畢業(yè)設(shè)計——離心通風器的設(shè)計

1、<p><b>　　離心通風器的設(shè)計</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一部分1</b></p><p><b>　　我的工程師之路1</b></p><p>　　1我的職業(yè)方向及目標1&l

2、t;/p><p>　　2機械行業(yè)的發(fā)展前景和就業(yè)分析1</p><p>　　2.1機械行業(yè)發(fā)展前景1</p><p>　　2.2 兩點建議1</p><p>　　2.3 就業(yè)前景1</p><p>　　3 工程師具備的素質(zhì)2</p><p><b>　　4 自我評估2</

3、b></p><p>　　5 就業(yè)實習計劃3</p><p>　　6 強化自我能力3</p><p>　　6.1 所學專業(yè)知識的影響3</p><p>　　6.2 專業(yè)實踐計劃：3</p><p>　　6.3 實習計劃4</p><p>　　（1）積極進取的工作態(tài)度4</

4、p><p><b>　　（2）團隊精神4</b></p><p><b>　?。?）基本禮儀4</b></p><p><b>　?。?）為人處事4</b></p><p><b>　　7總結(jié)4</b></p><p>　　離心

5、通風器的設(shè)計5</p><p><b>　　摘 要5</b></p><p>　　ABSTRACT6</p><p><b>　　1 緒論7</b></p><p>　　1.1 課題來源及意義7</p><p>　　1.2 課題研究領(lǐng)域的發(fā)展和現(xiàn)狀7</p

6、><p>　　1.3 計算機軟件（CAD和pro/E）的發(fā)展及應(yīng)用7</p><p>　　1.3.1 CAD 簡介7</p><p>　　1.3.2 pro/e的簡介及應(yīng)用8</p><p>　　1.5 參數(shù)化設(shè)計簡介8</p><p>　　1.5.1 參數(shù)化設(shè)計的提出與現(xiàn)狀8</p><p&

7、gt;　　1.5.2 參數(shù)化設(shè)計的特點9</p><p>　　1.6 課題研究的主要內(nèi)容9</p><p>　　2 離心通風器的常規(guī)設(shè)計9</p><p>　　2.1 航空發(fā)動機潤滑油系統(tǒng)通風簡介9</p><p>　　2.2 航空發(fā)動機通風器的基本設(shè)計要求10</p><p>　　2.3 離心通風器的工作原

8、理10</p><p>　　3 離心通風器的設(shè)計計算10</p><p>　　3.1 轉(zhuǎn)子主要結(jié)構(gòu)尺寸計算11</p><p>　　3.1.1 油珠的運動分析11</p><p>　　3.1.2 構(gòu)造轉(zhuǎn)子的設(shè)計計算模型12</p><p>　　3.1.3 計算實例16</p><p>

9、;　　3.2 離心通風器消耗功率計算17</p><p>　　3.3 通風器的分離能力試驗計算18</p><p>　　3.4 離心通風器分離能力評價計算19</p><p>　　4 離心通風器的三維參數(shù)化設(shè)計20</p><p>　　4.1 基本原理20</p><p>　　4.2 參數(shù)的分類20<

10、/p><p>　　4.3 主參數(shù)的確定20</p><p>　　4.4 零件模型的建立21</p><p>　　5 計算機輔助軟件CAD與pro/E的對比22</p><p>　　5.1 CAD的優(yōu)缺點22</p><p>　　5.1.1 CAD優(yōu)點22</p><p>　　5.1.2 C

11、AD缺點23</p><p>　　5.2 Pro/E的優(yōu)點25</p><p>　　5.2.1Pro/E的主要特性25</p><p>　　參 考 文 獻27</p><p><b>　　致 謝28</b></p><p>　　附錄B 三維模型圖29</p><

12、p><b>　　第一部分</b></p><p><b>　　我的工程師之路</b></p><p>　　1我的職業(yè)方向及目標</p><p>　　我學習的專業(yè)是機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)，既然選擇了這個專業(yè)我就要從事它，而就我也比較喜歡這個專業(yè)。四年的大學生活即將結(jié)束，我對自己的未來有一個目標，這也是我學習的動力，我

13、希望在不久的將來通過我的努力我能成為一名工程師。</p><p>　　2機械行業(yè)的發(fā)展前景和就業(yè)分析</p><p>　　2.1機械行業(yè)發(fā)展前景</p><p>　　隨著經(jīng)濟危機的逐漸淡出人們的視野，每個行業(yè)都在進行著行業(yè)的復蘇，抓住這個既是危機又是機會的關(guān)鍵時刻充分發(fā)揮產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢，便能夠擺脫經(jīng)濟危機所帶來的不利影響。</p><p>　　機

14、械產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有利因素有：我國逐漸成為世界制造中心，振興裝備制造業(yè)的政策已為各界接受，將逐步發(fā)生積極影響；國家加大節(jié)能減排的政策力度，將促使相關(guān)行業(yè)技術(shù)改造的深入，這無疑為機械工業(yè)提供新的發(fā)展機遇；增加消費、增加支農(nóng)力度和加強基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，也為機械產(chǎn)品提供可觀的市場空間；不利的因素是：機械工業(yè)仍將面臨嚴峻的生產(chǎn)成本壓力和部分原材料短缺的考驗；根據(jù)有關(guān)部門關(guān)于鼓勵進口先進機械裝備進口的政策，部分高檔機電產(chǎn)品的進口會增加，這將會擠占部分國內(nèi)市

15、場；以大型聯(lián)合收割機和大中型拖拉機為代表的農(nóng)機產(chǎn)品的生產(chǎn)增長乏力。</p><p>　　綜上，（1）金融危機對機械工業(yè)的影響有滯后性，但預(yù)計明年全行業(yè)將會復蘇；（2）機械工業(yè)持續(xù)、超高速增長時期已經(jīng)過去，轉(zhuǎn)折點已經(jīng)出現(xiàn)，需要把握機遇；（3）絕大多數(shù)企業(yè)都很容易實現(xiàn)增長的“普漲”時期已經(jīng)過去，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級壓力加大，企業(yè)景氣分化加劇，優(yōu)化出口產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)日益緊迫；（4）在國家宏觀經(jīng)濟政策轉(zhuǎn)向力保經(jīng)濟平穩(wěn)較快增長的大背景下

16、，仍有望繼續(xù)實現(xiàn)兩位數(shù)的增長。</p><p><b>　　2.2 兩點建議</b></p><p>　　機械、鋼鐵行業(yè)的大型企業(yè)加強大宗和關(guān)鍵材料的戰(zhàn)略性長期合作關(guān)系，相互支持，減小劇烈的市場波動對雙方企業(yè)正常經(jīng)營的不利沖擊，增強長期發(fā)展的穩(wěn)定性，實現(xiàn)互利共贏。</p><p>　　加強對長期以來國內(nèi)供不應(yīng)求、嚴重受制于進口的優(yōu)質(zhì)、特種鋼材的

17、研制和攻關(guān)，減輕機械行業(yè)對進口的依賴，拓展鋼鐵行業(yè)的發(fā)展空間，提高我國的產(chǎn)業(yè)競爭力。</p><p><b>　　2.3 就業(yè)前景</b></p><p>　　機械類專業(yè)主要包括機械設(shè)計制造及其自動化、材料成型及控制工程、工業(yè)設(shè)計、過程裝備與控制工程等。不少同學對該類專業(yè)的就業(yè)前景存在著誤解，認為該類專業(yè)的對口工作看起來不太“體面”。其實，他們都忽視了機械類專業(yè)所具備

18、的廣度適應(yīng)性，比如在設(shè)備維護、數(shù)控維修、環(huán)保設(shè)備設(shè)計等領(lǐng)域的應(yīng)用。同時，機械類專業(yè)還涉及不少交叉學科，通過這些知識的積累，也為跨專業(yè)、跨行業(yè)就業(yè)提供了強有力的保障。該類專業(yè)要求同學們具備敏銳的感受力和獨特的創(chuàng)造力，富于想象力，并具備較強的動手能力。 </p><p>　　它是科研技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，形成商品，符合需求，有益環(huán)保的核心過程，是技術(shù)創(chuàng)新和知識創(chuàng)新的著陸點，是產(chǎn)品、商品、用品、廢品相互轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)方法。該

19、專業(yè)就是培養(yǎng)具備工業(yè)設(shè)計的基礎(chǔ)理論、知識與應(yīng)用能力，能在企事業(yè)單位、專業(yè)設(shè)計部門、科研單位從事工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計、視覺傳達設(shè)計、環(huán)境設(shè)計和教學、科研工作的應(yīng)用型高級專門人才。國外有些類似的比方，如美國有這樣一個說法：企業(yè)里如果投資于技術(shù)設(shè)備更新帶來了效益的話，那工業(yè)設(shè)計帶來的效益是它的5倍。這樣說來，機械設(shè)計師的重要地位也就不言而喻了。</p><p>　　3 工程師具備的素質(zhì)</p><p&

20、gt;　　一個優(yōu)秀的工程師應(yīng)具備的素質(zhì)：</p><p>　　（1）本專業(yè)的工作經(jīng)驗。有很強的事業(yè)心和責任心，能熟練應(yīng)用常用的二維及三維繪圖軟件，具備良好的英語聽說讀寫譯能力。</p><p>　?。?）專業(yè)技能扎實，能夠進行各種符合生產(chǎn)需求的設(shè)計</p><p>　?。?）具有較強的分析問題，解決問題的能力，具備較強的臨時應(yīng)變的能力。</p><

21、;p>　?。?）熟悉各種公差配合/型位公差/表面處理/機加工方法的標準要求，能靈活將這些標準應(yīng)用到日常的設(shè)計中。</p><p>　　（5）有較強的協(xié)調(diào)能力和溝通能力，能提出并領(lǐng)導一些能提升公司效益的項目并最終實施，對生產(chǎn)設(shè)備和夾具進行持續(xù)改善，看待問題具有大局觀。</p><p><b>　　4 自我評估</b></p><p>　　在

22、長時間的的學習和工作中，我不斷的思考：我該干什么，怎樣才能體現(xiàn)自己的價值，我的一生該怎樣度過之類關(guān)于世界觀、人生觀、價值觀之類的問題。在大學四內(nèi)，經(jīng)過長時間的學習和思考，我終于對自己有了充分的認識，并做出職業(yè)生涯規(guī)劃，以次作為對人生的一個指導。</p><p>　　我比較喜歡研究機械，希望把自己對機械的理解付諸于現(xiàn)實，喜歡提出新的想法和策略，喜歡從實際出發(fā)考慮問題，雖然有人認為機械式枯燥的，但我認為機械設(shè)計也是一

23、種藝術(shù)，從中可以得到無窮的樂趣，再簡單與復雜的機械中實現(xiàn)人生的價值。</p><p>　　我對機械的興趣一般，但通過學習機械，我漸漸克服浮躁的毛病，同時它讓我養(yǎng)成了我的全面的看待問題的好習慣。機械知識廣泛，深深地扎根于生活，機械而又靈活，他讓我獲得了豐富的知識，培養(yǎng)了我對生活的，鍛煉了思維。</p><p>　　大學生就業(yè)服務(wù)網(wǎng)上給出職業(yè)能力了定義， 職業(yè)能力是對從事某一職業(yè)所必備的學識、

24、技術(shù)和能力的基本要求。職業(yè)能力包括從業(yè)能力和執(zhí)業(yè)能力。從業(yè)能力是指從事某一專業(yè)（職業(yè)）學識、技術(shù)和能力的起點標準。</p><p><b>　　5 就業(yè)實習計劃</b></p><p>　　實踐是檢驗真理的唯一方法。我在學校內(nèi)學了很多的專業(yè)理論知識，但是怎樣讓這些理論變得有價值，只有實踐。所以我已找到一份工作，鍛煉自己。</p><p>　　(

25、1)實習期間，要努力工作，增加技能，使自己的動手能力得到提高，從實習中獲得在課本上永遠學不到的實踐經(jīng)驗和知識，并且在實習期間，要多運用自己的理論知識去解決實際問題，是自己在學校所學的知識得到充分的運用。</p><p>　　(2)要學習怎樣與同事、領(lǐng)導相處，使自己的社交能力得到提高。</p><p>　　(3)在實習期間，還要學習企業(yè)的管理方法，并且注意這個企業(yè)的企業(yè)文化，為將來更好的發(fā)展

26、積累一點經(jīng)驗。</p><p>　　(4)學習各類機床的使用操作方法，為自己擴大就業(yè)的機會。</p><p><b>　　6 強化自我能力</b></p><p>　　6.1 所學專業(yè)知識的影響</p><p>　　在大學的學習生活中，我學習很多關(guān)于專業(yè)知識，例如：材料力學，工程材料，機械設(shè)計，機械制造工藝學，機械制圖等

27、。這些都是日后工作必不可少的知識，只有現(xiàn)在學好樂，以后才能熟練運用。在這其中我的機械制圖軟件AutoCAD學習不是很好，不能熟練運用。而CAD軟件的作用很大，它已成為工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要標志。它對加速工程和產(chǎn)品的開發(fā)、縮短產(chǎn)品設(shè)計制造周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、增強企業(yè)市場競爭能力與創(chuàng)新能力發(fā)揮著重要作用。它的應(yīng)用及發(fā)展正引起一場產(chǎn)品工程設(shè)計與制造深刻的技術(shù)革命，并對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、企業(yè)結(jié)構(gòu)、管理結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式以及人才知識結(jié)構(gòu)方面

28、帶來巨大影響。在經(jīng)濟迅速發(fā)展的今天，它可以讓公司不會應(yīng)生產(chǎn)效率低而被淘汰。與此同時，如果能熟練掌握該軟件對于我日后的就業(yè)也會有很大的幫助，為我在日后激烈的就業(yè)競爭中爭得一席之地，在工作中也會讓順利的完成公司交給而我的任務(wù)。</p><p>　　所以現(xiàn)在我要利用好現(xiàn)有的資源，去圖書館借閱關(guān)于AutoCAD方面的書籍，抓緊時間，認真學習，爭取在畢業(yè)時可以熟練掌握。</p><p>　　6.2

29、專業(yè)實踐計劃：</p><p>　　在前一階段的課程設(shè)計中，讓我學到了很多東西，從知識的結(jié)構(gòu)到系統(tǒng)的將每門功課聯(lián)系起來。提高了我的綜合運用能力，更讓我把學到的知識用于了現(xiàn)實物體的設(shè)計和研究，從中受益匪淺。</p><p>　　在下一階段的計劃中，我想把畢業(yè)設(shè)計作為自己的實踐計劃的一部分，畢竟這樣更會讓我在設(shè)計中學到更多的知識和意想不到的收獲。畢業(yè)設(shè)計會將我大學四年的東西全都運用到設(shè)計中，提

30、高我綜合運用知識的能力，為日后的工作打下良好的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　6.3 實習計劃</b></p><p>　　在完成畢業(yè)設(shè)計的之后，我想找一個公司實習，在實習中才會學到更多的東西。 畢竟工作后不再象在學校里學習那樣，有老師，有作業(yè)，有考試，而是一切要自己主動去學去做。只要你想學習，學習的機會還是很多的。首先應(yīng)具備： </p><p

31、>　?。?）積極進取的工作態(tài)度 </p><p>　　在工作中，你不只為公司創(chuàng)造了效益，同時也提高了自己，更需要通過多做事情來積累經(jīng)驗。積累的經(jīng)驗越多，我們才會得到的越多。</p><p><b>　　（2）團隊精神 </b></p><p>　　工作往往不是一個人的事情，是一個團隊在完成一個項目，在工作的過程中如何去保持和團隊中其他同事

32、的交流和溝通也是相當重要的。一位資深人力資源專家曾對團隊精神的能力要求有這樣的觀點：要有與別人溝通、交流的能力以及與人合作的能力。合理的分工可以使大家在工作中各盡所長，團結(jié)合作，配合默契，共赴成功。個人要想成功及獲得好的業(yè)績，必須牢記一個規(guī)則：我們永遠不能將個人利益凌駕于團隊利益之上，在團隊工作中，會出現(xiàn)在自己的協(xié)助下同時也從中受益的情況，反過來看，自己本身受益其中，這是保證自己成功的最重要的因素之一。 </p><

33、p><b>　?。?）基本禮儀</b></p><p>　　步入社會就需要了解基本禮儀，而這往往是原來作為學生不大重視的，無論是著裝還是待人接物，都應(yīng)該合乎禮儀，才不會影響工作的正常進行。這就需要平時多學習，比如注意其他人的做法或向?qū)＜艺埥獭?</p><p><b>　?。?）為人處事 </b></p><p>　

34、　作為學生面對的無非是同學、老師、家長，而工作后就要面對更為復雜的關(guān)系。無論是和領(lǐng)導、同事還是客戶接觸，都要做到妥善處理，要多溝通，并要設(shè)身處地從對方角度換位思考，而不是只是考慮自己的事。 </p><p>　　這些都將是在實習中必須做到的和知道的。</p><p><b>　　7總結(jié)</b></p><p>　　大學生活即將結(jié)束，我會按照我的

35、計劃一步步走下去，雖然這個計劃不是很全面，但是我會在以后生活中慢慢補充，做到盡善盡美。同時也很感謝在我大學生活學習中幫助過我的老師同學，是你們讓我在大學學到了很多受用一生的東西。</p><p><b>　　第二部分</b></p><p><b>　　離心通風器的設(shè)計</b></p><p><b>　　摘

36、要</b></p><p>　　離心通風器作為航空發(fā)動機的一個完整的獨立附件，其性能好壞影響著發(fā)動機的正常工作。系統(tǒng)采用當今世界CAD的優(yōu)秀代表Pro/Engineer軟件作為支撐軟件，采用Windows XP作為操作系統(tǒng)，以目前廣泛流行的Microsoft Visual C++6.0作為設(shè)計計算程序的開發(fā)工具。作者首先對可獲得的有限資料進行仔細的研究，逐步地歸納總結(jié)，最后形成離心通風器的常規(guī)設(shè)計的總

37、體步驟：通過對離心通風器的設(shè)計計算的推導，得出可以用于離心通風器的計算公式，并且將設(shè)計的全過程程序化；綜合考慮離心通風器各個部件的結(jié)構(gòu)和功能確定出各自的參數(shù)化設(shè)計的主參數(shù)；通過Pro/Engineer軟件的強大的參數(shù)化設(shè)計功能，實現(xiàn)了零件的參數(shù)化設(shè)計；運用Pro/Engineer軟件的具體模塊，實現(xiàn)離心通風器的計算機輔助參數(shù)化設(shè)計功能，建立了離心通風器的參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)。</p><p>　　關(guān)鍵詞 ： 離心通風

38、器； 設(shè)計計算 ；參數(shù)化設(shè)計； Pro/Engineer的應(yīng)用</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Centrifugal ventilators aircraft engine as a complete independence of the annex to the engine performance is good o

39、r bad impact on the normal work. The system of the outstanding representatives in the world CAD PRO/engineer software as a support software, as the Windows XP operating system, as the widespread Microsoft Visual C 6.0 de

40、sign calculations as tools for development process. The author of the limited information available to the careful study, gradually to summarize, the formation of a </p><p>　　Keywords: centrifugal ventilatio

41、n; design parameters for design and calculation; Pro / Engineer secondary develop</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題來源及意義</p><p>　　我國航空發(fā)動機的機械傳動及潤滑系統(tǒng)的研制還處于低水平狀態(tài)，但已經(jīng)從仿制走

42、向了自行研制的道路，隨著各個型號發(fā)動機的研制的需求和預(yù)先研究有了較大的發(fā)展。沈陽發(fā)動機設(shè)計研究所是我國成立最早的航空發(fā)動機研究單位之一。在2002年7月由該所總設(shè)計的昆侖發(fā)動機，被國家軍工產(chǎn)品定型委員會正式批準設(shè)計定型，是我國第一臺擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的軍用發(fā)動機。它的研制成功使我國成為繼美、俄、英、法之后世界上第五個能夠獨立研制航空發(fā)動機的國家，標志著我國航空發(fā)動機從只能測繪仿制、改進改型跨入了自行研制的新階段。</p>&

43、lt;p>　　風險大、周期長和投資多的工程。航空發(fā)動機的發(fā)展雖然已各大部件的技術(shù)進步為代表，但也要求傳動與潤滑技術(shù)與之相適應(yīng)。先進發(fā)動機高的渦輪進口溫度，高的主軸轉(zhuǎn)速及嚴格的空間限制，要求傳動及潤滑系統(tǒng)在航空發(fā)動機是知識密集、技術(shù)密集、資金密集的產(chǎn)品，其研制屬于技術(shù)高、高溫、高速、高負荷、輕質(zhì)量、激烈的狀態(tài)變化、緊湊的空間限制、長壽命和高可靠性下發(fā)揮其功能。傳動及潤滑系統(tǒng)給發(fā)動機設(shè)計與研制帶來了大量不同于一般的機械的技術(shù)難題，是影

44、響發(fā)動機可靠性、安全性、壽命和效率的重要研究領(lǐng)域，也是制約發(fā)動機發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。</p><p>　　1.2 課題研究領(lǐng)域的發(fā)展和現(xiàn)狀</p><p>　　我國的航空發(fā)動機行業(yè)一直以仿制和改進外國的發(fā)動機為主，雖然也曾經(jīng)自行研制過幾種發(fā)動機，但都因種種原因中途夭折。由于實踐范圍不廣，技術(shù)水平也不高，與航空技術(shù)先進的國家相比還有很大的差距。在二十一世紀初，我國自行設(shè)計、試制、試驗、試飛全過程

45、的昆侖發(fā)動機已達到航空技術(shù)先進國家的二十一世紀九十年代中期的水平，是目前國內(nèi)最先進的中等推力級的軍用渦噴發(fā)動機，我國自此也成為能夠真正獨立研制發(fā)動機的國家之一。</p><p>　　目前，世界上真正能夠獨立研制航空發(fā)動機的國家只有中國、美國、俄羅斯、法國和英國。而美國的惠普發(fā)動機公司、俄羅斯的米格集團公司及英國羅-羅航空發(fā)動機公司等各大航空發(fā)動機公司研制單位均有了自己專用航空發(fā)動機潤滑油系統(tǒng)通風器的CDA軟件，但

46、這些軟件都作為公司的機密對外保密。國內(nèi)卻未見有人進行對這方面的研究工作，以往所做的工作主要集中在仿制、該型和維護等方面。</p><p>　　1.3 計算機軟件（CAD和pro/E）的發(fā)展及應(yīng)用</p><p>　　1.3.1 CAD 簡介</p><p>　　CAD（Computer Aided Design）指使用計算機系統(tǒng)進行設(shè)計的全過程，包括資料檢索、方按構(gòu)

47、思、零件造型、工程分析、工程制圖和文檔編制等。在設(shè)計的各個階段計算機都能發(fā)揮它的輔助作用，因此CAD概念一產(chǎn)生，就成為了一門新興的學科，引起了工程界的關(guān)注和支持，迅速地得到了發(fā)展并日益完善起來。</p><p>　　目前，CAD技術(shù)日益完善，許多發(fā)達國家相繼推出成熟的CAD/CAE/CAM軟件集成化的商品軟件。在設(shè)計理論、設(shè)計方法、設(shè)計環(huán)境、設(shè)計工具等各個方面出現(xiàn)了許多較為成熟的現(xiàn)代化現(xiàn)代化設(shè)計軟件?，F(xiàn)代CAD技

48、術(shù)一方面向標準化、集成化、智能化、并行化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，另一方面由二維工程圖形軟件向三維實體圖形軟件轉(zhuǎn)化。三維設(shè)計已成為今后機械設(shè)計的主流方向。</p><p>　　1.3.2 pro/e的簡介及應(yīng)用</p><p>　　Pro/E[1]是美國PTC（參數(shù)技術(shù)公司）公司開發(fā)的一套機械設(shè)計自動化軟件系統(tǒng)，它是新一代CAD/CAM軟件，實現(xiàn)了產(chǎn)品零件或組件從概念設(shè)計到制造全過程設(shè)計的自動化

49、，提供了以參數(shù)化為基礎(chǔ)，基于特征的實體造型技術(shù)，主要用于汽車及運輸機械，宇航和飛機制造，電子及計算機設(shè)備行業(yè)以及其他行業(yè)。</p><p>　　Pro/E[5]所采用的造型技術(shù)和加工處理技術(shù)與其它同類型軟件相比具有明顯的優(yōu)勢。它具有基于特性；全參數(shù)；全相關(guān)；單一數(shù)據(jù)庫；全自動數(shù)控編程，DNC直接數(shù)控加工，多軸的聯(lián)動且加工精度高；適合復雜幾何造型，三維模具設(shè)計；G代碼檢驗、仿真、模擬；外接掃描儀、三坐標測量機可實現(xiàn)

50、反求工程、數(shù)據(jù)光順，在計算機上再現(xiàn)被測零件的外形等特點。宏觀世界是基于特征的實體造型軟件，“基于特征”的意思是零件模型的構(gòu)造是由各個特征來生成的零件的設(shè)計過程就是特征的累積過程，而所謂特征是指可以用參數(shù)驅(qū)動的實體模型，通常特征應(yīng)滿足以下條件：（1） 特征必須是一個實體或零件的具體構(gòu)成之一；（2） 特征能對應(yīng)某一形狀；（3） 特征的性質(zhì)是可以預(yù)料的；模具在擠壓、沖模鑄造過程中，模具設(shè)計是關(guān)鍵。而模具型面復雜、不易加工成形，采用傳統(tǒng)

51、方法很難滿足要求，目前采用 Pro/E對手機實體模具設(shè)計，使得設(shè)計過程簡便、快捷、可靠。 </p><p>　　1.5 參數(shù)化設(shè)計簡介</p><p>　　1.5.1 參數(shù)化設(shè)計的提出與現(xiàn)狀</p><p>　　當今各個公司都面臨著市場全球化、制造國際化和品種需求多樣化的挑戰(zhàn)，他們圍繞著時間、質(zhì)量和成本的競爭越來越激烈。參數(shù)化技術(shù)是CAD技術(shù)在實際應(yīng)用中提出的課題。

52、現(xiàn)在參數(shù)化設(shè)計已經(jīng)成為CAD技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的一個重要研究方向。利用參數(shù)化設(shè)計開發(fā)專用產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)可使設(shè)計人員從大量煩瑣的繪圖工作中解脫出來，大大提高了設(shè)計速度，并減少了信息的存儲量。自美國的PTC公司于1983年推出參數(shù)化系統(tǒng)Pro/Engineer以來，全球多數(shù)CAD軟件公司均在自己產(chǎn)品中實現(xiàn)了參數(shù)化設(shè)計功能，以圖在激烈的競爭中取得優(yōu)勢。具有代表性的產(chǎn)品有Pro/Engineer、UG、CATIA及Solid Works等，可以根據(jù)實際

53、情況進行選用。</p><p>　　1.5.2 參數(shù)化設(shè)計的特點</p><p>　　參數(shù)化設(shè)計是由編程者預(yù)先設(shè)置一些幾何圖形約束，供設(shè)計者在建模時使用。與一個幾何圖形相關(guān)聯(lián)的所有尺寸參數(shù)可以用來產(chǎn)生其它幾何圖形。參數(shù)化設(shè)計的主要技術(shù)特點有：</p><p>　?。?）基于特征。將某些具有代表性的平面幾何形狀定義為特征，并將其所有尺寸存為可調(diào)用參數(shù)，進而形成實體，以

54、次為基礎(chǔ)進行更為復雜的幾何模型的構(gòu)造。</p><p>　　（2）全尺寸約束。將形狀和尺寸聯(lián)系起來考慮，通過尺寸約束來實現(xiàn)對幾何形狀的控制。建模時必須以完整的尺寸參數(shù)為出發(fā)點，不能漏注尺寸，也不能多注尺寸。</p><p>　?。?）尺寸驅(qū)動設(shè)計。通過編輯尺寸數(shù)值來驅(qū)動幾何形狀的改變。</p><p>　?。?）全數(shù)據(jù)相關(guān)。尺寸參數(shù)的修改將導致其他相關(guān)模塊中的相關(guān)尺

55、寸得以全盤更新。</p><p>　　1.6 課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　以航空發(fā)動機離心通風器和油氣分離器設(shè)計規(guī)范為基礎(chǔ)，研究、歸納、整理通風器的設(shè)計、計算，實現(xiàn)其設(shè)計計算的程序化，借助VC++的強大開發(fā)功能和優(yōu)秀的Poor/Engineer軟件完成專用于航空發(fā)動機潤滑油系統(tǒng)通風器設(shè)計的參數(shù)化CAD系統(tǒng)。具體地包括：</p><p>　　完成離心通風器

56、的設(shè)計、計算歸納、總結(jié)，形成一套較為完整的設(shè)計體系，并將其程序化；</p><p>　　完成基于Pro/Engineer的離心通風器三維模型建立及參數(shù)化設(shè)計；</p><p>　　通過對Pro/Engineer的應(yīng)用，實現(xiàn)軟件的本地化、客戶化；</p><p>　　利用AutoCAD完成離心通風器的零件工程圖及裝配圖。</p><p>　　2

57、 離心通風器的常規(guī)設(shè)計</p><p>　　2.1 航空發(fā)動機潤滑油系統(tǒng)通風簡介</p><p>　　航空發(fā)動機的主軸密封系統(tǒng)是靠一定的壓力進行密封。在發(fā)動機工作過程中，密封空氣返回通過密封裝置進入潤滑油系統(tǒng)軸承腔，在軸承腔中空氣與潤滑油參混在一起形成油霧，如果讓油霧直接排出軸承腔將要造成潤滑油的大量消耗。為此，在軸承腔與外界的通氣路上設(shè)置了一通風器，把空氣中潤滑油分離出來，以減少潤滑油的

58、消耗量。發(fā)動機潤滑油油腔是用密封裝置與空氣及燃料腔分離開，由于密封裝置的漏氣，潤滑油的揮發(fā)，空氣被飛濺的潤滑油及環(huán)境加熱，都可能提高潤滑油的壓力為防止這一點，就需要通風。設(shè)計通風系統(tǒng)時要考慮以下幾點：</p><p>　?。?）保持腔壓低于密封增壓空氣壓力，特別注意過度態(tài)，以保持潤滑油密封增壓空氣的流動任何時候都不反向；</p><p>　?。?）保持腔壓不低于潤滑油泵最小進口壓力；<

59、;/p><p>　?。?）為減少潤滑油消耗，通風流量要設(shè)計盡量小些并經(jīng)過離心通風器至機外；</p><p>　?。?）如果通風口位于熱端油腔出口，在系統(tǒng)分析時候要考慮是否需要加著火消除器。</p><p>　　通風的方法往往與密封裝置結(jié)構(gòu)和密封增壓系統(tǒng)有關(guān)，可由多種方法實現(xiàn)。</p><p>　　2.2 航空發(fā)動機通風器的基本設(shè)計要求</p

60、><p>　　航空發(fā)動機的附件有很多，在進行發(fā)動機設(shè)計中對其附件的設(shè)計提出了一些基本要求，既工作可靠性要高（附件的壽命影響發(fā)動機本身的壽命），附件的可靠性能延長發(fā)動機的使用壽命，重量和外形尺寸要小。為此結(jié)構(gòu)要緊湊，采用輕合金、合成材料和塑料，以及高轉(zhuǎn)速。有結(jié)合連接處要密封（液壓附件的密封是其可靠性的保證），易于在發(fā)動機上固定和與傳動裝置連接，易于在發(fā)動機上調(diào)整和進行定期工作。離心通風器作為航空發(fā)動機潤滑油系統(tǒng)的一個獨

61、立的完善附件也必須滿足上述各項設(shè)計要求。</p><p>　　2.3 離心通風器的工作原理</p><p>　　離心通風器是利用離心力平衡原理進行油氣中液相油珠分離的。在工作時候，空氣夾雜著潤滑油小油珠進入離心通風器。由于轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)使得空氣與小油珠受到一個向外的徑向力，由于潤滑油密度比空氣密度大，所以作用在小油珠上的離心力比作用在空氣上的離心力大，這樣潤滑油小油珠就被甩到殼體內(nèi)壁上，并

62、在動壓作用下通過壁上的小孔流回傳動腔。分離后的空氣在壓差的作用下通過軸上的通氣路排除，實現(xiàn)了軸承腔與外界大氣的通風。這樣不但有效地實現(xiàn)了發(fā)動機主軸密封系統(tǒng)的封嚴，也確保了避免潤滑油的大量流失。采用離心通風器的發(fā)動機型號有WP7、P29-300、10A等。</p><p>　　3 離心通風器的設(shè)計計算</p><p>　　本系統(tǒng)的離心通風器的設(shè)計計算主要是指轉(zhuǎn)子的設(shè)計計算。對轉(zhuǎn)子主要結(jié)構(gòu)尺寸

63、（葉片長度、葉片外徑和流通部分直徑）的進行了設(shè)計計算研究。對于轉(zhuǎn)子其他結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計，一般按經(jīng)驗設(shè)計即可滿足使用要求。此外，離心通風器作為一個獨立的附件，需要由專門的傳動機構(gòu)來驅(qū)動，因此設(shè)計時還需要計算其所消耗的傳動功率。同時作為一個新產(chǎn)品，也需要進行試驗，在計算中的計算主要是計算分離效率，在此也一并給出。最后，給出離心通風器的工作性能評價公式。為了滿足生產(chǎn)加工的需要作者給出了零件及裝配體的工程圖。</p><p&g

64、t;　　3.1 轉(zhuǎn)子主要結(jié)構(gòu)尺寸計算</p><p>　　3.1.1 油珠的運動分析</p><p>　　進入殼體內(nèi)腔的空氣實際上是空氣和潤滑油的兩相混合物，既空氣中含有少量潤滑油的霧狀混合物，由于殼體內(nèi)腔里的轉(zhuǎn)子以極高的轉(zhuǎn)速（11300r/min—14600r/min）旋轉(zhuǎn)，在殼體內(nèi)腔中形成離心力場，在轉(zhuǎn)子葉片的作用下，油氣混合物在殼體內(nèi)腔的運動變得十分復雜，給分析油珠的運動造成較大的困

65、難，故作如下處理：</p><p>　　● 空氣油霧是由液態(tài)的油珠和空氣兩部分組成，故油珠的密度大于空氣的密度；</p><p>　　● 由于油珠所占空間體積很小，認為流入殼體內(nèi)腔的主要是空氣，油珠則是空氣中的球形“雜質(zhì)”，油珠雜質(zhì)隨空氣一起運動，故可忽略二者的速度差；</p><p>　　● 空氣油霧通過殼體和轉(zhuǎn)子時的流動是連續(xù)且穩(wěn)定的；</p>&

66、lt;p>　　● 油珠在運動中其質(zhì)量不變化，沒有任何損失[4]；</p><p>　　● 空氣密度不發(fā)生改變，即空氣是不可壓縮的流體。</p><p>　　根據(jù)上述假設(shè)，以油珠為研究對象，并且設(shè)定油珠處在臨界狀態(tài)，即通風器所能分離出的油珠直徑為最小時的運動狀態(tài)，也是最壞情形，油珠在被分離前沒有接觸到葉片，或者只是在離開葉片的瞬間接觸到葉片如圖3.1所示的M點。為方便分析、作圖，把M點

67、移至O點進行分析。油珠在殼體內(nèi)腔的運動屬于多重空間運動，一是油珠隨空氣一起向前的軸向運動，一是在葉片作用下隨空氣一起旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)運動以及在離心力作用下產(chǎn)生的離心運動。因為離心力與逃逸力（空氣阻力與向心力的合力）相等，故油珠的離心運動屬動平衡運動。由此可見油珠的運動速度有油珠的相對徑向速度，軸向運動速度，油珠的圓周方向的切向速度等。參見圖3.1。</p><p>　　圖3.1 油珠運動分析簡圖</p>

68、<p><b>　　程序界面如圖3.2</b></p><p>　　圖3.2程序主對話框</p><p>　　3.1.2 構(gòu)造轉(zhuǎn)子的設(shè)計計算模型</p><p>　　由上述運動分析可知，“雜質(zhì)”油珠的受力情況為：在軸線方向上，油珠與空氣一起以相同的速度運動，故油珠在軸向無阻力；在旋轉(zhuǎn)半徑方向上，油珠雜質(zhì)受到離心力、空氣旋轉(zhuǎn)所施加的向心

69、力以及空氣阻力；油珠所受的重力G。取離心力、向心力、空氣阻力和重力位于同一垂直平面的時刻進行受力分析，如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3油珠受力分析簡圖</p><p><b>　　(1) 離心力</b></p><p>　　[15] 式（3-1）</p><p>　　式中： ——油珠所受

70、的離心力，N；</p><p>　　——油珠的質(zhì)量；kg；</p><p>　　——油珠的旋轉(zhuǎn)半徑，m3；</p><p>　　——油珠的旋轉(zhuǎn)角速度，red/s；</p><p>　　——油珠直徑（可被分離出去的最小直徑），um；</p><p>　　——潤滑油密度，kg/m3 ；</p><p&g

71、t;　　——油珠的角速度對轉(zhuǎn)子角速度的滯后系數(shù)；</p><p>　　——轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角速度，red/s。</p><p><b>　　(2) 向心力</b></p><p><b>　　式（3-2）</b></p><p>　　式中： ——油珠所受的向心力，N；</p><p&g

72、t;　　——與油珠同體積的空氣的質(zhì)量，kg；</p><p>　　——空氣密度，kg/m3。</p><p>　　油珠能夠從空氣中飛離出去，就是離心力和向心力的合力的結(jié)果，在此把二者稱為逃逸力p，其方向為沿旋轉(zhuǎn)半徑從圓心指向外，大小為</p><p><b>　　式（3-3）</b></p><p>　　式中： ——潤滑

73、油密度與空氣密度差，。</p><p><b>　　(3) 空氣阻力</b></p><p><b>　　式 （3-4）</b></p><p>　　式中： ——空氣阻力；</p><p>　　——阻力系數(shù)，為雷諾數(shù)的函數(shù)。</p><p><b>　　在斯托克斯區(qū)

74、域內(nèi) </b></p><p>　　= 式（3-5）</p><p><b>　　油珠的雷諾數(shù)為</b></p><p>　　[13] 式 （3-6）</p><p><b>

75、;　　故得到空氣阻力為</b></p><p><b>　　式（3-7）</b></p><p>　　式中： ——油珠所受空氣阻力，N；</p><p>　　——空氣的動力粘度，kg/miss；</p><p>　　——油珠的相對徑向速度，m/s；</p><p>　　——油珠的直徑，

76、m。</p><p><b>　　(4) 重力</b></p><p>　　可以證明重力相對于離心力很小，故在此計算中省略不計。</p><p>　　油珠在運動中逃逸力與空氣阻力相等，即</p><p><b>　　式（3-8）</b></p><p>　　將式（3-3）、式

77、（3-7）代入式（3-8）得</p><p>　　由此得直徑為的油珠在旋轉(zhuǎn)半徑為R處的瞬時相對速度為</p><p><b>　　式（3-9）</b></p><p><b>　　整理得</b></p><p><b>　　兩端積分</b></p><p&g

78、t;<b>　　得</b></p><p>　　由此可得油珠被拋離到殼體內(nèi)腔上所需的最長拋離時間</p><p><b>　　式（3-10）</b></p><p>　　式中： ——轉(zhuǎn)子葉片外圓半徑，mm；</p><p>　　——轉(zhuǎn)子流通部分的半徑，mm。</p><p>

79、　　在工程設(shè)計中，根據(jù)實際需要及方便計算，常取流體的平均流速來進行計算，其計算公式為</p><p><b>　　式（3-11）</b></p><p>　　如果已知有效截面上的流速分布及有效截面，或已知流量與有效截面，均可求得平均速度，但事實上流速[11]分布很難確定，所以一般多采用由已知流量與有效截面來求平均流速，既取</p><p>&l

80、t;b>　　式（3-12）</b></p><p><b>　　根據(jù)假設(shè)</b></p><p><b>　　式（3-13）</b></p><p>　　故油珠通過殼體內(nèi)腔的最長通過時間為</p><p><b>　　式（3-14）</b></p>

81、<p>　　式中： ——油珠隨空氣流過殼體內(nèi)腔的速度，m/s；</p><p>　　L——轉(zhuǎn)子葉片的長度，mm；</p><p>　　Q——單位時間內(nèi)通過殼體內(nèi)腔的空氣流量，kg/s；</p><p>　　A——殼體的通道面積，m2；</p><p>　　——因轉(zhuǎn)子葉片而減少殼體的通道面積的系數(shù)。</p><

82、p>　　欲使直徑為的油珠被拋離出去，只需油珠的拋離時間不大于其通過時間即可，即</p><p>　　將式（3-10）、式（3-14）代入得</p><p>　　整理得油珠被分離出去時，轉(zhuǎn)子的葉片有效長度應(yīng)滿足的關(guān)系式。</p><p><b>　　式（3-15）</b></p><p><b>　　又有經(jīng)

83、驗公式</b></p><p><b>　　式 （3-16）</b></p><p><b>　　式（3-17）</b></p><p>　　式中 k——長徑比例系數(shù)；</p><p><b>　　——直徑比例系數(shù)；</b></p><p>

84、;　　——轉(zhuǎn)子葉片外圓直徑， mm；</p><p>　　——轉(zhuǎn)子流通部分直徑，mm。</p><p>　　把式（3-16）、式（3-17）代入式（3-15）得</p><p><b>　　式（3-18）</b></p><p><b>　　在實際計算中可取</b></p><p

85、><b>　　式（3-19）</b></p><p>　　綜上，在給定離心通風器的空氣流量、空氣密度及黏度、潤滑油的密度、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的情況下，若能確定轉(zhuǎn)子的長徑比例系數(shù)及直徑比例系數(shù)、油珠直徑、角速度滯后系數(shù)及流通面積減少系數(shù)，就可由式（3-19）、式（3-16）、式（3-17）計算出轉(zhuǎn)子的有效長度，轉(zhuǎn)子葉片外圓直徑及轉(zhuǎn)子流通部分的直徑等主要結(jié)構(gòu)尺寸（如圖3.4所示）。據(jù)此可設(shè)計的離心通

86、風器能夠把所有直徑小于的油珠分離出來。</p><p>　　圖3.4 離心通風器轉(zhuǎn)子主要結(jié)構(gòu)尺寸簡圖</p><p>　　3.1.3 計算實例</p><p>　　設(shè)取小油珠直徑=1.2694m，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速Q(mào)=0.0495kg/s，空氣動力黏度kg/miss，潤滑密度，空氣密度，長徑比例系數(shù)k=1.18,直徑比例系數(shù)=0.34，角速度滯后系數(shù)=1，流通面積減少系數(shù)=0

87、.9。</p><p>　　把上述數(shù)據(jù)代入公式（3-19）得</p><p>　　代入式（3-16）、式（3-17）得到轉(zhuǎn)子的外徑和流通部分直徑分別為</p><p><b>　　程序界面如圖3.5</b></p><p>　　圖3.5轉(zhuǎn)子設(shè)計對話框</p><p>　　3.2 離心通風器消耗功率

88、計算</p><p>　　轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動所需驅(qū)動功率由轉(zhuǎn)子所消耗的功率、轉(zhuǎn)子對油霧旋轉(zhuǎn)所消耗的功率及支承軸承的摩擦功率損耗三部分組成，即</p><p><b>　　式（3-20）</b></p><p>　　式中 ——轉(zhuǎn)子所消耗的總功率，W；</p><p>　　——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動所消耗的功率，W；</p><

89、;p>　　——轉(zhuǎn)子對油霧旋轉(zhuǎn)所消耗的功率，W；</p><p>　　——支承軸承的摩擦損耗功率，W。</p><p>　　下面分別給出這三個公式的計算方法。</p><p>　?。?） 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動所消耗的功率</p><p>　　帶動轉(zhuǎn)子所需功率是在發(fā)動機啟動或加速過程中，在一定加速時間內(nèi)所需的帶動轉(zhuǎn)子加速的功率。</p>

90、<p><b>　　式（3-21）</b></p><p>　　式中 ——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量，kgm2；</p><p>　　——轉(zhuǎn)子的初始角速度，red/s；</p><p>　　——轉(zhuǎn)子的最終角速度，red/s；</p><p><b>　　——加速時間，S。</b></p>

91、<p>　?。?） 轉(zhuǎn)子對油霧旋轉(zhuǎn)所消耗的功率</p><p><b>　　式 （3-22）</b></p><p>　　式中 ——折算成標準大氣壓狀態(tài)下的空氣泄露量，m3/s；</p><p>　　——轉(zhuǎn)子外半徑，m；</p><p>　　——轉(zhuǎn)子角速度，red/s；</p><p&

92、gt;　　——空氣密度，kg/m3；</p><p><b>　　——壓頭系數(shù)。</b></p><p>　?。?） 支承軸承的摩擦功率損耗</p><p><b>　　式 （3-23）</b></p><p>　　式中 F——軸承上的徑向載荷，N；</p><p>　　d

93、——軸承內(nèi)徑，m；</p><p>　　n——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，r/min；</p><p>　　f——軸承內(nèi)滾動體與跑道的摩擦系數(shù)。</p><p>　　功率計算程序界面如圖3.6</p><p>　　圖3.6功率計算對話框</p><p>　　3.3 通風器的分離能力試驗計算</p><p>　　通

94、風器的分離能力[2]試驗是通過試驗測出轉(zhuǎn)子或葉輪的切線速度、空氣流量等對潤滑油質(zhì)點分離量及分離效率的影響，測出通風器可分離的最小油珠的臨界直徑，從而得到通風器的分離性能隨切線速度和氣體流量的變化關(guān)系曲線。通風器的分離能力用分離率表示，其計算公式如下：</p><p><b>　　式（3-24）</b></p><p>　　式中 Q——潤滑油的分離量，L/min；&l

95、t;/p><p>　　q——潤滑油的未被分離量，L/min。</p><p>　　試驗時，測出通風器在不同轉(zhuǎn)速或不同空氣流量下的分離前后的潤滑油量，代入上式即可得到通風器的分離效率。</p><p>　　3.4 離心通風器分離能力評價計算</p><p>　　評價離心通風器的分離能力[7]，設(shè)計時通過評價其可分離最小油珠直徑來說明。實際計算時把理

96、論計算的臨界油珠直徑乘以一個修正系數(shù)得到油珠實際臨界直徑，既</p><p><b>　　式（3-25）</b></p><p>　　式中 f——修正系數(shù)。</p><p><b>　　由式3-15得</b></p><p>　　式（3-26） </p><p><

97、b>　　代入式3-26得</b></p><p>　　式（3-27） 分離能力計算界面對話框如圖3.7</p><p>　　圖3.7分離能力計算對話框</p><p>　　4 離心通風器的三維參數(shù)化設(shè)計</p><p>　　當今市場上流行的多數(shù)CAD軟件都具有了參數(shù)化功能，可根據(jù)實際情況進行選用。Pro/E軟件除了提供方便而

98、強大的實體建模功能外，也提供了完善而先進的參數(shù)化設(shè)計。本系統(tǒng)選用Pro/E軟件的2.0版本完成了離心通風器的參數(shù)化設(shè)計。</p><p><b>　　4.1 基本原理</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用三維模型與程序控制相結(jié)合的方法。三維模型[13]不是由程序創(chuàng)建，而是利用交互方式產(chǎn)生。在已創(chuàng)建模型基礎(chǔ)上，進一步根據(jù)零件的設(shè)計要求建立一組可以完全控制三維模型形狀和

99、大小的設(shè)計參數(shù)。參數(shù)化程序針對該零件的設(shè)計參數(shù)進行編程，實現(xiàn)設(shè)計參數(shù)的檢索、修改和根據(jù)新的參數(shù)值生成新的三維模型的功能，其過程如圖4.1所示</p><p>　　圖4.1 基于三維模型的參數(shù)化設(shè)計實現(xiàn)過程</p><p>　　由于這種方式是在已有三維模型的基礎(chǔ)上，通過修改設(shè)計參數(shù)派生新的三維模型，因此，我們稱之為基于三維模型的參數(shù)化設(shè)計。</p><p><b

100、>　　4.2 參數(shù)的分類</b></p><p>　　離心通風器各主要零件的結(jié)構(gòu)都十分復雜，三維參數(shù)[13]化設(shè)計所涉及到的參數(shù)比較多，參數(shù)的管理就是個很重要的內(nèi)容。對于每個零件，利用建模時的標注尺寸參數(shù)作為驅(qū)動尺寸，當某個驅(qū)動尺寸發(fā)生改變時，實體大小也隨著改變。離心通風器的個零件都有自己的參數(shù)系列，在這里不是把每個參數(shù)都列入對話框當中，因為結(jié)構(gòu)相同而大小不一的零件有些特征的參數(shù)是可以固定不變的

101、。如果對于那些設(shè)計過程的不需要改變的參數(shù)也由用戶干預(yù)，就會給開發(fā)系統(tǒng)的后續(xù)使用復雜化，造成不必要的人力資源浪費。為此，將參數(shù)化為不同的等級，把用戶不關(guān)心的尺寸封閉起來，對用戶表現(xiàn)為不可見，將驅(qū)動模型的參數(shù)分為主參數(shù)，牽連參數(shù)和常值參數(shù)三類。</p><p>　　4.3 主參數(shù)的確定</p><p>　　實現(xiàn)零件的參數(shù)化尺寸驅(qū)動的關(guān)鍵在于提取主參數(shù)和尺寸關(guān)聯(lián)的完成，主參數(shù)應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)功能

102、進行提取，以滿足用戶需求為本。</p><p>　　轉(zhuǎn)子是一帶有葉片的葉輪，葉片數(shù)目影響油珠的旋轉(zhuǎn)角速度，葉片數(shù)目越多，油珠的角速度越接近葉片的角速度。中心是支撐轉(zhuǎn)子的中心軸，軸上開有通氣孔，被分離后的空氣從中心孔排出，實現(xiàn)軸承腔與外界大氣的通風。通氣孔的數(shù)目與葉片數(shù)相同。綜合確定離心通風器的主參數(shù)為：轉(zhuǎn)子葉片的外圓半徑、葉片長度、葉片數(shù)目，流通部分的直徑。</p><p>　　把結(jié)構(gòu)尺寸

103、中的除了主參數(shù)的尺寸盡可能的用主參數(shù)加以驅(qū)動，形成牽連參數(shù)。下面是確定參數(shù)關(guān)系的一段表達式列表。</p><p><b>　　p85=葉片數(shù)</b></p><p><b>　　d18=外徑</b></p><p><b>　　d65=葉片長度</b></p><p><

104、b>　　d170=流通直徑</b></p><p>　　d82=360/p85</p><p><b>　　p123=p85</b></p><p><b>　　d120=d82</b></p><p><b>　　d31=d82/2</b></p>

105、;<p><b>　　p34=2*p85</b></p><p><b>　　d36=d31</b></p><p><b>　　p39=p34</b></p><p>　　d151=d65+23.1-15.9728</p><p>　　d6=d151-69.4&

106、lt;/p><p>　　d166=(d170/2)+2.5</p><p>　　4.4 零件模型的建立</p><p>　　轉(zhuǎn)子模型如圖4.1所示，在離心通風器中轉(zhuǎn)子是核心組成零件，其設(shè)計是否合理直接影響通風器的性能，設(shè)計能否成功，因此轉(zhuǎn)子的建模就顯得十分重要。</p><p>　　在Pro/E環(huán)境用人機交互方式建立三維模型樣板。模型樣板的創(chuàng)建方

107、法與一般三維模型相同，但必須注意以下幾點：</p><p>　　在對三維模型樣板進行特征造型時，對二維截面輪廓，利用尺寸標注和施加相切、固定點、共線、垂直及對稱等關(guān)系實現(xiàn)對幾何圖形的全約束。</p><p>　　正確設(shè)置控制三維模型的設(shè)計參數(shù)。設(shè)計參數(shù)可以分為兩種情況：一是與他參數(shù)無關(guān)的獨立參數(shù)；另一種是與其他參數(shù)相關(guān)的非獨立參數(shù)。前者主要用來控制三維模型的幾何尺寸和拓撲關(guān)系、后者可以用獨

108、立參數(shù)為自變量的關(guān)系式表達。實際上參數(shù)化設(shè)計采用程序采用的是第一種情況的設(shè)計參數(shù)，對于后者可以不設(shè)置參數(shù)而直接用關(guān)系式表示。</p><p>　　正確建立設(shè)計參數(shù)與三維模型尺寸變量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系在Pro/E中創(chuàng)建草圖、加減材料和其他修飾特征時，系統(tǒng)將會以d0、d1、d2等默認符號給約束參數(shù)命名。系統(tǒng)的約束命名是由Pro/E系統(tǒng)自動創(chuàng)建的，其值控制三維模型的幾何尺寸和拓撲關(guān)系，與用戶建立的參數(shù)無關(guān)。要使用戶建立的設(shè)

109、計參數(shù)能夠控制三維模型，必須使兩者相關(guān)聯(lián)。主要有兩種方法：</p><p>　　需要輸入數(shù)值時，直接輸入?yún)?shù)名。如在草圖中標注或修改尺寸值時用參數(shù)名代替具體數(shù)值。</p><p>　　利用Pro/E關(guān)系式功能創(chuàng)建新的關(guān)系式，使Pro/E系統(tǒng)自動創(chuàng)建的約束參數(shù)名與設(shè)計參數(shù)關(guān)聯(lián)。</p><p>　　對于倒角或倒圓特征，必須用第二種方法使約束參數(shù)與設(shè)計參數(shù)相關(guān)聯(lián)。要在三

110、維模型中或草圖中顯示參數(shù)名，可以在“信息”菜單中選擇“切換尺寸”菜單項。</p><p>　　6個葉片 原模型 7個葉片</p><p>　　圖4.2通風器轉(zhuǎn)子模型</p><p>　　5 計算機輔助軟件CAD與pro/E的對比</p><p>　　5.1 CAD的優(yōu)缺點

111、</p><p>　　5.1.1 CAD優(yōu)點</p><p>　?。?）勞動強度降低，圖面清潔</p><p>　　手繪繪圖，工作人員常常手里拿著幾只不同粗細的墨筆，丁字尺、三角板、曲線板等工具不停的在手里更換，而且一旦畫錯，修改非常費事，甚至從頭來過，圖面修修補補顯的臟亂。用CAD繪圖則可以一只鼠標做你想做的任何事情。它有統(tǒng)一的線型庫、字體庫，圖面整潔統(tǒng)一。CAD

112、軟件所提供的UNDO功能讓你不必擔心畫錯，它可以使你返回到你畫錯之前的那一步。你更可以在電腦系統(tǒng)后臺運行一些音樂播放軟件，一邊聽音樂一邊工作。</p><p>　　CAD軟件繪圖真正做到方便、整潔、清潔、輕松。</p><p>　?。?）設(shè)計工作的高效及設(shè)計成果的重復利用</p><p>　　CAD之所以高效，因其最偉大的功能之一： “COPY”。一些相近、相似的工

113、程設(shè)計，圖紙只要簡單修改一下就行了，或者直接套用，而你只需按幾下鍵盤、鼠標。CAD軟件可以將建筑施工圖直接轉(zhuǎn)成設(shè)備底圖，使水暖、電氣的設(shè)計師不會在描繪設(shè)備底圖上浪費時間。而且現(xiàn)在流行的CAD軟件大多提供豐富的分類圖庫、通用詳圖，設(shè)計師需要時可以直接調(diào)入。重復工作越多，這種優(yōu)勢越明顯。結(jié)構(gòu)計算的高效，一個普通的框架結(jié)構(gòu)，以往手工計算需要一個星期左右時間，用CAD快的一天就可以完成。</p><p><b>

114、;　?。?）精度提高</b></p><p>　　建筑設(shè)計的精度一般標注到毫米，結(jié)構(gòu)計算的精度也不是很高，施工時的精度更低，但對于一些特型或規(guī)模大、復雜的建筑離開了CAD困難將成倍增長。CAD在日影分析、室內(nèi)聲場分析、燈光照度分析等方面的計算精度、速度也是手工計算無法比擬的。</p><p><b>　?。?）資料保管方便</b></p>&

115、lt;p>　　CAD[8]軟件制作的圖形、圖象文件可以直接存儲在軟盤、硬盤上，資料的保管，調(diào)用極為方便。你可以將設(shè)計項目刻錄成光盤，數(shù)據(jù)至少可以保存50年。你可以將以前的圖紙通過掃描儀，數(shù)字化儀輸入電腦，避免資料因受潮、蟲蛀以及破壞性查閱造成的不必要損失。資料的管理更有科學性，只要一臺電腦就可以管理的井井有條，資料室也將告別成排的資料柜，因為一個院所從成立到現(xiàn)在所有的資料幾張光盤就裝下了。</p><p>

116、　　（5）設(shè)計理念的改變</p><p>　　CAD的智能化將部分取代設(shè)計師的一些設(shè)計工作，而CAD對設(shè)計的標準化、產(chǎn)業(yè)化起著巨大的推動作用。隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，跨地區(qū)合作設(shè)計，異地招投標、設(shè)計評審也將普及。在第一時間接受科技信息，與世界同步。通過一根電話線“在家工作”將成為可能。</p><p>　　5.1.2 CAD缺點</p><p>　　（1）CA

117、D技術(shù)對設(shè)計思想的束縛</p><p>　　由于電腦屏幕尺寸的限制，設(shè)計師關(guān)注的往往是設(shè)計的局部，對全局的把握有一定影響，使得整個建筑物的比例、體量失控。CAD的精確性要求其每一筆都要有準確的數(shù)據(jù)，使得方案設(shè)計中需要的模糊性、隨機性被扼殺，設(shè)計缺乏靈感。另一方面CAD軟件自身功能的局限性以及設(shè)計師對CAD軟件掌握的熟練程度，使得建筑師好的靈感、創(chuàng)意不能通過CAD表達出來，建筑師的思想、思路、靈感被束縛。</

118、p><p>　?。?）CAD技術(shù)扼殺建筑藝術(shù)</p><p>　　建筑是一門融科技、藝術(shù)、文化、哲學于一體的學科。建筑既是一件商品，也是一件藝術(shù)品。有關(guān)人事認為CAD 技術(shù)的濫用會使建筑設(shè)計工作從一種藝術(shù)創(chuàng)作變?yōu)橐环N工業(yè)化生產(chǎn)，CAD引以為榮的復制、套用的高效率手段，使得設(shè)計過程本身就傷害了這一學科，而CAD的標準化、工業(yè)化使得建筑作品千篇一律，缺乏靈氣、缺乏個性和人情味，建筑已經(jīng)變?yōu)榧兇獾纳?/p>