万向摇头风扇的结构设计与运动仿真分析毕业设计论文Word文件下载.docx

1、而刻刀与竹简的繁琐，鹅毛笔与羊皮卷的脆弱，木炭笔与莎草纸的易变，无一不让设计工作成为一种漫长而又艰辛的历程。甚至直到上世纪80年代，大量设计师还在使用快干钢笔、丁字尺和硫酸纸进行简单、低效率的重复作业，很少有时间从容考虑创新设计。是计算机辅助设计（Computer Aided Design）软件的诞生彻底改变了设计的方式，让设计出现了质的飞跃。计算机辅助设计技术的应用推广得到政府和各界的普遍关注，是因为它作为电子信息技术的一个重要组成部分，是实现产品设计自动化，推动科技进步，改造传统产业,加快国民经济发展各现代化的一项关键技术，是企业提高自主创新能力和市场竞争能力的重要条件,也是进一步向计算机

2、辅助制造、计算机集成制造系统、发展的重要基础。作为可以在个人电脑上运行的计算机辅助设计（CAD）软件， CAD软件让计算机技术走入设计师的日常工作,大幅提升了设计的速度与精确度，释放了设计师的灵感，数字化的设计平台与标准的设计格式也让设计协作成为可能。在工程和产品设计中，计算机通过cad软件可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生

3、的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。CAD 能够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量.1.2国内外的研究现状及发展趋势本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，产品更新更快，但是有限的资源加上消费者对复杂产品的需求日益增加，使一般的很难保持市场份额。在这种背景下，CAD/CAM技术得到迅速普及和极大发展，海湾战争结束当年，美国评出的最具影响的十大技术中，CAD/CAM技术便榜上有名。在为数众多的CAD/CAM软件中，主流软件包含种类繁多，PRO/E、

4、UG、CIMATRON、MDT、I-DEAS、MASTERCAM都是各种极品，但PRO/E工业解决方案地位显赫，它是美国PTC公司的拳头产品，技术领先，在机械、电子、航空、航天、兵工、纺织等各行各业都有应用，是CAD/CAM领域少有的顶尖“人物”、PRO/E软件包的产品开发环境子支持并行工作，它通过一系列完全相关的模块表述产品的外形、装配及其他功能。PRO/E能够让多个部门同事致力于单一的产品模型。包括对大型项目的装配体管理、功能仿真、制造、数据管理等。其中PRO/E V2001更增加了行为建模技术使其成为把梦想变为现实的杰出工具。近两年是国内信息化发展都非常迅速的一年，国内大环境和政府的强力

5、推动促进CAD行业的有效普及。在整体市场健康成长的推动下，CAD厂商致力于下一步技术推动的步伐迈得更大，三维、协同等作为CAD下阶段技术发展趋势的关键词频频出现。正是这种对行业的挖潜，体现出CAD专业化趋势。CAD软件的发展一方面需要更加通用化、更加便于学习和使用；另一方面，还需要针对一些特别领域的特别需要，定制面向特别应用的专家系统，以实现特别行业的快速应用。专家系统包括：机箱设计专家系统、钢结构设计专家系统、注塑模具设计专家系统、注塑成型分析专家系统、级进模具设计专家系统、孔槽腔类加工编程专家系统等。随着全球一体化经济下激烈的市场竞争和日益注重沟通协作的商业环境，企业必须集中精力整合各种资

6、源，打造高效合作协同的运作体系。因此，应运而生的协同应用，因其能够帮助企业适应新的市场环境，迅速成为软件发展的趋势。经过几年的发展，目前，具有协同功能的软件，已不仅是工作的平台，同时还支持ERP、CRM、人事管理，甚至财务管理等，完美解决了多种信息资源的整合问题。 协同应用的开展，可以使业务人员随时随地进行业务操作，而不受地域与时间的限制，管理者可以随时监控各项业务的执行情况，及时解决流程执行中发生的问题，提高业务执行的效率，还可规范企业的业务执行流程，提高企业业务执行的成熟度。因此，在软件行业内，协同应用的浪潮愈演愈烈。协同设计 CAD未来发展方向。随着协同概念的火热，在CAD行业内，协同设

7、计逐渐成为CAD应用的下一个焦点。 协同设计，主要是指企业内不同设计部门、不同专业方向上或者同一项目的不同设计企业之间进行协调和配合。发展协同设计，与国际CAD市场的发展趋势是相符的。 国内外专家通常把CAD的发展，划分为4个阶段：第一阶段是只能用于二维平面绘图、标注尺寸和文字的简单系统；第二阶段是将绘图系统与几何数据管理结合起来，包括三维图形设计及优化计算等其他功能接口；第三阶段是以工程数据库为核心，包括曲面和实体造型技术的集成化系统；而第四阶段是基于产品信息共享和分布计算、并辅以专家系统及人工神经网络的智能化、网络协同CAD系统。 目前，国内CAD应用主要集中在第三阶段，大部分的CAD产品

8、，由一些基础的设计绘图平台，结合专业方面的规范和数据进行二次开发，并且集成相关的计算、分析等其他软件，形成设计人员独自完成设计工作的专业集成化工具。 与此同时，国外的应用基本处于第三到第四阶段之间，除了一般的集成化系统，在一些设计需求发展较快的领域，也开发了一些专门的cad产品，实现了集设计工具、知识管理、专家系统于一体，具有一定协同工作能力的智能化集成系统。 而基于产品信息共享和分布计算的网络CAD系统，则被认为是CAD未来的发展方向。目前，尽管CAD软件已经得到广泛应用，但说到底还是“单兵作战”。随着信息化的逐步深入，设计领域越来越需要大规模的分工与合作，未来CAD软件的发展，将适应企业提

9、高市场响应能力和产品设计水平两方面的需要。随着企业信息化的发展，跨专业、跨地域的基于网络化协同设计，可以大幅缩短产品设计周期，快速地研发出满足市场变化和需求的产品，提高企业的竞争能力。因此，借助网络平台实现这一目标，已是大势所趋。 过去，限于硬件条件的限制，协同设计只能是“纸上谈兵”，而随着高速CPU处理器、大容量存储设备及宽带通信网络等现代计算机、通信硬件技术的成熟，协同设计具有了现实的可能。” 网络化协同系统，将完全改变传统的工作模式，可以大幅缩短产品设计周期，快速地研发出满足市场变化和需求的产品，提高企业的竞争能力。因此，网络协同设计系统成为国内外各CAD厂商开发的重点方向，在技术上的争

10、夺也愈演愈烈。 此外，更重要的是，在此领域，国内外CAD厂商，包括曾经在二维CAD方面一支独秀的Autodesk公司，目前都处于研究发展阶段，还没有比较成熟和领先的产品出现。这为国产CAD带来了前所未有的发展契机，国产CAD终于和国外CAD站在了同一起跑线上，国产CAD厂商，完全有望成为下一代CAD应用的“主角”。Parametric Technology Crop公司（PTC）的Pro/Engineer以其参数化、基于特征、全相关等概念闻名于CAD界。该软件的应用领域主要是针对产品的三维实体模型建立、三维实体零件的加工、以及设计产品的有限元分析。该公司新推出的Pro/Engineer2000

11、i2是在原Pro/E的产品上新增了柔性工程技术，包括可视化检查（Visual Search），行为建模技术（Behavior Modeling），形状索引（Shape Indexing），特征灵活性（Feature Agility），CDRE渲染（CDRE Rendering），疲劳预测（Fatigue Pnediction）。实践证明，CAD（计算机辅助设计）技术的应用在制造业中正发挥着越来越重要的作用，已成为现代企业在市场激烈竞争中获胜的关键因素之一。随着计算机网络技术的迅猛发展和日益成熟，基于Internet 的CAD技术将成为制造业发展的方向。 Internet和Intranet技术为

12、不同地理位置的设计人员之间提供了通讯与协作的可能。我们可以把基于Internet的CAD用户分成两类:一类是使用CAD软件进行协同设计的用户;另一类是使用WWW浏览器进行浏览的用户。因此，我们认为一个真正意义上的基于Internet 的WebCAD系统应该具有以下几个特征:以网络化的计算机系统为平台的设计系统;以完善的数据库为核心的知识查询系统;产品结构和加工过程的仿真技术系统;三维实体建模技术系统。对我国目前大多数中小企业的CAD用户来说，选择WWW（World Wide Web）来建立自己的WebCAD系统是一个很好的办法。在Internet上，WWW是一个多信息组合的信息系统，能够方便地

13、被用户访问。WWW服务采用的应用层协议标准是HTTP协议，其通信模式采用开放的标准，可支持不同的操作平台，因此这种模型非常适合支持CAD的协同工作。Web CAD系统的总体体系结构如下图1-1所示。图1-1Web CAD系统的总体体系结构1.2.1 CAD产品及相关信息的可视化表达CAD产品的实体建模及图形数据交换是Web CAD系统的关键技术之一。目前流行的各种CAD软件，其图形的数据结构较为复杂，标准也不尽相同，如:Solid Works的Para solid文件格式、AutoCAD的DXF文件格式等等。其突出的问题在于，在不同的CAD平台之间进行数据交换时易产生数据的丢失或畸变，且这种静

14、态表达的结构不支持基于虚拟现实的图形实时表达。三维虚拟现实建模语言VRML（Virtual Reality Modeling Language）是在WWW上用于进行三维交互模拟的标准编程语言，通过VRML语言描述的三维产品与零部件信息可以在Internet上通过WWW浏览器进行访问，十分方便和快捷。在CAD的应用中，开发者是通过矢量化的工程图来表达设计思想，而过去的Internet界面提供的只是位图形式，不能直接采用。Autodesk公司在R14以上的版本中采用WHIP技术，使AutoCAD的图形可以直接进入Web，通过Web浏览器观察DWG或DWF（Drawing Web Format）文件

15、，将DWF文件嵌入到HTML网页中，充分地利用了DWF文件基于矢量的性质，且具有较高效率的文件存储和显示性能,但缺陷也十分明显，DWF文件的图形只能静态显示,其主要目的是为工程设计人员提供一个观察和下载工程图形或标准件库的环境,而无法实现模型的三维动态显示,以及详尽表述产品或机构运动的功能,而VRML技术有力地克服了HTML在三维表达方面的缺陷，通过VRML可以实现网络环境下的实体建模，构造虚拟的场景，建立仿真系统和实时参与等等，为设计者提供了直观、形象的设计环境。1.2.2 CAD数据库的建立数据处理是工程CAD开发工作中的一个重要组成部分，其数据库的功能完善和使用方便与否，将直接关系到CAD系统