基于Proe風(fēng)扇的設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真.doc

遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)題目：基于Pro/E風(fēng)扇設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真班級(jí)：機(jī)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(xué)課程設(shè)計(jì)1摘要電風(fēng)扇是一種常見(jiàn)的家用電器，本次設(shè)計(jì)以臺(tái)式電風(fēng)扇為例，來(lái)詳細(xì)講述Pro/E設(shè)計(jì)電風(fēng)扇的全過(guò)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(jì)非常困難，Pro/E可以輕松解決這個(gè)問(wèn)題，Pro/E軟件具有很強(qiáng)大的實(shí)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(fēng)扇外形實(shí)體建模、電風(fēng)扇的組件裝配、電風(fēng)扇的葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)仿真。設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用了拉伸、掃描、混合等實(shí)體建模的基本方法；曲面修剪、合并、偏移、實(shí)體化等復(fù)雜的建模方法；裝配的的設(shè)計(jì)方法用到了無(wú)連接口的約束和有連接口的約束。在電風(fēng)扇的建模設(shè)計(jì)總體上是采用了自底向上的設(shè)計(jì)方法，在組件在設(shè)計(jì)過(guò)程中也采用了自頂向下的設(shè)計(jì)方法。我們?cè)趯W(xué)習(xí)電風(fēng)扇的建模設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了學(xué)習(xí)建模方法外，更重要的是學(xué)習(xí)這種模型設(shè)計(jì)思想。關(guān)鍵詞：電風(fēng)扇、Pro/E、實(shí)體建模、裝配、運(yùn)動(dòng)仿真遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)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(xué)課程設(shè)計(jì)3一、設(shè)計(jì)任務(wù)電風(fēng)扇是一種常見(jiàn)的家用電器，也是我國(guó)最早生產(chǎn)和使用的的家用電器之一。電風(fēng)扇是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)葉片高速旋轉(zhuǎn)，從而強(qiáng)制空氣流動(dòng)，改善人與周?chē)臻g的熱交換條件；它被廣泛的運(yùn)用于各種生活和工作環(huán)境，起通風(fēng)散熱、循環(huán)空氣、防暑降溫作用。本次設(shè)計(jì)任務(wù)以臺(tái)式電風(fēng)扇為例來(lái)詳細(xì)講述Pro/E設(shè)計(jì)風(fēng)扇的全過(guò)程。1.1電風(fēng)扇的建模設(shè)計(jì)電風(fēng)扇的建模設(shè)計(jì)總體上來(lái)說(shuō)是使用了有底而上的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用了拉伸、掃描、混合等實(shí)體建模的基本方法；曲面修剪、合并、偏移、實(shí)體化等復(fù)雜的建模方法。我們?cè)趯W(xué)習(xí)電風(fēng)扇建模設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了學(xué)習(xí)建模方法外，更多的是學(xué)習(xí)這種設(shè)計(jì)模型的思想。1.2電風(fēng)扇的裝配與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真利用Pro/E裝配模塊，把電風(fēng)扇的各個(gè)零件裝配好，裝配的約束可分為兩大類(lèi)，分別是無(wú)連接接口約束與有連接接口約束。無(wú)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(duì)運(yùn)動(dòng)；有連接接口的約束主要是用于解決機(jī)構(gòu)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。電風(fēng)扇的機(jī)構(gòu)仿真主要是模擬電風(fēng)扇葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)該采用有連接接口的約束，電風(fēng)扇的最終設(shè)計(jì)結(jié)果如圖1所示:圖1-1電風(fēng)扇遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)4二、實(shí)體建模進(jìn)入Pro/Engineer系統(tǒng)后，首先在標(biāo)準(zhǔn)工具列點(diǎn)選（新建文檔）建立一個(gè)文檔，接著點(diǎn)選零件模塊并輸入新建文件名Fan-1，之后點(diǎn)選確定按鈕，進(jìn)入實(shí)體建模環(huán)境。注：在繪制其他零件時(shí)，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?gòu)?fù)述。2.1電風(fēng)扇前蓋設(shè)計(jì)電風(fēng)扇前蓋設(shè)計(jì)運(yùn)用到旋轉(zhuǎn)、拉伸、掃描、陣列、倒圓角等基本的建模設(shè)計(jì)思想創(chuàng)建實(shí)體特征：進(jìn)入拉伸實(shí)體操作命令繪制前蓋骨架（圖2-1）所示，最后生成實(shí)體（圖2-2）所示：圖2-1前蓋骨架草繪圖圖2-2拉伸后實(shí)體圖在【插入】菜單中依次選取【掃描】/【伸出項(xiàng)】選項(xiàng)，選取草繪軌跡（圖2-3），最后生成掃描實(shí)體特征如圖2-4所示：圖2-3伸出項(xiàng)草繪圖圖2-4掃描后生成實(shí)體圖遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)5創(chuàng)建陣列復(fù)制特征：在模型樹(shù)上選擇上一步創(chuàng)建的【伸出項(xiàng)】特征，然后單擊【陣列】按鈕，系統(tǒng)將打開(kāi)陣列設(shè)計(jì)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(gè)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(jì)，最后在邊沿做【倒圓角】（R=1）特征，完成風(fēng)扇前蓋實(shí)體如圖2-6所示：圖2-5伸出項(xiàng)陣列后圖圖2-6風(fēng)扇前蓋實(shí)體圖2.2電風(fēng)扇葉片設(shè)計(jì)電風(fēng)扇葉片的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)曲面的操作，電風(fēng)扇葉片中間的部分可以采用旋轉(zhuǎn)曲面的特征來(lái)完成，葉片主要是用曲面拉伸來(lái)完成，其曲面拉伸草繪圖如圖2-7所示，然后對(duì)曲面進(jìn)行拉伸、偏移、合并、陣列、實(shí)體化等一系列操作，便可完成葉片操作，葉片實(shí)體圖如圖2-8所示：圖2-7葉片拉伸草繪圖圖2-8電風(fēng)扇葉片實(shí)體圖遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)62.3電風(fēng)扇后蓋設(shè)計(jì)電風(fēng)扇后蓋設(shè)計(jì)中主要是運(yùn)用旋轉(zhuǎn)、拉伸、掃描、倒圓角等特征操作創(chuàng)建后蓋實(shí)體模型。首先在【零件】中創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)實(shí)體，草繪尺寸圖如圖2-9所示，然后再用【掃描】/【伸出項(xiàng)】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(shí)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(shí)體圖2.4電風(fēng)扇本體設(shè)計(jì)電風(fēng)扇本體設(shè)計(jì)中主要運(yùn)用到拉伸、旋轉(zhuǎn)、倒圓角等特征命令操作創(chuàng)建本體實(shí)體模型。首先在零件中點(diǎn)選【拉伸】按鈕進(jìn)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(shí)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(shí)體，并把支架采用【圓形陣列】出6個(gè)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(gè)連接體，并把連接體采用【鏡像】命令使其對(duì)稱(chēng)布置。最終得到電風(fēng)扇本體實(shí)體圖如圖2-13所示：遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)7圖2-12本體草繪尺寸圖圖2-13風(fēng)扇本體效果圖2.5電風(fēng)扇底座設(shè)計(jì)電風(fēng)扇底座設(shè)計(jì)中用到掃描混合、旋轉(zhuǎn)、拉伸、倒圓角等特征命令操作來(lái)創(chuàng)建電風(fēng)扇底座實(shí)體模型。首先，在【插入】/【掃描混合】命令來(lái)創(chuàng)建支架體輪廓，進(jìn)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(gè)界面繪制其輪廓形狀完成【掃描混合】命令。在以有的實(shí)體端部平面選取一半平面進(jìn)行【旋轉(zhuǎn)】完成其端部實(shí)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(shí)體圖其次，用【拉伸】命令創(chuàng)建底座支座實(shí)體；選取FRONT平面，繪制支座草圖如圖2-16所示，對(duì)其進(jìn)行拉伸，選擇兩面拉伸高度為20，并進(jìn)行【倒圓角】操作完成底座實(shí)體。遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)8最后，使用【旋轉(zhuǎn)】、【鏡像】命令完成兩個(gè)端耳；在FRONT平面作為繪圖平面，進(jìn)入草繪模式，繪制端耳的草圖，使用旋轉(zhuǎn)命令完成實(shí)體，并點(diǎn)選已完成的實(shí)體選擇TOP平面作為鏡像平面完成對(duì)稱(chēng)的端耳實(shí)體。電風(fēng)扇底座實(shí)體圖如圖2-17