毕业论文定稿-方便床上使用的折叠饭桌设计和仿真设计

原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763目 录摘 要 3Abstract 4第一章 前言 51.1 研究背景 .51.2 研究现状 .61.3 研究目的与意义 .6第二章 市场调查 72.1 市场调查概况 .72.1.1 市场总体概况 .72.1.2 市场分类 .72.2 问卷调查 .72.2.1 对象与方法 .72.2.2 结果 .72.3 实例分析 .92.4 我国现有床上饭桌设计所存在的问题 .10第三章 方案选定与评价 113.1 基本要求 .113.2 方案一 .113.3 方案二 .113.4 方案三 .133.4.1 功能说明 .133.4.2 机构说明 133.4.3 本方案评价 .153.4.4 产品的主要创新点 .153.4.5 应用前景 .15第四章 分析及设计 164.1 人机工程分析 .16原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397634.1.1 人体构造 .164.1.2 人体动作域 .164.1.3 人体尺寸 .164.2 机构设计 .164.3 校核计算 .194.3.1 压杆稳定性计算 .194.3.2 校核拉杆头部的剪切强度 21第五章 基于 Pro/E 的三维设计 .225.1 Pro/E 简介 225.1.1 Pro/E 的概述 .225.5.2 Pro/E 的特点和优势 .225.2 基于 Pro/E 的三维零件设计 235.2.1 桌面固定架 .245.2.2 上支撑杆 .265.2.3 下支撑杆 .265.2.4 固定杆 .265.2.5 桌面 .275.2.6 销 .275.3 基于 Pro/E 的三维装配体设计 27总 结 30参考文献 31致 谢 32原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763摘 要面对目前市场上琳琅满目的床上饭桌，看其样式，颜色。让人眼花缭乱，但我们仔细分析之后，发现从人因角度出发的产品寥寥无几。人们作出的只是一张小的桌子，可以放在床上而已，并没有考虑其人性化，舒适度，设计尺寸更是仅凭主观想法，没有实地考察，每个区域人均相关尺寸都不尽相同。本设计主体采用四杆机构，转动机构和滑动机构，简单实用的四杆机构降低了作品的成本，同时达到了折叠的效果。转动机构实现了可以适用稍微有差距的床铺使用。滑动机构达到了可以调节高度的作用，从而实现广泛适用于不同高度人群使用。本作品从经济上和实用性上考虑，其简单而易于加工的特点决定了它的低成本性，从而为大批量生产时成本压缩奠定基础，因而具有较大市场价值。产品的主要创新点（1）采用四杆机构的死点原理起到支撑桌面，不至于桌面在使用中自动折叠。（2）从空间利用角度考虑，本作品利用上下铺之间的有效空间，不使用时可以折叠起来，不占用过多空间。（3）采用转动机构使桌子的适用宽度可以调节，适用于宽度差距不大的床铺之间。关键字：床 多功能 饭桌 人机工程原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763AbstractFaced with an array of bed and table on the market, look at its style, color. Dazzling, but after careful analysis we found that from a human point of view because very few products. People make just a small table, it can be placed on the bed, and did not consider it humane, comfort, design size is based on a subjective idea, no field trips, each region per capita relevant dimensions are different.This design uses four main bodies, rotating mechanism and sliding mechanism, simple and practical four organizations reduce the cost of the work, while achieving a fold effect. Rotating mechanism can be applied to achieve a slight gap between the beds are used. Sliding mechanism can be adjusted to achieve a high degree of role, so to achieve widely used in people with different heights. . This work is from an economic and practical considerations, it is simple and easy processing characteristics of the decision of its low cost, thus the cost of compression for high volume production basis, and thus have greater market value.The main innovation of products(1) using the four principles of dead bodies play a supporting desktops, and will not use automatic folding desktop.(2) from the space utilization point of view, this work between the effective use of bunk space, can be folded up when not in use, do not take up too much space.(3) The rotation mechanism for the width of the table can be adjusted, is the width of the gap between the small bed.Keywords: Bed Ergonomic Multifunction Table原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763第一章 前言1.1 研究背景随着社会的不断的进步，人们对于生活质量的关注度也逐渐上升。生产技术和互联网络的飞速发展把社会的生产技术设计的人性化推向了一个全新的阶段，设计的“ 人- 机-环境”的相互统一与“以人为核心” 的设计理念已经成为整个现代社会设计生活运作的重要基础，人们对于产品的舒适性以及安全性的要求也不断督促着设计者们的推陈出新。随着智能时代的来临，专用床上饭桌设计的设施也已逐渐成为一项大从的迫切需求，床上饭桌设施的人机因素的研究也越来越受到人们的重视。家用床上饭桌作为人的一种辅具，它以人作为动力，与人有着十分密切的关系。在床上饭桌的设计与使用过程中，包含着大量的人机工程学问题。为了使床上饭桌的设计更趋于成熟，为了使操作者在操作时更加方便和舒适，则需要运用人机工程学的原理来设计床上饭桌。并通过对其结构的优化时使用者更加舒适和安全。并基于人机工程学的原理和方法，根据人体测量数据，外形尺寸进行了设计，并对其结构尺寸和舒适性等进行了分析，设计出结构更加简单、安全可靠的轮椅。人机工程学是一门关于技术和人的协调关系的学科。是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究人在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。该课程从不同的方面和角度向我们陈述讲解了人体工程学的知识。用以设计使操作者能发挥最大效能的机械、仪器和控制装置，并研究控制台上各个仪表的最适位置。同时人体工程学是一门与人密切相关的学科，而人本身就是一种情感丰富却又敏感脆弱的动物，他们对于生活充满渴望和幻想，渴望生活、热爱生活、追求生活的人便会希望自己所生活的环境舒适、充满温情。而这一梦想，便可以通过设计来实现。原始社会的设计，就像人类所有的发明创造一样，总是抱着改天换地，方便生活的目的产生的。每一件物品，每一个造物的过程，都在无意的探询人类之根本。人们创造物品的同时，也在自发的追求着使用产品时的舒服，安全等，考虑人的不同要求。其实人体工程学的重要性不是现在才显得尤为重要，而是早在远古时代，它就处在了不可缺少的的地位，只是随着时代的变迁、社会的进步，这一学科便变得日益重要。人机工程技术是 21 世纪信息领域需要解决的重大课题。美国 21 世纪信息原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763技术计划中的基础研究内容为 4 项：软件、人机交互、网络、高性能计算机。其中，人机建模研究在信息技术中被列为与软件技术和计算机技术等并列的六项国家关键技术之一，并被认为“对于计算机工业有着突出的重要性，对其它工业也很重要” 。美国国防关键技术计划不仅把人机交互列为软件技术发展的重要内容之一，而且还专门增加了与软件技术并列的人机界面这项内容。日本也提出了 FPIEND21 计划（Future Personalized Information Environment Development） ，其目标就是要开发 21 世纪个性化的信息环境。我国 973、S-863、十五计划及未来的十一五计划均将人机交互列为主要内容。在中国，人机工程学的研究在 20 世纪 30 年代开始即有少量和零星的开展，但系统和深入的开展则在“文革” 以后。1980 年 4 月，国家标准局成立了全国人类工效学标准化技术委员会，统一规划、研究和审议全国有关人类工效学的基础标准的制定。1984 年，国防科工委成立了国家军用人机环境系统工程标准化技术委员会。这两个技术委员会的建立，有力地推动了我国人机工程学研究的发展。此后在 1989 年又成立了中国人类工效学学会，再在 1995 年 9 月创刊了学会会刊人类工效学季刊。20 世纪 90 年代初，北京航空航天医院首先成立了我国该专业的第一个博士学科点，随后南京航空航天医院、西北工大、北京理工医院、北大医学部等医院也先后成立了相应的专业。当前，随着我国科技和经济的发展，人们对工作条件、生活品质的要求正逐步提高，对产品的人机工程特性也会日益重视。一些厂商把“以人为本 ”、 “人体工学”的设计作为产品的卖点，也正是出于对这种新的需求取向的意识。1.2 研究现状由于现代工艺技术的发展和进步，人类的生活质量正逐渐的往上提升，对进餐氛围也越加挑剔。可以说一套新颖实用有个性话的床上饭桌，从一个侧面体现出主人的生活品味。现在市场上的大多数床上饭桌都是以实现功能为主要目的，很少考虑到人机工程学的因素。一款符合人的行为习惯以及生理上和心理上因素的床上饭桌显得非常有必要。1.3 研究目的与意义床上饭桌的主要操纵者是在坐姿的状态下工作的，为了使操作者在使用时处于舒适的状态和适宜的环境中，在设计中就必须充分考虑人体坐姿的尺度。以座椅的结构为例，主要考虑座宽、座高、座深的设计尺寸。并为了使操作者在操作过程中始终处于安全和能够准确无误的完成操作，对床上饭桌的表面的原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763材质进行一定的改和加工使使用者更加舒适。同时对其座椅的形态和材质也进行一定的改变，让操作者在工作中不会处于疲劳的状态下，从而使轮椅更好的发挥它的功能。第二章 市场调查2.1 市场调查概况2.1.1 市场总体概况随着改革开放的深入，电子信息技术的不断发展，对人们莫名其妙的电脑越来越普及了人们的日常生活中。近 10 年，笔记本电脑因其重量轻，携带方便深受年轻一代网民欢迎，已成为个人电脑的主流产品。如何更方便的使用笔记本电脑，提高其使用寿命是很多网民朋友关注的话题。刚开始，传统的固定式饭桌是用户的首要选择，但是个人电脑以很快的速度改善，更人性化了，传统的饭桌不适用与现在的个人电脑。所以，设计师则必须得现有的饭桌，笔记本电脑及人们的生活方式，使用方式，消费心理进行再一次深刻的认识。在多次的市场调查中，笔者发现市场上的笔记本饭桌存在着一定的缺陷。难以满足用户需求，不能给人以更多的人性关怀。市场呼唤新生代笔记本饭桌的面世，即提出使用更为便携和舒适的设计方案。2.1.2 市场分类市场上销售的笔记本饭桌按照其用户的不同，结构的不同，材料的不同等多种因素分类。不同材料制作成的饭桌影晌到饭桌的价格、性能和用途。目前的饭桌分以下三种材料制做而成:1.木材材料类: 木的又可以分为实木、密度板、防火板，目前以实木（松木）和密度板的居多，外表使用喷涂彩色油漆或贴彩色胶纸。木料材料的饭桌坚固、价格相对较低，耐用、美观。在饭桌市场上是最常见的，也是销量最大的。缺点是散热性能较差，高温容易变形。2.合成材料类:它的主要材料是三合板十塑料。这类材料制做成的饭桌承载重量有限制、易损坏，但重量较轻、价格便宜。较常见，用户群也比较多。3.金属材料类:它的主要材料是轻型铝合金。金属材料制做成的饭桌在重量上较轻、安装简便、价格合理。是市场上刚兴起的一种饭桌。2.2 问卷调查2.2.1 对象与方法A、研究对象 在校大病人&医院病人，男女比例约为 1：1，分布于各个原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763高校&医院，总共 220 例，115 个男生，105 女生B、研究方法 问卷调查语义微分法，通过设计调查问卷，让研究对象独立完成。2.2.2 结果基本情况 在调查表中我们共设置了 17 个问题（16 道选择题，1 道问答题）.分别从床上桌的性能、形状、颜色，及其使用便捷性等方面设置题目。如下的图表很清楚的能体现出一些床上桌的问题和同学们趋向于喜欢的样式 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763总的看来，大部分的大病人喜欢暖色调的颜色，矩形，价格最好便宜，最好简约轻便，适当的加入些实用的功能，在放置问题上也需要做些工作。2.3 实例分析下面几张是现在大部分使用的床上饭桌：原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763图 2-1图 2-2 虽然这是一款不怎么好用的床上饭桌，但在中国至少有 100 万个用户在使用它。特别在高校，几乎人手一个。但这款桌子不好用。因为作为床上笔记本饭桌，需要具有最基本的三个特征：1. 桌面倾斜度可以调节；2. 桌面高低可以调节；3. 支持坐着使用、半躺着使用、平躺着使用。而这款产品，三个特征都不具备。下面这款桌子也是我购买的第一款床上笔记本饭桌：图 2-2图 2-3原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397632.4 我国现有床上饭桌设计所存在的问题面对目前市场上琳琅满目的床上饭桌，看其样式，颜色。让人眼花缭乱，但我们仔细分析之后，发现从人因角度出发的产品寥寥无几。人们作出的只是一张小的桌子，可以放在床上而已，并没有考虑其人性化，舒适度，设计尺寸更是仅凭主观想法，没有实地考察，每个区域人均相关尺寸都不尽相同。下面就其综合市场床上饭桌设计不足做以总结：(1)饭桌的高度不可调；(2)桌子偏小；(3)不用后占用空间。第三章 方案选定与评价3.1 基本要求（1）由于人们坐姿大腿厚在 103160mm 之间，而人们坐姿肘高在214312mm 之间，在考虑其长时间保持一定姿势会让局部疲劳不适，应增加活动空间，所以应使桌子最低高度在 180mm，应使桌子最高在 350mm 之间。（2）避免饭桌所占空间较大，要可以折叠，不用时将支撑键盘部分与桌腿折叠起来，减少空间。对现在市场上现有床上饭桌进行分析，选定如下三种方案：3.2 方案一下面几张是现在大部分大病人在使用的床上桌图 2-1：桌面材料为高密度压缩板，桌面为木质纤维一次模压成型，表面光滑,耐磨易清洁,四周边上有包边。脚为钢制,表面电镀处理,光亮不生锈,可折叠。加全金属支撑架。桌子整体比较精致,面板厚度约 1.5 公分左右，加固折叠脚,采用全新钢材用专用模具一次冲压而成。不用的时候，可折叠支撑脚，不占空间。原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763价格实惠。这张是目前病人用得最多的一款床上桌大约有 30 万以上的人在使用它，但是它却存在很多的问题，在使用上很不方便，缺点是不可按照使用者的需求调节高度。3.3 方案二（1）开孔放杯子，这样放置杯子，可以使杯子不被打翻（2）不放杯子的时候可以拿来放书（3）桌边的一个置物袋，可以放些零碎的小东西原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763在不用床上桌时，我们可以把桌子挂在桌边，就不会有桌子无处放的苦恼特别说明下床上桌固定的位置：此款床上桌沿用了最一般的床上桌的固定方法，结构简单，制造方便。本款床上桌针对医院病人设计。主要对病人的床上桌摆放的不便搬运不便等问题作出改善设计。此款床上桌最大的特色便是桌面没有向内的三角面，可在空暇时间将桌子挂于床侧而不影响平常休息。另外，桌面还设有一可抽板。抽开平板，圆孔处可放杯子，不放杯子时，下层板还可放闲余书本。桌面正上方设有布袋收纳袋，布料设计不占重量，盒中可放置橡皮，笔等小物品。床上桌所采用的材料为塑料材质，质轻，搬运方便。3.4 方案三3.4.1 功能说明（1）折叠功能：本作品采用机械原理中四杆机构模型，利用死点位置作为支撑点，并且使四杆恰好重叠在同一直线上，然后固定在床管上从而可以做到不多占空间，不用时可以折叠收起，用到时还原即可，简单易行，使用方便。（2）调节功能：本作品可以随着个人身高进行随意调节高度，并且不妨碍正常就寝，适合任何身高人群使用。固定打开后，由于尺寸比一般小桌子较大可以满足摆放较多物品，同时在一旁写作业的需求，桌面能承受 2030 公斤的重量，收回折叠后可作为床头靠垫以便休闲之需。3.4.2 机构说明床用饭桌为实现在床铺上给人以实用方便又节省空间的特点，此设计作品固定在床管两侧（用管卡相互固定），其主要设计理念源自机械原理曲柄摇杆结构，桌板通过连杆机构实现折叠与展开，图 1 为床用饭桌的结构图。原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763ab1-床管 2-桌板 3-拉杆 4-曲柄 5-连杆 6-机架图 1 床用饭桌结构图如图 1 所示，床用饭桌由桌板 2、拉杆 3、曲柄 4、连杆 5 以及机架 6 构成，其中卡箍安装在机架的直径 26 的圆管上，另一头与床管 1 联接。当撑起桌面至水平面时（图 1b 所示），曲柄恰好到达死点位置，实现桌面功能；当收起桌面时，连杆机构的四杆可处于完全重合状态，使桌面垂直放置，以节约空间。为实现床用饭桌与床管连接，在机架旁分别焊接一圆管，从而用卡箍将机架与床管相互连接，结构如图 4 所示1 2 3 4 5 62 6 4 5原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763图 4 机架结构ab图 5 床用饭桌的三维模型3.4.3 本方案评价本设计主体采用四杆机构，转动机构和滑动机构，简单实用的四杆机构降低了作品的成本，同时达到了折叠的效果。转动机构实现了可以适用稍微有差距的床铺使用。滑动机构达到了可以调节高度的作用，从而实现广泛适用于不同高度人群使用。本作品从经济上和实用性上考虑，其简单而易于加工的特原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763点决定了它的低成本性，从而为大批量生产时成本压缩奠定基础，因而具有较大市场价值。3.4.4 产品的主要创新点（1）采用四杆机构的死点原理起到支撑桌面，不至于桌面在使用中自动折叠。（2）从空间利用角度考虑，本作品利用上下铺之间的有效空间，不使用时可以折叠起来，不占用过多空间。（3）采用转动机构使桌子的适用宽度可以调节，适用于宽度差距不大的床铺之间。3.4.5 应用前景（1）该寝室床用饭桌只需人为的进行折叠，安放。而且结构简单，经济可行而且不占用过多空间在病人寝室用具中能担当重要角色，因而具有较大市场价值。（2）该作品技术含量高，成本低，加工简单，工作可靠。第四章 分析及设计4.1 人机工程分析4.1.1 人体构造 与人体工程学关系最紧密的是运动系统中的骨骼、关节和肌肉，这三部分在神经系统支配下，使人体各部分完成一系列的运动。骨骼由颅骨、躯干骨、四肢骨，三部分组成，脊柱可完成多种运动，是人体的支柱，关节起骨间连接且能活动的作用，肌肉中的骨骼肌受神经系统指挥收缩或舒张，使人体各部分协调动作。 4.1.2 人体动作域人们在室内各种工作和生活活动范围的大小，即动作域，它是确定室内空间尺度的重要依据因素之一。以各种测量方法测定的人体动作域，也是人体工程学研究的基础数据。如果说人体尺度是静态的、相对固定的数据，人体动作域的尺度则为动态的，其动态尺度与活动情景状态有关。4.1.3 人体尺寸百分位数/% 年龄分组项目 数据男（18-60 ）1 5 10 50 90 95 99女(18-55)1 5 10 50 90 95 99坐高/mm 836 858 870 908 947 958 979 789 809 819 855 891 901 920原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763坐姿颈椎点高/mm 599 615 624 657 691 701 719 563 579 587 617 648 657 675坐姿眼高/mm 729 749 761 798 836 847 868 678 695 704 739 773 783 803坐姿肩高/mm 539 557 566 598 631 641 659 504 518 526 556 585 594 609坐姿肘高/mm 214 228 235 263 291 298 312 201 215 223 251 277 284 299坐姿大腿厚/mm 103 112 116 130 146 151 160 107 113 117 130 146 151 160坐姿膝高/mm 441 456 461 493 523 532 549 410 424 431 458 485 493 507小腿加足高/mm 372 383 389 413 439 448 463 331 342 350 382 399 405 417坐深/mm 407 421 429 457 486 494 510 388 401 408 433 461 469 485臀膝距/mm 499 515 524 554 585 595 613 481 495 502 529 561 570 587坐姿下肢长/mm 892 921 937 992 1046 1063 1069 826 851 865 912 960 975 10054.2 机构设计床用饭桌为实现在床铺上给人以实用方便又节省空间的特点，此设计作品固定在床管两侧（用管卡相互固定），其主要设计理念源自机械原理曲柄摇杆结构，桌板通过连杆机构实现折叠与展开，图 1 为床用饭桌的结构图。图 1 床用饭桌结构图如图 1 所示，床用饭桌由桌板 2、拉杆 3、曲柄 4、连杆 5 以及机架 6 构成，其中卡箍安装在机架的直径 26 的圆管上，另一头与床管 1 联接。当撑起桌面至水平面时（图 1b 所示），曲柄恰好到达死点位置，实现桌面功能；当收起桌面时，连杆机构的四杆可处于完全重合状态，使桌面垂直放置，以节约空间。为实现上述功能，必须对四杆机构进行设计计算，计算各杆长度。图 2 所示原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763a b图 2 四杆机构设计为四杆机构的机构简图，其中 AB 为曲柄、BC 为连杆、 CD 为桌板、DA为机架，设其长度分别为 a、b、c 、d，则为满足曲柄存在条件，应满足杆长条件：（4-1）而在图 2 的 a 位置，桌板水平放置时，机构形成一直角三角形，则应有如下关系：（4-2）22)(dcb在图 2 的 b 位置，桌板竖直放置，则四杆应能在同一直线上，此时应满足如下关系：（4-3）dbca上述三式通过整理得：如下两式：22)(dbca由于桌板 c 的长度受桌板实际宽度限制，所选桌板宽为 400mm，考虑到实际安装问题，选 c=300mm。此时，若给定曲柄 a 的值，则根据式，可联立解出连杆 b 和机架 d 的值。选取 a=180mm，联立计算得：b=218.2mm，d=261.8mm。在图 1b 中，当桌面恰好水平时，连杆 5 与曲柄 4 在同一直线上，考虑到重力作用连杆连接点会向下转动，故在连接点处焊接一挡板，结构如图 3 所示：原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763图 3 连杆结构为实现床用饭桌与床管连接，在机架旁分别焊接一圆管，从而用卡箍将机架与床管相互连接，结构如图 4 所示图 4 机架结构4.3 校核计算4.3.1 压杆稳定性计算从上节可知，对于不同柔度的压杆总可以计算出它的临界应力，将临界应力乘以压杆横截面面积，就得到临界力。值得注意的是，因为临界力是由压杆整体变形决定的，局部削弱(如开孔、槽等)对杆件整体变形影响很小，所以计算临界应力或临界力时可采用未削弱前的横截面面积 A 和惯性矩 I。压杆的临界力 与压杆实际承受的轴向压力 F 之比值，为压杆的工作安全crF系数 n，它应该不小于规定的稳定安全系数 nst 。因此压杆的稳定性条件为(4-4)stcrn原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763由稳定性条件便可对压杆稳定性进行计算，在工程中主要是稳定性校核。通常,n st 规定得比强度安全系数高，原因是一些难以避免的因素(例如压杆的初弯曲、材料不均匀、压力偏心以及支座缺陷等)对压杆稳定性影响远远超过对强度的影响。式(16-11)是用安全系数形式表示的稳定性条件，在工程中还可以用应力形式表示稳定性条件(4-5)stAF其中(4-6)stcrtn式中 为稳定许用应力。由于临界应力 随压杆的柔度而变，而且对不st cr同柔度的压杆又规定不同的稳定安全系数 nst ，所以， 是柔度 的函数。在st某些结构设计中，常常把材料的强度许用应力 乘以一个小于 1 的系数 作为稳定许用应力 ，即st(4-7)t式中 称为折减系数。因为 是柔度 的函数，所以 也是 的函数，且st总有 。几种常用材料压杆的折减系数列于表 16-3 中，引入折减系数后，式1(a)可写为(4-8)AF原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763如图 4-2 所示，对两端铰接的 B1C1 杆进行校核，材料为 Q235 钢，其强度许用应力 ，试校核 B1C1 杆的稳定性。MPa140图 4.2(1) 求 AB 杆所受轴向压力，由平衡方程，0cM0230sin15QFF得原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763N23F(2) 计算 16mAIi8.03cos5 il(2)校核稳定性据 ，查表 16-3 得折减系数 ,稳定许用应力108 5.07MPaa14stAB 杆工作应力 8.3P52AF,所以 AB 杆稳定。st4.3.2 校核拉杆头部的剪切强度试校核图示拉杆头部的剪切强度和挤压强度。已知图中尺寸，d=6mm 和h=5mm，F=250N，材料的许用切应力 =100MPa，许用挤压应力MPa。240bs4.3.2.1 校核拉杆头部的剪切强度由平衡方程容易求出 QF拉杆头部剪切面上的切应力为 Q250.6MPaAdh 故拉杆头部满足剪切强度要求。4.3.2.2 校核拉杆头部的挤压强度 Fbs则挤压应力为 bs bs224508.MPa6FdA故拉杆头部也满足挤压强度要求。原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763第五章 基于 Pro/E 的三维设计5.1 Pro/E 简介5.1.1 Pro/E 的概述1985 年，PTC 公司成立于美国波士顿，开始参数化建模软件的研究。1988年，V1.0 的 Pro/ENGINEER 诞生了。经过 10 余年的发展， Pro/ENGINEER 已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了 Pro/ENGINEER proewildfire5.0。PTC 的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER 还提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。5.5.2 Pro/E 的特点和优势主要特性全相关性：Pro/ENGINEER 的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。 基于特征的参数化造型：Pro/ENGINEER 使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。 装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何属性），然后修改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。 数据管理：加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了 Pro/ENGINEER 独特的全相关性功能，因而使之成为可能。 装配管理：Pro/ENGINEER 的基本结构能够使您利用一些直观的命令，例如“啮合”、“插入 ”、“ 对齐 ”等很容易的把零件装配起来，同时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理，这些装配体中零件的数量不受限制。 易于使用：菜单以直观的方式联级出现，提供了逻辑选项和预先选取的最普通选项，同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助，这种形式使得容原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763易学习和使用。 Pro/Engineer 是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。 （1）参数化设计和特征功能 Pro/Engineer 是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。（2）单一数据库 Pro/Engineer 是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的 CAD/CAM 系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变,NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。ProEngineer Pro/Engineer 是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。Pro/Engineer 是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots ）、倒角（ Chamfers）和抽空（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持 Postscript 格式的彩色打印机。Pro/Engineer 还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上 Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用 C 语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下(没有任何附加模块) 具有大部分的设计能力，组装能力(人工)和工程制图能力(不包括 ANSI， ISO， DIN 或 JIS 标准)，并且支持符合工业标准的绘图仪(HP，HPGL)和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。5.2 基于 Pro/E 的三维零件设计原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397635.2.1 桌面固定架单击新建 选择如下图示选项并命名模型；单击确定后弹出下图所示窗口： 选择上图所示单位，单击确定进入建模 Pro/E 的建模环境。原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 单击拉伸 单击 单击 出现如下对话框随后选择 FRONT 基面再单击草绘进入草绘界面：并绘制如下草绘：确定后得如下实体模型： 单击拉伸 单击 单击 出现如下对话框随后选择如下平面再单击草绘进入草绘界面：原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763并绘制如下草绘：确定后得如下实体模型：5.2.2 上支撑杆类似的设计过程，得到如下模型：5.2.3 下支撑杆类似的设计过程，得到如下模型：5.2.4 固定杆类似的设计过程，得到如下模型：原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397635.2.5 桌面类似的设计过程，得到如下模型：5.2.6 销类似的设计过程，得到如下模型：5.3 基于 Pro/E 的三维装配体设计单击新建 选择如下图示选项并命名装配体：原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763单击确定后弹出下图所示窗口：选择上图所示单位，单击确定进入建模 Pro/E 的装配环境。单击插入 选择 gudinggan.prt 文件调入装配环境，设置成如下“用户定义”和“缺省”模式