第3章基础零件特征设计
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3第三章ProE零件三维实体造型
点选欲修改的 特征
键
定义
Pro/E 软件应用
旋转特征
基本草绘特征
（或主菜单：插入→旋转…）→出现操控板→放置→定义…（或选取 特征工具栏的“草绘工具”）→选取草绘平面→确定草绘方向和参照面→点选对 话框中的“草绘”按钮（或按下鼠标中键）→进入草绘环境，绘制旋转轴和旋转 截面图形→ →指定旋转角度→按下鼠标中键（或点选操控板中的 ）
具”（或主菜单：插 入 → 孔 …… ） → 出现 操控板 → 按下创建标 准孔图标 → 选择螺纹 类型、螺纹规格、标 准孔的形状 → 打开操 控板的“形状”面板， 编辑孔的尺寸 → 选取 打孔面→定义孔的 “放置”方式及放置 尺寸 → 按下鼠标中键 （或点选操控板中的 ）
Pro/E 软件应用
点放特征
方式定位。通过给定孔心距 零件中心轴线的极径值及其 与参考面形成的极角来确定 孔的位置。
操作方法为：在“放置”
面板中选定“径向”选项 → 将图中的定位把手分别拖拽 到中心轴和参考面上 → 输入 具体的位置尺寸 → 给定孔径 及孔深值（可直接拖拽操作 把手） → 按下鼠标中键（或 点选操控板中的）
实体特征进行分割等。
基准特征
基准特征是基准点、基准线、基准轴、基准面和坐标系统的统称。
这类“特征”虽然没有质量、体积等属性
它主要用来定义“放置参照、尺寸参照、设计参照、绘图平面
等”。。
Pro/E 软件应用
基本概念
绘图平面
在三维造型中需要绘
制二维截面图形，绘制 二维截面图形要确定绘 图平面，绘图平面相当 于绘图板。
基准特征
Pro/E 软件应用
基本概念
实体特征
这类特征具有质量、体积等实体属性。
它具有确定的形状、大小、厚度。
SolidWorks2012中文版从入门到精通——第3章：基础特征建模
SOLIDWORKS_2012中文版从入门到精通第三章基础特征建模在SW中，特征建模一般分为基础特征建模和附加特征建模两类。
基础特征建模是三维实体最基本的绘制方式，可以构成三维实体的基本造型，基础特征建模相当于二维草图中的基本图元，是最基本的三维实体绘制方式。
基础特征建模主要包括拉伸特征、拉伸切除特征、旋转特征、旋转切除特征、扫描特征与放样特征等。
一、特征建模基础SW提供了专用的“特征”工具栏，如下图所示，单击工具栏中的相应图标就可以对草图实体进行相应的操作，生成需要的特征模型。
二、参考几何体参考几何体主要包括基准面、基准轴、坐标系与点4个部分。
参考几何体操控板如下图：1、基准面基准面主要用于零件图和装配图中，可以利用基准面来绘制草图，生成模型的剖面视图，用于拔模特征中的中性面等。
SW提供了前视基准面、上视基准面和右视基准面3个默认的相互垂直的基准面。
创建基准面有6种方式，分别是：通过直线/点方式、点和平行面方式、夹角方式、等距距离方式、垂直于曲线方式与曲面切平面方式。
1、通过直线/点方式该方式创建的基准面有3种：通过边线、轴；通过草图线及点；通过三点。
2、点和平行面方式该方式用于创建通过点且平行于基准面或者面的基准面。
3、夹角方式该方式用于创建通过一条边线、轴线或者草图线，并与一个面或者基准面成一定角度的基准面。
4、等距距离方式该方式用于创建平行于一个基准面或面，并等距指定距离的基准面。
5、垂直于曲线方式该方式用于创建通过一个点且垂直于一条边线或者曲线的基准面。
6、曲面切平面方式该方式用于创建一个与空间面或圆形曲面相切于一点的基准面。
2、基准轴基准轴通常在草图几何体或者圆周阵列中使用。
每一个圆柱和圆锥面都有一条轴线。
临时轴是由模型中的圆锥和圆柱隐含生成的，可以单击菜单栏中的“视图”→“临时轴”命令来隐藏或显示所有的临时轴。
创建基准轴有5种方式，分别是：直线/边线/轴方式、两平面方式、两点/顶点方式、圆柱/圆锥面方式与点和面/基准面方式。
《精密机械设计基础(第二版)》裘祖荣习题参考答案
第一章 结构设计中的静力学平衡1-1 解：力和力偶不能合成；力偶也不可以用力来平衡。
1-2 解：平面汇交力系可以列出两个方程，解出两个未知数。
取坐标系如图，如图知 ()100q x x = 1-3 解：则载荷q(x) 对A 点的矩为1()()(2)66.7()A M q q x x dx KN m =⋅-≈⋅⎰1-4 解：1）AB 杆是二力杆，其受力方向如图，且 F A ’＝F B ’2）OA 杆在A 点受力F A ，和F A ’是一对作用力和反作用力。
显然OA 杆在O 点受力F O ，F O 和F A 构成一力偶与m 1平衡，所以有 1sin300A F OA m ⋅⋅︒-=代入OA = 400mm ，m 1 = 1N ⋅m ，得 F A =5N 所以F A ’＝F A ＝5N ， F B ’＝ F A ’＝5N ，即 杆AB 所受的力S ＝F A ’＝5N3）同理，O 1B 杆在B 点受力F B ，和F B ’是一对作用力和反作用力，F B ＝F B ’＝5N ；且在O 1点受力F O1，F O1和F B 构成一力偶与m 2平衡，所以有 210B m F O B -⋅= 代入O 1B =600mm ，得 m 2=3N.m 。
1-5 解：1）首先取球为受力分析对象，受重力P ，墙 壁对球的正压力N 2和杆AB 对球的正压力N 1，处于平衡。
有：1sin N P α⋅= 则 1/s i n N P α=2）取杆AB 进行受力分析，受力如图所示， 杆AB 平衡，则对A 点的合力矩为0： 1()cos 0A M F T l N AD α=⋅⋅-⋅=3）根据几何关系有(1cos )sin tan sin a a a AD αααα+=+=最后解得：2211/cos 1sin cos cos Pa Pa T l l αααα+=⋅=⋅- 当2cos cosαα-最大，即α＝60°时，有T min ＝4Pa/l 。
机械设计第三章1
′ σ lim σ max σ 1 Sca = = = ≥S 17） 式（3—17） σ σ max K σ σ a + ψ σ σ m
原来作用的不对称 原来作用的不对称 循环变应力
Kσ σ a +ψ σ σ m = σ ad
等效的对称循环 等效的对称循环 对称 变应力
ψ
转化过程参看《学习指南P18》 ☆转化过程参看《学习指南 》
§3-2机械零件的疲劳强度计算
每循环一次对材料的损伤率为1/N1，则循环了 i次的σ1对材 应力σ1每循环一次对材料的损伤率为 ，则循环了n 料的损伤率即为ni/Ni ，以此类推。当损伤达到100%时，材料即发 料的损伤率即为 以此类推。当损伤达到 时 生疲劳破坏， 生疲劳破坏，故对应于极限状况有
三、单向不稳定变应力时的疲劳强度计算
不稳定变应力 非规律性 规律性 用统计方法进行疲劳强度计算 统计方法进行疲劳强度计算 按损伤累积假说进行疲劳强度计算 损伤累积假说进行疲劳强度计算
机械零件的疲劳强度计算3
规律性不稳定变应力
不稳定变应力在σr—N坐标上 不稳定变应力在 N
应力σ 循环了n 曲线可以找出仅有σ 应力 i循环了ni次，由σr—N曲线可以找出仅有 i作用 曲线可以找出仅有 时使材料发生疲劳破坏的循环次数N 时使材料发生疲劳破坏的循环次数 i
式中 τa′及σa′为同时作用的切向及 法向应力幅的极限值。
2
2
OM ' SσSτ 计算安全系数： 计算安全系数： Sca = OM = 2 2 Sσ + Sτ
§3-2机械零件的疲劳强度计算
机械零件的疲劳强度计算5
五、提高机械零件疲劳强度的措施
尽可能降低零件上的应力 集中的影响； 集中的影响； 采用具有高疲劳强度的材料， 采用具有高疲劳强度的材料，并配以提高材料疲劳强度 的热处理方法。 的热处理方法。 提高零件的表面质量 提高零件的表面质 尽可能地减少或消除零件表面可能发生的初始裂纹的尺 寸。
第3章_典型部件设计(主轴、支承件、导轨)
(1) 角接触球轴承 接触角a是球轴承的一个主要设计参数。 接触角a是滚动体与滚道接触点处的公法线与 主轴轴线垂直平面间的夹角。
3.1.4.1 主轴部件主支承常用滚动轴承 (1) 角接触球轴承(向心推力球轴承)
角接触球轴承极限转速较高；可以同时承受 径向和一个轴向的载荷，a越大，可承受的进给力 越大。主轴用的a一般取15o或25o。
传动件放在主轴的后悬伸端，较多用于带传 动，可便于传动带的更换，如磨床。
3.1.3.3 主轴传动件位置的合理布置 (2) 驱动主轴的传动轴位置的合理布置 ★在布置传动轴的位置时，应尽量使传动力
Q与切削力P两者引起的主轴轴端位移和轴承受力 的影响能互相抵消一部分。
3.1.3.4 主轴主要结构参数的确定 主轴的主要结构参数有：
3.1.4.1 主轴部件主支承常用滚动轴承 (1) 角接触球轴承 球轴承为点接触，刚度不高，为提高刚度，
同一支承处可多联组配。 组配方式有三种： 背靠背组合；面对面组合；同向组合。
3.1.4.1 主轴部件主支承常用滚动轴承 (2) 双列短圆柱滚子轴承 特点：内圈有1:12的锥孔，轴向移动内圈可
径向圆跳动
端面圆跳动
3.1.4 主轴滚动轴承
主轴轴承的类型、配置方式、精度、安装、 调整、润滑和冷却等都直接影响主轴部件的工作 性能。
常用主轴轴承有滚动轴承、液体动压轴承， 液体静压轴承、空气静压轴承等。
轴承的轴向承载能力和刚度，由强到弱依次 为：推力球轴承、推力角轴承、圆锥滚子轴承、 角接触球轴承；
以调整轴承的径向间隙和预紧； 轴承的滚子能承受较大的
径向载荷和转速； 轴承由两列滚子交叉排列，
数量较多，因此刚度很高； 不能承受轴向载荷。
3.1.4.1 主轴部件主支承常用滚动轴承 (3) 圆锥滚子轴承 特点：刚度和承载能力大，既可承受径向力，
3.1.4.1 主轴部件主支承常用滚动轴承 (1) 角接触球轴承(向心推力球轴承)
角接触球轴承极限转速较高；可以同时承受 径向和一个轴向的载荷，a越大，可承受的进给力 越大。主轴用的a一般取15o或25o。
传动件放在主轴的后悬伸端，较多用于带传 动，可便于传动带的更换，如磨床。
3.1.3.3 主轴传动件位置的合理布置 (2) 驱动主轴的传动轴位置的合理布置 ★在布置传动轴的位置时，应尽量使传动力
Q与切削力P两者引起的主轴轴端位移和轴承受力 的影响能互相抵消一部分。
3.1.3.4 主轴主要结构参数的确定 主轴的主要结构参数有：
3.1.4.1 主轴部件主支承常用滚动轴承 (1) 角接触球轴承 球轴承为点接触，刚度不高，为提高刚度，
同一支承处可多联组配。 组配方式有三种： 背靠背组合；面对面组合；同向组合。
3.1.4.1 主轴部件主支承常用滚动轴承 (2) 双列短圆柱滚子轴承 特点：内圈有1:12的锥孔，轴向移动内圈可
径向圆跳动
端面圆跳动
3.1.4 主轴滚动轴承
主轴轴承的类型、配置方式、精度、安装、 调整、润滑和冷却等都直接影响主轴部件的工作 性能。
常用主轴轴承有滚动轴承、液体动压轴承， 液体静压轴承、空气静压轴承等。
轴承的轴向承载能力和刚度，由强到弱依次 为：推力球轴承、推力角轴承、圆锥滚子轴承、 角接触球轴承；
以调整轴承的径向间隙和预紧； 轴承的滚子能承受较大的
径向载荷和转速； 轴承由两列滚子交叉排列，
数量较多，因此刚度很高； 不能承受轴向载荷。
3.1.4.1 主轴部件主支承常用滚动轴承 (3) 圆锥滚子轴承 特点：刚度和承载能力大，既可承受径向力，
零件 建模
◇ Step 1 单击主窗口右侧的旋转工具图标 ，或者使 用下拉菜单：【插入】（Insert）→【旋转】（Revolve） 命令。
◇ Step 2 单击仪表板上的【放置】→【定义】命令，如 图3-5所示。
◇ Step 3 选取任一个基准平面（FRONT、RIGHT、 TOP）为草绘平面，选取与草绘平面垂直的平面为参考平面， 单击【确认】按钮，系统进入草绘模式，如图3-6所示。
◇ Step 1 单击主窗口右侧的拉伸工具图标，或者使用下 拉菜单：【插入】（Insert）→【拉伸】（Extrude）命 令。
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3.3 零件建模的基本特征
◇ Step 2 单击仪表板上的【放置】→【定义】命令，如 图3-2所示。
◇ Step 3 选取任一个基准平面（FRONT、RIGHT、 TOP）为草绘平面，选取与草绘平面垂直的平面为参考平面， 单击【确认】按钮，系统进入草绘模式。
◇ Step 4 绘制旋转轴，绘制剖面草图，完成剖面绘制后 单击图标结束草图的绘制。
◇ Step 5 在仪表板中输入旋转的角度，角度范围为。 ◇ Step 6 单击仪表板的 按钮完成旋转实体的创建。
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3.3 零件建模的基本特征
3.3.3 扫描特征
扫描特征建模是将截面沿着设定的轨迹进行扫描形成的实体 特征。截面的法向与轨迹在该点的切向量重合。扫描特征的 操作步骤如下。
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3.3 零件建模的基本特征
导航选项卡中共有4个大选单在导航选项卡的最上方水平排 列，由左向右依次为：模型树、文件夹浏览器、收藏夹、连 接。默认情况下显示的是模型树选单。
在模型树选单中，将该文件所进行的所有特征操作按操作顺 序显示出来。用户可在模型树选单中选中要编辑的特征，单 击右键，在弹出的菜单中选择相应的操作内容，可以对特征 进行隐藏、删除、编辑定义等操作。
◇ Step 2 单击仪表板上的【放置】→【定义】命令，如 图3-5所示。
◇ Step 3 选取任一个基准平面（FRONT、RIGHT、 TOP）为草绘平面，选取与草绘平面垂直的平面为参考平面， 单击【确认】按钮，系统进入草绘模式，如图3-6所示。
◇ Step 1 单击主窗口右侧的拉伸工具图标，或者使用下 拉菜单：【插入】（Insert）→【拉伸】（Extrude）命 令。
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3.3 零件建模的基本特征
◇ Step 2 单击仪表板上的【放置】→【定义】命令，如 图3-2所示。
◇ Step 3 选取任一个基准平面（FRONT、RIGHT、 TOP）为草绘平面，选取与草绘平面垂直的平面为参考平面， 单击【确认】按钮，系统进入草绘模式。
◇ Step 4 绘制旋转轴，绘制剖面草图，完成剖面绘制后 单击图标结束草图的绘制。
◇ Step 5 在仪表板中输入旋转的角度，角度范围为。 ◇ Step 6 单击仪表板的 按钮完成旋转实体的创建。
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3.3 零件建模的基本特征
3.3.3 扫描特征
扫描特征建模是将截面沿着设定的轨迹进行扫描形成的实体 特征。截面的法向与轨迹在该点的切向量重合。扫描特征的 操作步骤如下。
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3.3 零件建模的基本特征
导航选项卡中共有4个大选单在导航选项卡的最上方水平排 列，由左向右依次为：模型树、文件夹浏览器、收藏夹、连 接。默认情况下显示的是模型树选单。
在模型树选单中，将该文件所进行的所有特征操作按操作顺 序显示出来。用户可在模型树选单中选中要编辑的特征，单 击右键，在弹出的菜单中选择相应的操作内容，可以对特征 进行隐藏、删除、编辑定义等操作。
第3章 机构设计(2俯仰机构)
岸桥的俯仰机构是非工作性机构，因此，电动机是间歇工作制，一般选用 30min 工 作制。考虑到岸桥俯仰机构的工作特点，电动机要求有较大的过载能力，一般为静态所 需功率的 1.8～2 倍。对俯仰电机的要求与起升机构基本相同，常采用交流变频调速电机， 对俯仰电机的选用还需进行发热和过载验算。 2．制动器及其选型
a）俯仰机构驱动装置
b）俯仰钢丝绳缠绕系统
1—电动机；2—高速轴联轴器；3—高速轴制动器；4—减速器；
5—应急机构；6—低速轴联轴器；7—双联卷筒；8—限位开关装置；9—低速轴制动器
例图 5-3-2.1 俯仰机构
俯仰钢丝绳缠绕系统的坐标如例图 5-3-2.2 所示，坐标以前后大梁的联接铰点为坐
标原点，其他各滑轮组的坐标为：
为保持双联卷筒两组钢丝绳载荷均衡，通常在梯形架俯仰定滑轮组中设置平衡滑 块，在俯仰过程中可以保持载荷均衡。当一侧钢丝绳突然断裂，此平衡滑块将保证另一 组钢丝绳将前大梁支撑住。由于当一组钢丝绳断裂时，另一组突然加载，将使平衡滑块 产生剧烈冲击，所以在设计时往往采取在梯形架上将两根钢丝绳分别用螺栓扣联接。安 装时，调整好两组钢丝绳的受载达到基本均衡，运行时当一组钢丝绳断裂时，另一组不 会产生剧烈冲击。当前大梁上仰至极限位置时，安全钩应挂上，并和俯仰机构联锁。 1．电动机及其选型
5-3-19
图 5-3-2.8 钢丝绳绕组的均衡装置
为了换绳方便，俯仰机构也用一根钢丝绳绕过均衡滑轮和设置在绳上的特殊保护装 置，使其成为独立的受载钢丝绳，可起到均衡作用，且还可以起到对一边的断绳的保护 作用。
（三）俯仰钢丝绳的接头型式
设有均衡滑轮的俯仰钢丝绳通常只有一根，钢丝绳的两头均用钢丝绳压板固定在卷 筒上，接头型式有如下几种： 1．钢丝绳在卷筒上的固定
a）俯仰机构驱动装置
b）俯仰钢丝绳缠绕系统
1—电动机；2—高速轴联轴器；3—高速轴制动器；4—减速器；
5—应急机构；6—低速轴联轴器；7—双联卷筒；8—限位开关装置；9—低速轴制动器
例图 5-3-2.1 俯仰机构
俯仰钢丝绳缠绕系统的坐标如例图 5-3-2.2 所示，坐标以前后大梁的联接铰点为坐
标原点，其他各滑轮组的坐标为：
为保持双联卷筒两组钢丝绳载荷均衡，通常在梯形架俯仰定滑轮组中设置平衡滑 块，在俯仰过程中可以保持载荷均衡。当一侧钢丝绳突然断裂，此平衡滑块将保证另一 组钢丝绳将前大梁支撑住。由于当一组钢丝绳断裂时，另一组突然加载，将使平衡滑块 产生剧烈冲击，所以在设计时往往采取在梯形架上将两根钢丝绳分别用螺栓扣联接。安 装时，调整好两组钢丝绳的受载达到基本均衡，运行时当一组钢丝绳断裂时，另一组不 会产生剧烈冲击。当前大梁上仰至极限位置时，安全钩应挂上，并和俯仰机构联锁。 1．电动机及其选型
5-3-19
图 5-3-2.8 钢丝绳绕组的均衡装置
为了换绳方便，俯仰机构也用一根钢丝绳绕过均衡滑轮和设置在绳上的特殊保护装 置，使其成为独立的受载钢丝绳，可起到均衡作用，且还可以起到对一边的断绳的保护 作用。
（三）俯仰钢丝绳的接头型式
设有均衡滑轮的俯仰钢丝绳通常只有一根，钢丝绳的两头均用钢丝绳压板固定在卷 筒上，接头型式有如下几种： 1．钢丝绳在卷筒上的固定
《机械设计》第3章_机械零件的强度(正式)
1.最大应力 s max s m s a
2.最小应力 s min s m s a
3.平均应力
sm
s max
s min
2
4.应力幅
sa
s max
s min
2
5.应力循环特性
s min s max
第三章 机械零件的强度
(a)非对称循环变应力
(b)脉动循环变应力
(c)对称循环变应力
疲劳曲线
s max
s min
2
sa
s max
s min
2
r s min
s max
1 r 1 (r 0)
smax
sm
0
t
sm
sa
s max
2
s min 0
r0
sa= smax
0
t
smin
sm 0
s a s max s min
r 1
二、应力的描述
第三章 机械零件的强度
稳定循环变应力的基本参数 共有５个基本参数，知其２就能求其他
应力循环特性 r 一定的条件下，记录出在 不同最大应力σmax下引起试件疲劳破坏所经历 的应力循环次数N，即可得到σ-N疲劳曲线 。
静应力强度（AB段）：N≤103， σmax几乎不 随N变化，可近似看作是静应力强度。
(ND,σr∞)
低周疲劳（BC段）：N↑→ σmax↓。C点对应 的循环次数约为104。
（非周期变化）
循环变应力
（周期变化）
符合统计规律
稳定循环变应力
（等幅变应力）
非稳定循环变应力
（变幅变应力）
非对称循环变应力 对称循环变应力 脉动循环变应力
s
1、非循环变应力 符合统计规律
2.最小应力 s min s m s a
3.平均应力
sm
s max
s min
2
4.应力幅
sa
s max
s min
2
5.应力循环特性
s min s max
第三章 机械零件的强度
(a)非对称循环变应力
(b)脉动循环变应力
(c)对称循环变应力
疲劳曲线
s max
s min
2
sa
s max
s min
2
r s min
s max
1 r 1 (r 0)
smax
sm
0
t
sm
sa
s max
2
s min 0
r0
sa= smax
0
t
smin
sm 0
s a s max s min
r 1
二、应力的描述
第三章 机械零件的强度
稳定循环变应力的基本参数 共有５个基本参数，知其２就能求其他
应力循环特性 r 一定的条件下，记录出在 不同最大应力σmax下引起试件疲劳破坏所经历 的应力循环次数N，即可得到σ-N疲劳曲线 。
静应力强度（AB段）：N≤103， σmax几乎不 随N变化，可近似看作是静应力强度。
(ND,σr∞)
低周疲劳（BC段）：N↑→ σmax↓。C点对应 的循环次数约为104。
（非周期变化）
循环变应力
（周期变化）
符合统计规律
稳定循环变应力
（等幅变应力）
非稳定循环变应力
（变幅变应力）
非对称循环变应力 对称循环变应力 脉动循环变应力
s
1、非循环变应力 符合统计规律
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23
21
在操控板区单击”应用” 按钮，完成特征组复制操 作
22
3.3 扫描特征
扫描特征是将草绘截面沿着 指定的轨迹进行扫描而生成 的特征，图中显示了3个使用 扫描特征创建的模型。相对 于拉伸或旋转特征，创建扫 描特征时除了必须定义截面 图形外，还必须定义轨迹
3.3.1 扫描特征介绍
效果同拉伸特征
拉伸为实体，创建实体形式的拉伸特征
拉伸为曲面，创建曲面形式的拉伸特征
拉伸方式选项，用于设置拉伸形式和深度
深度值输入框，从草绘平面开始以该值为指定深度进行拉伸 切换拉伸方向 去除材料，用来对已有特征进行切除，可通过方向 切换按钮设置切除方向 加厚草绘，即拉伸薄壁实体，可输入厚度值框和设 置壁厚方向
实例1 嵌套图形拉伸实例
8
在旋转特征控制面板中单击 “应用”按钮，完成旋转特征 创建
模型效 果
再次执行创建旋转特征命令，依然选择FRONT基 准平面作为草绘平面，绘制矩形作为旋转截面
9
10
单击草绘工具栏中的“继续当前 部分”按钮，退出草绘状态
在绘图区单击选择上一旋转特征定义的旋转轴 作为当前旋转特征的旋转轴，设置旋转角度为 “10”，单击反转旋转角度按钮反转旋转方向
5
在拉伸特征控制面板中输入拉 伸深度值“30”，按【Enter】 键确认。单击拉伸控制面板中 的按钮，创建第1个圆柱
6
参照步骤2～步骤5，以所绘 圆柱的上表面为草绘面，绘 制一个直径为150，高度为 50的圆柱
7
参照步骤2～步骤4，以TOP基准面为草绘面， 绘制两个直径分别为100和225的圆，然后单 击选中大圆，选择“编辑”>“切换构造”菜 单（或者按【Ctrl+G】组合键），将大圆转 换为构造圆
第3章 基础零件特征设计
锡山职教中心 帅宗良
拉伸特征 旋转特征 扫描特征 混合特征
3.1 拉伸特征
3.1.1 拉伸特征介绍
拉伸特征是生成三维 模型时最常用的一种 方法。其原理是将二 维剖面沿着剖面法向 延伸到一定长度
创建拉伸特 征的按钮
创建拉伸特征的菜单
在零件模块下， 执行“拉伸”菜 单或按钮可以打 开“拉伸”控制 面板
2
3
在工作区中单击选择FRONT基准平 面作为草绘平面，然后在“草绘” 对话框中单击“草绘”按钮进入草 绘器
使用草绘工具栏中的“创建2点 中心线”按钮绘制一条垂直中 心线作为旋转轴，然后在中心 线的右侧绘制开放图形，最后 单击草绘工具栏中的“继续当 前部分”按钮，退出草绘状态
4
5
在旋转特征控制面板中设置薄 壁厚度为“7”，然后单击“应 用”按钮完成旋转特征的创建
3
在工作区中单击选择RIGHT基准平 面作为草绘平面，然后在“草绘” 对话框中单击“草绘”按钮进入草 绘器
使用草绘工具栏中的“创建2点中心 线”按钮绘制一条垂直中心线作为 旋转轴，然后在中心线的右侧绘制 图形，最后单击草绘工具栏中的 “继续当前部分”按钮，退出草绘 状态
单击草绘工具栏中的“创建2点 中心线”按钮，绘制两条通过圆 心，相互垂直，且与垂直中心线 夹角为45°的中心线
8
9
分别以两条中心线和构造圆的4 个交点为圆心，绘制4个直径均 为30的小圆
单击草绘工具栏中的“继续当前部分”按钮，退出草绘器。在拉 伸控制面板中将拉伸方式设置为“穿透”，并单击选中“去除材 料”按钮
如果希望对拉伸特征进行 重新定义，可首先在模型 树中右击特征，然后从弹 出的快捷菜单中选择“编 辑定义”，此时系统将重 新显示拉伸特征控制面板， 并进入拉伸特征编辑状态
实例2 利用拉伸特征制作法兰盘
使用拉伸特征 和筋特征创建 的法兰盘
1
启动Pro/E后，新建零 件文件3-1-3.prt，进 入零件设计模块
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适当调整视图，查看模型主体效果
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在模型树中右击“旋转3”，从弹出的快捷 菜单中选择“组”，创建特征组“组 LOCAL_GROUP”，然后展开该特征组，将 “旋转4”拖入该特征组中“旋转3”特征的 上方，将“旋转4”特征加入该特征组，最 后再拖动“旋转4”特征到“旋转3”特征的 下方
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在模型树中单击选择前面创建的 特征组“组LOCAL_GROUP”，在 “编辑”工具栏中单击“复制” 按钮
模型主体 效果
6
再次单击草绘工具栏中的“旋转工具”按钮，打 开“旋转”控制面板。打开“位置”上滑面板， 单击“定义”按钮，依然将FRONT基准平面作为 草绘平面，然后利用矩形工具绘制截面图形（3个 矩形） 请注意利用对 齐约束将矩形 的角点与模型 表面对齐
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单击草绘工具栏中的“继续当前部分”按钮， 退出草绘状态。在绘图区单击选择上一旋转 特征定义的旋转轴作为当前旋转轴，打开 “位置”上滑面板，可以看到旋转轴设置效 果
薄壁拉伸，“加厚草绘”按钮 有效， “去除材料”按钮无 效
实体切除，“去除材料”按钮有 效
曲面切除，“去除材料”按钮有 效
薄壁切除，“去除材料”按钮有 效
拉伸类型不是实体而是薄壁时
剖面相同、设 置不同的拉伸 结果
拉伸深度的设置方式
穿透 到下一个 对称 到选定的
盲孔
穿至
选取顶角
选取的曲面
下面表格中是关于拉伸深度设置的说明。
选择“编辑”>“选择性粘贴” 菜单，打开“选择性粘贴” 对话框，在其中选中“对副 本应用移动/旋转变换”复 选框
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在“选择性粘贴”对话框中单 击“确定”按钮，关闭该对话 框
单击“文件”工具栏中的“保 存活动对象”工具，保存模型 文件 在操控板中单击“相对选定参照旋转特征” 按钮，然后在绘图区单击选择旋转轴作为 旋转参照（此时操控板的“选择项目”字 样将变为“1轴”），在操控板的旋转角 度编辑框中输入180并按【Enter】键
设置旋转角度，取值范围是0°~360°
单击该按钮可以反转旋转方向或薄壁生成方向
去除材料，即对已有特征进行旋转切除 创建旋转薄壁实体，此时可输入薄壁厚度值 和设置薄壁生成方向
实例3 利用旋转特征创建光盘盒
光盘盒模 型效果
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启动Pro/E后，新建零件文件3-21.prt，进入零件设计模块 单击特征工具栏中的“旋转工具” 按钮，在“旋转”控制面板中单击 “作为实体旋转”按钮和“加厚草 绘”按钮，然后单击“位置”标签 展开上滑面板，单击“定义”按钮 以定义旋转截面
穿至
将截面拉伸，使其与选定曲面或平面相交
到选定的
将截面拉伸至一个选定点、曲线、平面或曲面
创建拉伸特征后，我们经常还需 要对其进行编辑。其中，如果只 是希望修改拉伸特征的各项尺寸， 可首先在模型树中右击特征，然 后从弹出的快捷菜单中选择“编 辑”，此时在绘图区将显示拉伸 特征的各项尺寸，然后可双击尺 寸数值来编辑它
效果同旋转特征 截面垂直于直线轨迹
轨迹线为圆形
1
选择“插入”>“扫 描”菜单，打开子 菜单
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选择创建扫描特征 的方式
实例4 创建杯子
水杯效果图，杯 子主体可利用旋 转特征创建，杯 把可利用扫描特 征创建
启动Pro/E后，新建零件文件 3-3-1.prt，进入零件设计模块
1
单击特征工具栏中的“旋转工具” 按钮，在“旋转”控制面板中单 击“位置”标签展开上滑面板， 单击“定义”按钮以定义旋转截 面
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依次单击模型的两条投影边，根据 它创建两条直线，然后再利用画线 工具绘制一条连接直线
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要创建筋，草绘截面必须是开放的， 为此，可删除前面根据投影边创建 的两条直线
单击草绘工具栏中的“继续当前部分”按钮， 退出草绘器。在筋特征控制面板中设置筋的 厚度为20
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单击筋特征控制面板中的“应用” 按钮，完成筋特征的创建
深度形式 名 称 盲孔 说 明 从草绘平面以指定的深度值拉伸截面。此外，指定一个负的深度值会 反转深度方向
对称
以指定深度值的一半，向草绘平面的两侧拉伸截面
到下一个
系统自动沿拉伸方向进行分析，在特征到达第一个曲面时将其终止。 不过，基准平面不能被用作终止曲面
穿透
系统自动沿拉伸方向进行分析，在特征到达最后一个曲面时将其终止
4
打开零件模块下的草绘器，单击右侧草绘工具栏中的图元 绘制和编辑按钮即可进行草图绘制
5
绘制如图所示的图形，完成绘制后，单击草绘 工具栏中的“继续当前部分”按钮退出草绘器
6
使用系统默认拉伸方向，在拉伸特征控制面板中输入拉伸 深度值“18”，按【Enter】键确认。借助鼠标适当调整视 图，在工作区预览模型效果
2
单击特征工具栏中的“拉伸工具” 按钮，打开“拉伸”控制面板， 在其中单击“放置”标签展开上 滑面板，单击“定义”按钮，打 开“草绘”对话框
3
选择TOP基准平面作为草绘平面， 单击“草绘”对话框中的“草绘” 按钮打开草绘器
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绘制一个直径为300的圆， 然后单击草绘工具栏中的 “继续当前部分”按钮退 出草绘器
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在旋转特征控制面板中单击 “应用”按钮，完成旋转特征 创建
创建旋转薄壁 特征后画面
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再次执行创建旋转特征命令，依 然选择FRONT基准平面作为草绘 平面，绘制矩形作为旋转截面
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单击草绘工具栏中的“继续当前部 分”按钮，退出草绘状态
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在绘图区单击选择上一旋转特征 定义的旋转轴作为当前旋转轴， 设置旋转角度为“8”，单击反转 旋转角度按钮反转旋转方向，单 击选中“去除材料”按钮
“拉伸”控制面板包含3个上滑面板，分别单击 “放置”、“选项”和“属性”标签可以将其展 开
此为“放置”上滑面 板，单击其中的“定 义”按钮，可定义新 的草绘剖截面，或者 对已经存在的剖截面 草图进行编辑