Z145型空壓機(jī)零部件三維模型設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、 . . . 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作與取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得與其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了意。作 者 簽 名：日 期：指導(dǎo)教師簽名： 日期：使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版

2、，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部容。作者簽名： 日 期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和

3、電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日注意事項(xiàng)1.設(shè)計(jì)（論文）的容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類(lèi)設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類(lèi)論文正文字?jǐn)?shù)

4、不少于1.2萬(wàn)字。3.附件包括：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書(shū)寫(xiě)字跡工整，打印字體與大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫(xiě)2）工程設(shè)計(jì)類(lèi)題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě)，不準(zhǔn)用徒手畫(huà)3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁(yè)以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上5）軟件工程類(lèi)課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它1 緒論1.1 課題背景與

5、目的現(xiàn)在空氣壓縮機(jī)應(yīng)用圍日趨廣泛，主要用于鋼鐵、電力、冶金、造船、紡織、電子、化工、石油天然氣、礦山、輕工業(yè)、機(jī)械制造、造紙印刷、交通設(shè)施、食品醫(yī)藥、鑄造噴涂、海運(yùn)碼頭、軍工科技、汽車(chē)工業(yè)、航空航天與基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域，為不同的工具，運(yùn)輸設(shè)備、提拉設(shè)備和抓舉設(shè)備提供動(dòng)力。壓縮機(jī)的種類(lèi)和形式很多，常見(jiàn)的有活塞機(jī)、螺桿機(jī)、滑片機(jī)、渦旋機(jī)、隔膜機(jī)與離心機(jī)等，這些種類(lèi)的壓縮機(jī)各有其特點(diǎn)與應(yīng)用圍。 Z145型空壓機(jī)由于結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小、工作原理簡(jiǎn)單而常用于小四輪拖拉機(jī)的氣壓制動(dòng)裝置中，屬于活塞式空壓機(jī)。因其具有典型的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和零件特征而常用于教學(xué)例當(dāng)中，而在無(wú)實(shí)物的情況下，怎樣把典型的工作原理和抽象的零件

6、二維圖形象、生動(dòng)地向外人展示，這對(duì)于電腦技術(shù)日趨成熟的今天來(lái)說(shuō)已不成問(wèn)題，使用電腦進(jìn)行產(chǎn)品建模、仿真分析已經(jīng)成為機(jī)械、電子、航天、家電和玩具等領(lǐng)域設(shè)計(jì)產(chǎn)品的重要操作手段，本課題也就是基于這種背景下產(chǎn)生的。 對(duì)Z145型空壓機(jī)零部件的三維模型設(shè)計(jì)不僅可用于教師在教學(xué)當(dāng)中為學(xué)生形象地進(jìn)行零件特征分析和原理的模擬演示，還可以用于公司產(chǎn)品的對(duì)外展示。1.2 課題研究方法本課題的研究方法就是通過(guò)運(yùn)用三維造型軟件的強(qiáng)大功能對(duì)空壓機(jī)零部件進(jìn)行三維模型設(shè)計(jì)。目前此類(lèi)軟件的種類(lèi)很多，基于各方面的考慮，本課題將使用Pro/ENGINEER Wildfire 4.0軟件進(jìn)行零件設(shè)計(jì)，在此將對(duì)該軟件做以下簡(jiǎn)介：（1）

7、 Pro/E（Pro/Engineer操作軟件）是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology Corporation，簡(jiǎn)稱(chēng)PTC）的重要產(chǎn)品。在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一。（2） Pro/E第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)解決牲的相關(guān)性問(wèn)題。另外，它采用模塊化方式，用戶(hù)可以根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過(guò)程集成到一起，實(shí)現(xiàn)并行工程設(shè)計(jì)。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到

8、單機(jī)上。（3）Pro/E采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等，保證用戶(hù)可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。（4）目前Pro/E最高版本為2008年1月發(fā)布的Pro/ENGINEER Wildfire 4.0(野火4.0)。操作界面如圖1-1所示。 圖1-1 Pro/ENGINEER Wildfire 4.0軟件操作界面2 空壓機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)2.1 種類(lèi)空氣壓縮機(jī)（英文為：air compressor）是氣源裝置中的主體，它是將原動(dòng)機(jī)（通常是電動(dòng)機(jī)）的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的裝置，是壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置?？諝鈮嚎s機(jī)的種類(lèi)很多，按工作原理可分為容積式壓縮機(jī)，往復(fù)

9、式壓縮機(jī)，離心式壓縮機(jī)，容積式壓縮機(jī)的工作原理是壓縮氣體的體積，使單位體積氣體分子的密度增加以提高壓縮空氣的壓力；離心式壓縮機(jī)的工作原理是提高氣體分子的運(yùn)動(dòng)速度，使氣體分子具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能，從而提高壓縮空氣的壓力。往復(fù)式壓縮機(jī)(也稱(chēng)活塞式壓縮機(jī))的工作原理是直接壓縮氣體，當(dāng)氣體達(dá)到一定壓力后排出?，F(xiàn)在常用的空氣壓縮機(jī)有活塞式空氣壓縮機(jī)，螺桿式空氣壓縮機(jī)，(螺桿空氣壓縮機(jī)又分為雙螺桿空氣壓縮機(jī)和單螺桿空氣壓縮機(jī))，離心式壓縮機(jī)以與滑片式空氣壓縮機(jī)，渦旋式空氣壓縮機(jī)。2.2 結(jié)構(gòu)與原理往復(fù)式壓縮機(jī)是容積式壓縮機(jī)，其壓縮元件是一個(gè)活塞，在氣缸作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。主要零件有曲軸、連桿、活塞、汽缸、

10、曲軸箱、進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)等構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2-1所示。 圖2-1 活塞式空壓機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖螺桿空壓機(jī)具有穩(wěn)定性高，效率高，振動(dòng)小，噪意低等優(yōu)點(diǎn)。其工作原理可分為一下幾個(gè)過(guò)程：(1) 吸氣過(guò)程：電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子，主從轉(zhuǎn)子的赤溝空間在轉(zhuǎn)至進(jìn)氣端壁開(kāi)口時(shí)，其空間大，外界的空氣充滿(mǎn)其中，當(dāng)轉(zhuǎn)子的進(jìn)氣側(cè)端面轉(zhuǎn)離了殼之進(jìn)氣口時(shí)，在齒溝間的空氣被封閉在主、從轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間，完成吸氣過(guò)程。(2) 壓縮過(guò)程：在吸氣結(jié)束時(shí)，主、從轉(zhuǎn)子齒峰與機(jī)殼形成的封閉容積隨著轉(zhuǎn)子角度的變化而減少，并按螺旋狀移動(dòng)，此為“壓縮過(guò)程”。(3) 壓縮氣體與噴油過(guò)程：在輸送過(guò)程中，容積不斷減少，氣體不斷被壓縮，壓力提高，溫度升高，同時(shí)，因氣壓

11、差而變成霧狀的潤(rùn)滑被噴入壓縮腔，從而達(dá)到壓縮、降低溫度密封放潤(rùn)滑的作用。（4）排氣過(guò)程：當(dāng)轉(zhuǎn)子之封閉齒峰旋轉(zhuǎn)到與機(jī)殼排氣口相遇時(shí)，被壓縮的空氣開(kāi)始排放，直到齒峰與齒溝的吻合面移至排氣端面，此時(shí)齒溝空間為零，即完成排氣過(guò)程。與此同時(shí)，主從轉(zhuǎn)子的另一對(duì)齒溝已旋轉(zhuǎn)至進(jìn)氣端，形成最大空間，開(kāi)始吸氣過(guò)程，由此開(kāi)始一個(gè)新的壓縮循環(huán)。3 零部件三維設(shè)計(jì)3.1 實(shí)體特征的應(yīng)用與應(yīng)用舉例 實(shí)體特征具有確定的形狀、大小和厚度，是三維建模中最主要的操作對(duì)象。這些特征是產(chǎn)生其它特征的基礎(chǔ)，零件設(shè)計(jì)通常都是在其基礎(chǔ)上添加其他各類(lèi)特征而完成的，下面將舉例說(shuō)明實(shí)體特征的應(yīng)用。3.1.1 帶輪本零件主要使用的特征與特征操作是

12、旋轉(zhuǎn)特征、拉伸特征、倒圓角特征、草繪與陣列操作等，如圖3-1所示。 圖3-1 帶輪 具體操作步驟如下：（1）啟動(dòng)Pro/ENGINEER Wildfire 4.0,設(shè)置系統(tǒng)的工作目錄。（此步驟在以后零件制作中不做累述）（2）創(chuàng)建拉伸基本幾何特征，單擊右側(cè)工具欄中的按鈕，然后再單擊按鈕進(jìn)入草繪，選擇TOP面為草繪平面，如圖3-2所示。 圖3-2 圖3-3 圖3-4進(jìn)入草繪界面后，繪制如圖3-3所示的草繪截面，單擊按鈕完成草繪。在拉伸特征操控板中單擊按鈕，輸入拉伸深度為18，如圖3-4所示，然后單擊按鈕完成拉伸特征如圖3-5所示。圖3-5 （3）創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)切割幾何特征，單擊右側(cè)工具欄按鈕，單擊按鈕，

13、選取RIGHT為草繪平面，如圖3-6所示，進(jìn)入草繪界面，在主菜單中選擇草繪參照如圖3-7所示選取草繪參照，然后繪制水平中心線，再繪制如圖3-8所示草繪截面，點(diǎn)擊按鈕。在旋轉(zhuǎn)特征操控板中單擊按鈕，如圖3-9所示，然后單擊按鈕，完成特征操作后的形狀如圖3-10所示。 圖3-6 圖3-7 圖3-9 圖3-8 圖3-10 （4）繼續(xù)創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)特征，單擊按鈕，再單擊按鈕，如圖3-11所示選取草繪平面，進(jìn)入草繪后，選取TOP面為參照，繪制如圖3-12的草繪截面，單擊按鈕退出草繪，在旋轉(zhuǎn)特征操作板中默認(rèn)旋轉(zhuǎn)角度為360，所以直接單擊按鈕，完成此特征操作，如圖3-13所示。 圖3-11 圖3-12圖3-13（5

14、）創(chuàng)建拉伸特征，單擊右側(cè)工具欄中的按鈕，以TOP面為參照，偏移量為9，創(chuàng)建基準(zhǔn)平面DTM1,如圖3-14所示，單擊按鈕，繪制如圖3-15所示的草繪截面，點(diǎn)擊按鈕退出草繪，單擊按鈕，在拉伸操作板中選擇向兩側(cè)拉伸，深度為6，如圖3-16所示，單擊按鈕，完成的特征如圖2-17所示。 圖3-14 圖3-15 圖3-16 圖3-17（6）陣列上述特征，選擇上一步做好的特征，如圖2-18所示，單擊按鈕，在陣列操作板中填寫(xiě)如圖2-19所示參數(shù)，選取中心軸，如圖2-20所示，單擊按鈕，完成陣列特征操作，如圖2-21所示。 圖3-18 圖3-19 圖3-20 圖3-21（7）創(chuàng)建倒圓角特征并陣列，選擇上一步被陣

15、列的原始特征需要倒圓角處，如圖3-22所示，單擊右側(cè)工具欄中的按鈕，在倒圓角操作板中輸入圓角半徑為3，如圖3-23所示。單擊按鈕，完成倒圓角特征操作。在左側(cè)的模型樹(shù)下選擇剛做好的倒圓角特征，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出菜單中選擇陣列，如圖3-24所示。然后在彈出的陣列操作板中單擊按鈕，到此為止完成帶輪所有特征操作，最終效果圖如圖3-25所示。 圖3-22 圖3-23 圖3-24 圖3-253.1.2 連桿 本零件主要使用的特征操作是拉伸、旋轉(zhuǎn)、倒圓角、倒直角與草繪操作，如圖3-26所示。 圖3-26 圖3-27 圖3-28具體操作步驟如下：（1）創(chuàng)建拉伸特征。單擊按鈕，再單擊按鈕，選取TOP面為草繪平

16、面，進(jìn)入草繪界面，繪制如圖3-27所示的截面草圖，單擊按鈕完成草繪，在下方的拉伸操控板中輸入拉伸深度為16，單擊按鈕，完成此特征操作，如圖3-28所示。 圖3-29 圖3-30（2）創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)特征。單擊按鈕，選取RIGHT面為參照，輸入偏移量為60，如圖3-29所示，創(chuàng)建基準(zhǔn)平面，單擊按鈕。選擇此面作為草繪平面進(jìn)入草繪界面，繪制如圖3-30所示的草繪截面，單擊按鈕完成草繪，再單擊按鈕，在下方的旋轉(zhuǎn)操控板單擊按鈕，完成此特征操作，如圖3-31所示。 圖3-31 圖3-32 圖3-33（3）創(chuàng)建拉伸特征。以RIGHT面為參照創(chuàng)建基準(zhǔn)平面，如圖3-32所示，輸入偏移量為32.25，單擊按鈕，選擇此面為

17、草繪平面，如圖3-33所示，單擊按鈕進(jìn)入草繪界面，繪制如圖3-34所示草繪截面，單擊按鈕完成草繪，在拉伸操控板中選擇向兩側(cè)拉伸，深度為38，單擊按鈕完成此特征操作，如圖3-35所示。 圖3-34 圖3-35（4）創(chuàng)建倒圓角特征。選擇需要倒圓角的邊，單擊按鈕，在操控板中輸入圓角半徑，單擊完成特征操作，如圖3-36所示。 圖3-36（5）創(chuàng)建倒直角特征。選擇需要倒直角的邊，單擊按鈕，在操控板中輸入?yún)?shù)，如圖3-37所示，單擊按鈕完成特征操作，如圖3-38所示。 圖3-37 圖3-38（5）創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)特征。單擊按鈕，選取FRONT面為草繪平面，進(jìn)入草繪界面，繪制如圖3-39所示的草繪截面，單擊完成草繪

18、，單擊按鈕，在下方的旋轉(zhuǎn)操控板中單擊完成特征操作，如圖3-40所示，到此為止連桿的所有特征操作完畢。 圖3-39 圖3-40 3.1.3 曲軸 本零件所使用的主要特征操作是旋轉(zhuǎn)、可變剖面掃描與螺旋掃描等操作，如圖3-41所示。 圖3-41具體操作步驟如下：（1）創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)特征。單擊按鈕，選取TOP面為草繪平面，單擊按鈕進(jìn)入草繪界面，繪制水平，豎直中心線，然后繪制如圖3-42所示的草繪截面，單擊按鈕完成草繪。單擊按鈕，在下方的操控板中直接單擊按鈕，完成此特征操作，如圖3-43所示。 圖3-42 圖3-43（2）單擊按鈕，選取FRONT面為參照，輸入平移量為13，創(chuàng)建基準(zhǔn)平面，單擊按鈕，選取此平面為

19、草繪平面進(jìn)入草繪界面，繪制如圖3-44所示的草繪截面，單擊按鈕完成草繪。單擊按鈕進(jìn)入旋轉(zhuǎn)特征操作，完成后的特征如圖3-45所示。 圖3-44 圖3-45 （3）創(chuàng)建可變剖面掃描特征。單擊按鈕，選取TOP面為草繪平面進(jìn)入草繪界面，繪制如圖3-46所示的草繪截面，單擊按鈕完成草繪。在主菜單選擇插入可變剖面掃描，單擊操控板中的按鈕，表示掃描為實(shí)體，選擇第一條直線，如圖3-47(a)所示，按住“ctrl”鍵不放，選擇另兩條直線，如圖3-47(b)所示，在操控板中單擊按鈕，如圖3-48所示，在“剖面控制”的下拉菜單中選擇“恒定法向”，然后選擇最后一條直線，如圖3-49所示。在操控板中單擊按鈕，進(jìn)入草繪界

20、面，選擇參照后，繪制如圖3-50所示截面，單擊按鈕退出草繪界面，單擊按鈕預(yù)覽效果，確認(rèn)無(wú)誤后，單擊按鈕完成此特征操作，如圖3-51所示。 (a) (b) 圖3-46 圖3-47 圖3-48 圖3-49 圖3-50 圖3-51（4）創(chuàng)建螺紋特征。單擊主菜單中的插入螺旋掃描切口，在彈出的窗口中依次選擇，如圖3-52所示，進(jìn)入草繪界面，繪制如圖3-53所示的草繪截面，單擊按鈕，退出草繪后，繪制截面，如圖3-54所示，單擊按鈕完成截面繪制，在下方的“輸入節(jié)距值”處輸入1.1，單擊按鈕，完成參數(shù)設(shè)置，單擊按鈕，如圖3-55所示，到此為止完成曲軸所有特征操作，如圖2-56所示。 圖3-52 圖3-53 圖

21、3-54 圖3-55 圖3-563.2 特征的基本操作在模型創(chuàng)建的過(guò)程中，有時(shí)需要?jiǎng)?chuàng)建幾個(gè)一樣或相似的特征，或在模型創(chuàng)建好之后，根據(jù)用戶(hù)的需求對(duì)特征進(jìn)行修改，這些都是關(guān)于特征基本操作的容。使用特征的修改、重定義、隱含、恢復(fù)、刪除等操作，可以大大提高設(shè)計(jì)的效率，空壓機(jī)零件中有許多孔特征的操作，下面將舉例說(shuō)明創(chuàng)建孔特征時(shí)使用陣列的的基本操作。3.2.1 矩形陣列的應(yīng)用舉例 陣列是通過(guò)復(fù)制或改變特征的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)創(chuàng)建的特征的多個(gè)副本，利用陣列，可以快捷地再生特征。矩形陣列是在行和列兩個(gè)方向?qū)μ卣鬟M(jìn)行陣列，下面通過(guò)曲軸箱底座孔的創(chuàng)建來(lái)說(shuō)明矩形陣列的一般步驟。 對(duì)模型中的孔特征進(jìn)行陣列操作，結(jié)果如圖3

22、-57所示。 圖3-57 操作步驟如下： （1） 按Ctrl鍵，在模型樹(shù)中選擇模型中要進(jìn)行成組操作的特征，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“組”命令，如圖3-58所示。 圖3-58 圖3-59（2） 生成組后，選中然后單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“陣列”命令，如圖3-59所示。（3） 在陣列操控板中選擇陣列類(lèi)型為“方向”，如圖3-60所示。選擇RIGHT面和FRONT面分別為第一和第二參考平面，如圖3-61。在操控板中輸入相應(yīng)的尺寸數(shù)據(jù)，如圖3-62所示，單擊按鈕，完成陣列操作。 圖3-60 圖3-61 圖3-623.2.2環(huán)形陣列的應(yīng)用舉例 環(huán)形陣列是特征按某一參照旋轉(zhuǎn)復(fù)制而生成的，下面將通過(guò)軸承

23、端蓋孔的創(chuàng)建來(lái)說(shuō)明此特征的應(yīng)用，操作步驟如下： （1）選擇需要陣列的孔特征，如圖3-63所示，然后單擊陣列按鈕。 圖3-63 圖3-64（2）在下方的操控板中選擇陣列類(lèi)型為“軸”，如圖3-64所示，選擇陣列旋轉(zhuǎn)軸，如圖3-65所示，然后輸入陣列的個(gè)數(shù)和角度，如圖3-66所示，單擊按鈕，完成特征操作。 圖3-65 圖3-663.3 其它特征的應(yīng)用除了上述特征，還有很多特征操作，例如復(fù)制、鏡像、移動(dòng)、特征的修改和重定義、隱含、恢復(fù)和刪除、插入和重新排序等，由于在空壓機(jī)模型設(shè)計(jì)中這些特征操作未曾涉與或涉與較少，所以在此不做詳細(xì)的舉例說(shuō)明。復(fù)制某一模型的特征，也可以在不同模型間進(jìn)行特征的復(fù)制，并且將復(fù)

24、制的特征放置在指定位置。在復(fù)制的過(guò)程中，可以改變模型的尺寸值、參考特征和放置位置。鏡像也可用于特征的復(fù)制，它是將一個(gè)平面作為鏡子（這個(gè)平面成為鏡像中心平面），以鏡像的方式創(chuàng)建特征的副本。在曲軸箱側(cè)壁設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于側(cè)壁關(guān)于平面對(duì)稱(chēng)，所以可以采用此方法操作，這樣便可以大大節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間。移動(dòng)是通過(guò)平移或旋轉(zhuǎn)來(lái)復(fù)制特征。無(wú)論平移還是旋轉(zhuǎn)，都要有一定的參照。平移可以沿平面垂直的法線、直邊、軸、兩點(diǎn)和坐標(biāo)系方向進(jìn)行：旋轉(zhuǎn)可以繞軸、兩點(diǎn)、直邊或坐標(biāo)系進(jìn)行。作為參數(shù)化軟件，Pro/ENGINEER的一個(gè)重要特點(diǎn)就是能夠?qū)δＰ吞卣鞯膮?shù)進(jìn)行修改。在建模過(guò)程中創(chuàng)建的草繪平面、尺寸參數(shù)和拉伸深度等都可以被修改。對(duì)

25、特征進(jìn)行修改時(shí)，用鼠標(biāo)右鍵單擊模型樹(shù)中的某一特征，在彈出的菜單中選擇“編輯定義”即可對(duì)特征重新定義和修改。在進(jìn)行復(fù)雜零件的創(chuàng)建時(shí)，特征的再生會(huì)耗費(fèi)一定的時(shí)間，于此同時(shí)，模型樹(shù)也會(huì)變得復(fù)雜。在Pro/ENGINEER中，可以通過(guò)特征的隱含操作，將特征從模型和模型樹(shù)中暫時(shí)刪除，簡(jiǎn)化零件模型，減少再生時(shí)間，使模型樹(shù)變得簡(jiǎn)潔，便于用戶(hù)專(zhuān)注于當(dāng)前的工作，在必要時(shí)再將隱含的特征恢復(fù)。4 零件的裝配在完成零件模型的創(chuàng)建后，可以通過(guò)零件的裝配將零件與零件或子組件相互配合，組成一個(gè)新的幾何模型，并且還可以將其分解形成組件爆炸圖，查看不同零件的信息。通過(guò)創(chuàng)建產(chǎn)品設(shè)計(jì)組件，可以在計(jì)算機(jī)中完成最初的靜態(tài)虛擬樣機(jī)，再通

26、過(guò)后續(xù)的結(jié)構(gòu)模擬和分析進(jìn)行產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。通過(guò)這種方法，可以極提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率和減少設(shè)計(jì)的失誤。4.1 零件裝配概述通過(guò)零件裝配可以將零件或子組件作為元件組裝成更復(fù)雜模型。在裝配過(guò)程中，要保證裝配位置的準(zhǔn)確性以與裝配約束的正確。下面將從三個(gè)方面對(duì)零件裝配做簡(jiǎn)要概述。4.1.1 零件裝配的操作環(huán)境零件裝配首先要新建一個(gè)擴(kuò)展名為.asm的組件，選擇“文件新建”命令，打開(kāi)如圖4-1所示對(duì)話(huà)框，選中單選項(xiàng)，輸入文件名，取消選中復(fù)選框，單擊按鈕，打開(kāi)如圖4-2所示的“新文件選項(xiàng)”對(duì)話(huà)框，選擇模板“mmns_asm_design”,單擊按鈕完成組件模式，打開(kāi)如圖4-3所示界面。 圖4

27、-1 圖4-2 圖4-34.1.2 元件放置操控板 新建一個(gè)組件文件，單擊右側(cè)工具欄中的按鈕或選擇“插入元件裝配”命令，在彈出的窗口中選擇需要打開(kāi)的零件，如圖4-4所示，單擊按鈕，打開(kāi)如圖4-5所示的元件放置操控板。操控板中各按鈕和選項(xiàng)的部分功能將在零件裝配應(yīng)用舉例中做詳細(xì)說(shuō)明。 圖4-4 圖4-54.1.3 約束和連接類(lèi)型 約束和連接類(lèi)型是元件放置時(shí)元件和組件的限制條件和配合形式，其類(lèi)型如圖4-6和4-7所示。 圖4-6 約束類(lèi)型 圖4-7 連接類(lèi)型1. 約束類(lèi)型常用選項(xiàng)的含義如下：（1）匹配選項(xiàng)：匹配約束，將一個(gè)元件參照與組件參照配對(duì)。（2）對(duì)齊選項(xiàng)：對(duì)齊約束，將元件參照與組件參照對(duì)齊。（

28、3）插入選項(xiàng)：插入約束，將元件參照插入到組組件參照。（3）坐標(biāo)系選項(xiàng)：坐標(biāo)系約束，將一個(gè)元件坐標(biāo)系與組件坐標(biāo)系對(duì)齊。（4）相切選項(xiàng)：相切約束，將一個(gè)元件曲面與組件參照相切。2. 連接類(lèi)型常用選項(xiàng)的含義如下：（1）剛性選項(xiàng)：剛性連接，在組件中元件不能移動(dòng)。（2）銷(xiāo)釘選項(xiàng)：銷(xiāo)釘連接，軸對(duì)齊和旋轉(zhuǎn)約束，可以繞軸旋轉(zhuǎn)。（3）滑動(dòng)桿選項(xiàng)：滑動(dòng)桿連接，軸對(duì)齊和平移約束，可以沿軸滑動(dòng)。（4）圓柱選項(xiàng)：圓柱連接，軸對(duì)齊約束，可以繞軸旋轉(zhuǎn)和沿軸移動(dòng)。（5）軸承選項(xiàng)：軸承連接，點(diǎn)對(duì)齊約束并可以沿軌跡旋轉(zhuǎn)。4.2 零件裝配的方法4.2.1 基本步驟 零件裝配操作步驟如下： （1）啟動(dòng)Pro/ENGINEER Wil

29、dfire 4.0，設(shè)置系統(tǒng)的工作的工作目錄。（2）新建一個(gè)名為“*.asm”組件文件。（3）單擊右側(cè)工具欄中的按鈕，打開(kāi)要裝配的第一個(gè)零件文件，打開(kāi)元件放置操控板，選擇約束類(lèi)型，單擊按鈕完成第一個(gè)零件裝配。（4）單擊右側(cè)工具欄中的按鈕，打開(kāi)要裝配的第二個(gè)零件文件，打開(kāi)元件放置操控板，單擊“放置”菜單，選擇第一個(gè)約束類(lèi)型或自動(dòng)根據(jù)參照確定約束，如圖4-8所示。 圖4-8（5）如果有其它裝配零件，重復(fù)步驟（3）的操作。4.2.2 應(yīng)用舉例1、軸承的裝配具體操作步驟如下：（1）新建一個(gè)名為“zhoucheng.asm”的組件文件。（2）單擊右側(cè)工具欄中的按鈕，打開(kāi)零件名稱(chēng)為“waiquan.prt

30、”文件，如圖4-9所示。選擇約束類(lèi)型為“缺省”，如圖4-10所示，單擊按鈕完成第一個(gè)零件裝配。（3）單擊右側(cè)工具欄中的按鈕，打開(kāi)第二個(gè)零件文件“neiquan.prt”, 在元件放置操控板中單擊“放置”菜單，彈出“集/約束”面板，選擇第一個(gè)約束類(lèi)型為“對(duì)齊”，偏移為“重合”，如圖4-11所示。選擇兩軸，如圖4-12所示。（4）新建約束，選擇第二個(gè)約束類(lèi)型，和第一個(gè)約束類(lèi)型一樣，分別選擇軸承外圈的同一側(cè)面，如圖4-13所示。 圖4-9 圖4-10 圖4-11 圖4-12 圖4-13（5）單擊右側(cè)工具欄中的按鈕，打開(kāi)第三個(gè)零件文件“gunzhu.prt”,單擊“放置”菜單，在彈出的“集/約束”面板

31、中選擇第一約束類(lèi)型為“相切”，然后分別選擇滾珠的球面和與之相切的外圈曲面，如圖4-14所示。單擊按鈕完成第三個(gè)零件的裝配，如圖4-15所示。 圖4-14 圖4-15（6）在模型樹(shù)上選擇剛裝配的零件文件“gunzhu.prt”,單擊右側(cè)工具欄中的按鈕，打開(kāi)陣列操控板，設(shè)置陣列類(lèi)型為“軸”且選擇陣列中心軸為軸承的旋轉(zhuǎn)中心，輸入陣列數(shù)為12，陣列角度為30，如圖4-16所示。單擊按鈕完成陣列操作，最終的軸承裝配如圖4-17所示。 圖4-16 圖4-172、活塞的裝配 活塞是一個(gè)比較特殊的零件，它與汽缸壁的相對(duì)移動(dòng)構(gòu)成移動(dòng)副，活塞銷(xiāo)與連桿的連接為轉(zhuǎn)動(dòng)副，所以裝配過(guò)程中要注意連接類(lèi)型的選擇。 具體操作步

32、驟如下：（1）單擊右側(cè)工具欄中的按鈕，打開(kāi)零件名稱(chēng)為“huosai.prt”文件，選擇連接類(lèi)型為“圓柱”，如圖4-18所示，然后分別選擇連桿小頭中心孔軸線和與之要對(duì)齊的活塞銷(xiāo)的中心軸線，如圖4-19所示。（3）在元件放置操控板中單擊“放置”菜單，彈出面板后，點(diǎn)擊“新設(shè)置”命令，然后分別選擇活塞中心線和汽缸中心線。單擊完成活塞的裝配，如圖4-20所示。 圖4-18 圖4-19 圖4-205 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真5.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真簡(jiǎn)述機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真是Pro/ENGINEER軟件的一個(gè)模塊，一般稱(chēng)作Pro/Mechanism。它是采用運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力學(xué)的理論、方法，通過(guò)CAD繪出實(shí)體模型并設(shè)計(jì)出會(huì)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。然后，

33、對(duì)整機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力學(xué)仿真，分析出諸如位置、速度、加速度、作用力等具有修正機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參照價(jià)值的物理數(shù)據(jù)。通過(guò)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真進(jìn)一步對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析，采用工程數(shù)值分析中的有限元等技術(shù)，分析計(jì)算出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、變形等物理量，分析出整個(gè)物理量在空間與時(shí)間上的分布，完成結(jié)構(gòu)的線性、靜力計(jì)算分析，一直到非線性、動(dòng)力的計(jì)算分析。在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)條件下，采用過(guò)程優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)參數(shù)、結(jié)構(gòu)形狀參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能達(dá)到最佳狀態(tài)。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，能夠生動(dòng)形象地進(jìn)行產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)模擬，并能制作成清晰的MPEG格式的影片，從而使電腦中的虛擬樣機(jī)更加清晰地展現(xiàn)在設(shè)計(jì)人員和客戶(hù)面前，對(duì)于企業(yè)的設(shè)計(jì)宣傳有

34、非常重要的意義。5.2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的過(guò)程當(dāng)空壓機(jī)的組件裝配完成之后，就可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真了，具體操作步驟如下：（1）打開(kāi)組件文件“kyjpoushi.asm”。 如圖5-1所示，在菜單欄中點(diǎn)擊“應(yīng)用程序”，在下拉菜單中選擇“機(jī)構(gòu)”，打開(kāi)的界面如圖5-2所示。圖5-1 圖5-2（3）定義伺服電動(dòng)機(jī)，單擊按鈕，彈出的窗口如圖5-3所示，選擇曲軸的中心軸，在彈出的窗口中點(diǎn)擊“輪廓”，在“規(guī)”欄中選擇“速度”，如圖5-4所示，在“?！币粰谥休斎牒线m的速度值，如圖5-5所示，單擊“確定”完成電動(dòng)機(jī)的定義。 圖5-3 圖5-4 圖5-5 圖5-6 （4）單擊按鈕，彈出如圖5-6所示的窗口，設(shè)置動(dòng)畫(huà)的播放長(zhǎng)

35、度，“終止時(shí)間”后面的數(shù)值越大，說(shuō)明播放長(zhǎng)度越長(zhǎng)，輸入合適的終止時(shí)間后，點(diǎn)擊按鈕即可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真（見(jiàn)光盤(pán)）。（5）運(yùn)動(dòng)仿真結(jié)束后，還可進(jìn)行動(dòng)畫(huà)的回放和動(dòng)畫(huà)文件的輸出。單擊按鈕，彈出如圖5-7所示的窗口，在窗口中單擊按鈕，彈出另一窗口，如圖5-8所示。單擊按鈕進(jìn)入如圖5-9所示的捕獲窗口，在此窗口可以設(shè)置要輸出的文件名和文 圖5-7件類(lèi)型，并可以調(diào)整圖像的大小，以與是否使用“照片級(jí)渲染”，一般不使用此項(xiàng)，這是因?yàn)槭褂么隧?xiàng)會(huì)使輸出文件所用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，設(shè)置好所需容后，單擊按鈕即可進(jìn)行文件的輸出。 圖5-8 圖5-96 用戶(hù)界面設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)成果可用于公司產(chǎn)品的對(duì)外展示，也可以用于多媒體教學(xué)參考資料，本設(shè)計(jì)

36、主要針對(duì)后者。由于制作的三維圖都是以prt文件形式保存（見(jiàn)光盤(pán)三維零件圖與裝配圖），打開(kāi)較慢，查看不太方便，并且考慮到軟件的接受程度，故最后決定采用PowerPoint軟件制作幻燈片。利用Pro/E制作的動(dòng)畫(huà)模擬視頻，還可以利用截圖軟件抓取Pro/E制作完成的三維圖，并以圖片格式保存，這些視頻和圖片可作為制作幻燈片過(guò)程中的參考資料，以此形式對(duì)外展示和說(shuō)明，這種方法操作簡(jiǎn)單，使用方便，并且容易被大多數(shù)人接受和使用?；脽羝木唧w制作過(guò)程不在此做詳細(xì)說(shuō)明，使用此文件可查看“光盤(pán)演示文稿畢業(yè)設(shè)計(jì)”。結(jié)論通過(guò)這次對(duì)空壓機(jī)三維模型設(shè)計(jì)，我從其中收獲了很多。它不僅僅強(qiáng)化了我的課本理論知識(shí)，而且更加豐富了我的

37、課外的一些知識(shí)，比如說(shuō)利用Pro/E軟件對(duì)零部件做三維成形的過(guò)程中，我不僅對(duì)空壓機(jī)零件特征有了形象和詳細(xì)的認(rèn)識(shí)，而且對(duì)該軟件也有了一定的了解。這次設(shè)計(jì)不同于往常的課程設(shè)計(jì)，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)限定的時(shí)間長(zhǎng)，任務(wù)多，要求嚴(yán)格，對(duì)于我本人來(lái)說(shuō)，本設(shè)計(jì)是一次學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，同時(shí)也是對(duì)自己的一個(gè)挑戰(zhàn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到許多困難，但是通過(guò)老師和同學(xué)的幫助還有自己的努力，我都一一克服掉了，這也使我明白了在困難面前一定要擺正心態(tài)的重要性。Z145型空壓機(jī)空壓機(jī)因具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低等特點(diǎn)常被用于小四輪拖拉機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)的氣體產(chǎn)生裝置，它具有典型的機(jī)械零件特征，我之所以選擇本課題，也是因?yàn)槲矣X(jué)得通過(guò)該設(shè)計(jì)能對(duì)我四年所學(xué)知識(shí)

38、能力做一次全面的考查。我本著積極認(rèn)真的態(tài)度對(duì)待本次設(shè)計(jì)，因?yàn)槲抑辣M管已經(jīng)掌握了一定的理論知識(shí)，但是還缺乏許多實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，難免出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，所以我虛心向老師和同學(xué)學(xué)習(xí)，從他們那里我學(xué)到很多。在本設(shè)計(jì)過(guò)程中我也發(fā)現(xiàn)了自身許多不足之處，有些專(zhuān)業(yè)知識(shí)不夠扎實(shí)，不過(guò)經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)，我已經(jīng)彌補(bǔ)了以前的不足，雖然還有許多不足之處還未發(fā)現(xiàn)，但是我相信自己有能力和信心改正它。設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷的搜集整理資料，這使我在綜合運(yùn)用知識(shí)和搜集信息方面的能力有了進(jìn)一步的提高。通過(guò)本設(shè)計(jì)，我也深深地認(rèn)識(shí)到了作為一名設(shè)計(jì)人員應(yīng)具有的基本素質(zhì)，不僅思維要放的開(kāi)，要有創(chuàng)意，而且要多留意生活，這樣對(duì)設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性才會(huì)起到一定的作用。在本設(shè)計(jì)中，要特別感我的導(dǎo)師曲偉石老師，沒(méi)有他的