基于UG的家电造型设计及动态仿真.docx

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基于UG的家电造型设计及动态仿真

毕业设计论文任务书

一、题目及专题：

1、题目　　基于UG的家电造型设计及动态仿真　　

2、专题　　

二、课题来源及选题依据

课题来源于生产实际。

电风扇是常见的家用电器，当前全球知识经济时代要求现在制造业缩短产品开发周期，降低成本提高产品质量。

以典型机械产品电风扇为研究对象，对动态仿真模拟装配关键技术进行了研究，包括产品的三维建模、装配约束及系统优化等内容。

运动仿真软件能够更好的让设计工程师建立，评估优化产品在现实环境的运动，以便更加的满足性能要求。

有助于从一开始就获得产品模型，因此，它可以提高产品质量和发扬设计优点。

随着科学发展，近年来，CAD/CAM技术的应用越来越广泛，它大大改变了人与计算机之间的交互方式。

在这种情况下产生了三维造型设计及动态仿真，而UG是三维造型的一个重要组成部分，是当前装配设计技术的一种崭新的思路和方法，具有非常重要的研究价值。

三、本设计（论文或其他）应达到的要求：

①根据提供的毕业设计资料理解设计要求，查阅相关中外资料；

②分析现有电风扇的设计制造的优点与不足加以改进补充；

③对UG软件熟练掌握，了解三维建模，将电风扇部件装配图，零件图画出；

④完成主要尺寸的设计，写出计算过程或依据；

⑤阅读和翻译英文文献；

⑥撰写毕业设计论文。

四、接受任务学生：

班　　姓名

五、开始及完成日期：

自2012年11月12日至2013年5月25日

六、设计（论文）指导（或顾问）：

指导教师　　　　　　　签名

签名

　　　　　　　签名

教研室主任

　　　　　　〔学科组组长研究所所长〕　　　　　　　签名

　　　　系主任　　　　　　签名

年月日

摘要

面对激烈的市场竞争，制造业必须加速产品开发进程，缩短设计开发周期。

计算机技术和计算机图形学的不断发展，为人们提供了强有力的工具，三维CAD/CAM/CAE集成化软件被广泛应用于制造业。

与传统的装配设计相比，虚拟装配技术能满足并行工程的要求，实现产品可装配的设计，及时发现产品设计中的问题，提高装配质量和装配效果。

研究是在UG软件设计平台上完成风扇的三维造型设计。

立式电风扇的外形结构较为复杂，如果用传统的CAD绘图软件设计非常困难，UG可以轻松解决这个问题，UG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。

论文以从实物到模具的逆向设计过程论述了风扇虚拟设计中的关键环节，即零部件建模、虚拟装配、动态仿真和扇叶的注塑模设计等。

并对产品设计中的虚拟设计方法与传统设计方法的差异、优越性进行了比对。

通过可视化显示装配、干涉分析然后以求达到准确运动仿真，使生产真正在高效、高质量、低成本的环境下完成。

关键词：

三维造型设计；虚拟装配；运动仿真

Abstract

Facingwiththecompetitivemarket,manufacturersneedtoaccelerateproductdevelopmentprocess,shortentheproductdesignanddevelopmentcycle.Thecontinuousdevelopmentofcomputertechnologyandcomputergraphicsprovidespowerfultoolsforpeople,three-dimensionalCAD/CAM/CAEintegrationsoftwareiswidelyusedinmanufacturing.Comparedwiththetraditionalassemblydesign,virtualassemblytechnologytomeettherequirementsofconcurrentengineering,thedesignoftheirproductscanbeequippedwithtimelydetectionofproblemsinproductdesign,improvetheassemblyqualityandassemblyefficiency.

ThisthesisbasedonUGproductdesignplatformforthefancompletedthethree-dimensionaldesign.Theshapestructureofverticalelectricfanisverycomplex,ifusingthetraditionalCADdrawingsoftwaretodesignwillbeverydifficult,UGcaneasilysolvethisproblem,theUGsoftwarehaspowerfulfunctionsofsolidmodeling,surfacemodeling,virtualassemblysimulation,engineeringdrawingandothers.Thispaperdiscussedthekeylinkoffanthatusingreversaldesignprogressfromthephysicaltothemoldinvirtualdesign,asthepartmodeling,virtualassembly,dynamicsimulationandthefaninjectionmolddesign.Thepaperalsocomparedtheadvantagesanddifferencesbetweenvirtualforproductdesigninthedevelopmentoftraditionaldesignmethods.Throughthevisualdisplayassembly,interferenceanalysisthentoachieveaccuratesimulationcampaignthatproducerealinhighefficiency,highquality,shorttime,lowcostenvironment.

Keywords:

3Dmodelingdesign;simulationassembly;movementsimulation

1绪论

计算机辅助设计是一种将人和计算机的最佳特性结合起来以用来辅助进行产品的设计和分析的技术，是综合了计算机与工程设计方法的最新发展成果一门新兴学科。

它的产生和不断发展，对工业生产、工程设计、科学研究等领域的技术进步和发展产生了巨大影响。

1.1三维造型设计的现状和发展前景

市场需求是技术创新的原动力，二十一世纪的一个重大变革是全球市场的统一，它使市场竞争更加激烈，产品更新周期加快。

在这种背景下，CAD技术得到迅速普及和极大发展。

1991年，美国评出的二十世纪最具影响的十大技术中，CAD便榜上有名。

CAD技术从最初的工业设计领域已渗透到人们日常生活的每个角落，从机械、电子、建筑、教学、管理等，可以说无数不包。

经过四十多年的发展，CAD/CAM技术有了长足的进步，而三维CAD技术到目前为止共经历了4次大的技术革新。

（1）三维线框系统

20世纪60年代，新出现的三维CAD系统是简单的线框式系统，只能表达基本的几何信息，而不能有效地表达几何数据间的拓扑关系[1]。

（2）曲面造型系统

法国达索飞机制造公司基贝塞尔算法，在上个世纪70年代开发出以表面模型为特点的三维造型系统CATIA，从而标志着CAD技术突破了单纯模仿工程图纸三视图的模式，首次实现完整描述产品零件的主要信息，使得CAD技术有了实现基础。

（3）实体造型技术

早在60年代初，就提出了实体造型的概念，但由于当时理论研究和实践都不够成熟，实体造型技术发展缓慢。

70年代初出现了简单的具有一定实用性的基于实体造CAD/CAM系统，实体造型在理论研究方面也相应取得了发展。

到70年代后期，实体造型技术在理论、算法和应用方面逐渐成熟。

它带来算法改进和未来发展的希望，同时也带来了数据计算量的急速膨胀。

（4）参数化设计

参数化设计是通过改动图形的某一部分或某几部分的尺寸，或者修改定义好的零件参数，自动完成图形中相关部分的改动，从而实现对图形的驱动。

参数化使设计极大地改善了图形的修改手段，提高了设计的柔性，在概念设计、动态设计、实体造型、装配、公差分析与综合、机构仿真、优化设计等领域发挥着越来越大的作用，体现了很高的应用价值。

三维CAD系统的核心是产品的三维模型，它所表达的几何信息越来越完整和准确，解决问题的范围越来越广三维模型包含了更多的实际结构特征，通过赋予零部件一定的物理属性，就可以进行产品的结构分析和各种物性计算，并为后续设计制造模块应用奠定基础，使用户在采用三维CAD造型工具进行产品结构设计时，就能反映实际产品的构造或者加工制造过程，成为实现CAD/CAE/CAPP/CAM集成的基础。

我国在软件和设备方面的发展一直比较缓慢，直到进入21世纪以来，我国的计算机行业有了突飞猛进的发展，正是因为这样，我国的CAD技术才有了进一步发展的空间，在现代制造业舞台上，生产效率、成本、规划管理无不和生产技术相关，因此CAD技术的开发直接关系到产品的设计、生产、维修等工作的速度和效率，显得尤为重要。

在产品的设计和装配阶段，一般采用二维制图和三维造型。

尤其是三维造型，以其直观、能直接转化二维工程图和虚拟装配等优势在现代工业生产设计方面有着绝对的优势。

1.2常用三维造型软件介绍

三维软件技术经过几十多年的发展，每个时代都有流行的软件满足当时的要求，随着时间推移，技术的不断革新，现在，工作站的微机平台CAD/CAM软件已经占据主导地位，并且出现了一批比较优秀的商业化软件。

总的来说，软件各有千秋，每种产品都有其所长也有其短，关键是使用者根据自己的实际需求进行选择，下面我们简单的介绍一下常用的三维造型软件。

（1）Pro/ENGINEER软件

1985年，PTC公司成立于美国波士顿，开始参数化建模软件的研究。

1988年，V1.0的Pro/ENGINEER诞生了。

经过10余年的发展，Pro/ENGINEER已经成为三维建模软件的领头羊。

Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。

另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。

Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。

Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。

（2）Solidworks软件

SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总裁发起，总部位于马萨诸塞州的康克尔郡（Concord,Massachusetts）内，当初的目标是希望在每一个工程师的桌面上提供一套具有生产力的实体模型设计系统。

1997年，Solidworks被法国达索（DassaultSystemes）公司收购，作为达索中端主流市场的主打品牌。

SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技