基于Proe風扇的設(shè)計與運動仿真.doc

遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計題目：基于Pro/E風扇設(shè)計與運動仿真班級：機械07-6班姓名：徐寶元指導(dǎo)教師：曹艷麗完成日期：2011年1月13日遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計1摘要電風扇是一種常見的家用電器，本次設(shè)計以臺式電風扇為例，來詳細講述Pro/E設(shè)計電風扇的全過程。其外型結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，如果用傳統(tǒng)的CAD繪圖軟件設(shè)計非常困難，Pro/E可以輕松解決這個問題，Pro/E軟件具有很強大的實體造型、曲面造型、虛擬產(chǎn)品裝配仿真、工程圖生成等功能。本文主要講述電風扇外形實體建模、電風扇的組件裝配、電風扇的葉片的轉(zhuǎn)動仿真。設(shè)計綜合運用了拉伸、掃描、混合等實體建模的基本方法；曲面修剪、合并、偏移、實體化等復(fù)雜的建模方法；裝配的的設(shè)計方法用到了無連接口的約束和有連接口的約束。在電風扇的建模設(shè)計總體上是采用了自底向上的設(shè)計方法，在組件在設(shè)計過程中也采用了自頂向下的設(shè)計方法。我們在學習電風扇的建模設(shè)計過程中，除了學習建模方法外，更重要的是學習這種模型設(shè)計思想。關(guān)鍵詞：電風扇、Pro/E、實體建模、裝配、運動仿真遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計2AbstractElectricfanisacommonhouseholdappliances,thisdesigntodesktopelectricfan,forexample,toexpoundPro/Edesignfanprocess.Itsexteriorstructureisrelativelycomplex,ifusethetraditionalCADdrawingsoftwaredesignisverydifficult,Pro/Ecanbeeasytosolvethisproblem,Pro/Esoftwarehasverypowerfulentitiesmodelling,surfacemodeling,virtualassemblingsimulation,engineeringdrawinggeneration,andotherfunctions.Thisarticlemainlydescribedentitymodeling,electricfanshapeofcomponentassembly,electricfanbladerotationsimulation.Designcomprehensiveusethetensile,scanning,mixingentitymodelingthebasicmethod,Surfacetrim,merger,offset,substantiatecomplexmodelingmethod,Assemblydesignmethodusedwithamouthofnonartesian-artesianconstraintsandconnectionmouthconstraints.Thefanmodelingdesignwasgenerallyadoptedabottomupwarddesignmethods,inthecomponentinthedesignprocessalsoUSESatop-downdesignmethod.Wearestudyingthefannermodelingdesignprocess,besidesstudymodelingmethodoutside,moreimportantistolearnthismodeldesignthought.Keywords:electricfan,Pro/E,entitymodeling,assembling,movementsimulation遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計3一、設(shè)計任務(wù)電風扇是一種常見的家用電器，也是我國最早生產(chǎn)和使用的的家用電器之一。電風扇是將電能轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動葉片高速旋轉(zhuǎn)，從而強制空氣流動，改善人與周圍空間的熱交換條件；它被廣泛的運用于各種生活和工作環(huán)境，起通風散熱、循環(huán)空氣、防暑降溫作用。本次設(shè)計任務(wù)以臺式電風扇為例來詳細講述Pro/E設(shè)計風扇的全過程。1.1電風扇的建模設(shè)計電風扇的建模設(shè)計總體上來說是使用了有底而上的產(chǎn)品設(shè)計方法，設(shè)計過程中運用了拉伸、掃描、混合等實體建模的基本方法；曲面修剪、合并、偏移、實體化等復(fù)雜的建模方法。我們在學習電風扇建模設(shè)計過程中，除了學習建模方法外，更多的是學習這種設(shè)計模型的思想。1.2電風扇的裝配與機構(gòu)運動仿真利用Pro/E裝配模塊，把電風扇的各個零件裝配好，裝配的約束可分為兩大類，分別是無連接接口約束與有連接接口約束。無連接接口的主要用于一般的裝配中，使用這種裝配方法裝配的零件不具有自由度，零件之間不能做任何相對運動；有連接接口的約束主要是用于解決機構(gòu)的相對運動。電風扇的機構(gòu)仿真主要是模擬電風扇葉片的轉(zhuǎn)動，應(yīng)該采用有連接接口的約束，電風扇的最終設(shè)計結(jié)果如圖1所示:圖1-1電風扇遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計4二、實體建模進入Pro/Engineer系統(tǒng)后，首先在標準工具列點選（新建文檔）建立一個文檔，接著點選零件模塊并輸入新建文件名Fan-1，之后點選確定按鈕，進入實體建模環(huán)境。注：在繪制其他零件時，新建零件文檔與此操作基本一致，只是文件名不同，以后不再復(fù)述。2.1電風扇前蓋設(shè)計電風扇前蓋設(shè)計運用到旋轉(zhuǎn)、拉伸、掃描、陣列、倒圓角等基本的建模設(shè)計思想創(chuàng)建實體特征：進入拉伸實體操作命令繪制前蓋骨架（圖2-1）所示，最后生成實體（圖2-2）所示：圖2-1前蓋骨架草繪圖圖2-2拉伸后實體圖在【插入】菜單中依次選取【掃描】/【伸出項】選項，選取草繪軌跡（圖2-3），最后生成掃描實體特征如圖2-4所示：圖2-3伸出項草繪圖圖2-4掃描后生成實體圖遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計5創(chuàng)建陣列復(fù)制特征：在模型樹上選擇上一步創(chuàng)建的【伸出項】特征，然后單擊【陣列】按鈕，系統(tǒng)將打開陣列設(shè)計圖板，然后再圖板上填上“7.5”陣列的間隔角度值，并輸入圓形陣列個數(shù)為“48”最后創(chuàng)建的陣列特征如圖2-5所示，最后在用旋轉(zhuǎn)命令完成邊沿設(shè)計，最后在邊沿做【倒圓角】（R=1）特征，完成風扇前蓋實體如圖2-6所示：圖2-5伸出項陣列后圖圖2-6風扇前蓋實體圖2.2電風扇葉片設(shè)計電風扇葉片的設(shè)計主要是針對曲面的操作，電風扇葉片中間的部分可以采用旋轉(zhuǎn)曲面的特征來完成，葉片主要是用曲面拉伸來完成，其曲面拉伸草繪圖如圖2-7所示，然后對曲面進行拉伸、偏移、合并、陣列、實體化等一系列操作，便可完成葉片操作，葉片實體圖如圖2-8所示：圖2-7葉片拉伸草繪圖圖2-8電風扇葉片實體圖遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計62.3電風扇后蓋設(shè)計電風扇后蓋設(shè)計中主要是運用旋轉(zhuǎn)、拉伸、掃描、倒圓角等特征操作創(chuàng)建后蓋實體模型。首先在【零件】中創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)實體，草繪尺寸圖如圖2-9所示，然后再用【掃描】/【伸出項】命令創(chuàng)建支架，并采用【圓形陣列】輸入陣列角度為“60”完成后蓋實體并在中心作出盲孔。如圖2-11所示：圖2-9旋轉(zhuǎn)草繪尺寸圖圖2-10掃描支架草繪尺寸圖圖2-11后蓋實體圖2.4電風扇本體設(shè)計電風扇本體設(shè)計中主要運用到拉伸、旋轉(zhuǎn)、倒圓角等特征命令操作創(chuàng)建本體實體模型。首先在零件中點選【拉伸】按鈕進入草繪模式，繪制出本體草圖如圖2-12所示，拉伸厚度為3，完成本體中間部分實體，并在其中心拉伸出直徑為1.5的柱體。經(jīng)【倒圓角】操作后，選用【拉伸】命令創(chuàng)建支架實體，并把支架采用【圓形陣列】出6個支架，陣列角度為“60”.然后采用【旋轉(zhuǎn)】命令創(chuàng)建本體外廓。并在外廓上繼續(xù)旋轉(zhuǎn)出一個連接體，并把連接體采用【鏡像】命令使其對稱布置。最終得到電風扇本體實體圖如圖2-13所示：遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計7圖2-12本體草繪尺寸圖圖2-13風扇本體效果圖2.5電風扇底座設(shè)計電風扇底座設(shè)計中用到掃描混合、旋轉(zhuǎn)、拉伸、倒圓角等特征命令操作來創(chuàng)建電風扇底座實體模型。首先，在【插入】/【掃描混合】命令來創(chuàng)建支架體輪廓，進入草繪模式繪制出【掃描混合】的軌跡尺寸圖如圖2-14所示；然后選取3個界面繪制其輪廓形狀完成【掃描混合】命令。在以有的實體端部平面選取一半平面進行【旋轉(zhuǎn)】完成其端部實體如圖2-15所示。圖2-14底座支架體草繪尺寸圖圖2-15底座支架體實體圖其次，用【拉伸】命令創(chuàng)建底座支座實體；選取FRONT平面，繪制支座草圖如圖2-16所示，對其進行拉伸，選擇兩面拉伸高度為20，并進行【倒圓角】操作完成底座實體。遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計8最后，使用【旋轉(zhuǎn)】、【鏡像】命令完成兩個端耳；在FRONT平面作為繪圖平面，進入草繪模式，繪制端耳的草圖，使用旋轉(zhuǎn)命令完成實體，并點選已完成的實體選擇TOP平面作為鏡像平面完成對稱的端耳實體。電風扇底座實體圖如圖2-17