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南昌航空大学科技学院学士学位论文

第三章装载机工作装置三维模型的建立

目前应用较为普遍的Pro/Engineer软件，是集CAD／CAE于一体的大型设计软

件，其中用于仿真和分析的模块是MechanismDesignextension(MDE)。Pro

/Engineer可以用来建立实体几何模型，对所建模型进行仿真和分析，通过模拟真

实环境的工作状况对其进行分析判断和干涉检查，以尽早发现设计缺陷和潜在的失

败可能，提前进行改善和修正。从而减少后期修改而付出的昂贵代价，缩短设计X

期。装载机工作装置的设计是一个比较复杂的设计过程，其设计好坏直接影响整机

的工作性能。本章以TZ08D型装载机为例，在Pro／Engineer软件环境下，对装载

机工作装置进行三维实体建模为进一步的干涉检查、运动仿真与分析做准备，以期

实现在Pro/Engineer软件环境下的装载机工作装置的优化设计。

3.1三维实体几何模型的建立

传统的2D绘图给整个产品设计和制造带来很大麻烦，而3D绘图给人直观、形

象的感觉。美国90年代初致力于使用权新的设计及生产技术如实体模型Solid

Modeling、快速成型机，以及工程分析系统等，其成效是有目共睹的，但这些生产

技术都离不开以造型技术为基础。过去，我们国家各个地区都以平面、线框、曲面

造型为手段，但为了要适应国际市场的大趋势，实体模型技术必会逐渐为用户所认

识和使用。

以输入方式分类，目前三维建模的方法有两种:三维数字化仪输入和手工输入。

单位数字化仪价格昂贵，客观条件也不允许。

三维实体建模，与二维图形相比，其优势主要在于：

(1)三维CAD可视化程度高、形象直观、设计效率高，能为企业数字化提供完整

的设计、工艺和制造信息；

(2)三维CAD可以更加准确地表达技术人员的设计意图，使设计过程更加符合设

计习惯和思维方式，从而使技术人员更加专注于产品设计本身，而不是产品的图形

表示；

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(3)三维CAD系统具有高级曲面造型工具，能够构造各种复杂的产品形状；

(4)实现产品的装配设计，进行千涉检查、运动仿真；

(5)进行产品结构分析和各种物理特性计算；

(6)产品的三维模型可以通过投影自动生成二维工程图，各视图之间完全相关，

当三维模型修改时，二维工程图可以自动完成更新；同时，设计结果也可以为后续

设计模块，如工程分析、数控加工等应用，实现CAD/CAE/CAPP/CAM的集成。

3.1.1Pro/Engineer软件特点

Pro/Engineer是美国参数技术公司1988首家推出的使用参数化特征造型技术

的大型CAD/CAM/CAE集成软件，具有造型设计、零件设计、装配设计、二维工程图

制作、结构分析、运动仿真、模具设计、钣金设计、管路设计、数控加工、数据库

管理等功能。近年来，在我国大型工厂、科研单位和部分大学得到了较为普遍的应

用，深受三维产品设计和研究人员的喜爱。

Pro/Engineer是一个全方位的三维产品设计和开发软件，它集零件设计、产

品装配、模具开发、数控加工、钣金设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自

动测量、机构仿真、应力分析、电路布线、装配管路设计等功能模块和专有模块于

一体，可以实现面向制造的设计(DesignForManufacturing，DFM)、面向装配的设

计(DesignForAssembly，DFA)、逆向设计(InverseDesign，ID)、并行工程

(ConcurrentEngineering，CE)等先进的设计方法和模式。

Pro/Engineer参数化设计的特性包括：

(1)三维实体模型

三维实体模型除了可以将用户的设计理念以最真实的模型在计算机上表现以外，

还可以随时计算出产品的体积、面积、质心、质量和惯性矩等，以便了解产品的真

实情况，可以减少对以上参数的人为计算时间。

(2)单一数据库

Pro/Engineer是建立在单一数据库上的，即工程的资料全部