畢業(yè)論文：井用潛水泵畢業(yè)設計

1、河北工程大學畢業(yè)設計摘要潛水泵是一種重要的流體機械，主要用于農田灌溉及高山區(qū)人畜用水，亦可供中央空調冷卻、熱泵機組、冷泵機組、城市、工廠、鐵路、礦山、工地排水使用。傳統(tǒng)的潛水泵設計以紙質的二維工程圖的形式來表現(xiàn)，比較單調，缺乏直觀性。所以此次設計的創(chuàng)新點即在于利用pro/engineer這一軟件平臺，將傳統(tǒng)的工程圖以三維實體的形式表現(xiàn)出來，從而對其能有一個形象直觀的認識。同時，利用該軟件的仿真模塊對其進行運動學的仿真，使?jié)撍玫幕竟ぷ鞣绞侥苡幸粋€生動的體現(xiàn)?；谝陨峡紤]，論文首先對泵的基本知識進行了簡要的介紹。然后，又簡單概述了pro/engineer軟件建模的基本功能、特點以及各個功能模塊

2、。接著，論文轉入本次設計的主題基于pro/engineer的潛水泵設計。文章依次按照實體建模、總體裝配、運動學仿真和工程圖繪制的順序進行編排，以更好的體現(xiàn)這一過程。 關鍵詞：潛水泵 ， pro/e ， 建模 ， 仿真 abstractsubmersible pump is an important fluid machinery, mainly for irrigation and livestock water use of high mountains, but also for drainage use of central air conditioning cooling, heat

3、pump, cooling pump units, cities, factories, railways, mines and site. the traditional design of submersible pumps to two-dimensional paper drawings in the form of performance, rather monotonous, lack of intuitive. the innovation of the design so that is to use the software platform of pro / enginee

4、r translate the traditional engineering drawings to 3d entity forms, and thus can have an image of their intuitive knowledge. at the same time, using the simulation module of the software simulation of its kinematics, so that the basic work of the submersible pump can have a vivid manifestation.base

5、d on these considerations, the paper first gives a brief introduction of the basic knowledge of the pump. then to a brief overview of pro / engineer software modeling of the basic functions, characteristics and function modules. then, the paper switch to the theme - the submersible pump design based

6、 on pro / engineer. paper arrange in turn in accordance with the modeling, the general assembly, kinematics simulation and engineering drawing to better reflect this process.key words: submersible pump ， pro / e ， modeling ， simulation47目錄摘要iabstractii第1章 泵概述11.1 泵在國民經(jīng)濟中的地位與作用11.2 泵的主要參數(shù)11.3 泵的分類21.

7、4 葉片泵工作原理31.5離心泵的結構形式及主要部件31.6泵的啟動、運行和維護5第2章 pro/e軟件概述62.1 pro/e軟件系統(tǒng)簡介62.2 pro/engineer wildfire概述62.3 pro/engineer系統(tǒng)的特點72.4 pro/engineer軟件模塊介紹8第3章 200qj5032井用潛水泵的機械結構建模133.1 200qj32/50井用潛水泵簡介133.2 零部件建模133.2.1上導流殼建模143.2.2進水節(jié)建模213.2.3聯(lián)軸器建模213.2.4泵軸建模213.2.5導流殼建模213.2.6逆止閥體建模223.2.7閥蓋建模223.2.8葉輪建模22

8、3.2.9其余零部件的建模23第4章 200qj32/50井用潛水泵裝配234.1逆止閥體部件裝配244.2上導流殼部件裝配264.3導流殼部件裝配274.4進水節(jié)部件裝配274.5泵軸部件裝配274.6 200qj32/50井用潛水泵總裝28第5章200qj32/50井用潛水泵的運動學仿真30第6章200qj32/50井用潛水泵工程圖繪制376.1 pro/engineer繪制工程圖376.2利用autocad繪制工程圖39第7章 結論42參考文獻44附錄 零件圖45致謝47第1章 泵概述1.1 泵在國民經(jīng)濟中的地位與作用泵是一種流體機械。它是將原動機的機械能轉變?yōu)檩斔土黧w、給予流體能量的機

9、械。它是國民經(jīng)濟各部門必不可少的機械設備，得到了廣泛的應用：在人們的日常生活中，需要水泵向人們供應生活用水。冬季采暖系統(tǒng)的熱水循環(huán)、衛(wèi)生設施的熱水供應，也需要熱水泵不間斷地工作。城市下水道的排水、輸送污水等亦都亦離不開泵。在農業(yè)生產(chǎn)中，農田的灌溉與排澇，從江河湖泊中取水的抽水站，將長江水引入北方的“南水北調”工程，均需要泵作為輸送水的動力設備。在工業(yè)生產(chǎn)中，泵亦起著十分重要的作用。航空航天工程需要泵輸送潤滑油、冷卻水、推進劑；航海工程需要輸油泵、潤滑油泵及輸水泵等。泵在火力發(fā)電廠中的應用極為廣泛，起著極其重要的作用。從經(jīng)濟角度看，泵是電廠的耗電大戶，特別是給水泵素有“電老虎”之稱。所以，提高泵

10、的技術指標，節(jié)約能耗，對加速四化建設具有重要意義。1.2 泵的主要參數(shù)泵的基本性能參數(shù)包括流量、揚程、軸功率、效率、比轉速、允許汽蝕余量npsh等，它們從不同角度表示了泵的工作性能，現(xiàn)分述如下：1. 流量泵的流量是指泵在單位時間內所輸送的液體量。通常用體積流量表示，單位是、l/s、，這些單位可以互相換算。對于非常溫水或其它液體也可用質量流量，單位是、t/h。2. 揚程泵的揚程，又稱能頭（也有用全壓表示的，如給水泵），是指單位重力液體在泵內所獲得的能量，稱為揚程。揚程用符號h表示，其單位為nm/n=m，習慣上稱為米液柱高。3. 功率和效率（1）軸功率。作為泵的性能參數(shù)，軸功率通常是指泵的輸入功率

11、，也就是原動機傳到泵軸上的功率，用（2）有效功率。通過泵的液體在單位時間內從泵中獲得的能量稱為泵的有效功率。由于這部分能量被流出泵的液體所攜帶，故又稱為輸出功率，用表示。（3）內功率。液體通過泵是要引起一系列損失，我們把實際消耗于液體的功率稱為泵的內功率，用表示。（4）效率。軸功率和有效功率之差是泵內產(chǎn)生的損失功率，其大小用泵的效率來衡量。有效功率和軸功率之比稱為泵的效率，用表示。（5）內效率。泵的有效功率與內功率之比稱為泵的內效率，用表示。（6）原動機功率。一般指原動機的輸出功率。（7）配套功率。在選擇原動機時，考慮到過載的可能，通常在原動機功率的基礎上考慮一定的安全系數(shù)，以計算出原動機的配

12、套功率。4. 轉速泵的轉速是指泵軸每分鐘的轉速，用n表示，單位為r/min。它是影響泵性能的一個重要因素，當轉速變化時，泵的流量、揚程、功率等都將發(fā)生變化。5. 汽蝕余量泵的汽蝕余量是指單位重量的液體從泵吸入口流至葉輪進口壓力最低處的壓力降落量，又稱必需汽蝕余量（國外稱此為凈正吸入水頭），記為。汽蝕余量是表示泵抗汽蝕性能的一個重要參數(shù)。6. 比轉速它是這樣一個綜合特征參數(shù)：既能反映泵的幾何形狀，又能用已知的設計參數(shù)、h（p）和n計算出來，這樣就可以根據(jù)計算出來的比轉速去挑選滿足需要的模型。比轉速在泵的理論研究和選擇、設計中具有重要的意義。1.3 泵的分類泵應用廣泛，所以種類繁多。按工作時的壓力

13、大小可分為：l 低壓泵：壓強小于2mpa；l 中壓泵：壓強為26mpa；l 高壓泵：壓強大于6mpa；按工作原理的不同，可大致分為三類：1.葉片式泵。工作葉輪旋轉時葉輪上的葉片將能量連續(xù)的傳給流體，從而將流體輸送到高壓、高位處。例如：離心式、軸流式、混流式等。2.容積式泵。通過工作室容積周期性變化而實現(xiàn)輸送流體的泵。根據(jù)機械運動方式的不同還可分為往復式和回轉式。3.其它類型的泵。這類泵的主要特點是利用具有較高能量工作流體來輸送能量較低的流體。例如，液環(huán)泵、射流泵等。1.4 葉片泵工作原理以上三種類型的泵中，用途最廣泛的是葉片式泵。這里僅對葉片式泵工作原理做一簡要介紹。葉片泵又稱動力式泵，都有帶

14、有葉片的葉輪，泵吸入室和壓出室等三個過流部件。泵在工作時，原動機帶動葉輪在泵腔內的液體旋轉，靠葉輪對液體的動力作用，把能量連續(xù)地傳遞給液體，使液體的能量增加。流出葉輪后的液體又在通過壓出室時，把部分動能轉化成壓力能。與此同時，葉輪入口附近則成為低壓區(qū)，吸液池內的液體在吸液池液面和葉輪入口之間的壓差的作用下進入泵內。葉輪不斷旋轉，液體也就連續(xù)不斷地依次流過泵內吸入室、葉輪和壓出室這三個過流部件而獲得能量。1.5離心泵的結構形式及主要部件1. 結構形式葉片式泵中應用最廣的是離心泵，通常按照以下三種結構特點分類：按工作葉輪的數(shù)量分為單級泵和多級泵，按葉輪吸進液體的方式分為單吸泵和雙吸泵，按泵軸的方式

15、分為臥式泵和立式泵。離心泵的結構形式，主要是上述三種結構特點的組合，有五種結構形式：單級單吸臥式離心泵、單級雙吸臥式離心泵、單級單吸臥式離心泵、多級臥式離心泵、多級立式離心泵。2. 主要部件離心泵的主要部件有葉輪、吸入室、壓出室、軸、軸向力平衡裝置、密封裝置餓等。現(xiàn)分述如下：（1）葉輪葉輪是離心泵的核心部件，其作用是將原動機的機械能傳遞給流體。其形式有封閉式、半開式及開式三種：l 封閉式葉輪。由前蓋板、后蓋板、葉片及輪轂組成，可分為單吸式和雙吸式兩種。l 半開式葉輪。只在葉片的背側裝有后蓋板。l 開式葉輪。其葉片兩側均無蓋板。半開式葉輪和開式葉輪適合輸送含有雜質的液體，如火力發(fā)電廠中的灰渣泵等

16、。（2）吸入室吸入法蘭接口至葉輪進口前的空間稱為吸入室，其作用是引導液體在流動損失最小的情況下平穩(wěn)地流入葉輪，并使葉輪進口處流速均勻分布。根據(jù)泵結構形式的不同，通常采用的吸入室形式有以下三種形式：l 圓錐管吸入室l 圓環(huán)形吸入室l 辦螺旋形吸入室（3）壓出室壓出室是指，葉輪出口處與單級泵的出口管接頭或多級泵下一級葉輪進口之間的那部分空間。壓出室的作用是收集從葉輪中高速流出的液體，使其速度降低，實現(xiàn)部分動能到壓能的轉化，并把液體在流動損失最小的情況下送入下級葉輪進口或送入排出管路。壓出室主要分：l 螺旋形壓出室l 環(huán)形壓出室l 徑向式導葉與流道式導葉（4）泵軸軸是傳遞轉矩的主要部件。中小型泵多采

17、用平軸，葉輪滑配在軸上，葉輪件的距離用軸套定位，軸的材料一般采用碳鋼。近代大型泵則多采用階梯式軸，不等孔徑的葉輪用熱套法裝在軸上，并采用漸開線花鍵代替過去的短鍵。此種方法，葉輪與軸間無間隙，不至使軸間竄水和沖刷，但拆裝較困難。大功率高壓泵軸采用40cr鋼或特種合金鋼。（5）軸向力、徑向力及其平衡裝置.軸向力及其平衡離心泵運行時，因葉輪兩側的壓強不等而產(chǎn)生了一個方向指向泵吸入口、并與泵軸平行的作用力，稱為軸向力。這個力往往可以達到數(shù)萬牛頓，使整個轉子壓向吸入口，不僅可以引起動靜部件碰撞和磨損，還會增加軸承負荷，導致機組振動，對泵的正常運行十分不利。所以在設計和使用時對其平衡問題必須給予足夠重視。

18、軸向力產(chǎn)生原因以單級單吸式葉輪為例，由于泄漏的原因葉輪兩側充有液體，但它們的液流壓力不等。葉輪右側的壓力與葉輪左側吸入口以上的壓力近似相等，互相抵消。但在吸入口部分，左右兩側的液流壓力就不等了，右側壓力大于左側，它們的壓力差乘以面積的積分就是作用在單個面積上的軸向力。軸向力的方向指向吸入口。軸向力的平衡l 采用平衡孔及平衡管平衡軸向力l 采用雙吸葉輪平衡軸向力l 采用葉輪對稱排列的方式平衡軸向力l 采用背葉片平衡軸向力l 采用平衡盤平衡軸向力l 采用平衡鼓平衡軸向力l 采用平衡鼓與平衡盤聯(lián)合裝置平衡軸向力.徑向力及其平衡蝸殼式泵在頻繁啟動或經(jīng)常在非設計工況下運行會產(chǎn)生的徑向力，它是個交變應力（

19、載荷），易使軸產(chǎn)生疲勞破壞；同時，這個交變應力也會使軸產(chǎn)生定向的撓度，甚至使密封環(huán)、級間套和軸套、軸承發(fā)生摩擦而損壞。特別是對于尺寸較大、揚程較高的大型蝸殼型壓出室。因此，采取徑向力平衡措施，具體做法有：l 采用雙層壓出室平衡徑向力l 采用倒置蝸殼型壓出室平衡徑向力（6）密封機構在泵內，許多兩端存在壓差的間隙處多需要設置密封件或密封裝置，以阻止不應有的泄露。按所密封的部位，這些密封件或密封裝置可分為靜密封和動密封兩類。所謂靜密封，是指密封面間無相對運動的密封；動密封是指密封面間有相對運動的密封。按阻漏機理，密封又分為接觸型密封和非接觸型密封。借密封力使密封面間互相靠緊接觸，以減小或消除間隙的各

20、種密封稱為接觸型密封。而密封面間預留固定的裝配間隙，無須密封力壓緊的各類密封統(tǒng)稱為非接觸型密封。泵內的靜密封皆屬接觸型密封，而動密封既有接觸型的，也有非接觸型的。非接觸型密封又有流阻型和動力型之分。流阻型密封包括間隙密封和迷宮密封，是利用流體在間隙內的截流效應限漏的。動力型密封靠動力元件產(chǎn)生的壓頭抵消密封間隙兩側的壓力差來克服泄露。1.6泵的啟動、運行和維護1. 啟動程序（1）檢查。啟動前首先對與泵啟動和運行有關的事項進行全面認真的檢查。（2）泵在啟動前的狀態(tài)。離心泵泵腔和吸水管內充滿水，出口閥關閉。（3）合閘啟動。待泵轉速達到確定轉速后，逐漸開啟離心泵的出口閥，增加流量，并達到滿負荷，而且運

21、行時流量不小于該泵要求的最小流量。2. 正常維護、停泵和事故處理（1）正常運行與維護。泵正常運轉后，隨時觀察和檢查泵運行的全面情況，并定時記錄各表計的讀數(shù)。（2）停泵。要注意離心泵要關閉出口閥后再停泵，給水泵還需開啟暖泵系統(tǒng)使其慢慢的冷卻，帶泵轉子停轉后再停掉潤滑油系統(tǒng)。（3）常見事故及其處理方法。第2章 pro/e軟件概述2.1 pro/e軟件系統(tǒng)簡介pro/engineer wildfire 中文版是美國ptc(pvarametric technology corporation，參數(shù)技術公司)公司推出的工程設計技術軟件，其功能強大，參數(shù)化特征造型時期占據(jù)的三維設計領域的軟件市場份額越來越

22、大，尤其在我國的cad/cam研究所和工廠中得到了廣泛應用。pro/engineer經(jīng)過了r20、2000i、2000i2、2001等版本的不斷升級，隨著該公司對其他相關技術公司的合并進程，引進了很多新功能，因此，在2003推出了wildfire（野火）版。2.2 pro/engineer wildfire概述美國ptc公司作為參數(shù)化技術的提出者，從1988年推出實體參數(shù)化設計軟件pro/engineer ，在全世界受到人們的廣泛接受。自從推出以來，ptc公司又不斷進行完善，陸續(xù)推出多個版本，目前的最新版本是pro/engineer wildfire。它是基于特征、采取參數(shù)化技術、全數(shù)據(jù)相關、

23、單一集成數(shù)據(jù)庫、支持并行工程操作的最新實體參數(shù)化設計軟件，更完整地集成了各種模塊，完美地為開發(fā)者解決了由工業(yè)設計至nc加工的全套解決方案，極大地提高料業(yè)界的競爭能力。pro/engineer 適用于工業(yè)設計自動化方面的大型集成軟件，它引入了行為建模功能，可以通過對永固的設計要求和目標進行分析，自動得到最優(yōu)結果。它所涉及的主要行業(yè)包括工業(yè)設計、機械、仿真、制造和數(shù)據(jù)管理、電路設計、汽車、航天、玩具等。pro/engineer wildfire軟件的功能比較豐富，包括三維實體建模、三維曲面建模、模型的空間轉換、顯示控制和觀察、零件裝配及干涉檢驗、平面出圖、渲染處理、資料炎癥、數(shù)據(jù)交換、文件管理及數(shù)

24、據(jù)庫等功能。該系統(tǒng)采取參數(shù)化特征建模技術，既有特征建模、模塊化、集成化程度高、可移植性強以及兼容性好等優(yōu)點。特征建模不僅描述料幾何形狀信息，而且在更高層次上表達產(chǎn)品的功能信息，其操作不在是原始的線條和體素，而是產(chǎn)品的功能要素，如通孔、鍵槽、倒角等。通過采取參數(shù)化和尺寸驅動技術，可以通過修改模型的約束尺寸來修改模型的大小和形狀，而尺寸之間又可以相關，尺寸更改會引起模型的自動變化。同時該軟件采取統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫進行模型數(shù)據(jù)管理，這樣使得對木一對想做的任何改動都能及時自動地在調用該對象的任何地方得以體現(xiàn)。這位設計開發(fā)的同步工作、數(shù)據(jù)共享及現(xiàn)代并行設計工程提供了很大的便利性。pro/engineer wil

25、dfire產(chǎn)品系列軟件采取模塊化方式，其集成化程度比較高，它不僅提供基本功能模塊，還提供了選裝模塊。pro/engineer 就是其中一個基本的產(chǎn)品建模模塊，還有pro/assembly、pro/mechanica、pro/engineer等二十幾個可選裝模塊。該軟件具有良好的兼容性，在其中設計好的模型可以通過系統(tǒng)提供的接口輸出到其它軟件所兼容的格式，如catia、step、giff、iges等，同時也可以將相應格式的模型輸入到pro/engineer環(huán)境中，如iges、neutral、set、step、catia、engen等。pro/engineer wildfire將pro/engine

26、er 的易學易用性、功能強大性以及互聯(lián)互通性融為一體，大大提高料用戶的工作效率。與pro/engineer 2001相比，野火般的操作更簡潔，其界面、風格以及操作方法也發(fā)生料較大的變化，更比便于用戶學習、掌握，同時野火般引入了極富創(chuàng)造力的連接功能，從而改進了用戶獲取信息的方法以及與人合作的方式。野火版中，用戶可以很方便地通過internet與團隊的其他設計人員實現(xiàn)信息溝通。目前，pro/engineer wildfire是pro/engineer 系列中最強大、最完善的版本，它是繼承了pro/engineer 中頗受歡迎的各項功能，同時加強了軟件以及web的連通性，使pro/engineer

27、真正成為產(chǎn)品設計的新標準。2.3 pro/engineer系統(tǒng)的特點隨著cad/camde研究進程，ptc率先提出參數(shù)設計、特征建模、全數(shù)據(jù)相關和單一集成數(shù)據(jù)庫的設計新思路，使pro/engineer系統(tǒng)成為當前非常優(yōu)秀的cad/cam設計軟件。1. 參數(shù)化設計pro/engineer 是第一個引入?yún)?shù)化概念的計算機輔助軟件，它帶來了業(yè)界的一次技術革命。所謂參數(shù)化是指特征之間具有一定的關聯(lián)關系，這種關系可以通過一定的參數(shù)來表示，該參數(shù)既可以是變量，也可以是關系式。這就決定了個參數(shù)是隨著外部變量的變化而變化的，帶有實時性。也就決定了同某個特征相關聯(lián)的其他特征也要發(fā)生相關變化，而不需要重新繪制。參

28、數(shù)化設計通過尺寸驅動來實現(xiàn)，所謂尺寸驅動就是以模型的尺寸來決定模型的形狀，一個模型有一組具有一定關聯(lián)的尺寸進行定義。利用參數(shù)化技術，可使設計人員從大量繁重而瑣碎的建模工作中解脫出來，可以大大提高設計速度，并減少信息的存儲量。在pro/engineer 中定義的參數(shù)主要包括幾何形狀參數(shù)和定位尺寸參數(shù)兩種。2. 基于特征 特征的概念最早出現(xiàn)在1978年美國mit的一片學士論文“cad中基于特征的零件表示”中，隨后經(jīng)過幾年的醞釀討論，至80年代有關特征建模技術得到廣泛關注。特征是一種集成對象，是包含豐富的工程語義，因此，它是在更高層次上表達鏟平的功能和形狀信息。對于不同的設計階段和應用領域有不同的特

29、征定義，例如功能特征、加工特征、精度特征等。在pro/engineer 中的所有模型都是由多個特征組成的，改變與特征相關的各種數(shù)據(jù)信息，則可以直接改變模型的外觀等。（1）基礎特征。每個零件模型都有它的大體形狀，如果我們在工程實踐中直接選擇一個與零件外形相似的鑄件等進行加工的話，則可以省去很多麻煩。在pro/engineer 中的基礎特征就是這個類似鑄件的意思。（2）輔助特征。在建立料基礎特征后，需要對其進行加工和處理，這時所涉及到的所有特征就是輔助特征。輔助特征也叫做修飾特征。3. 全數(shù)據(jù)相關采用全數(shù)據(jù)相關，在設計中任何一處的修改都將反映到整個設計的其他環(huán)節(jié)中，例如，如果修改工程途中的劇本數(shù)據(jù)

30、，三維實體模型也將隨之改變，在加工中的數(shù)控加工路徑也會自動更新。這將給鏟平的設計和生成帶來很大的方便，大大地減輕了設計人員的重復性工作，提高設計效率。4. 單一集成數(shù)據(jù)庫pro/engineer 系統(tǒng)建立在單一數(shù)據(jù)庫舉出之上，這一點不同于大多數(shù)建立在多個數(shù)據(jù)庫之上的傳統(tǒng)cad系統(tǒng)。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的所有數(shù)據(jù)都來自同一個數(shù)據(jù)庫，這樣可以使不同部門的設計人員能同時拷發(fā)同一個產(chǎn)品，實現(xiàn)協(xié)同工作。2.4 pro/engineer軟件模塊介紹pro/engineer是一套由設計至生產(chǎn)的機械自動化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個參數(shù)化、基于特征的實體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能。 參數(shù)化

31、設計和特征功能pro/engineer是采用參數(shù)化設計的、基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設計人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設計者提供了在設計上從未有過的簡易和靈活。 單一數(shù)據(jù)庫pro/engineer是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不象一些傳統(tǒng)的cad/cam系統(tǒng)建立在多個數(shù)據(jù)庫上。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使得每一個獨立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個部門的。換言之，在整個設計過程的任何一處發(fā)生改動，亦可以前后反應在整個設計過程的相關環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變，nc

32、（數(shù)控）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如有任何變動，也完全同樣反應在整個三維模型上。這種獨特的數(shù)據(jù)結構與工程設計的完整的結合，使得一件產(chǎn)品的設計結合起來。這一優(yōu)點，使得設計更優(yōu)化，成品質量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場，價格也更便宜。 pro/engineer是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數(shù)化功能定義、實體零件及組裝造型，三維上色實體或線框造型棚完整工程圖產(chǎn)生及不同視圖（三維造型還可移動，放大或縮小和旋轉）。pro/engineer是一個功能定義系統(tǒng)，即造型是通過各種不同的設計專用功能來實現(xiàn)，其中包括：筋（ribs）、槽（slots）、倒角（chamfers）和抽空（s

33、hells）等，采用這種手段來建立形體，對于工程師來說是更自然，更直觀，無需采用復雜的幾何設計方式。這系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號式的賦予形體 尺寸，不象其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關系，任何一個參數(shù)改變，其也相關的特征也會自動修正。這種功能使得修改更為方便和可令設計優(yōu)化更趨完美。造型不單可以在屏幕上顯示，還可傳送到繪圖機上或一些支持postscript格式的彩色打印機。pro/engineer還可輸出三維和二維圖形給予其他應用軟件，諸如有限元分析及后置處理等，這都是通過標準數(shù)據(jù)交換格式來實現(xiàn)，用戶更可配上pro/engineer軟件的其它模

34、塊或自行利用c語言編程，以增強軟件的功能。它在單用戶環(huán)境下(沒有任何附加模塊)具有大部分的設計能力，組裝能力(人工)和工程制圖能力(不包括ansi， iso，din或jis標準)，并且支持符合工業(yè)標準的繪圖儀(hp，hpgl)和黑白及彩色打印機的二維和三維圖形輸出。 pro/engineer功能如下： 1特征驅動（例如：凸臺、槽、倒角、腔、殼等）。 2參數(shù)化（參數(shù)=尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等）。3通過零件的特征值之間，載荷/邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積等）的關系來進行設計。 4支持大型、復雜組合件的設計(規(guī)則排列的系列組件，交替排列，proprogram的各種能用零件設計的程序化

35、方法等)。 5貫穿所有應用的完全相關性(任何一個地方的變動都將引起與之有關的每個地方變動)。其它輔助模塊將進一步提高擴展proengineer的基本功能。 proassemblypro/assembly是一個參數(shù)化組裝管理系統(tǒng)，能提供用戶自定義手段去生成一組組裝系列及可自動地更換零件。pro/assembly是pro/adssembly的一個擴展選項模塊，只能在pro/engineer環(huán)境下運行，它具有如下功能： 1在組合件內自動零件替換(交替式) 2規(guī)則排列的組合(支持組合件子集)。 3組裝模式下的零件生成(考慮組件內已存在的零件來產(chǎn)生一個新的零件)。 4pro/assembly里有一個pr

36、o/program模塊，它提供一個開發(fā)工具。使用戶能自行編寫參數(shù)化零件及組裝的自動化程序，這種程序可使不是技術性用戶也可產(chǎn)生自定義設計，只需要輸入一些簡單的參數(shù)即可。 5組件特征(繪零件與，廣組件組成的組件附加特征值如：給兩中零件之間加一個焊接特征等）。 procablingpro/cabling提供了一個全面的電纜布線功能，它為在pro/engineer的部件內真正設計三維電纜和導線束提供了一個綜合性的電纜鋪設功能包。三維電纜的鋪設可以在設計和組裝機電裝置時同時進行，它還允許工程設計者在機械與電纜空間進行優(yōu)化設計。 pro/cabling功能包括： 1新特征包括：電纜、導線和電線束。 2用于

37、零件與組件的接插件設計。 3在pro/engineer零件和部件上的電纜、導線及電線束鋪設。4生成電纜/導線束直線長度及bom信息。 5從所鋪設的部件中生成三維電纜束布線圖。 6對參數(shù)位置的電纜分離和連接。 7空間分布要求的計算，包括干涉檢查。 8電纜質量特性，包括體積、質量慣性、長度。 9用于插頭和導線的規(guī)定符號。 procatprocat是選用性模塊，提供proengineer與catia的雙向數(shù)據(jù)交換接口，catia的造型可直接輸入proengineer軟件內，并可加上proengineer的功能定義和參數(shù)工序，而proengineer也可將其造型輸出到catia軟件里。這種高度準確的數(shù)

38、據(jù)交換技術令設計者得以在節(jié)省時間及設計成本的同時，擴充現(xiàn)有軟件系統(tǒng)的投資。 procdtpro/cdt是一個pro/engineer的選件模塊，為cadam2d工程圖提供professionalcadam與pro/engineer雙向數(shù)據(jù)交換直接接口。cadam工程圖的文件可以直接讀入pro/engineer，亦可用中性的文件格式，經(jīng)由professionalcadam輸出或讀入任何運行pro/engineer的工作站上。pro/cdt避免了一般通過標準文件格式交換信息的問題，并可使新客戶在轉入pro/engineer后，仍可繼續(xù)享用原有的cadam數(shù)據(jù)庫。 procmpositepro/co

39、mposite是一個pro/engineer的選件模塊，需配用pro/engineer及pro/su*ce環(huán)境下運行。該模塊能用于設計、復合夾層材料的部件。pro/composite在pro/engineer的應用環(huán)境里具備完整的關聯(lián)性，這個自動化工具提供的參 數(shù)化、特征技術適用于整個設計工序的每個環(huán)節(jié)。 prodeveloppro/develop是一個用戶開發(fā)工具，用戶可利用這軟件工具將一些自己編寫或第三家的應用軟件結合并運行在pro/engineer軟件環(huán)境下。pro/idevelop包括c語言的副程序庫,用于支援pro/engineer的交接口，以及直接存取pro/engineer數(shù)據(jù)庫

40、。 prodesignpro/design可加速設計大型及復雜的順序組件，這些工具可方便地生成裝配圖層次等級，二維平面圖布置上的非參數(shù)化組裝概念設計，二維平面布置上的參數(shù)化概念分析以及3d部件平面布置。pro/design也能使用2d平面圖自動組裝零件。它必須在pro/engineer環(huán)境下運行。其功能有：13d裝配圖的連接層次等級設計； 2整體與局部的尺寸、比例和基準的確定； 3情況研究-參數(shù)化詳細草圖（2d解算器、工程記錄和計算）繪制； 4組裝：允許使用3d圖塊表示零組件了定位和組裝零件位置； 5自動組裝。 prodetailpro/engineer提供了一個很寬的生成工程圖的能力，包括：

41、自動尺寸標注、參數(shù)特征生成，全尺寸修飾，自動生成投影面，輔助面，截面和局部視圖，pro/detail擴展了pro/engineer這些基本功能，允許直接從pro/engineer的實體造型產(chǎn)品按ansi/iso/jis/din標準的工程圖。pro/detail支持的功能包括： 1支持ansi，iso，jis和din標準； 2全幾何公差配合：*特征控制標志*基本尺寸標注*公差基準面和軸；3測量標準*毫米尺寸*公差尺寸*角度尺寸 4字符高剖線*半剖圖*多暴露度控制； 5圖內可變字符高度； 6用戶自定義字體； 7圖內多種字體； 8雙尺寸標準； 9縱向尺寸標注； 10擴展視圖功能：*零組件剖視圖*自動

42、畫面視圖*旋轉面剖視圖*比例視圖（所有視圖不同比例）*軸測圖(iso標準); 11表面光潔度標記； 12用戶自定義繪圖格式和繪圖格式庫； 13圖表； 14用于pro/detail設置隱含標準的配置文件； 15用于注釋表面光潔度和球星的多引線種類； 16尺寸與尺寸線平行； 17可選擇的消隱線顯示觀察； 18具有輸入用于注釋的ascii文件能力； 19多層零件圖和布置圖。 pro/detail也包括2d非參數(shù)化制圖功能，可用于生成不需要3d模型的產(chǎn)品圖。pro/detail提供下列功能： 1具有讀其它符合iges40、set和dxf標準的cad系統(tǒng)生成的圖形能力。 2具有修改輸入圖形來影響設計修改

43、或更新能力。 3具有利用pro/project提供圖形儲存、恢復等功能來管理這些圖形的能力。4具有通過iges到ptc支持的繪圖儀輸出這些圖形能力。 5具有將非相關性幾何體加到pro/detail圖形的能力。 6具有生成用戶自定義的符號和符號庫的能力。 7具有生成用戶自定義的線型能力。第3章 200qj5032井用潛水泵的機械結構建模3.1 200qj32/50井用潛水泵簡介此次設計的實體是由鄭州水泵廠生產(chǎn)的200qj潛水泵，它是一種井用潛水泵，工作時潛入水下，其吸入口直徑為200毫米。這種泵的體積小、重量輕、移動方便，并具有適用于不同井徑要求的小尺寸的多級泵機構，尤其適用于深井提水。200q

44、j潛水泵屬于上泵式、濕式潛水泵，該潛水泵的裝配分解圖如圖3-1所示。圖3-1.200qj潛水泵分解圖1進水節(jié)；2密封環(huán)；3緊固件；4錐形套；5葉輪；6橡膠軸承；7導流殼；8密封環(huán)；9錐形套；10葉輪；11橡膠軸承；12護線板；13上導流殼；14密封環(huán)；15緩沖墊；16逆止閥體；17閥蓋；18閥墊；19閥桿；20泵軸；21鍵；22聯(lián)軸器；23緊定螺釘由圖可知，該潛水泵為單吸式二級泵，主要由進水節(jié)、泵軸、導流殼、上導流殼、逆止閥體、閥桿、閥蓋、橡膠軸承、葉輪等零件組成。在下一節(jié)，我將簡要介紹各個零件的實體建模過程。3.2 零部件建模在pro/engineer中,特征是構成零件的最小單位,也是組成零

45、件的最基本要素。因此, 利用pro/engineer進行零件設計及產(chǎn)品造型的過程,實際上就是按照一定的順序和規(guī)則創(chuàng)建一系列特征的過程。特征通過各種幾何參數(shù)確定其形狀，修改參數(shù)就能自動變更特征。pro/engineer中最常用的特征包括基礎特征、放置特征、基礎特征和工程特征?；A特征在零件中處于基礎地位，所以一般情況下都是先建立基礎特征，然后再根據(jù)需要建立放置特征和工程特征等?；A特征包括拉伸特征、旋轉特征、掃描特征和混合特征；放置特征包括建立各種孔、殼、筋、拔模、倒圓角和倒角等特征；基準特征包括包括基準點、基準軸、基準軸線、基準平面等特征；而工程特征包括建立管道、修飾特征等。基礎特征是指由二維

46、截面草圖經(jīng)過拉伸、旋轉、掃描和混合等方式形成的一類實體特征。因為截面是以草圖的形式繪制，故也稱為草繪特征。在零件建模的過程中，可以使用“加材料”或者“切除材料”的方法建立基礎特征。進行零件設計的一般步驟是：（1） 啟動pro/engineer，進入零件設計（part）模式；（2） 生成第一個基礎特征，即基體特征；（3） 添加或修改特征，完善設計；（4） 滿意后存盤退出，否則返回到上一步繼續(xù)操作。下面簡要介紹各個零件的建模：3.2.1上導流殼建模1.進入零件設計模式（1）啟動pro/engineer wildfire 5.0。（2）在主菜單中單擊文件新建，系統(tǒng)彈出如圖3-2所示的新建對話框。圖3

47、-2.【新建】對話框（3）在對話框的類型欄中點選零件，在子類型欄中點選實體，在名稱文本框中輸入新的文件名“shangdaoliuke_09”。（4）不勾選使用缺省模板，單擊確定按鈕，系統(tǒng)出現(xiàn)如圖3-3所示新文件選項對話框。因為我國國家標準是使用公制設計單位，因此，一般應選擇“mmns_part_solid”模板。圖3-3.【新文件選項】對話框（5）選定了設計模板后，在對話框上單擊確定按鈕，即進入零件設計模式。2.建立旋轉特征(1)選擇主菜單插入拉伸項，系統(tǒng)彈出拉伸操控板。(2)打開放置上滑面板，單擊其中的 定義按鈕，彈出草繪對話框。(3)選擇基準平面top為草繪平面，接受缺省的草繪視圖方向，指

48、定right為定向參考平面，法線方向向右，單擊 草繪按鈕，進入草繪環(huán)境。(4)繪制如圖3-4所示的草繪截面，完成后單擊按鈕，退出草繪環(huán)境。圖3-4. 草繪截面(5)在操控板的文本編輯框中指定旋轉角度為360度。保持其他選項不變，最后單擊按鈕，完成旋轉特征的建立。3. 添加或修改特征（1）倒圓角。單擊繪圖工具欄中的，彈出倒圓角控制面板，如圖3-5所示。按住ctrl鍵選擇需要倒圓角的邊，將圓角半徑設置為2毫米，單擊按鈕，完成倒圓角。圖3-5【倒圓角】控制面板（2）建立孔特征。單擊孔工具按鈕，彈出孔工具控制面板，點擊【放置】按鈕，選擇導流殼的一個平面如圖3-6所示，然后按圖3-7所示設置參數(shù)。圖3-

49、6 .選取上導流殼平面 圖3-7 .確定孔的位置接著點擊【形狀】按鈕，并按圖3-8所示設置孔的形狀。圖3-8.設置孔的形狀最后按圖3-9所示設置操控板的參數(shù)，單擊完成孔的定義。圖3-9.【孔定義】操控板（3）陣列孔特征單擊工具欄中的，彈出陣列特征操控面板。在第一個下拉菜單中選擇“軸”選項，陣列4個，輸入角度為90度如圖3-10所示，完成后單擊完成陣列。圖3-10.【陣列】操控板（4）按同樣的方法完成另一組孔特征的建模。（5）建立筋特征。單擊特征工具欄中的筋按鈕，將彈出如圖3-11所示的筋操控板。圖3-11【筋】操控板l 單擊“參照”按鈕，再單擊“定義”按鈕，彈出“草繪”對話框。選擇front面

50、作為草繪平面，接受系統(tǒng)默認的top面作為參照面。l 單擊“草繪”按鈕，進入草繪環(huán)境。繪制筋輪廓線。l 單擊“確定”按鈕，返回到實體建模環(huán)境。l 在操控板中輸入8，觀察黃色生成箭頭。如果指向特征外部，則雙擊該箭頭即可。l 單擊“確定”按鈕，生成如圖3-12所示的筋特征。圖3-12.生成筋特征l 按步驟（3）陣列筋特征并倒圓角。（6） 拉伸切除特征l 單擊特征工具欄中的拉伸按鈕，將彈出如圖3-13所示的拉伸操控板。圖3-13【拉伸】操控板l 按圖3-13所示將去除材料按鈕按下，在下拉列表中選擇拉伸至與所有截面相交選項，單擊，生成拉伸切除特征。（7） m6特征孔的建立l 按步驟（2）建立m6的孔特征

51、。l 單擊特征工具欄中的鏡像按鈕，彈出如圖3-14所示的操控板，選擇front為鏡像平面，單擊完成孔特征的建模。圖3-14.【鏡像】操控板（8）建立導葉特征l 點擊主菜單【插入】【造型】命令，窗口變?yōu)樵煨痛翱谌鐖D3-15所示。圖3-15.【造型】窗口l 點擊按鈕，繪制如圖3-16所示的曲線。草繪曲線圖3-16.草繪曲線l 點擊下落曲線命令，首先選取剛剛繪制的曲線，然后選擇導流殼內部的曲面，最后選擇參考平面完成后的操控板如圖43-17所示。圖3-17.【下落曲線】操控板l 使用陣列命令完成導葉的建模。最終實體圖如圖3-18所示。圖3-18.上導流殼實體圖3.2.2進水節(jié)建模進水節(jié)位于潛水泵的底部

52、，用于將泵體與潛水電機固定。其上裝有濾水網(wǎng)，可以過濾水中的雜質，防止?jié)撍枚氯?。在進水節(jié)的建模過程中用到了旋轉、孔工具、陣列、拉伸、掃描伸出項、掃描切剪、鏡像等實體建模命令。最終實體圖如圖3-19所示。 圖3-19.進水節(jié)實體圖 圖3-20聯(lián)軸器實體圖3.2.3聯(lián)軸器建模聯(lián)軸器用于把泵軸和電動機軸連接起來實現(xiàn)直接傳動。泵用聯(lián)軸器的結構型式很多，這里屬于剛性聯(lián)軸器中的套筒聯(lián)軸器。這種聯(lián)軸器制造容易，徑向尺寸小，用于輕載小尺寸軸的連接。在建模過程中用到了旋轉、孔工具、拉伸等命令。實體圖如圖3-20所示。3.2.4泵軸建模該泵軸為平軸，葉輪通過錐形套定位在軸上，軸的材料采用碳鋼。在泵軸的建模過程中用

53、到了旋轉、拉伸等命令。其實體圖如圖3-21所示。3.2.5導流殼建模導流殼是重要的過流部件，導流殼的作用就是改變葉輪出口流出液體的流動方向，輸送到下一級葉輪進口或泵的出口。流出葉輪的液體，其速度很大，在改變方向的輸送過程中會造成較大的能量損失，葉輪進口或泵的出口要求液體速度比較低，我們設計導流殼的任務就是要改變液流方向和降低液體流速，并盡量減小其能量損失。導流殼的實體模型如圖3-22所示。 圖3-21.泵軸實體圖 圖3-22.導流殼實體圖3.2.6逆止閥體建模逆止閥體的建模過程中用到了拉伸、旋轉、筋工具、鏡像、陣列等命令。其實體模型如圖3-23所示。3.2.7閥蓋建模閥蓋上面有兩個傾斜的孔，當

54、泵停轉時，可以有效地防止水倒流入葉輪而使電機逆轉造成損壞。閥蓋的實體圖如圖3-24所示。 圖3-23 逆止閥體實體圖 圖3-24閥蓋實體圖3.2.8葉輪建模葉輪是潛水泵中最重要的過流部件。這里的葉輪為閉式葉輪，由葉片、前蓋板、后蓋板組成。其作用是將原動機的機械能傳輸給流體。葉輪的難點在于葉片的實體造型，這里使用了pro/e的高級曲面造型命令。實體圖效果如圖3-25所示。圖3-25.葉輪實體圖3.2.9其余零部件的建模除上述八種零件外，還包括密封環(huán)、密封墊、銘牌、轉向標、護線板、上導流殼、閥桿、閥墊、緩沖墊、橡膠軸承、錐形套等.（以上圖片見附錄）。第4章 200qj32/50井用潛水泵裝配在現(xiàn)實

55、環(huán)境中，進行零件裝配就是將生產(chǎn)出來的零件通過一定設計關系組裝在一起，使裝配體能夠完成某一項功能。對零件裝配起關鍵作用的是零件之間的設計關系，它將影響整個裝配體的結構和功能。現(xiàn)實環(huán)境中零件之間的設計關系映射到虛擬環(huán)境就是零件之間的裝配約束關系。虛擬環(huán)境中的裝配關系與現(xiàn)實環(huán)境中的裝配關系是一一對應的。因此，在pro/e中，零件裝配是通過定義零件模型之間的裝配約束關系來實現(xiàn)的。當用戶按照要求定義完零件之間的裝配約束關系后，系統(tǒng)就根據(jù)定義的約束關系自動進行組裝，從而完成零部件的裝配模型。下面將詳細介紹200qj32/50井用潛水泵的裝配過程。4.1逆止閥體部件裝配逆止閥體部件裝配結構圖如圖4-1所示。緩沖墊閥蓋閥墊閥桿逆止閥體圖4-1.逆止閥體部件裝配圖裝配步驟：1.創(chuàng)建零部件裝配文件（1）啟動啟動pro/engineer wildfire 5.0。（2）單擊主菜單文件新建命令，系統(tǒng)彈出如圖4-2所示的新建對話框。 圖4-2.【新建】對話框 圖4-3.【新文件選項】對話框（3）在新建對話框的類型選項區(qū)中選擇組件單選按鈕，在 子類型選項區(qū)中選擇設計