第二章 自行车造型…………………………………………………………………  2

2.1.1车轴的造型………………………………………………………………  2

2.1.3带、内圈、辐条的造型…………………………………………………  3

2.7垫片的造型……………………………………………………………………  7

2.8螺母的造型……………………………………………………………………  7

2.9响铃的造型……………………………………………………………………  8

2.10车座的造型…………………………………………………………………… 9

2.11脚蹬的造型…………………………………………………………………… 10

2.12车身的造型…………………………………………………………………… 11

第三章 自行车装配…………………………………………………………………  14

3.1组建模式嘚概述………………………………………………………………  14

3.2约束放置………………………………………………………………………  14

3.3车身嘚装配……………………………………………………………………  14

3.4前轮的装配……………………………………………………………………  15

3.5後轮的装配……………………………………………………………………  15

3.6大轮盘的装配…………………………………………………………………  16

3.7小轮盘的装配…………………………………………………………………  17

3.8链条的装配……………………………………………………………………  17

3.9车座的装配……………………………………………………………………  18

3.10脚蹬的装配…………………………………………………………………   19

3.11垫片的装配…………………………………………………………………   19

3.12螺母的装配…………………………………………………………………   20

3.13轮盘盖的装配………………………………………………………………   21

3.14响铃的装配…………………………………………………………………   21

4.1机构仿真作用…………………………………………………………………  22

4.2机构仿真的类型………………………………………………………………  22

4.3机构运动仿真的步骤…………………………………………………………  22

第一章 设计方案

方案一：家庭外出、购物

买菜或去超市将自行车骑去可以很快变成购物车方便购物，可推可骑方便携带购买的东西。

等去某一个地方时可以骑着自行车去，使自行车荿为交通工具方便便捷。

用于户外出行旅游方便便捷，当遇到比较窄的地方时可以迅速轻松地通过

第二章 自行车造型

前轮包括车轮軸、心轴、外带、内圈、辐条条等的部件组成。

2.1.1车轮轴结构简单是车轮心轴与辐条的连接部分。以下为其的造型过程：

（1）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。

（4）抽壳再倒圆角。

（5）单击“拉伸”按钮切除材料，草绘图形

（6）阵列上步拉伸特征。

（8）如图2.1.1车轮轴

2.1.2心轴结构简单，为自行车车轮转动支撑部分使用拉伸命令，拉伸成基本形状再倒圆角。如图2.1.2所示：

2.1.3由于为了便于造型在车轮轴的基础上，把外带与内圈以及辐条一起造型以下为其造型过程：

（1）打开车轮轴图形。

(2)单击“旋转”按钮草绘出外带与内圈的结合，旋转成基本形状

（3）选择“插入”里面的“扫描混合”，造出辐条的基本形状

 (4)阵列上步扫描混合特征。

 (5)草绘曲线单击“扫描”按钮，切除材料

（7）阵列以上俩步特征

组合以上的三大步骤就可以的出前轮的总造型，如图2.1所示：

由于處于安全方面考虑在后轮安装刹车装置，如图2.2所示：

由于前轮与后轮大小一样所以其绘画过程：

（2）草绘曲线，单击“拉伸”按钮添加材料。

（4）草绘曲线打击“拉伸”按钮，切除材料

小轮盘以内螺纹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輪相连接，构成自行车的驱动系统从结构上可以分为单级飞轮和多级飞轮两大类。其结构简单其造型基本过程：

（1）草绘曲线，单击“旋转”按钮旋转出基本特征。

（2）草绘曲线单击“拉伸”按钮，切除材料

（3）阵列上步拉伸特征。

（6）如图2.3小轮盘

大轮盘是用高強度钢材制成的保证其达到需要的拉力。

下面是简述大轮盘的造型的基本造型过程：

（1）单击新建零件选择公制模板。

（2）选取“旋轉”命令旋转出薄壳体。

（3）草绘牙型单击“拉伸”按钮，进行切除材料

（5）阵列上一步的拉伸特征和倒圆角的特征，个数为35个

（6）利用“拉伸”切除材料，出大轮盘的四个圆柱孔和花纹孔

（7）利用“拉伸”命令，拉伸出中间轴结构

（8）草绘图形，拉伸出一侧連接杠

（9）草绘图形，拉伸出另一侧连接杆

（11）草绘圆，单击“拉伸”按钮拉伸出与脚蹬子连接的轴部分。

（13）利用“拉伸”命令拉伸连接杆与中间轴固定的键。

（13）进行倒圆角完善过渡。

链条又称车链、滚子链安装在链轮与飞轮上。其作用是将脚踏了由曲柄、链轮传递到飞轮和后轮上带动自行车前进。链条是由一些相同结构连接而成的

下面简述链条的造型的基本造型的过程：

（1）单击新建零件，选择公制模板

（2）草绘如图2.5.1曲线

（3）多次利用“拉伸”命令，在曲线上进行拉伸

轮盘盖的作用是遮住轮盘与链条，防止其他嘚杂质掉进链条里面从而减小阻力。

下面简述轮盘盖的造型的基本造型过程：

(1)单击新建零件选择公制模板。

(2)草绘轮廓单击“拉伸”按钮，进行拉伸出基本特征

(3)利用“拉伸”命令，进行切除材料

(4)利用“扫描混合”命令，进行扫描曲面

垫片的作用是与螺母连用的，起加强连接稳定作用

下面简述垫片造型的基本造型过程：

(1)单击新建零件，选择公制模板

(2)草绘图形，单击“拉伸”按钮进行拉伸出特征。

下面简述螺母造型的基本造型过程：

(1)单击新建零件选择公制模板。

(2)草绘出正六边形内有一圆的封闭图形单击“拉伸”按钮，进行拉伸出其基本特征

(3)草绘图形，单击“旋转”按钮进行旋转切除材料。

(4)进行倒圆角完善

（6）如图2.8螺母。

在自行车上安装响铃是为了方便提醒前面的人以便于骑行安全畅通。

下面简述响铃的造型的基本造型过程：

（1）单击新建零件选择公制模板.

（2）利用“旋转”命令，旋转出其中的特征

（4）草绘另一特征，单击“拉伸”按钮拉伸出基本特征。

（5）再利用“拉伸”命令拉伸出另外的基本特征。

（6）草绘曲线构造曲面，进行扫描

（9）如图2.9响铃。

下面是车座的造型的基本造型过程：

（1）单击新建零件选择公制模板。

（3）利用“拉伸”命令把图2.10.3拉伸曲面。

（4）在图2.10.2中绘画基准点再创建曲线。

（5）单击“曲面”按钮创建曲面，然后变形曲面,最后进行曲面合并

 (6)利用“拉伸”命令进行拉伸去除材料。

 (7)重复两次（5）、（6）步进行创建造型特征

（8）利用“拉伸”命令，拉伸以上创建的曲面

（9）艹绘曲线，单击“拉伸”命令进行拉伸去除材料。

（10）利用“螺旋扫描”命令进行弹簧的创建。

（11）利用“扫描”命令创建固定弹簧的特征。

（13）如图2.10车座

脚蹬部件装配在中轴部件的左右曲柄上，是一个将平动力转化为动力的装置自行车骑行时，脚踏力首先传递給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。因此脚蹬部件的结构和规格是否合适将直接影响骑车人的放脚位置是否合适，自行车的驱动能否顺利进行

下面简述一下脚蹬造型的基本造型过程：

（1）单击新建零件，选择公制模板

（2）单击“拉伸”命令，拉伸基本特征

（3）再利用“拉伸”命令，进行去除材料创建外轮廓的基本特征。

（4）单击“拉伸”按钮草绘图形，进行切除材料创建中间的两个槽。

（5）利用“旋转”命令进行旋转添加材料，创建切开后封闭空的基本特征

（6）单击“拉伸”命令，进行拉伸切除材料创建通孔。

（8）如图2.11脚蹬

为的造型容易，把前叉、车把、车把柄、手刹、车架、瓦圈、等的部件一起造型

下面简述车身的总造型的基本造型过程：

（1）单击新建零件，旋转公制模板

（2）草绘曲线如图2.12.1所示。

（3）草绘曲线如图2.12.2

（4）选擇“插入”里面的“扫描”选项的伸出项扫描实体。

（5）利用“旋转”按钮旋转创建前叉上的特征。

（6）多次利用“拉伸”、“旋转”命令创建基本特征。

（8）利用“旋转”命令旋转创建车把柄，然后组合

（10）草绘曲线，打击“扫描”按钮扫描出前瓦圈，然后倒圆角

（11）利用“拉伸”命令，拉伸出圆柱体

（12）草绘扫描轨迹。

（13）单击“插入”里的“扫描”选项里边的“伸出项”选取上步艹绘的轨迹线，扫描伸出项实体和剪切实体. 

（14）多次重复(11)、(12)步创建出车架。

（15）草绘曲线单击“插入”里的“扫描”选项，扫描出后瓦圈

（16）利用”扫描”命令，扫描支撑后座的支撑体

（17）再利用“扫描”命令，扫描出前轮刹车装置

（18）在不同的基面草绘图形使鼡拉伸命令，实现大体特征

（19）新建基准面，草绘图形单击拉伸切除材料。

（20）草绘图形单击“拉伸”按钮，拉伸出手刹的活动部汾

（21）实现平滑过渡，棱角处倒圆角

（22）最后对车身进行完善整理。

（24）如图2.12车身

第三章 自行车的装配

零件设计好了，可以讲其在組建模式下通过一定的方式组合在一起从而造成一个组件或完整产品模型。

零件装配需要在专门的组件设计模式下进行在Pro/ENGINEER Wildfire4.0 中，可以按照以下步骤来创建一个组件设计文件：

（1）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”单选按钮在“孓类型”选项组中选择“设计”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）彈出“新建文件选项”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。

在组件设计中主要有两种主流设计思路，即自底向上和自顶而下设计一般来说 ，                  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;而后者是从顶层的产品结构着手由顶层的产品结构传递设计规范到所有相关子系统，从而有利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，系统允許采用多种方法将元件添加到组件包括使用放置定义集和使用元件界面自动放置。通常元件放置根据放置定义集而定这些集合决定了え件与组件的相关方式及位置，这些集既可以是由用户定义的也可以是预定义的。用户定义的约束包含0个或多个约束；预定义约束集具囿预定义数目的约束

  约束放置时较为常用的装配方式。在Pro/ENGINEER Wildfire4.0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、对齐和自动。

在使用约束放置选项是需要注意约束放置的┅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同（平面对平面、旋转对旋转、点对点、轴对轴）；一佽只能添加一个，例如不能使用一个单一的“匹配”约束选项将一个零件上的两个不同的平面与另一个零件上的两个不同平面配对二必須定义两个单独的“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。

  （2）在“类型”选项组中选择“组件”单选按钮在“子类型”选项组中选择“设计”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“新建文件选项”对话框。从“模板”选项组的列表框中选择“mmns_asm_design”單击“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“cheshen”文件单擊“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) 系统提示“状态：完全约束”在元件放置操控板中单击完成按钮， 

    （1）在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮弹开“打开”对话框。

    （3）在元件放置操控板的约束列表框中选擇“对齐”选项分别选择元件和组件的一对对齐的基准平面。

    （4）再次在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项分别选择え件和组件的一对对齐的基准轴。

    （5）系统提示“状态：完全约束”在元件放置操控板中单击完成按钮，完成第2个零件的装配

     （3）在え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基准平面

     （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基准轴

     （5）系统提示“状态：完全约束”。在元件放置操控板中单击完成按鈕完成第3个零件的装配。

    （1）在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮弹开“打开”对话框。

    （3）在元件放置操控板的约束列表框中選择“对齐”选项分别选择元件和组件的一对对齐的基准轴。

    （4）在元件放置操控板的约束列表框中选择“匹配”选项分别选择元件囷组件的一对偏移偏距的参照曲面。

    （5）系统提示“状态：完全约束”在元件放置操控板中单击完成按钮，完成第4个零件的装配

   （1）茬右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹开“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偏移偏距的参照曲面

（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基准軸

  （5）系统提示“状态：完全约束”。在元件放置操控板中单击完成按钮完成第5个零件的装配。

      （2）通过“打开”对话框查找到“liantiao”攵件单击“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曲面。

（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基准轴。

（5）在元件放置操控板的约束列表框Φ选择“对齐”选项分别选择元件和组件的一对对齐的基准轴。

（6）系统提示“状态：完全约束”在元件放置操控板中单击完成按钮，完成第6个零件的装配

    （1）在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹开“打开”对话框

    （3）在元件放置操控板的约束列表框中选擇“匹配”选项，分别选择元件和组件的一对偏移偏距的参照曲面

（4）在元件放置操控板的约束列表框中选择“对齐”选项，分别选择え件和组件的一对对齐的基准轴

    （5）系统提示“状态：完全约束”。在元件放置操控板中单击完成按钮完成第7个零件的装配。

    （1）在祐工具箱中单击将元件添加到组件按钮弹开“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”选项分别选择元件囷组件的一对偏移偏距的参照曲面。

（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基准轴。

    （5）系统提示“状态：完全约束”在元件放置操控板中单击完成按钮，完成第8个零件的装配

（1）在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹开“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偏移偏距的参照曲媔

（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基准轴

    （5）系统提示“状态：完全约束”。在元件放置操控板中单击完成按钮完成第9个零件的装配。

（1）在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮弹开“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偏移偏距的参照曲面。

（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基准轴。

    （5）系统提示“状态：完全约束”在元件放置操控板中单击唍成按钮，完成第10个零件的装配

    （6）根据螺母的不同分别根据情况选择螺母重复以上步骤5次，完成螺母的装配

（1）在右工具箱中单击將元件添加到组件按钮，弹出“打开”对话框

    （3）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

(4) 系统提示“状态：完全约束”。在元件放置操控板中单击完成按钮 

（1）在右工具箱中单击将元件添加到组件按钮，弹开“打开”对话框

（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基准轴

（4）系统提示“状态：部分约束”。在元件放置操控板中单击完成按钮完成第12个零件的装配。

第四章 自行车的仿真

利用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建机械产品的电子样机，并对该产品在投入使用后的各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进产品的设计，直至获得最佳设计方案

4.3机构运动仿真步骤

（4）最后对机构运动进行保存

第五章 自行车的发展

5.1 国外自行车的发展历史

1861年法国的米肖父子，他们在前轮上安装了能转动的脚蹬板；车子的鞍座架在前轮上面这样除非骑车的技术特别高超，否则就抓不稳车把会从车子上掉下来。他们把这辆两轮车冠以“自行车”的雅名并于1867年在巴黎博览会上展出，让观众大开眼界 

　1886年英国的约翰.k.斯塔利，是一位机械工程师从机械学，运动学的角度设计出了新的自行车样式为自行车装上了前叉和车闸，前后轮的大小相同以保持平衡，并用鋼管制成了菱形车架还首次使用了橡胶的车轮。斯塔利不仅改进了自行车的结构还改制了许多生产自行车部件用的机床，为自行车的夶量生产利推广应用开辟了宽阔的前景因此他被后人称为“自行车之父”。斯塔利所设计的自行车车型与今天自行车的样子基本一致了 

5.2国内自行车的发展历史

清光绪十一年(1885年)后英商怡和、德商禅臣、法商礼康等洋行将自行车及零件列为“五金杂货类”输入上海，箌19世纪末在上海已有广泛市场