機(jī)電技術(shù)教育論文基于PROE的電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)與仿真

本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目：基于PRO/E的電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)與仿真學(xué)生姓名：所在院系：機(jī)電學(xué)院所學(xué)專(zhuān)業(yè)：機(jī)電技術(shù)教育導(dǎo)師姓名：完成時(shí)間：

摘要電風(fēng)扇是一種常見(jiàn)的家用電器，本文以家庭常用的臺(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。其外形結(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，工程圖生成等功能。本文主要講述電風(fēng)扇外型的的實(shí)體建模、電風(fēng)扇的組件的裝配、電風(fēng)扇的葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)的仿真。設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用了拉伸、掃描、混合、等基本建模方法；曲面修剪、合并、偏移、曲面替換實(shí)體等復(fù)雜建模方法；剖面圓頂?shù)雀呒?jí)建模方法；裝配的設(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)總體上是采用了有底向上的設(shè)計(jì)方法，但是有的組件在設(shè)計(jì)過(guò)程中也采用了由頂向下的設(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，更多是要學(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

BASEDONPRO/EOFTHEELECTRICDESIGNANDSIMULATIONAbstractFannerisacommonhouseholdappliances,commonlyusedinthispaper,thefamilydesktopfansasanexample,todescribeindetailthePRO/Eofthewholeprocessofdesignfans.Morecomplexstructureofitsappearance,iftheCADdrawingusingtraditionalsoftwaredesignisverydifficult,PRO/Ecaneasilysolvethisproblem,PRO/Esoftwarehasapowerfulsolidmodeling,surfacemodeling,virtualproductassembly,engineeringandotherfunctionstogenerateFig.Thisarticlefocusesonthefanshapeofthesolidmodeling,assemblycomponents,anelectricfan,electricwindRotatingfanbladesofthesimulation.Designoftheintegrateduseofthestretch,scanning,mixed,andbasicmodelingmethod;surfacecutting,mergers,migration,surfacereplacementofcomplexentities,suchasmodeling;profiledomeadvancedmodelingmethods;thedesignmethodusedintheassemblyofnon-boundportsandportbinding;modelinginthedesignofanelectricfanonthewhole,abottom-updesignmethodology,butsomecomponentsduringthedesignprocesshasalsobeenadoptedbytop-downdesignmethodology,Wearefansofmodelinginlearningthedesignprocess,inadditiontolearningmodelingmethods,themorethemodelistostudydesign.Keywords:Fanner,Pro/e,Solidmodeling,Assembly,Motionsimulation目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1緒論 12設(shè)計(jì)任務(wù) 33實(shí)體建模 43.1電風(fēng)扇前蓋的設(shè)計(jì) 43.2電風(fēng)扇葉片的設(shè)計(jì)： 53.3電風(fēng)扇后蓋的設(shè)計(jì) 53.4電風(fēng)扇電機(jī)罩的設(shè)計(jì) 63.5電風(fēng)扇底座的設(shè)計(jì) 73.6電風(fēng)扇底座修飾結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 94電風(fēng)扇的裝配設(shè)計(jì) 105電風(fēng)扇的機(jī)構(gòu)仿真設(shè)計(jì) 145.1創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)器 145.2創(chuàng)建連接 155.3拖動(dòng)與創(chuàng)建快照 155.4創(chuàng)建運(yùn)行分析 155.5回放結(jié)果并制作媒體播放文件 166結(jié)束語(yǔ) 17致謝 17參考文獻(xiàn) 17附圖 181.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)和使用的家用電器之一，電風(fēng)扇通過(guò)電動(dòng)機(jī)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，做通風(fēng)散熱，循環(huán)空氣，防暑降溫只用。本次設(shè)計(jì)任務(wù)以家庭常用的臺(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[7]。（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，在電風(fēng)扇底座的設(shè)計(jì)過(guò)程中滲透了有頂向下產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法的基本思想。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，更多的是學(xué)習(xí)這種模型設(shè)思想。電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用到拉伸、掃描、混合、等基本建模方法；曲面修剪、合并、偏移、曲面替換實(shí)體等復(fù)雜曲面建模方法；剖面圓頂?shù)雀呒?jí)建模方法。（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，裝配的約束可分成兩大類(lèi)，分別是無(wú)連接接口的約束和有連接接口的約束，無(wú)連接口的約束主要用于一般的裝配中，使用這種裝配方法裝配上去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)，有連接口的約束主要是用于解決機(jī)構(gòu)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題[1]。電風(fēng)扇的機(jī)構(gòu)仿真主要是模擬電風(fēng)扇的葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)該采用用連接口的約束。電風(fēng)扇的最終設(shè)計(jì)結(jié)果如圖1所示：圖1電風(fēng)扇2.實(shí)體建模（1）電風(fēng)扇蓋的設(shè)計(jì)電風(fēng)扇前蓋的設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用到旋轉(zhuǎn)、掃描、殼體、陣列復(fù)制等基本的建模設(shè)計(jì)想，創(chuàng)建的最終實(shí)體效果圖如圖（2）圖（2）電風(fēng)扇的前蓋（2）電風(fēng)扇葉片的設(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采用旋轉(zhuǎn)曲面特征來(lái)完成，葉片主要采用曲面拉伸來(lái)完成，其曲面拉伸剖面圖如圖3，然后對(duì)曲面進(jìn)行拉伸，偏移，合并，實(shí)體化，旋轉(zhuǎn)復(fù)制，陣列，加厚，等一系列的操作，便可完成葉片的制作，其設(shè)計(jì)結(jié)果如圖4所示.圖3拉伸剖面圖圖4風(fēng)扇葉片（3）電風(fēng)扇底座的設(shè)計(jì)電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用了剖面圓頂、混合選項(xiàng)、拉伸剪切等建模方法，電風(fēng)扇葉片的最終設(shè)計(jì)結(jié)果如圖（5）圖（5）風(fēng)扇底座（4）電風(fēng)扇電機(jī)罩的設(shè)計(jì)先創(chuàng)建一個(gè)旋轉(zhuǎn)曲面，然后打開(kāi)打開(kāi)【基準(zhǔn)平面】對(duì)話(huà)框。建立一系列的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面作為草繪平面創(chuàng)建拉伸曲面，對(duì)曲面進(jìn)行拉伸，修剪，倒圓角，加厚，用拉伸去除材料的方法繪制電風(fēng)扇電機(jī)罩散熱孔，然后對(duì)以拉伸的孔進(jìn)行陣列復(fù)制，其最終設(shè)計(jì)結(jié)果如圖6圖（6）電機(jī)罩3.電風(fēng)扇的裝配設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思路：電風(fēng)扇的裝配設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用到無(wú)連接接口約束和有連接接口約束兩種裝配設(shè)計(jì)方法。其中要保證電風(fēng)扇葉片有一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，故電風(fēng)扇的葉片在進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)時(shí)必須使用有連接接口的約束，而電風(fēng)扇的其他部件裝配好后需要完全約束，因此裝配需采用不連接扣約束，電風(fēng)扇的最后裝配結(jié)果如圖7圖7電風(fēng)扇的裝配最終效果4.電風(fēng)扇的機(jī)構(gòu)仿真設(shè)計(jì)在電風(fēng)扇機(jī)構(gòu)仿真的設(shè)計(jì)中，主要模擬電風(fēng)扇葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)和風(fēng)扇頭的擺動(dòng)，并對(duì)電風(fēng)扇的葉片進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)動(dòng)分析，電風(fēng)扇的機(jī)構(gòu)仿真的設(shè)計(jì)步驟如下：（1）創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)器進(jìn)入“機(jī)構(gòu)”模塊在【應(yīng)用程序】主菜單中選取【機(jī)構(gòu)】選項(xiàng)，進(jìn)入機(jī)械仿真界面，單擊（定義伺服電動(dòng)機(jī)），【在從動(dòng)圖元】選項(xiàng)組中選擇【連接軸】選項(xiàng)，然后選擇葉片的中心軸作為連接軸。（2）創(chuàng)建連接在【編輯】菜單中選取【連接】選項(xiàng)，單擊其中的運(yùn)行按鈕，打開(kāi)所示的【確認(rèn)】對(duì)話(huà)框，單擊是按鈕，完成連接的創(chuàng)建工作（3）創(chuàng)建運(yùn)行分析單擊（運(yùn)行分析）按鈕，打開(kāi)【分析定義】對(duì)話(huà)框，對(duì)其進(jìn)行設(shè)置，在類(lèi)型下拉框中選擇“運(yùn)動(dòng)學(xué)”，將終止時(shí)間設(shè)置為60秒，打開(kāi)電動(dòng)機(jī)選項(xiàng)卡，對(duì)時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，完成創(chuàng)建運(yùn)行分析（4）制作多媒體播放文件單擊（播放）按鈕觀察結(jié)果運(yùn)動(dòng)，單擊捕獲按鈕鈕，在此選擇文件的保存路徑，選擇保存格式并填寫(xiě)文件名稱(chēng)。完成后單擊【捕獲】對(duì)話(huà)框中確定按鈕，開(kāi)始媒體播放文件的制作。完成后媒體文件便制作完成。結(jié)束語(yǔ)在這次為期兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)電風(fēng)扇建模的設(shè)計(jì)，我熟悉了對(duì)一個(gè)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)思路，和應(yīng)該注意的問(wèn)題。對(duì)我今后的工作有很大幫助。本人對(duì)PRO/E三維實(shí)體建模、曲面的構(gòu)造、零件的裝配設(shè)計(jì)、以及機(jī)構(gòu)的仿真設(shè)計(jì)等方面有很大的提高。三維實(shí)體造型是學(xué)習(xí)PRO/E的基礎(chǔ)，也為我以后學(xué)習(xí)PRO/E其他高級(jí)功能打下基礎(chǔ)。致謝在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我得到了指導(dǎo)老師的熱心指導(dǎo)和幫助，指導(dǎo)老師具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和較高的理論水平，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中指導(dǎo)老師在設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法上給予我以充分的指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝。同時(shí)我也要感謝我的同學(xué)，我們?cè)谝粔K相互學(xué)習(xí)，一塊解決難題，這也讓我明白了一個(gè)道理，做任何工作都需要團(tuán)隊(duì)力量。非常感謝在本次設(shè)計(jì)中曾給予我耐心指導(dǎo)和親切關(guān)懷的老師及幫助過(guò)我的同學(xué)，正是由于他們的幫助和鼓勵(lì)才使我能夠在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中克服種種困難，最終順利完成論文。在此，請(qǐng)?jiān)试S我再次向給與我?guī)椭母魑恢笇?dǎo)老師和各位同學(xué)表示感謝參考文獻(xiàn)[1]朱金波.Pro/ENGINEERWildfire3.0工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)完全掌握[M].北京：兵器工業(yè)出版社.2007.3[2]葛正浩，胡志剛.Pro/E三維機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)例教程北京：化學(xué)工業(yè)出版社2007.8[3]林清安.Pro/ENGINE