电风扇说明书Word文档格式.docx

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20年月日

摘　要

电风扇是一种常见的家用电器，本次设计以台式电风扇为例，来详细讲述Pro/E设计电风扇的全过程。

其外型结构较为复杂，如果用传统的CAD绘图软件设计非常困难，Pro/E可以轻松解决这个问题，Pro/E软件具有很强大的实体造型、曲面造型、虚拟产品装配仿真、工程图生成等功能。

本文主要讲述电风扇外形实体建模、电风扇的组件装配、电风扇的叶片的转动仿真。

设计综合运用了拉伸、扫描、混合等实体建模的基本方法；

曲面修剪、合并、偏移、实体化等复杂的建模方法；

装配的的设计方法用到了无连接口的约束和有连接口的约束。

在电风扇的建模设计总体上是采用了自底向上的设计方法，在组件在设计过程中也采用了自顶向下的设计方法。

我们在学习电风扇的建模设计过程中，除了学习建模方法外，更重要的是学习这种模型设计思想。

关键词：

电风扇、Pro/E、实体建模、装配、运动仿真

Abstract

Electricfanisacommonhouseholdappliances,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

一、设计任务

电风扇是一种常见的家用电器，也是我国最早生产和使用的的家用电器之一。

电风扇是将电能转化为机械能，驱动叶片高速旋转，从而强制空气流动，改善人与周围空间的热交换条件；

它被广泛的运用于各种生活和工作环境，起通风散热、循环空气、防暑降温作用。

本次设计任务以台式电风扇为例来详细讲述Pro/E设计风扇的全过程。

1.1电风扇的建模设计

电风扇的建模设计总体上来说是使用了有底而上的产品设计方法，设计过程中运用了拉伸、扫描、混合等实体建模的基本方法；

曲面修剪、合并、偏移、实体化等复杂的建模方法。

我们在学习电风扇建模设计过程中，除了学习建模方法外，更多的是学习这种设计模型的思想。

1.2电风扇的装配与机构运动仿真

利用Pro/E装配模块，把电风扇的各个零件装配好，装配的约束可分为两大类，分别是无连接接口约束与有连接接口约束。

无连接接口的主要用于一般的装配中，使用这种装配方法装配的零件不具有自由度，零件之间不能做任何相对运动；

有连接接口的约束主要是用于解决机构的相对运动。

电风扇的机构仿真主要是模拟电风扇叶片的转动，应该采用有连接接口的约束，电风扇的最终设计结果如图1所示:

图1-1电风扇

二、实体建模

进入Pro/Engineer系统后，首先在标准工具列点选

（新建文档）建立一个文档，接着点选[零件]模块并输入新建文件名qianggai，之后点选[确定]按钮，进入实体建模环境。

注：

在绘制其他零件时，新建零件文档与此操作基本一致，只是文件名不同，以后不再复述。

2.1电风扇后盖设计

电风扇前盖设计运用到旋转、拉伸、扫描、阵列、倒圆角等基本的建模设计思想创建实体特征：

进入拉伸实体操作命令绘制后盖骨架（图2-1）所示，最后生成实体（图2-2）所示：

图2-1前盖骨架草绘图图2-2拉伸后实体图

在【插入】菜单中依次选取【扫描】/【伸出项】选项，选取草绘轨迹（图2-3），最后生成扫描实体特征如图2-4所示：

图2-3伸出项草绘图图2-4扫描后生成实体图

创建阵列复制特征：

在模型树上选择上一步创建的【伸出项】特征，然后单击

【阵列】按钮，选取“轴”，确定阵列中心，系统将打开阵列设计图板，然后再图板上填上“15”阵列的间隔角度值，并输入圆形阵列个数为“24”最后创建的阵列特征如图2-5所示，最后在用旋转命令完成边沿设计，最后在边沿做【倒圆角】

（R=1）特征，完成风扇前盖实体如图2-6所示：

阵列图样

图2-5伸出项阵列后图图2-6风扇前盖实体图

2.2电风扇叶片设计

电风扇叶片的设计主要是针对曲面的操作，在本设计中，我认为是最难画的一部分，也是花时间最久的部分，因为这一部分不是很了解，最后还是在同学的帮助之下完成的。

电风扇叶片中间的部分可以采用旋转曲面的特征来完成，先创建几个点，建立曲线，然后在旋转拉伸，主要是用曲面拉伸来完成，先新建一个文件，命名为“yezi”,先拉伸再草绘，其曲面画法步骤如图2-7所示，然后对曲面进行拉伸、修剪、投影、阵列、实体化等一系列操作，便可完成叶片操作，叶片实体图如图2-8所示：

图2-7叶片制作步骤图图2-8电风扇叶片实体图

2.3叶片支撑架的设计

叶片支撑架的作用是安装叶片，起一个支撑的作用，另外，在运动仿真中，它是叶片旋转的中心，是个关键部件，叶片支撑架主要是运用拉伸、阵列、扫描、倒圆角等特征操作创建后盖实体模型。

首先在【零件】中创建一个新的文件，命名为“zhichengjia”草绘尺寸图如图2-9所示，然后再用拉伸命令创建支架，二次拉伸形成支承轴，如图2-10所示。

拉伸完之后在建立三根支撑杆，如图2-11所示，再采用【圆形阵列】输入阵列角度为“120”如图2-12所示：

阵列之后在外院部分继续拉伸形成凸缘，便于和前盖后盖相配合，并且在外缘部位安装方形定位销，便于安装底座，最后得到支撑架实体图，如图2-13所示：

图2-9旋转草绘尺寸图图2-10叶片安装轴拉伸图

图2-11三根支撑杆图2-12支撑杆阵列图

图2-13支撑架实体图

2.4电风扇前盖的设计

电风扇前盖的设计和后盖的设计一样，主要运用到草绘、拉伸、阵列、倒圆角等特征命令操作创建本体实体模型。

在这里展示一下前盖的图片，具体步骤就不详细说明了。

图2-14前盖正面图2-15前盖后面

2.5电风扇底座设计

电风扇底座设计中用到扫描混合、草绘、拉伸、倒圆角等特征命令操作来创建电风扇底座实体模型。

首先，在【插入】/【扫描混合】命令来创建底座轮廓，进入草绘模式绘制出【扫描混合】的轨迹尺寸图如图2-16所示；

然后选取2个界面绘制其轮廓形状完成【扫描混合】命令。

完成其端部实体如图2-17所示。

图2-16底座支架体草绘尺寸图图2-17底座支架体扫描图

其次，在底座支撑架的下面还需要一些部件来起稳定的作用，也是采用草绘、拉伸。

还有去除材料等基本操作来进行绘图的。

另外还要在底座上打两个方孔，用来安装风扇的本体的，最后的效果图如图2-18所示：

图2-18底座实体图

其中在底座的半圆支撑系统上还打了四个小圆孔，用来安装轴承架的，采用的的是螺纹连接，底座局部视图如图2-19所示：

图2-19底座局部视图（小孔连接）

2.6底座轴承架的设计

底座轴承架是用来连接底座和轮子的零件，首先新建一个零件，命名为“zhouchengjia”轴承架主要是通过草绘、拉伸来完成的，步骤比较简单，步骤如图2-20所示：

在轴承架上有两个小孔，是用来固定支架的，下方的圆孔是用来安装轴的，把轴承架和轮子以及底座连接起来，最后的实体图如图2-21所示：

图2-20步骤图2-21轴承架实体图

2.7销钉连接

销钉主要是用于把轮子固定在轴承架上，也可以看着是轴，主要的绘图步骤还是草绘、拉伸，基本步骤如图2-22所示：

按照步骤最后绘出来的图形实体图如图2-23所示：

图2-22步骤图2-23销钉实体图

2.8方形销

方形销主要是用来固定销钉，保证轮子在转动的过程中，销钉不会飞出，直接拉伸出来就是了，实体图如图2-24所示：

图2-24方形销

2.9螺栓、螺母的绘制

螺栓是把轴承架连接在底座上的，绘制螺栓时，先点击

调色板，会弹出一个草绘调色板的界面如图2-25所示：

然后选择正六边形会弹出一个缩放旋转的界面，如图2-26所示：

在比例栏中输入“1”，因为这个螺栓比较小。

进入草绘界面，草绘，如图2-27所示：

再拉伸出一个螺栓的雏形，如图2-28所示：

图2-25图2-26图2-27

2-28螺栓雏形

绘制完螺栓雏形之后点击

键选择螺旋扫描中的伸出项

弹出菜单管理选项，点击【完成】，然后再选择一个面，选择【正向】【缺省】，进入草绘界面，先点击【草绘】，选择【参照】，然后绘制中心线和轨迹，然后点击

确定，输入螺距为“1”确定，再一次进入到草绘界面，绘制螺纹形状，一般是正三角形，约束三边相等，输入边长为“0.8”记住在输入这个数据时，这个数据一定要比之前输入的螺距小，不然螺纹不能生成。

最后点击【预览】【确定】就可以看到生成的螺纹了，螺纹图如图2-30所示：

图2-30螺栓外螺纹图2-31螺母内螺纹

螺母的绘制方法和螺栓的方法基本相似，在这里就不详细描述了。

一样的先是草绘，绘制正六边形，然后拉伸，去除中间的材料，形成螺母雏形，然后再绘制内螺纹，在这里绘制内螺纹的时候，点击【插入】选择【螺旋扫描】选择的是【切口】的命令，然后就是一样的步骤了，绘制参照、中心线、轨迹，三角形，输入螺距为“1”确定三角形的边长为“0.8”，打钩确定，预览、确定，即可生成内螺纹，螺母最终的实体图如图2-31所示：

2.10轮子；

轮子是风扇最下面的零件，设计轮子是为了方便用户移动风扇，如果是制造大风扇的话，就跟方便搬运了。

轮子也是通过最基本的绘图方法完成的，采用【草绘】【拉伸】【去除材料】即可绘制出轮子，步骤如图2-32所示：

在这里还可以倒角，让轮子看上去更美观，轮子的实体图如图2-33所示：

图2-32图2-33轮子实体图

三、风扇的装配设计

首先装配的是风扇的本体，也就是风扇的工作部件，如后盖，支撑架，前盖、叶子。

先进入装配界面，点击

插入零件，然后进行约束，通过匹配，对其等基本的约束命令将零件一个一个的装配起来，主要的零件如图3-1所示：

值得注意的是螺纹的配合装配。

最后装配出来的效果图，如图3-2所示：

图3-1装配图的零件图3-2装配效果图

四、电风扇的运动仿真设计

在风扇机构仿真的设计中，主要模拟电风扇叶片的转动，并对电风扇的叶片进行相关的运动分析，电风扇的机构仿真的设计过程如下：

4.1定义伺服电动机

在已装配好的组件中，在菜单命令中点选【应用程序】主菜单中选取【机构】选项，进入机械仿真界面，单击【定义伺服电动机】，点击【新建】命令，在【从动图元】选项组中选择【连接轴】选项，然后选取叶片的中心轴作为连接轴如图4-1所示，在【伺服电动机定义】对话框中打开【轮廓】选项卡，对其设置如图4-2所示，电风扇叶片的转动速度与时间关系变化曲线如图4-3所示：

图4-1图4-2图4-3

4.2创建运行分析

单击（运行分析）按钮，点击【新建】按钮，进入【分析定义】对话框，输入名称“222”，【类型】选择【运动学】；

开始时间定义为10，帧频为10，最小间隔0.1，初始位置为当前，点击【运行】；

设置参数如图4-4所示：

图4-4

4.3回放结果并制作媒体播放文件

（1）单击（回访以前的运动分析）按钮，系统弹出如图4-5所示的【回放】对话框，单击其中的按钮，打开如图4-6所示的【动画】对话框。

（2）

单击（播放）按钮观察结果：

单击

（停止）按钮结束仿真运动；

单击【捕获】按钮，如图4-7打开【捕获】对话框，单击其中的【浏览】按钮，弹出【保存副本】对话框，在此选择文件的保存路径，并选择保存格式与填写文件名称。

完成后单击【捕获】对话框中的【确定】按钮，开始媒体播放文件的制作。

制作完毕后点击播放。

图4-5图4-6

图4-7

五、结束语

在这次课程设计中，学习了proe的的更多功能，尤其是运动仿真这一点，以前没有接触过，最多的就是在课堂上见过老师演示的课件，一开始以为是很简单的东西，但是后来，在自己的设计中，发现仿真不是那么简单，其他的绘制零件还是比较简单，总的来说，通过这次课程设计，让我复习了以前学过的proe知识，而且运用的更加熟练了，虽然有好几次工作到深夜，但是还是觉得值得，因为自己学到了东西。

由于本人绘图技术有限，在设计中还是有很多不足，希望老师指出、改正。

最后感谢老师的指导。

六、参考文献

1.编著，架构科技，pro/e野火4.0中文版完全自学手册，电子工业出版社

七、附图

风扇背面