直徑是78mm。5.3 本章小結(jié)本章主要介紹了摩托車發(fā)動機的原理與結(jié)構(gòu)

42、。6 摩托車的結(jié)構(gòu)設(shè)計6.1摩托車的總體設(shè)計摩托車主要由車身、前叉、后叉、車架、發(fā)動機、車輪等組成。6.2車輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計車輪由輪輻和外面的輪胎組成，輪胎采用橡膠組成。在PROE中車輪采用旋轉(zhuǎn)和陣列等特征造型方法完成，結(jié)構(gòu)如圖所示。 圖 6.1 車輪零件圖6.3前叉的結(jié)構(gòu)設(shè)計前叉部件是整車重要的組成部分。它支撐前輪，加上轉(zhuǎn)向功能，可以保持騎行的平穩(wěn)。前叉零件采用拉伸、曲面造型、鏡像等成分組成，其結(jié)構(gòu)如圖所示。圖 6.2車的前叉結(jié)構(gòu)6.4車頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計車頭包含車燈等結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)如圖所示。 圖 6.3車頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計6.5車座的結(jié)構(gòu)設(shè)計車座設(shè)計必須符合人性化設(shè)計中的人機工程學(xué)，保證人體的舒適度，采用曲面

43、造型，用掃描、倒圓角等命令畫出車座。結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖 6.4車座的結(jié)構(gòu)設(shè)計6.6車把的結(jié)構(gòu)設(shè)計車把是摩托車中控制方向的重要工具，把手的直徑應(yīng)考慮四指和拇指握住時的基本狀態(tài)，用掃描、拉伸、倒圓角等命令畫出車把。結(jié)構(gòu)如圖所示。圖 6.5車把的結(jié)構(gòu)設(shè)計6.4車身總的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖 6.6車身總體圖6.7發(fā)動機的結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)動機是是摩托車的核心部分。主要用拉伸、鏡像、倒圓角等命令畫出發(fā)動機。結(jié)構(gòu)如圖所示。 圖 6.7發(fā)動機的結(jié)構(gòu)設(shè)計6.8產(chǎn)品裝配概述 裝配就是按照一定的精度和技術(shù)要求，將一組零散的零件按照一定的次序連接組合成為產(chǎn)品的過程，它對整個產(chǎn)品質(zhì)量起著決定性的作用。 圖 6.8產(chǎn)品裝配層次結(jié)構(gòu)樹建立

44、合理的產(chǎn)品裝配模型是進行裝配規(guī)劃的基礎(chǔ)，典型的裝配模型包括圖結(jié)構(gòu)模型、層次模型、虛鏈模型等。一般來說，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)具有層次性，產(chǎn)品通常由若干功能部件和零件裝配而成，部件還可以向下拆分，直至不可拆分的零件為止。由若干零部件組成的裝配單元稱為裝配體。不同層次零件的裝配存在先后順序約束，下層零件的裝配優(yōu)先與上層零件的裝配，不同子裝配體的零件可以并行裝配。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的層次特性隱含了部分裝配順序信息，因此，采用產(chǎn)品層次樹結(jié)構(gòu)模型，更能夠體現(xiàn)問題的分析和求解。6.8 摩托車的裝配步驟01：創(chuàng)建組件asm1；步驟02：點擊“將元件添加到組件”，將cheshen1.prt以自動放置在組件中；步驟03：點擊“將元

45、件添加到組件”，通過兩軸線的對齊和面的匹配兩個約束，進行裝配第一個chelun1.prt；步驟04：同步驟03，裝配后輪chelun1.prt；摩托車裝配圖：圖 6.9 摩托車裝配圖6.10產(chǎn)品渲染當產(chǎn)品的實體建模完成之后，一個形象生動的“數(shù)字模型”就在計算機上建立了，用戶可以對三維實體造型進行隨意翻轉(zhuǎn)、縮放、平移著色等，并觀察其顯示效果20。為了使產(chǎn)品的效果更加真實，可以對零件進行渲染。目前流行的設(shè)計趨勢是，利用Pro/E等三維軟件進行實體造型，然后導(dǎo)出IGES等文件格式，到3DMAX等3D軟件中進行渲染設(shè)計，從而產(chǎn)生出逼真的產(chǎn)品效果圖。Pro/E自野火版本開始，其渲染功能有了顯著的加強，新

46、增了Phtotlux渲染器，并且為了讓實體的效果更為逼真，對零件進行材質(zhì)的貼附，其渲染功能完全可以滿足用戶對產(chǎn)品渲染效果的要求。6.11本章小結(jié)本章主要介紹了摩托車主要零件（車身、車輪）的建模設(shè)計步驟，闡述了摩托車裝配步驟以及摩托車的渲染效果。7 本文總結(jié)（1）本設(shè)計利用三維建模軟件Pro/Engineer，對摩托車進行相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計。使用Pro/Engineer軟件自頂而下設(shè)計方法，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)層次規(guī)劃著手，將設(shè)計參數(shù)依次傳遞到各級子裝配與零件的設(shè)計方法，從而實現(xiàn)產(chǎn)品全參數(shù)化整體結(jié)構(gòu)設(shè)計。設(shè)計中考慮人因工程在摩托車結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，并按照摩托車產(chǎn)品設(shè)計的安全標準及規(guī)范要求,對摩托車的造型、顏色、

47、材料等方面，以及摩托車結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。產(chǎn)品造型設(shè)計完成后，使用Pro/E自帶的渲染功能對三維造型進行渲染。（2）設(shè)計中存在的問題與解決設(shè)想本次產(chǎn)品結(jié)構(gòu)造型設(shè)計中，存在了一些的問題，而這些問題由于時間或者是知識面的不足，并不能在短時間內(nèi)解決，卻而不能夠忽略，主要問題體現(xiàn)在如下幾個方面：a) 產(chǎn)品渲染效果未能達到完美化：問題：理論上，Pro/E對產(chǎn)品的渲染是為了讓實體的效果更為逼真，產(chǎn)品效果更為真實。而在本次設(shè)計當中，雖然使用了Pro/E的Phtotlux渲染器進行摩托車的渲染，但渲染效果并不是很完美，還沒用到燈光和場景的渲染。原因：以前沒有深入的接觸過Pro/E的Phtotlux渲染器，對此軟件的

48、渲染操作還不是很熟練。解決設(shè)想：加深對Pro/E的Phtotlux渲染器的認識，使得設(shè)計人員能夠很好的使用Pro/E這軟件進行產(chǎn)品的渲染。b) 繪圖軟件之間的轉(zhuǎn)換效果差：問題：從Pro/E轉(zhuǎn)換成AutoCAD的二維平面圖時，轉(zhuǎn)化的效果比較差。如應(yīng)該為圓的地方在AutoCAD中一開始顯示的是八方形，顯示效果差，雖然能通過一些設(shè)置重新生成質(zhì)量稍好的，但是仍然不盡人意。原因：軟件之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換問題。解決設(shè)想：一是盡量的使用單一軟件，這個可能不存在轉(zhuǎn)換質(zhì)量的問題；但是由于軟件各有所長，Pro/E擅長于三維，而AutoCAD二維功能強大，只能等待軟件的升級，或者可以對他們進行二次開發(fā)，專門針對這個問題開發(fā)出解決此問題的平臺。（3）通過本次畢業(yè)設(shè)計，另我對產(chǎn)品造型設(shè)計這方面的知識有了深刻的了解；對Pro/E軟件更加熟練運用?！緟⒖嘉墨I】1 李忠群.談PRO/ENGINEER Wildfire在摩托車設(shè)計中的應(yīng)用J. 計算機輔助設(shè)計與制造，1999.12 和清芳，徐 征.PRO/ENGINEER Wildfire產(chǎn)品設(shè)計與機構(gòu)動力學(xué)分析M.北京：機械工