自顶向下设计-布局和骨架
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控制设计意图并确保适当的配合和功能。 • 使用组件关系 – 可自动修改模型以确保适当的配合和功能。 • 通过组件模式的零件关系 – 驱动零件必须在内存中，因为驱动
零件控制着从属零件的尺寸。 • 笔记本中的零件和组件关系 – 可以在中心布局中进行所有修
改，因为所有零件和组件都被结合在布局中。
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设计基础
NOTES
课堂练习
目标
在本课中，将在设计过程中创建和开发布局，而无需进行零件或 组件建模。
方法
在练习 1 中，将使用布局在整个组件传播一个改变。此设计改变 的影响力非常大，很难手动控制。
在练习 2 中，将开发一个布局来驱动发动机组件中的元件，在不 用组件或元件的情况下产生参数和关系。还可实现对组件中现有 元件的控制。
• 通过重定义复制几何特征的依赖关系来控制变化的传递。 • 为“零件”模式中的特征设计而将骨架数据复制到零件中，或
为子组件窗口中的设计而将骨架数据复制到子组件或其骨架 中。 • 创建映射零件。 • 为外部参照提供可见的实体。 • 将外部特征合并到单个特征中。 • 将参照复制到可以具有外部参照的子组件。
• 草绘初步几何。 • 定义极限尺寸和配合信息。 • 建立模型参数之间的关系。 • 指定元件的装配方式。 然后便可以在整个开发过程中，利用布局功能随时控制设计。
定义组件结构
下列方法在创建或装配所有元件之前定义组件的结构：
创建新的子组件
要创建新的子组件，可以使用“创建选项”(Creation Options) 对 话框来复制现有组件、将三个缺省的基准平面直接放置到组件中 （无需手工增加放置约束），或者只在组件结构中定义子组件的 存在。
模块
1
自顶向下设计和布局
在本模块中，您将学习如何在自顶向下设计的环境下使用协调 一致的设计技术来开发模型。 也将学习如何使用“布局”，布局用于在自顶向下的设计环境 中控制组件的设计意图。学习如何创建布局以及如何在布局中 使用关系。
目标
学习此模块后，您将能够： • 确定项目的设计意图。 • 使用 2 维 (2-D) 布局和工程笔记本来建立并记录设计。 • 定义组件结构。 • 在组件中工作时，创建新的零件和子组件。 • 在组件元件之间复制几何。 • 将设计意图从顶级数据传播到子组件中。 • 描述创建布局或工程笔记本的优点。 • 将零件链接到布局。
• 定位缺省基准 (Locating default datums) – 无需创建实际零件 几何，可以直接在组件中放置三个缺省基准平面。
• 空 (Empty) – 系统在“模型树”中列出空的零件文件，而不在 图形窗口显示任何特征。可以将空零件放置到缺省位置，也可 保持不放置。这使您能够指出组件“材料清单”中存在零件。
自顶向下设计和布局
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NOTES
图1：创建组件
注意： 从“创建选项”(CREATION OPTIONS) 对话框中选取 保留未放置元件 (Leave Component Unplaced) 和从 现有复制 (Copy From Existing) 或空 (Empty) 时，系 统将在“模型树”（而不是在实际装配窗口）中显示 元件，即使元件包含几何。
包装元件
可以使用“包装”功能将元件放置到组件窗口内，而无须指定确 切的放置约束。
在 Pro/INTRALINK 中定义对象关系
可以使用 Pro/INTRALINK 建立组件结构或工作空间内的虚拟组 件。
使用装配骨架
可以使用骨架在不开发元件的情况下，创建组件的 3D 布局、模 拟运动、空间设计并显示组件设计。而后，使用该骨架作为中心 参照，通过将信息经组件结构向下传递，就可以改变该骨架以更 新元件。
Task 2. 尝试直接改变车架宽度。
1. 单击修改 (Modify)。然后单击按菜单选取 (Sel By Menu) 两 次。从 NAV ASM 1 菜单，选取 FRAME.PRT。
自顶向下设计和布局
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NOTESห้องสมุดไป่ตู้
要将设计意图从骨架传达到组件元件，可使用下面任一种方法：
• 使用骨架的外部参照设计零件的特征。 • 不使用骨架的外部参照设计零件的特征，但使用骨架作为指
导。 • 使子组件骨架参照更高层次的骨架。 • 利用整个骨架中的关系控制零件，或利用布局关系控制骨架和
元件。
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NOTES
自顶向下设计技术简介
在自顶向下设计环境中，利用 Pro/ENGINEER 所提供的多种方 法，可成功地进行设计。它提供许多工具来查询组件并确定它们 是如何创建的。
确定设计意图
使用 Pro/ENGINEER，可以在创建任何模型前对设计进行规划。 在 Pro/ENGINEER 中执行任何处理之前，通过以下过程可节省时 间并提高设计精度：
功能，可以很容易地确定其它哪些零件和组件正在使用属于笔 记本的全局基准和参数。
在设计过程中使用布局
Pro/ENGINEER 允许捕获设计意图，以便在整个项目开发过程中 对其进行控制。
在配置中增加更多信息使其更易于理解是相当重要的。若工程笔 记本变得太复杂，必要时还可以创建另一个工程笔记本，并将其 中的一个声明给另一个。
在关系中使用尺寸时，必须以符号形式使用它们。组件级的符号 尺寸在尾部有一个称之为编码符号 的附加后缀。带有相同编码符 号（即 d0:8、d12:8、d25:8）的所有尺寸属于同一个零件。
注意： 若组件已在内存中，即使在零件级，也不能修改关系 中从属的变量。若组件不在内存中，则可在零件级修 改它。检索组件后，系统会重置零件至关系所指定的 值。
定义空子组件 可在组件结构中定义子组件的存在，方法是通过在“材料清单 (BOM)”和“模型树”中创建不含几何的组件。
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设计基础
NOTES
创建不含几何的零件
使用上述创建新子组件的相同方法，也可通过在组件结构中定义 其存在来创建不含几何的零件。
• 复制现有零件 (Copying existing parts) – 复制起始零件或其它 现有零件时，可使用约束进行装配或保留而不放置。
复制现有几何 可以通过复制现有组件来定义一个新的子组件。若要立即使用该 子组件，那么开启一个组件文件是非常有用的；但如果该组件已 包含任何元件，则无法进行复制。
定义缺省基准平面 通过将三个缺省基准平面直接放置到组件中，可创建新的子组 件。此技术可节省时间，因为无须在单独装配窗口中开始子组 件，并且不需要手工增加组件约束。
PRO/ENGINEER 布局
布局是一个可以在其中形成、捕获并控制项目模型设计意图的集 中位置。可包含在布局中的信息类似于工程笔记本 中的信息：
• 2-D 非参数化草绘的几何 • 设计注释 • 自动装配的全局基准平面、轴、点和坐标系
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设计基础
NOTES
• 全局尺寸和参数 • 列表数据 • 全局关系
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设计基础
NOTES
图4：增加参数尺寸
要增强布局的功能并捕获设计意图，可作以下处理：
• 使用关系来关联参数。 • 使用参数组自动改变参数值。 • 增加全局基准平面、轴、点和坐标系，使其能够实现自动装
配。
用关系使参数相互关联
通过增加关系，可以实际增加由布局控制的设计意图的级别。可 以建立全局关系，以便使一个全局尺寸能够从另一个全局值获得 其自身值。即使要控制的元件尚未存在，也可以形成这些参数关 系。
组织布局 将参数和关系增加到布局后，可以使用表格来组织它们。
自顶向下设计和布局
图5：增加参数表格
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NOTES
自动改变参数值
在“布局”模式中，可以使用参数设置来自动改变参数值。
图6：大螺栓实例设置的应用
启用自动装配
通过将全局基准平面、轴、点和坐标系增加到笔记本中，可以设 置布局，以便启用自动装配。增加基准时，必须定义所有的曲面 和轴，它们是使用对齐 (Align) 命令将一个元件装配到另一个元件 时所必需的。在装配零件时，系统将会参照基准特征。
练习 1：使用布局
Task 1. 打开玩具小汽车组件。
1. 改变到 NOTEBOOK 目录中。单击文件 (File) > 工作目录 (Working Directory)，然后选取 NOTEBOOK。单击确定 (OK)。
注意： 要获得最佳效能，应在线框表示中时检索玩具小汽车 组件。
2. 单击文件 (File) > 打开 (Open)。选取 GO_CART.ASM，然后 单击打开 (Open)。
创建工程笔记本
要创建工程笔记本，由初始化布局 开始。创建笔记本与创建产品 绘图类似。如果必要，设置页面的大小并增加多个页面。
可为一个设计项目创建多个工程笔记本，而且每一个工程笔记本 可包含多个页面。可用一个笔记本显示整个项目，并用其它多个 笔记本显示设计的子组件。
草绘设计
要草绘设计，可使用与产品工程图中相同的 2-D 草绘工具创建几 何。这些几何根据需要，可简单，也可复杂。Pro/ENGINEER 不 使用布局几何创建零件。
使用全局尺寸
若希望一个零件参照全局尺寸，必须将此零件声明 到布局中。将 零件声明到布局时，在它们之间创建了的一个直接的关系 — 换言 之，零件现在可以参照布局使用特定的参数值。
注意： 检索一个已声明到布局的零件时，Pro/ENGINEER 自 动将布局检索至内存中。
写入组件关系
关系指数学方程式，包含可用来捕获设计意图的符号尺寸和参 数。它们允许充分利用 Pro/ENGINEER 的参数化本质。
在产品模型的开发过程中或之后，可通过使用修改 (Modify) > 修 改零件 (Mod Part) 在零件中创建特征。使用“从现有复制”(Copy From Existing) 选项，可复制起始零件信息以获取相应的位置和 约束；然而，可能需要重新定义零件的放置。
将元件放置到缺省位置
可将元件作为组件中的一个元素，而无需在组件窗口中真正放置 它。这样就允许将元件作为组件的成员而列出，即使不准备装配 该元件（例如，它没有几何）。如果仍未准备为元件指定约束， 则可以将其快速地装配到一个缺省位置，在组件和“材料清单” 中查看它。元件的缺省位置是指元件的原点与组件的原点相匹配 的一点。
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图7：增加全局基准平面和轴
注意： 布局将会限制用户对设计的访问。一旦创建控制模型 几何的布局后，就不能在零件或组件级改变它 – 此布 局控制着参数、尺寸和特征。只有能进入布局的用户 方能修改这些关键参数。
设计基础
NOTES
将零件链接到布局
当使用工程笔记本设计零件时，对于设计者来说，理解布局和其 中用到的全局信息是非常重要的。若将一个全局尺寸增加到某个 布局，它应告知设计者这是一个关键尺寸，应当用在零件的设计 中。
使用工程笔记本的优点
使用工程笔记本或布局可提供以下便利：
• 通过合并关键参数，可从一个集中位置访问并控制多个模型。 • 可驱动任意多个几何模型和绘图。 • 布局可以确保设计元件具有适当的配合和尺寸。 • 检索任何已声明到笔记本的零件或组件时，Pro/ENGINEER 会
自动将笔记本检索到工作站的内存中。 • 使用“关系”(Relations) 菜单中的“使用场所”(Where Used)
概念块
您可以创建简单零件来代表、而不用创建完全开发的元件与子组 件以放置在组件中。而后，在开发最终模型时，就可以使用组件 中的这些块临时地开发空间声明。通过使用各种方法，能在以后 的设计中替换元件。
在模型间复制参照几何
在“组件”模式中修改零件或子组件时，可以使用复制几何 (Copy Geom) 特征将参照几何从一个模型复制到另一模型。在自 顶向下设计中使用此特征，可进行下列操作：
下图展示了一个组件关系的示例。此关系总是使孔的直径 (d2:0) 比轴的直径 (d0:2) 大 .005。
自顶向下设计和布局
第1-11页
NOTES
d2:0 = d0:2 + .005
图8：组件关系
掌握设计意图
可用各种方式设计模型。使用任何技巧均可抓住并保持设计意 图，但每个过程都有不同的结果。 • 手动修改 – 不使用关系或布局—对模型进行尺寸修改时，必须
自顶向下设计和布局
第1-7页
NOTES
用球标记录元件
图2：草绘几何示例
要记录设计，可使用球标调出元件，然后在布局的左下角为它们 做标签。还可增加文本注释来显示项目名称、材料、成本等信 息。
图3：将球标和注释增加到布局中
用全局信息控制设计
Pro/ENGINEER 布局的功能随参数的增加而增加。通过将全局尺 寸和参数结合到布局中，可以控制设计的关键元素。
零件控制着从属零件的尺寸。 • 笔记本中的零件和组件关系 – 可以在中心布局中进行所有修
改，因为所有零件和组件都被结合在布局中。
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设计基础
NOTES
课堂练习
目标
在本课中，将在设计过程中创建和开发布局，而无需进行零件或 组件建模。
方法
在练习 1 中，将使用布局在整个组件传播一个改变。此设计改变 的影响力非常大，很难手动控制。
在练习 2 中，将开发一个布局来驱动发动机组件中的元件，在不 用组件或元件的情况下产生参数和关系。还可实现对组件中现有 元件的控制。
• 通过重定义复制几何特征的依赖关系来控制变化的传递。 • 为“零件”模式中的特征设计而将骨架数据复制到零件中，或
为子组件窗口中的设计而将骨架数据复制到子组件或其骨架 中。 • 创建映射零件。 • 为外部参照提供可见的实体。 • 将外部特征合并到单个特征中。 • 将参照复制到可以具有外部参照的子组件。
• 草绘初步几何。 • 定义极限尺寸和配合信息。 • 建立模型参数之间的关系。 • 指定元件的装配方式。 然后便可以在整个开发过程中，利用布局功能随时控制设计。
定义组件结构
下列方法在创建或装配所有元件之前定义组件的结构：
创建新的子组件
要创建新的子组件，可以使用“创建选项”(Creation Options) 对 话框来复制现有组件、将三个缺省的基准平面直接放置到组件中 （无需手工增加放置约束），或者只在组件结构中定义子组件的 存在。
模块
1
自顶向下设计和布局
在本模块中，您将学习如何在自顶向下设计的环境下使用协调 一致的设计技术来开发模型。 也将学习如何使用“布局”，布局用于在自顶向下的设计环境 中控制组件的设计意图。学习如何创建布局以及如何在布局中 使用关系。
目标
学习此模块后，您将能够： • 确定项目的设计意图。 • 使用 2 维 (2-D) 布局和工程笔记本来建立并记录设计。 • 定义组件结构。 • 在组件中工作时，创建新的零件和子组件。 • 在组件元件之间复制几何。 • 将设计意图从顶级数据传播到子组件中。 • 描述创建布局或工程笔记本的优点。 • 将零件链接到布局。
• 定位缺省基准 (Locating default datums) – 无需创建实际零件 几何，可以直接在组件中放置三个缺省基准平面。
• 空 (Empty) – 系统在“模型树”中列出空的零件文件，而不在 图形窗口显示任何特征。可以将空零件放置到缺省位置，也可 保持不放置。这使您能够指出组件“材料清单”中存在零件。
自顶向下设计和布局
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NOTES
图1：创建组件
注意： 从“创建选项”(CREATION OPTIONS) 对话框中选取 保留未放置元件 (Leave Component Unplaced) 和从 现有复制 (Copy From Existing) 或空 (Empty) 时，系 统将在“模型树”（而不是在实际装配窗口）中显示 元件，即使元件包含几何。
包装元件
可以使用“包装”功能将元件放置到组件窗口内，而无须指定确 切的放置约束。
在 Pro/INTRALINK 中定义对象关系
可以使用 Pro/INTRALINK 建立组件结构或工作空间内的虚拟组 件。
使用装配骨架
可以使用骨架在不开发元件的情况下，创建组件的 3D 布局、模 拟运动、空间设计并显示组件设计。而后，使用该骨架作为中心 参照，通过将信息经组件结构向下传递，就可以改变该骨架以更 新元件。
Task 2. 尝试直接改变车架宽度。
1. 单击修改 (Modify)。然后单击按菜单选取 (Sel By Menu) 两 次。从 NAV ASM 1 菜单，选取 FRAME.PRT。
自顶向下设计和布局
第1-5页
NOTESห้องสมุดไป่ตู้
要将设计意图从骨架传达到组件元件，可使用下面任一种方法：
• 使用骨架的外部参照设计零件的特征。 • 不使用骨架的外部参照设计零件的特征，但使用骨架作为指
导。 • 使子组件骨架参照更高层次的骨架。 • 利用整个骨架中的关系控制零件，或利用布局关系控制骨架和
元件。
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NOTES
自顶向下设计技术简介
在自顶向下设计环境中，利用 Pro/ENGINEER 所提供的多种方 法，可成功地进行设计。它提供许多工具来查询组件并确定它们 是如何创建的。
确定设计意图
使用 Pro/ENGINEER，可以在创建任何模型前对设计进行规划。 在 Pro/ENGINEER 中执行任何处理之前，通过以下过程可节省时 间并提高设计精度：
功能，可以很容易地确定其它哪些零件和组件正在使用属于笔 记本的全局基准和参数。
在设计过程中使用布局
Pro/ENGINEER 允许捕获设计意图，以便在整个项目开发过程中 对其进行控制。
在配置中增加更多信息使其更易于理解是相当重要的。若工程笔 记本变得太复杂，必要时还可以创建另一个工程笔记本，并将其 中的一个声明给另一个。
在关系中使用尺寸时，必须以符号形式使用它们。组件级的符号 尺寸在尾部有一个称之为编码符号 的附加后缀。带有相同编码符 号（即 d0:8、d12:8、d25:8）的所有尺寸属于同一个零件。
注意： 若组件已在内存中，即使在零件级，也不能修改关系 中从属的变量。若组件不在内存中，则可在零件级修 改它。检索组件后，系统会重置零件至关系所指定的 值。
定义空子组件 可在组件结构中定义子组件的存在，方法是通过在“材料清单 (BOM)”和“模型树”中创建不含几何的组件。
第1-4页
设计基础
NOTES
创建不含几何的零件
使用上述创建新子组件的相同方法，也可通过在组件结构中定义 其存在来创建不含几何的零件。
• 复制现有零件 (Copying existing parts) – 复制起始零件或其它 现有零件时，可使用约束进行装配或保留而不放置。
复制现有几何 可以通过复制现有组件来定义一个新的子组件。若要立即使用该 子组件，那么开启一个组件文件是非常有用的；但如果该组件已 包含任何元件，则无法进行复制。
定义缺省基准平面 通过将三个缺省基准平面直接放置到组件中，可创建新的子组 件。此技术可节省时间，因为无须在单独装配窗口中开始子组 件，并且不需要手工增加组件约束。
PRO/ENGINEER 布局
布局是一个可以在其中形成、捕获并控制项目模型设计意图的集 中位置。可包含在布局中的信息类似于工程笔记本 中的信息：
• 2-D 非参数化草绘的几何 • 设计注释 • 自动装配的全局基准平面、轴、点和坐标系
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设计基础
NOTES
• 全局尺寸和参数 • 列表数据 • 全局关系
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设计基础
NOTES
图4：增加参数尺寸
要增强布局的功能并捕获设计意图，可作以下处理：
• 使用关系来关联参数。 • 使用参数组自动改变参数值。 • 增加全局基准平面、轴、点和坐标系，使其能够实现自动装
配。
用关系使参数相互关联
通过增加关系，可以实际增加由布局控制的设计意图的级别。可 以建立全局关系，以便使一个全局尺寸能够从另一个全局值获得 其自身值。即使要控制的元件尚未存在，也可以形成这些参数关 系。
组织布局 将参数和关系增加到布局后，可以使用表格来组织它们。
自顶向下设计和布局
图5：增加参数表格
第1-9页
NOTES
自动改变参数值
在“布局”模式中，可以使用参数设置来自动改变参数值。
图6：大螺栓实例设置的应用
启用自动装配
通过将全局基准平面、轴、点和坐标系增加到笔记本中，可以设 置布局，以便启用自动装配。增加基准时，必须定义所有的曲面 和轴，它们是使用对齐 (Align) 命令将一个元件装配到另一个元件 时所必需的。在装配零件时，系统将会参照基准特征。
练习 1：使用布局
Task 1. 打开玩具小汽车组件。
1. 改变到 NOTEBOOK 目录中。单击文件 (File) > 工作目录 (Working Directory)，然后选取 NOTEBOOK。单击确定 (OK)。
注意： 要获得最佳效能，应在线框表示中时检索玩具小汽车 组件。
2. 单击文件 (File) > 打开 (Open)。选取 GO_CART.ASM，然后 单击打开 (Open)。
创建工程笔记本
要创建工程笔记本，由初始化布局 开始。创建笔记本与创建产品 绘图类似。如果必要，设置页面的大小并增加多个页面。
可为一个设计项目创建多个工程笔记本，而且每一个工程笔记本 可包含多个页面。可用一个笔记本显示整个项目，并用其它多个 笔记本显示设计的子组件。
草绘设计
要草绘设计，可使用与产品工程图中相同的 2-D 草绘工具创建几 何。这些几何根据需要，可简单，也可复杂。Pro/ENGINEER 不 使用布局几何创建零件。
使用全局尺寸
若希望一个零件参照全局尺寸，必须将此零件声明 到布局中。将 零件声明到布局时，在它们之间创建了的一个直接的关系 — 换言 之，零件现在可以参照布局使用特定的参数值。
注意： 检索一个已声明到布局的零件时，Pro/ENGINEER 自 动将布局检索至内存中。
写入组件关系
关系指数学方程式，包含可用来捕获设计意图的符号尺寸和参 数。它们允许充分利用 Pro/ENGINEER 的参数化本质。
在产品模型的开发过程中或之后，可通过使用修改 (Modify) > 修 改零件 (Mod Part) 在零件中创建特征。使用“从现有复制”(Copy From Existing) 选项，可复制起始零件信息以获取相应的位置和 约束；然而，可能需要重新定义零件的放置。
将元件放置到缺省位置
可将元件作为组件中的一个元素，而无需在组件窗口中真正放置 它。这样就允许将元件作为组件的成员而列出，即使不准备装配 该元件（例如，它没有几何）。如果仍未准备为元件指定约束， 则可以将其快速地装配到一个缺省位置，在组件和“材料清单” 中查看它。元件的缺省位置是指元件的原点与组件的原点相匹配 的一点。
第1-10页
图7：增加全局基准平面和轴
注意： 布局将会限制用户对设计的访问。一旦创建控制模型 几何的布局后，就不能在零件或组件级改变它 – 此布 局控制着参数、尺寸和特征。只有能进入布局的用户 方能修改这些关键参数。
设计基础
NOTES
将零件链接到布局
当使用工程笔记本设计零件时，对于设计者来说，理解布局和其 中用到的全局信息是非常重要的。若将一个全局尺寸增加到某个 布局，它应告知设计者这是一个关键尺寸，应当用在零件的设计 中。
使用工程笔记本的优点
使用工程笔记本或布局可提供以下便利：
• 通过合并关键参数，可从一个集中位置访问并控制多个模型。 • 可驱动任意多个几何模型和绘图。 • 布局可以确保设计元件具有适当的配合和尺寸。 • 检索任何已声明到笔记本的零件或组件时，Pro/ENGINEER 会
自动将笔记本检索到工作站的内存中。 • 使用“关系”(Relations) 菜单中的“使用场所”(Where Used)
概念块
您可以创建简单零件来代表、而不用创建完全开发的元件与子组 件以放置在组件中。而后，在开发最终模型时，就可以使用组件 中的这些块临时地开发空间声明。通过使用各种方法，能在以后 的设计中替换元件。
在模型间复制参照几何
在“组件”模式中修改零件或子组件时，可以使用复制几何 (Copy Geom) 特征将参照几何从一个模型复制到另一模型。在自 顶向下设计中使用此特征，可进行下列操作：
下图展示了一个组件关系的示例。此关系总是使孔的直径 (d2:0) 比轴的直径 (d0:2) 大 .005。
自顶向下设计和布局
第1-11页
NOTES
d2:0 = d0:2 + .005
图8：组件关系
掌握设计意图
可用各种方式设计模型。使用任何技巧均可抓住并保持设计意 图，但每个过程都有不同的结果。 • 手动修改 – 不使用关系或布局—对模型进行尺寸修改时，必须
自顶向下设计和布局
第1-7页
NOTES
用球标记录元件
图2：草绘几何示例
要记录设计，可使用球标调出元件，然后在布局的左下角为它们 做标签。还可增加文本注释来显示项目名称、材料、成本等信 息。
图3：将球标和注释增加到布局中
用全局信息控制设计
Pro/ENGINEER 布局的功能随参数的增加而增加。通过将全局尺 寸和参数结合到布局中，可以控制设计的关键元素。