Pro/E产品现代设计方法与实例精解（野火4.0版）图书前言

毫无疑问，社会发展到21世纪的今天，如果还有哪个设计者说靠手工绘图工具和传统设计方法仍然可以设计出现代化的新产品来，那么一定会被业内认为是“天大的笑话”。换言之，现代化的产品必须用现代设计理论、方法和技术才能设计出来，而现代设计理论、方法和技术又离不开数字化设计与分析（设计检查）软件的具体应用。

Pro/E是美国参数化技术公司PTC于1988年发布的市场上第一个参数化、相关且基于特征的实体建模软件。1988—2008年正好20年，这20年使PTC成为产品开发解决方案的领先供应商。

现代设计方法是现代设计理论的具体化和实用化，而当今市面上流行的产品设计与分析软件系统都无一不渗透着各种最新现代设计方法的应用。在全球经济一体化、竞争日趋激烈的市场环境中，作为产品的开发制造商，也无一不运用各种最新现代设计方法的软件系统，来快速开发并制造出满足市场需求的新产品。谁用得早、用得好，谁就能捷足先登，并获取最高的效益。

本书选用PTC公司发布的Pro/E野火4.0版作为新产品设计与分析的应用软件系统平台。主要原因如下：

（1）PTC在全球拥有最多的中小企业客户。

（2）PTC在中国的业务有望成为全球第二。

（3）PTC提供的产品生命周期管理（PLM）解决方案是最完善的工具，可确保用户用战略的眼光设计产品、高效地制造产品以及准确地展现产品。

（4）PTC公司发布的Pro/E野火4.0版将Pro/ENGINEER和Pro/MECHANICA完全无缝集成，为产品的设计与分析提供了极大的方便。

（5）PTC公司发布的Pro/E野火4.0版为用户提供了丰富、成熟的产品现代设计方法，作者在本书中归纳整理的方法有十多种，还有本书未涉及的协同设计、并行设计等许多 领域。

本书讲述以Pro/E为平台进行产品现代设计的方法，基本是以装配为中心进行的自顶向下的设计方法。

本书层次分明、中心突出、特色显著、实例丰富、讲述具体，不仅适合初级用户由浅入深、循序渐进地以Pro/E和Pro/MECHANICA为平台从事产品设计与分析，也适合高级用户学习用Pro/E和Pro/MECHANICA软件系统设计、分析现代机械产品的各种方法和技巧，同样适合高校相关专业作为教材使用。

在本书编著过程中参阅了许多专家、同行编著的相关资料和PTC公司发布的相关资料，在此表示衷心的感谢！

本书归纳整理了用Pro/E和Pro/MECHANICA进行现代机械产品设计与分析（设计检查）的十多种方法或工具，并用详尽的实例予以说明和示范。本书共18章，分别介绍产品现代设计方法概论、Pro/E野火4.0功能综述、产品装配设计基础、在组件模式下创建元件、用主控零件法设计产品、用骨架模型法设计产品、用布局法设计产品、用立体几何法设计产品、用高级曲面法设计产品、在产品设计中替换元件的各种方法、用编程法设计产品、用族表法设计产品、用各种增效工具设计产品、产品效果图设计、数字化样机设计——电缆的三维布线、用行为建模法设计产品、用运动仿真法设计产品、用有限元法设计产品。

本书不仅适合初级用户由浅入深、循序渐进地以Pro/E和Pro/MECHANICA为平台从事产品设计与分析，也适合高级用户学习设计、分析现代产品的各种方法和技巧，同样适合高校相关专业作为教材使用。

图书详细信息：

印次：1-1

装帧：平装

印刷日期：2009-4-15

第1章 产品现代设计方法概论 1

1.1 产品的含义与设计原则 1

1.1.1 产品的含义 1

1.1.2 产品的设计原则 3

1.2 产品的分类 3

1.3 现代设计理论与方法 3

1.3.1 产品的现代设计理论与方法 3

1.3.2 机械产品方案的现代设计方法与发展趋势 7

1.4 现代模拟分析技术 12

1.5 现代数字化设计与分析软件 20

1.6 现代数字化造型技术与约束技术 31

1.6.1 机械产品数字化造型技术 31

1.6.2 机械产品造型约束技术 34

习题……. 40

第2章 Pro/E野火4.0功能综述 41

2.1 机械产品设计功能 42

2.1.1 零件建模 42

2.1.2 组件设计 44

2.1.3 焊接设计 47

2.1.4 详细绘图 47

2.1.5 曲面 47

2.1.6 渲染 49

2.2 钣金件设计功能 52

2.3 三维布线功能 53

2.3.1 三维布线术语 53

2.3.2 用电缆可以执行的操作 54

2.4 协同 系统设计 57

2.5 模块化产品架构 58

2.6 模拟分析功能 59

2.6.1 Pro/E的分析功能概述 59

2.6.2 Pro/E的常规分析功能 59

2.6.3 Pro/E的模拟分析功能 60

2.7 Pro/E野火4.0版的十大优点和新功能 61

2.8 针对中小型企业的CAD解决方案 64

习题……. 65

第3章 产品装配设计基础 66

3.1 机械结构的固定约束装配 66

3.1.1 固定约束类型 66

3.1.2 完全约束条件 67

3.1.3 固定约束装配实例 67

3.1.4 组件与元件的概念 70

3.1.5 推荐的装配方式 71

3.2 机构构件的连接装配 71

3.2.1 机构构件的连接类型 71

3.2.2 完成连接定义条件 72

3.2.3 机构自由度及其计算 72

3.2.4 机构连接装配实例 73

3.3 组件的编辑、操作 74

3.3.1 顶级组件操作 74

3.3.2 “编辑”中的元件操作与装配特征操作 85

3.3.3 元件的“封装（自由放置）” 87

3.4 创建组件处理计划 87

3.5 创建装配工程图 91

3.6 产品文件的保存与输出 96

习题……. 98

第4章 在组件模式下创建元件 99

4.1 在组件中创建零件 99

4.1.1 创建实体零件及其实例 99

4.1.2 创建“切除”、“合并”和“相交”零件及其实例 102

4.1.3 创建镜像零件及其实例 105

4.2 在组件中创建子组件 106

4.2.1 通过复制创建子组件及其实例 106

4.2.2 创建空子组件及其实例 108

4.2.3 创建镜像子组件及其实例 109

4.3 在组件中创建骨架模型 111

4.3.1 骨架模型概述 111

4.3.2 在组件中创建骨架模型及其实例 113

4.4 在组件中创建主体项目元件 118

4.4.1 主体项目元件概述 118

4.4.2 在组件中创建主体项目 119

4.4.3 创建主体项目元件流程及其实例 119

4.5 在组件中创建挠性元件及其实例 121

习题……. 123

第5章 用主控零件法设计产品 124

5.1 主控零件设计法概述 124

5.2 用主控零件设计法设计工艺盒 125

5.3 用主控零件设计法设计电视遥控器 131

5.4 设计心得 160

习题……. 161

第6章 用骨架模型法设计产品 162

6.1 用骨架模型法设计连杆机构 162

6.1.1 用骨架模型法设计曲柄摇杆机构模型 162

6.1.2 用骨架模型法设计曲柄滑块机构 176

6.2 用骨架模型法设计机箱类产品 180

6.3 用骨架模型法设计简易产品 193

习题……. 195

第7章 用布局法设计产品 196

7.1 二维布局法及其应用实例 196

7.1.1 二维布局法概述 196

7.1.2 二维布局法设计步骤及其实例 201

7.2 三维布局法及其应用实例 214

7.2.1 三维布局法概述 214

7.2.2 用三维布局法设计一个“象棋残局” 217

习题……. 221

第8章 用立体几何法设计产品 222

8.1 立体几何概述 222

8.1.1 线性立体几何概述 222

8.1.2 曲线立体几何概述 223

8.2 用立体几何法设计产品实例1——足球 229

8.3 用立体几何法设计产品实例2——篮球 238

习题……. 245

第9章 用高级曲面法设计产品 246

9.1 曲面与创建高级曲面概述 246

9.1.1 曲面与面组概述 246

9.1.2 创建高级曲面概述 248

9.2 高级曲面法综合应用实例1——方形奶瓶设计 249

9.3 高级曲面法综合应用实例2——雪碧瓶设计 256

9.4 高级曲面法综合应用实例3——休闲鞋设计 268

9.5 高级曲面法综合应用实例4——奇异饰品设计 269

9.6 高级曲面法综合应用实例5——文具组合设计 270

习题……. 270

第10章 在产品设计中替换元件的各种方法 272

10.1 替换元件概述 272

10.2 通过族表替换元件操作实例 273

10.3 通过互换组件替换元件操作实例 276

10.4 通过参照模型替换元件操作实例 280

10.5 通过布局图替换元件操作实例 283

10.6 通过复制替换元件操作实例 286

10.7 通过不相关元件替换元件操作实例 287

10.8 通过编辑程序替换元件操作实例 288

习题……. 290

第11章 用编程法设计产品 291

11.1 Pro/E的设计程序 291

11.2 Pro/E编程法的关系式 294

11.2.1 关系 294

11.2.2 关系式中的函数 296

11.2.3 关系式中的运算 301

11.2.4 特征关系 302

11.3 编辑程序的基本语法 302

11.3.1 关系式的格式 302

11.3.2 Pro/E典型设计程序的语句 303

11.3.3 编辑程序以改正错误 309

11.4 编程法的综合应用实例1——齿轮的编辑程序 309

11.4.1 渐开线及其参数方程 310

11.4.2 几何尺寸计算公式 310

11.4.3 齿轮的结构设计 312

11.4.4 用编程法设计渐开线直齿圆柱齿轮 315

11.4.5 用编程法设计渐开线标准斜齿圆柱齿轮 325

11.5 编程法的综合应用实例2——轴系组件设计与编辑 327

习题……. 332

第12章 用族表法设计产品 333

12.1 用族表法设计产品概述 333

12.1.1 族表的概念、功能与优点 333

12.1.2 族表结构 334

12.1.3 关于多层族表 334

12.1.4 关于用户定义特征族表 335

12.1.5 创建零件族表 335

12.1.6 创建组件族表 336

12.1.7 创建多层族表 337

12.1.8 创建或修改UDF族表 338

12.1.9 使用Microsoft Excel编辑族表 338

12.2 用族表法设计产品实例1——创建六角头螺栓族表 339

12.3 用族表法设计产品实例2——创建螺纹联接族表 341

12.4 以族表进行零组件替换的应用实例 346

习题……. 348

第13章 用各种增效工具设计产品 350

13.1 实现产品设计自动化及其实例 350

13.1.1 UDF库概述 350

13.1.2 UDF库的创建实例 353

13.1.3 产品设计自动化综合应用实例 356

13.2 高效率地管理视图及其应用实例 372

13.2.1 分解组件视图及其应用实例 372

13.2.2 显示剖面及其应用实例 375

13.2.3 创建组件区域及其应用实例 376

13.2.4 设置显示样式及其实例 379

13.3 高效率地管理大型组件及其应用实例 380

13.3.1 各种简化表示及其应用实例 380

13.3.2 收缩包络模型及其创建实例 383

13.3.3 包络及其创建实例 385

13.3.4 通过复制导引曲面创建空间管道 388

13.4 高效率地修改编辑组件及其应用实例 391

13.5 建立各种专用数据库及其应用实例 406

13.5.1 材料库及其应用实例 406

13.5.2 材质（纹理）库及其应用实例 408

13.5.3 标准件库与通用件库 410

习题……. 410

第14章 产品效果图设计 411

14.1 产品效果图设计基础 411

14.1.1 渲染的基本概念 411

14.1.2 光与影的技（艺）术 414

14.2 Pro/E野火4.0的高级渲染扩展 419

14.3 产品效果图设计实例1 426

14.4 产品效果图设计实例2 427

14.5 产品效果图设计实例3 428

14.6 产品效果图设计实例4 429

习题……. 432

第15章 数字化样机设计——电缆的三维布线 433

15.1 三维布线概述 433

15.2 单芯电缆的三维布线实例 438

15.3 多芯电缆的三维布线实例 443

15.4 扁平电缆的三维布线实例 452

习题……. 457

第16章 用行为建模法设计产品 458

16.1 行为建模概述 458

16.1.1 行为建模功能和基本构建块 458

16.1.2 行为建模技术 459

16.1.3 行为建模流程 459

16.2 敏感度、可行性、优化研究及应用实例 460

16.2.1 敏感度分析及其应用实例 460

16.2.2 分析特征、可行性和优化研究概述 464

16.2.3 敏感度、可行性和优化研究应用实例 465

16.3 多目标研究及应用实例 471

16.3.1 多目标设计研究概述 471

16.3.2 多目标设计研究应用实例 472

习题……. 475

第17章 用运动仿真法设计产品 476

17.1 机构运动仿真 476

17.1.1 机构运动仿真概述 476

17.1.2 机构运动仿真菜单命令和按钮 478

17.1.3 关于机构模型树和信息菜单 479

17.2 连杆机构模型设计与运动仿真 480

17.2.1 连杆机构概述 480

17.2.2 曲柄摇杆机构模型设计与运动仿真 481

17.3 凸轮机构模型设计与运动仿真 487

17.3.1 凸轮机构概述 487

17.3.2 对心直动盘形凸轮机构模型设计与运动仿真 488

17.4 齿轮机构模型设计与运动仿真 497

17.4.1 齿轮机构概述 497

17.4.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮机构模型设计与运动仿真 498

习题……. 504

第18章 用有限元法设计产品 505

18.1 有限元法概述 505

18.2 Pro/MECHANICA基础及其应用实例 507

18.2.1 Pro/MECHANICA简介 507

18.2.2 使用Pro/MECHANICA的基本步骤 512

18.2.3 线性静态应力分析实例——耳型支座的有限元分析 513

18.3 变截面悬臂梁的有限元法设计（集成的基本模式） 516

18.3.1 Mechanica分析/研究概述 516

18.3.2 灵敏度分析与优化设计概述 518

18.3.3 灵敏度分析与优化设计实例 519

习题……. 556

参考文献 557