基于proe的落地扇設(shè)計(jì)與仿真

1、機(jī)電工程學(xué)院CAD/CAM/CAPP技術(shù)與應(yīng)用題 目: 落地扇三維建模與運(yùn)動(dòng)仿真 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 機(jī)械工程 2013 級(jí) 指導(dǎo)教師： 落地扇三維建模及運(yùn)動(dòng)仿真目錄一、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真在機(jī)械設(shè)計(jì)中的作用二、做此次設(shè)計(jì)的目的和意義三、本次仿真中用到的連接的概念及定義四、本次仿真所需建立的三維模型及其之間的連接類型五、建立運(yùn)動(dòng)仿真的過(guò)程（一）、建立三維模型(二)、建立裝配模型（三）、進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真六、設(shè)計(jì)總結(jié)一、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真在機(jī)械設(shè)計(jì)中的作用使用Pro/Engineer軟件對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行仿真和分析,能夠模擬真實(shí)環(huán)境中的工作狀況并對(duì)其進(jìn)行分析和判斷,可以及早發(fā)現(xiàn)干涉和其它缺陷,提前進(jìn)行改善

2、和修正,從而減少后期修改所付出的昂貴代價(jià),縮短設(shè)計(jì)周期。二、做本次設(shè)計(jì)的目的和意義練習(xí)使用PROE軟件進(jìn)行三維建模并進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真分析。三、機(jī)構(gòu)仿真運(yùn)動(dòng)中常用連接的概念及定義 常規(guī)的裝配限制了元、組件的所有自由度，而元、組件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)必須保留某個(gè)或幾個(gè)方向的自由度，因此在進(jìn)行機(jī)構(gòu)仿真運(yùn)動(dòng)的裝配過(guò)程中需要引入“連接”定義，即能夠限制主體的自由度，僅保留所需的自由度，以產(chǎn)生機(jī)構(gòu)所適合的運(yùn)動(dòng)類型。連接在“裝配”環(huán)境中建立，點(diǎn)擊“元件放置”對(duì)話框中的“連接”字符即可進(jìn)入連接設(shè)置狀態(tài)，Pro/engineer中共提供了11中連接模式，下面介紹本次仿真中所用到的3種連接模式。1.剛性使用一個(gè)或多個(gè)基

3、本約束，將元件與組件連接到一起，受剛性連接的的元、組件屬于同一主體，連接后，6個(gè)方向的自由度被完全限制，相互之間不再有自由度。約束：與普通裝配一樣定義。2.銷釘僅有一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，有一個(gè)軸對(duì)齊約束和一個(gè)與軸垂直的平移約束來(lái)限制其他5個(gè)自由度，元件可以繞軸旋轉(zhuǎn)。約束：軸對(duì)齊；平面匹配/對(duì)齊或點(diǎn)對(duì)齊。3.圓柱有一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和一個(gè)移動(dòng)自由度，有一個(gè)軸對(duì)齊約束限制其他4個(gè)自由度，元件可以繞軸旋轉(zhuǎn)也可以延軸方向平移。約束：軸對(duì)齊。四、本次仿真所需建立的三維模型及其之間的連接類型本次分析為落地扇，由于其實(shí)際模型較為復(fù)雜，所建立均為簡(jiǎn)化模型。分析過(guò)程：首先將零件的三維模型建好，再裝配零件并確定各零件之間的

4、約束關(guān)系，最后利用PROE進(jìn)行仿真分析。本次分析所需零件及其之間的連接類型落地扇零件明細(xì)表序號(hào)名稱數(shù)量圖片連接類型1扇葉1剛性2電機(jī)殼1銷釘3護(hù)網(wǎng)2剛性4連接塊1剛性5控制面板1剛性6空心柱1剛性7底座1剛性8后網(wǎng)蓋1剛性9各種螺栓若干剛性10各種螺母若干剛性11定時(shí)旋鈕1銷釘12按鍵4圓柱13前網(wǎng)蓋1剛性14緊固螺栓1銷釘15主軸1銷釘五、建立運(yùn)動(dòng)仿真的過(guò)程（一）、建立三維模型1.扇葉的創(chuàng)建流程1）選擇【文件】/【設(shè)定工作目錄】設(shè)定工作目錄：D:program filesproeWildfire 5.0my works。選擇【文件】/【新建】命令，在打開的【新建】對(duì)話框的類型中選擇零件，在子

5、類型中選擇實(shí)體，文件名定義為：dianshanye，不選中使用默認(rèn)模板設(shè)置選項(xiàng)，點(diǎn)擊【確定】按鈕，在【模板】下選擇mmns_part_solid，點(diǎn)擊【確定】按鈕進(jìn)入繪制零件實(shí)體界面。2）點(diǎn)擊特征工具欄中的拉伸按鈕 ，并改下，選擇FRONT面繪制拉伸薄板，草繪截面如圖1_1，拉伸深度為55，繪制效果如圖1_ 2。 圖1-1 圖1-23）同上拉伸出內(nèi)圓薄板草繪截面如圖1-3，繪制效果如圖1-4。 圖1-3 圖1-44）繪制基準(zhǔn)軸A_3,令RIGHT面繞基準(zhǔn)軸A_3旋轉(zhuǎn)110°從而得到基準(zhǔn)面DTM1，再作出PNT0PNT5六個(gè)點(diǎn)，確定出基準(zhǔn)面DTM2，DTM3，繪制效果如圖1-5。 圖1

6、-55）分別在基準(zhǔn)面DTM2，DTM3進(jìn)行草繪，在基準(zhǔn)面DTM2上連接PNT0和PNT2兩個(gè)點(diǎn)，在基準(zhǔn)面DTM3上連接PNT3和PNT5兩個(gè)點(diǎn)。草繪截面如圖1-6，1-7繪制效果如圖1-8。 圖1-6圖1-7 圖1-86）選中上一步草繪出的PNT0PNT5，點(diǎn)擊【編輯】/【投影】，選擇的投影面為第一步拉伸的大圓面。這樣就在大圓面上得到了一條曲線。重復(fù)以上操作，可以在小圓面上得到直線PNT3-PNT5的投影。繪制效果如圖1-9。 圖1-97）點(diǎn)擊邊界混合按鈕，按住ctrl鍵選擇上一步作出的投影曲線，點(diǎn)擊生成一個(gè)邊界曲面，繪制效果如圖1-10。 圖 1-108）選中上一步生成的特征，點(diǎn)擊【編輯】/

7、【復(fù)制】，再點(diǎn)擊【編輯】/【選擇性粘貼】，彈出對(duì)話框如圖1-11，選擇“對(duì)副本應(yīng)用移動(dòng)/旋轉(zhuǎn)變換”，按下按鈕，選擇A_3為軸，旋轉(zhuǎn)120°，重復(fù)以上操作再旋轉(zhuǎn)240°，繪制效果如圖1-12。 圖1-11 圖1-129）選中一個(gè)上一步得到的曲面，點(diǎn)擊【編輯】/【加厚】，厚度為1，再重復(fù)以上操作把三片扇葉都加厚。并進(jìn)行倒圓角，圓角的半徑分別為48和78，繪制效果如圖1-13。圖1-1310）對(duì)得到的圖形進(jìn)一步修飾，包括加厚小內(nèi)圓、繪制頂蓋、繪制軸孔、繪制加強(qiáng)筋、倒圓角等，其步驟簡(jiǎn)單，不再贅述。最后把第一步走的大圓也進(jìn)行加厚，并用拉伸去除材料的方法刪除這個(gè)大圓。電扇葉最后效果如圖

8、1-14。 圖1-142.電機(jī)殼的創(chuàng)建流程1）選擇【文件】/【新建】命令，在打開的【新建】對(duì)話框的類型中選擇零件，在子類型中選擇實(shí)體，文件名定義為：dianjike，不選中使用默認(rèn)模板設(shè)置選項(xiàng)，點(diǎn)擊【確定】按鈕，在【模板】下選擇mmns_part_solid，點(diǎn)擊【確定】按鈕進(jìn)入繪制零件實(shí)體界面。2）點(diǎn)擊工具繪制旋轉(zhuǎn)實(shí)體，草繪平面為TOP面，草繪截面如圖2-1，繪制效果如圖2-2。 圖2-1 圖2-23）點(diǎn)擊倒圓角，選擇小圓的邊緣，倒角的半徑為20，繪制效果如圖2-3。圖2-34）把TOP面向下平移70得到一個(gè)參考平面DTM1，點(diǎn)擊特征工具欄中的拉伸按鈕，選擇DTM1平面進(jìn)行草繪草繪截面如圖2

9、-4，設(shè)置拉伸方式為，選擇拉伸至上一步得到的圓臺(tái)體的側(cè)面，繪制效果如圖2-5。 圖2-4 圖2-55）點(diǎn)擊倒圓角，選擇上一步拉伸體的各個(gè)邊緣，倒角的半徑為5，繪制效果如圖2-6。 圖 2-66）點(diǎn)擊抽殼，選中上一步得到的底面為消失的面，殼的厚度為3，繪制效果如圖2-7。圖2-77）把小圓面向外平移10得到一個(gè)參考平面DTM2，點(diǎn)擊特征工具欄中的拉伸 按鈕，選擇DTM1平面進(jìn)行草繪，草繪截面如圖2-8，按下按鈕切除材料，拉伸深度大于20，繪制效果如圖2-9。 圖2-8 圖2-98）點(diǎn)擊將上一步得到的特征進(jìn)行陣列，陣列方式為軸，選擇A_1為軸陣列的個(gè)數(shù)為20個(gè)，繪制效果如圖2-10。圖2-109）

10、點(diǎn)擊特征工具欄中的拉伸按鈕，選擇大圓頂面進(jìn)行草繪，草繪截面如圖2-11，拉伸深度為3，繪制效果如圖2-12。 圖2-11 圖2-1210）點(diǎn)擊將上一步得到的特征進(jìn)行陣列，陣列方式為軸，選擇A_1為軸，陣列的個(gè)數(shù)為3個(gè)，繪制效果如圖2-13。圖2-1311）點(diǎn)擊特征工具欄中的拉伸按鈕，選擇DTM2面進(jìn)行草繪，草繪截面如圖2-14，拉伸深度為30，繪制的最后效果如圖2-15。 圖2-14 圖2-153.前護(hù)網(wǎng)的創(chuàng)建流程1）選擇【文件】/【新建】命令，在打開的【新建】對(duì)話框的類型中選擇零件，在子類型中選擇實(shí)體，文件名定義為：qianhuwang，不選中使用默認(rèn)模板設(shè)置選項(xiàng)，點(diǎn)擊【確定】按鈕，在【模板

11、】下選擇mmns_part_solid，點(diǎn)擊【確定】按鈕進(jìn)入繪制零件實(shí)體界面。2) 點(diǎn)擊生成基準(zhǔn)平面，把FRONT面，分別平移30、50、60得到基準(zhǔn)面DTM1、DTM2、DTM3，再點(diǎn)擊按住ctrl鍵分別選中RIGHT面和TOP面，其交線為基準(zhǔn)軸A_1，繪制效果如圖3-1。 圖3-13）點(diǎn)擊按鈕草繪，草繪平面為TOP面，草繪截面如圖3-2，繪制的效果如圖3-3。 圖3-2 圖3-34）選擇【插入】/【掃描】/【伸出項(xiàng)】，再選擇【選取軌跡】，按住ctrl鍵選中上一步的草繪曲線，點(diǎn)擊【完成】進(jìn)入截面的草繪界面，草繪圖形如圖3-4，繪制效果如圖3-5。 圖3-4 圖3-55）點(diǎn)擊將上一步得到的特征

12、進(jìn)行陣列，陣列方式為軸，選擇A_1為軸，陣列的個(gè)數(shù)為100個(gè)，繪制效果如圖3-6。 圖3-66）點(diǎn)擊工具繪制旋轉(zhuǎn)實(shí)體，草繪平面為TOP面，草繪圖形如圖3-7，繪制效果如圖3-8。 圖3-7 圖3-87）點(diǎn)擊特征工具欄中的拉伸按鈕，選擇大圓頂面進(jìn)行草繪，草繪截面如圖3-9，拉伸深度為2，繪制效果如圖3-10。 圖3-9 圖3-108）點(diǎn)擊工具繪制旋轉(zhuǎn)實(shí)體，草繪平面為TOP面，分別以DTM3和DTM2面為參照，草繪圖形如圖3-11，3-12，繪制效果如圖3-13。 圖3-11 圖2-12 圖3-139）點(diǎn)擊特征工具欄中的拉伸按鈕，選擇大圓頂面進(jìn)行草繪，草繪截面如圖3-14，按下按鈕切除材料，拉伸深

13、度大于2。完成后進(jìn)行陣列，陣列方式為軸，選擇A_1為軸，陣列的個(gè)數(shù)為3個(gè)，繪制最后效果如圖3-15。 圖3-14 圖3-154.控制面板的創(chuàng)建流程1）選擇【文件】/【新建】命令，在打開的【新建】對(duì)話框的類型中選擇零件，在子類型中選擇實(shí)體，文件名定義為：prt0002，不選中使用默認(rèn)模板設(shè)置選項(xiàng)，點(diǎn)擊【確定】按鈕，在【模板】下選擇mmns_part_solid，點(diǎn)擊【確定】按鈕進(jìn)入繪制零件實(shí)體界面。2）點(diǎn)擊特征工具欄中的拉伸按鈕，選擇TOP面進(jìn)行草繪，草繪截面如圖4-1，拉伸深度為54，繪制效果如圖4-2。 圖4-1 圖4-23）選擇【工具】/【選項(xiàng)】命令，在彈出的對(duì)話框中寫入“allow_an

14、atomic_features”，并把值改成“yes”，點(diǎn)擊確定，操作如圖4-3。 圖4-34）選擇【插入】/【高級(jí)】/【剖面圓頂】命令，點(diǎn)擊完成，選擇一個(gè)橢圓面為圓頂曲面，接著選擇RIGHT面為參考面，點(diǎn)擊正向/缺省，進(jìn)入草繪界面，繪制如圖4-4的曲線，再選擇FRONT面為參考面，點(diǎn)擊正向/缺省,繪制如圖4-5的曲線，完成剖面圓頂?shù)亩x。圖4-4圖4-55）同上一步，使另一個(gè)橢圓面生成圓頂，草繪的兩參考曲線如圖4-6和4-7。做完前兩步的效果如圖4-8。 圖4-6 圖4-7圖4-86）點(diǎn)擊【插入】/【掃描】/【伸出項(xiàng)】，軌跡選擇為上橢圓面的邊線，截面的繪制如圖4-9，繪制效果如圖4-10。

15、圖4-9 圖4-107）對(duì)得到的圖形進(jìn)一步修飾，包括開槽，倒圓角，打孔，其步驟簡(jiǎn)單而重復(fù)，不再贅述。最后的效果如圖4-11。 圖4-115.其他零件的創(chuàng)建流程其他零件的創(chuàng)建都是簡(jiǎn)單的拉伸，旋轉(zhuǎn)，倒圓角等操作，不再贅述。(二)、建立裝配模型1）點(diǎn)擊“新建組件設(shè)計(jì)”，文件名“dianshan”,不使用缺省模板，模板選擇“mmns_asm_design”,確定。2）裝配底座。點(diǎn)擊，在工作目錄中選擇“dizuo”，連接類型選擇“剛性”/“固定”，確定。3）裝配空心柱。點(diǎn)擊，在工作目錄中選擇“zhuzi”，連接類型選擇“圓柱”，分別點(diǎn)擊空心柱的軸線與底座的軸線完成裝配。裝配效果如圖5-1。圖5-14）裝

16、配控制面板。點(diǎn)擊，在工作目錄中選擇“prt002”，首先分別點(diǎn)擊控制面板底孔的軸線和空心柱的軸線，再分別點(diǎn)擊控制面板底孔的底面和空心柱的上圓環(huán)面完成裝配。裝配效果如圖5-2。圖5-25）裝配連接塊，點(diǎn)擊，在工作目錄中選擇“l(fā)ianjiekuai”，連接類型選擇“銷釘”，首先分別點(diǎn)擊連接塊的螺栓孔軸線和控制面板的螺栓孔軸線，再分別點(diǎn)擊連接塊的對(duì)稱面和控制面板的對(duì)稱面完成裝配。裝配效果如圖5-3。圖5-36）裝配電機(jī)殼，點(diǎn)擊，在工作目錄中選擇“dianjike”，連接類型選擇“銷釘”，首先分別點(diǎn)擊連電機(jī)殼底柱的軸線和連接塊頂孔的軸線，再分別點(diǎn)擊電機(jī)殼底柱的底面和連接塊頂孔底面完成裝配。裝配效果如圖

17、5-4。圖5-47）裝配后網(wǎng)蓋。點(diǎn)擊，在工作目錄中選擇“houwanggai”，首先分別后網(wǎng)蓋的中心軸線和電機(jī)殼的殼體的軸線，再分別點(diǎn)擊電機(jī)殼的螺栓孔軸線和后網(wǎng)蓋螺栓孔軸線，最后分別選擇后網(wǎng)蓋的前面和電機(jī)殼的前面完成裝配。裝配效果如圖5-5。圖5-58）裝配后護(hù)網(wǎng)。其裝配方法與后網(wǎng)蓋完全類似，不再贅述。裝配效果如圖5-6。圖5-69）裝配主軸。點(diǎn)擊，在工作目錄中選擇“zhuzhou”，連接類型選擇“銷釘”，首先分別點(diǎn)擊連主軸的軸線和連接塊頂孔的軸線，再分別點(diǎn)擊主軸的擋圈后面和后網(wǎng)蓋的前面，最后點(diǎn)擊，輸入分離距離為20完成裝配。裝配效果如圖5-7。圖5-710）裝配電扇葉。點(diǎn)擊，在工作目錄中選擇

18、“dianshanye”，首先分別選擇扇葉的中心軸線和電主軸的軸線，再分別選擇扇葉的軸孔后面和主軸擋圈的前面完成裝配。裝配效果如圖5-8。圖5-811）裝配前護(hù)網(wǎng)。點(diǎn)擊，在工作目錄中選擇“qianhuwang”，首先分別選擇前護(hù)網(wǎng)的中心軸線和后護(hù)網(wǎng)的軸線，再分別選擇前護(hù)網(wǎng)的FRONT面和后護(hù)網(wǎng)的FRONT面，最后點(diǎn)擊，輸入分離距離為3完成裝配。裝配效果如圖5-9。圖5-912）裝配螺母。點(diǎn)擊，在工作目錄中選擇“l(fā)uomu”，首先分別選擇螺母的中心軸線和主軸的軸線，最后分別選擇螺母的后面和扇葉頂蓋的上面完成裝配。裝配效果如圖5-10。圖5-1013）裝配螺栓和螺母。點(diǎn)擊，在工作目錄中選擇“l(fā)uo

19、shuan”，首先分別選擇螺栓的中心軸線和控制面板螺栓孔的軸線，最后分別選擇螺栓的后面和控制面板沉孔的上表面的完成裝配。螺母的裝配與螺栓相似，不再贅述。裝配效果如圖5-11。圖5-1114）裝配定時(shí)旋鈕。點(diǎn)擊，在工作目錄中選擇“zhuzhou”，連接類型選擇“銷釘”，首先分別點(diǎn)擊定時(shí)旋鈕的軸線和控制面板上對(duì)應(yīng)孔的軸線，再分別點(diǎn)擊定時(shí)旋鈕的下面和控制面板對(duì)應(yīng)孔的底面完成裝配。裝配效果如圖5-12。圖5-1215）裝配按鍵。點(diǎn)擊，在工作目錄中選擇“anjian”，連接類型選擇“圓柱”，分別點(diǎn)擊按鍵的軸線與控制面板對(duì)應(yīng)孔的軸線完成裝配。裝配效果如圖5-13。圖5-1316）裝配緊固螺栓。點(diǎn)擊，在工作目錄中選擇“jinguluoshuan”，連接類型選擇“圓柱”，分別點(diǎn)擊緊固螺栓的軸線與底座對(duì)應(yīng)孔的軸線完成裝配。裝配效果如圖5-14。圖5-1417）裝配面板。其裝配方法與后網(wǎng)蓋完全類似，不再