Z145型空壓機零部件三維模型設計

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。Z145型空壓機零部件三維模型設計3 I級葉/盤轉(zhuǎn)子錯頻方案的對比分析畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說

2、明本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律

3、后果由本人承擔。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項1.設計（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作）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（附件不統(tǒng)一編入）6

4、）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻8）致謝9）附錄（對論文支持必要時）2.論文字數(shù)要求：理工類設計（論文）正文字數(shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數(shù)不少于1.2萬字。3.附件包括：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術(shù)標準規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應繪

5、制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設計（論文）2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂3）其它1 緒論1.1 課題背景及目的 現(xiàn)在空氣壓縮機應用范圍日趨廣泛，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)、機械制造、造紙印刷、交通設施、食品醫(yī)藥、鑄造噴涂、海運碼頭、軍工科技、汽車工業(yè)、航空航天及基礎設施等領(lǐng)域，為不同的工具，運輸設備、提拉設備和抓舉設備提供動力。壓縮機的種類和形式很多，常見的有活塞機、螺桿機、滑片機、渦旋機、隔膜機及離心機等，這些種類的壓縮機各有其特點及應用范圍。 Z145型空

6、壓機由于結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小、工作原理簡單而常用于小四輪拖拉機的氣壓制動裝置中，屬于活塞式空壓機。因其具有典型的運動機構(gòu)和零件特征而常用于教學范例當中，而在無實物的情況下，怎樣把典型的工作原理和抽象的零件二維圖形象、生動地向外人展示，這對于電腦技術(shù)日趨成熟的今天來說已不成問題，使用電腦進行產(chǎn)品建模、仿真分析已經(jīng)成為機械、電子、航天、家電和玩具等領(lǐng)域設計產(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Z145型空壓機零部件的三維模型設計不僅可用于教師在教學當中為學生形象地進行零件特征分析和原理的模擬演示，還可以用于公司產(chǎn)品的對外展示。1.2 課題研究方法本課題的研究方法就是通過運用三維造

7、型軟件的強大功能對空壓機零部件進行三維模型設計。目前此類軟件的種類很多，基于各方面的考慮，本課題將使用Pro/ENGINEER Wildfire 4.0軟件進行零件設計，在此將對該軟件做以下簡介：（1） Pro/E（Pro/Engineer操作軟件）是美國參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology Corporation，簡稱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，并作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣，是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一。（2） Pro/E第一個提出了參數(shù)化設計的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決牲的相關(guān)

8、性問題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠?qū)⒃O計至生產(chǎn)全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設計。它不但可以應用于工作站，而且也可以應用到單機上。（3）Pro/E采用了模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設計、鈑金設計、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進行選擇使用。（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 空壓機基礎知識2.1 種類空氣壓縮機

9、（英文為：air compressor）是氣源裝置中的主體，它是將原動機（通常是電動機）的機械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的裝置，是壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置。空氣壓縮機的種類很多，按工作原理可分為容積式壓縮機，往復式壓縮機，離心式壓縮機，容積式壓縮機的工作原理是壓縮氣體的體積，使單位體積內(nèi)氣體分子的密度增加以提高壓縮空氣的壓力；離心式壓縮機的工作原理是提高氣體分子的運動速度，使氣體分子具有的動能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能，從而提高壓縮空氣的壓力。往復式壓縮機(也稱活塞式壓縮機)的工作原理是直接壓縮氣體，當氣體達到一定壓力后排出。現(xiàn)在常用的空氣壓縮機有活塞式空氣壓縮機，螺桿式空氣壓縮機，(螺桿空氣壓縮機又分為雙螺桿

10、空氣壓縮機和單螺桿空氣壓縮機)，離心式壓縮機以及滑片式空氣壓縮機，渦旋式空氣壓縮機。2.2 結(jié)構(gòu)及原理往復式壓縮機是容積式壓縮機，其壓縮元件是一個活塞，在氣缸內(nèi)作往復運動。主要零件有曲軸、連桿、活塞、汽缸、曲軸箱、進氣門、排氣門等構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖2-1所示。 圖2-1 活塞式空壓機結(jié)構(gòu)簡圖螺桿空壓機具有穩(wěn)定性高，效率高，振動小，噪意低等優(yōu)點。其工作原理可分為一下幾個過程：(1) 吸氣過程：電機驅(qū)動轉(zhuǎn)子，主從轉(zhuǎn)子的赤溝空間在轉(zhuǎn)至進氣端壁開口時，其空間大，外界的空氣充滿其中，當轉(zhuǎn)子的進氣側(cè)端面轉(zhuǎn)離了殼之進氣口時，在齒溝間的空氣被封閉在主、從轉(zhuǎn)子與機殼之間，完成吸氣過程。(2) 壓縮過程：在吸氣

11、結(jié)束時，主、從轉(zhuǎn)子齒峰與機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，此為“壓縮過程”。(3) 壓縮氣體與噴油過程：在輸送過程中，容積不斷減少，氣體不斷被壓縮，壓力提高，溫度升高，同時，因氣壓差而變成霧狀的潤滑被噴入壓縮腔，從而達到壓縮、降低溫度密封放潤滑的作用。（4）排氣過程：當轉(zhuǎn)子之封閉齒峰旋轉(zhuǎn)到與機殼排氣口相遇時，被壓縮的空氣開始排放，直到齒峰與齒溝的吻合面移至排氣端面，此時齒溝空間為零，即完成排氣過程。與此同時，主從轉(zhuǎn)子的另一對齒溝已旋轉(zhuǎn)至進氣端，形成最大空間，開始吸氣過程，由此開始一個新的壓縮循環(huán)。3 零部件三維設計3.1 實體特征的應用及應用舉例 實體特征具有確定的形

12、狀、大小和厚度，是三維建模中最主要的操作對象。這些特征是產(chǎn)生其它特征的基礎，零件設計通常都是在其基礎上添加其他各類特征而完成的，下面將舉例說明實體特征的應用。3.1.1 帶輪 本零件主要使用的特征及特征操作是旋轉(zhuǎn)特征、拉伸特征、倒圓角特征、草繪及陣列操作等，如圖3-1所示。 圖3-1 帶輪 具體操作步驟如下：（1）啟動Pro/ENGINEER Wildfire 4.0,設置系統(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進入草繪界面后，繪制如圖3-

13、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，選取RIGHT為草繪平面，如圖3-6所示，進入草繪界面，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

14、草繪平面，進入草繪后，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）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

15、，單擊按鈕，在陣列操作板中填寫如圖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)的模型樹下選擇剛做好的倒圓角特征，單擊鼠標右鍵，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

16、-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、倒直角及草繪操作，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面為草繪平面，進入草繪界面，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)建基準平面，單擊按鈕。選擇此面作為草繪平面進入草繪界面，繪制如圖3-30所示的草繪截面，單擊按鈕完成草繪，再單

17、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，選擇此面為草繪平面，如圖3-33所示，單擊按鈕進入草繪界面，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

18、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，進入草繪界面，繪制如圖3-39所示的草繪截面，單擊完成草繪，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)、可變剖面掃描及螺旋掃描等操作，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，單擊按鈕進入草繪界面，繪制水平，豎直中心線，然后繪制如圖3-42所示

19、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)建基準平面，單擊按鈕，選取此平面為草繪平面進入草繪界面，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，表示掃描為實體，選擇第一條直線，如圖3-4

20、7(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，進入草繪界面，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，單擊按鈕預覽效果，確認無誤后，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，進入草繪界面，繪制如圖3-53所示的草繪

21、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3-54 圖3-55 圖3-563.2 特征的基本操作在模型創(chuàng)建的過程中，有時需要創(chuàng)建幾個相同或相似的特征，或在模型創(chuàng)建好之后，根據(jù)用戶的需求對特征進行修改，這些都是關(guān)于特征基本操作的內(nèi)容。使用特征的修改、重定義、隱含、恢復、刪除等操作，可以大大提高設計的效率，空壓機零件中有許多孔特征的操作，下面將舉例說明創(chuàng)建孔特征時使用陣列的的基本操作。3.2.1 矩形

22、陣列的應用舉例 陣列是通過復制或改變特征的一個或多個參數(shù)創(chuàng)建的特征的多個副本，利用陣列，可以快捷地再生特征。矩形陣列是在行和列兩個方向?qū)μ卣鬟M行陣列，下面通過曲軸箱底座孔的創(chuàng)建來說明矩形陣列的一般步驟。 對模型中的孔特征進行陣列操作，結(jié)果如圖3-57所示。 圖3-57 操作步驟如下： （1） 按Ctrl鍵，在模型樹中選擇模型中要進行成組操作的特征，單擊鼠標右鍵，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型為“方向”，如圖3-60所示。選擇RIGHT面和F

23、RONT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)形陣列的應用舉例 環(huán)形陣列是特征按某一參照旋轉(zhuǎn)復制而生成的，下面將通過軸承端蓋孔的創(chuàng)建來說明此特征的應用，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 其它特征的應用除了上述

24、特征，還有很多特征操作，例如復制、鏡像、移動、特征的修改和重定義、隱含、恢復和刪除、插入和重新排序等，由于在空壓機模型設計中這些特征操作未曾涉及或涉及較少，所以在此不做詳細的舉例說明。復制某一模型的特征，也可以在不同模型間進行特征的復制，并且將復制的特征放置在指定位置。在復制的過程中，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制，它是將一個平面作為鏡子（這個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)壁設計過程中，由于側(cè)壁關(guān)于平面對稱，所以可以采用此方法操作，這樣便可以大大節(jié)約設計時間。移動是通過平移或旋轉(zhuǎn)來復制特征。無論平移還是旋轉(zhuǎn)，都要有一定的參照。平

25、移可以沿平面垂直的法線、直邊、軸、兩點和坐標系方向進行：旋轉(zhuǎn)可以繞軸、兩點、直邊或坐標系進行。作為參數(shù)化軟件，Pro/ENGINEER的一個重要特點就是能夠?qū)δＰ吞卣鞯膮?shù)進行修改。在建模過程中創(chuàng)建的草繪平面、尺寸參數(shù)和拉伸深度等都可以被修改。對特征進行修改時，用鼠標右鍵單擊模型樹中的某一特征，在彈出的菜單中選擇“編輯定義”即可對特征重新定義和修改。在進行復雜零件的創(chuàng)建時，特征的再生會耗費一定的時間，于此同時，模型樹也會變得復雜。在Pro/ENGINEER中，可以通過特征的隱含操作，將特征從模型和模型樹中暫時刪除，簡化零件模型，減少再生時間，使模型樹變得簡潔，便于用戶專注于當前的工作，在必要時

26、再將隱含的特征恢復。4 零件的裝配在完成零件模型的創(chuàng)建后，可以通過零件的裝配將零件與零件或子組件相互配合，組成一個新的幾何模型，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。通過創(chuàng)建產(chǎn)品設計組件，可以在計算機中完成最初的靜態(tài)虛擬樣機，再通過后續(xù)的結(jié)構(gòu)模擬和分析進行產(chǎn)品的優(yōu)化設計，最終完成產(chǎn)品的設計。通過這種方法，可以極大地提高產(chǎn)品設計的效率和減少設計的失誤。4.1 零件裝配概述通過零件裝配可以將零件或子組件作為元件組裝成更復雜模型。在裝配過程中，要保證裝配位置的準確性以及裝配約束的正確。下面將從三個方面對零件裝配做簡要概述。4.1.1 零件裝配的操作環(huán)境零件裝配首先要新建一個擴展名為.

27、asm的組件，選擇“文件新建”命令，打開如圖4-1所示對話框，選中單選項，輸入文件名，取消選中復選框，單擊按鈕，打開如圖4-2所示的“新文件選項”對話框，選擇模板“mmns_asm_design”,單擊按鈕完成組件模式，打開如圖4-3所示界面。 圖4-1 圖4-2 圖4-34.1.2 元件放置操控板 新建一個組件文件，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的零件，如圖4-4所示，單擊按鈕，打開如圖4-5所示的元件放置操控板。操控板中各按鈕和選項的部分功能將在零件裝配應用舉例中做詳細說明。 圖4-4 圖4-54.1.3 約束和連接類型 約束和連接類型是元件放

28、置時元件和組件的限制條件和配合形式，其類型如圖4-6和4-7所示。 圖4-6 約束類型 圖4-7 連接類型1. 約束類型常用選項的含義如下：（1）匹配選項：匹配約束，將一個元件參照與組件參照配對。（2）對齊選項：對齊約束，將元件參照與組件參照對齊。（3）插入選項：插入約束，將元件參照插入到組組件參照。（3）坐標系選項：坐標系約束，將一個元件坐標系與組件坐標系對齊。（4）相切選項：相切約束，將一個元件曲面與組件參照相切。2. 連接類型常用選項的含義如下：（1）剛性選項：剛性連接，在組件中元件不能移動。（2）銷釘選項：銷釘連接，軸對齊和旋轉(zhuǎn)約束，可以繞軸旋轉(zhuǎn)。（3）滑動桿選項：滑動桿連接，軸對齊和

29、平移約束，可以沿軸滑動。（4）圓柱選項：圓柱連接，軸對齊約束，可以繞軸旋轉(zhuǎn)和沿軸移動。（5）軸承選項：軸承連接，點對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Pro/ENGINEER Wildfire 4.0，設置系統(tǒng)的工作的工作目錄。（2）新建一個名為“*.asm”組件文件。（3）單擊右側(cè)工具欄中的按鈕，打開要裝配的第一個零件文件，打開元件放置操控板，選擇約束類型，單擊按鈕完成第一個零件裝配。（4）單擊右側(cè)工具欄中的按鈕，打開要裝配的第二個零件文件，打開元件放置操控板，單擊“放置”菜單，選擇第一個約束類型或自動根據(jù)參照確定約束，如圖

30、4-8所示。 圖4-8（5）如果有其它裝配零件，重復步驟（3）的操作。4.2.2 應用舉例1、軸承的裝配具體操作步驟如下：（1）新建一個名為“zhoucheng.asm”的組件文件。（2）單擊右側(cè)工具欄中的按鈕，打開零件名稱為“waiquan.prt”文件，如圖4-9所示。選擇約束類型為“缺省”，如圖4-10所示，單擊按鈕完成第一個零件裝配。（3）單擊右側(cè)工具欄中的按鈕，打開第二個零件文件“neiquan.prt”, 在元件放置操控板中單擊“放置”菜單，彈出“集/約束”面板，選擇第一個約束類型為“對齊”，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，選擇第二個約

31、束類型，和第一個約束類型相同，分別選擇軸承內(nèi)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，打開第三個零件文件“gunzhu.prt”,單擊“放置”菜單，在彈出的“集/約束”面板中選擇第一約束類型為“相切”，然后分別選擇滾珠的球面和與之相切的外圈內(nèi)曲面，如圖4-14所示。單擊按鈕完成第三個零件的裝配，如圖4-15所示。 圖4-14 圖4-15（6）在模型樹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，打開陣列操控板，設置陣列類型為“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

32、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 活塞是一個比較特殊的零件，它與汽缸內(nèi)壁的相對移動構(gòu)成移動副，活塞銷與連桿的連接為轉(zhuǎn)動副，所以裝配過程中要注意連接類型的選擇。 具體操作步驟如下：（1）單擊右側(cè)工具欄中的按鈕，打開零件名稱為“huosai.prt”文件，選擇連接類型為“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齊的活塞銷的中心軸線，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，點擊“新設置”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4-2

33、0所示。 圖4-18 圖4-19 圖4-205 機構(gòu)運動仿真5.1 機構(gòu)運動仿真簡述機構(gòu)運動仿真是Pro/ENGINEER軟件的一個模塊，一般稱作Pro/Mechanism。它是采用運動、動力學的理論、方法，通過CAD繪出實體模型并設計出會動的機構(gòu)。然后，對整機進行運動、動力學仿真，分析出諸如位置、速度、加速度、作用力等具有修正機構(gòu)設計參照價值的物理數(shù)據(jù)。通過機構(gòu)運動仿真進一步對機構(gòu)運動分析，采用工程數(shù)值分析中的有限元等技術(shù)，分析計算出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的應力、變形等物理量，分析出整個物理量在空間與時間上的分布，完成結(jié)構(gòu)的線性、靜力計算分析，一直到非線性、動力的計算分析。在滿足設計條件下，采用過程優(yōu)化設

34、計的方法，對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、設計參數(shù)、結(jié)構(gòu)形狀參數(shù)進行優(yōu)化設計，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能達到最佳狀態(tài)。對產(chǎn)品進行運動仿真，能夠生動形象地進行產(chǎn)品的運動模擬，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更加清晰地展現(xiàn)在設計人員和客戶面前，對于企業(yè)的設計宣傳有非常重要的意義。5.2 機構(gòu)運動仿真的過程當空壓機的組件裝配完成之后，就可以進行運動仿真了，具體操作步驟如下：（1）打開組件文件“kyjpoushi.asm”。 如圖5-1所示，在菜單欄中點擊“應用程序”，在下拉菜單中選擇“機構(gòu)”，打開的界面如圖5-2所示。圖5-1 圖5-2（3）定義伺服電動機，單擊按鈕，彈出的窗口如圖5-3所示，選擇曲軸的

35、中心軸，在彈出的窗口中點擊“輪廓”，在“規(guī)范”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”完成電動機的定義。 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，設置動畫的播放長度，“終止時間”后面的數(shù)值越大，說明播放長度越長，輸入合適的終止時間后，點擊按鈕即可進行運動仿真（見光盤）。（5）運動仿真結(jié)束后，還可進行動畫的回放和動畫文件的輸出。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。單擊按鈕進入如圖5-9所示的捕獲窗口，在此窗口內(nèi)可以設置要輸出的文件名和文 圖5-7件類型，

36、并可以調(diào)整圖像的大小，以及是否使用“照片級渲染”，一般不使用此項，這是因為使用此項會使輸出文件所用時間過長，設置好所需內(nèi)容后，單擊按鈕即可進行文件的輸出。 圖5-8 圖5-96 用戶界面設計本設計成果可用于公司產(chǎn)品的對外展示，也可以用于多媒體教學參考資料，本設計主要針對后者。由于制作的三維圖都是以prt文件形式保存（見光盤三維零件圖及裝配圖），打開較慢，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制作的動畫模擬視頻，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程中的參考資料，以此

37、形式對外展示和說明，這種方法操作簡單，使用方便，并且容易被大多數(shù)人接受和使用?；脽羝木唧w制作過程不在此做詳細說明，使用此文件可查看“光盤演示文稿畢業(yè)設計”。結(jié)論通過這次對空壓機三維模型設計，我從其中收獲了很多。它不僅僅強化了我的課本理論知識，而且更加豐富了我的課外的一些知識，比如說利用Pro/E軟件對零部件做三維成形的過程中，我不僅對空壓機零件特征有了形象和詳細的認識，而且對該軟件也有了一定的了解。這次設計不同于往常的課程設計，因為本設計限定的時間長，任務多，要求嚴格，對于我本人來說，本設計是一次學習的機會，同時也是對自己的一個挑戰(zhàn)。在設計過程中，我遇到許多困難，但是通過老師和同學的幫助還有

38、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型空壓機空壓機因具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低等特點常被用于小四輪拖拉機的制動系統(tǒng)的氣體產(chǎn)生裝置，它具有典型的機械零件特征，我之所以選擇本課題，也是因為我覺得通過該設計能對我四年所學知識能力做一次全面的考查。我本著積極認真的態(tài)度對待本次設計，因為我知道盡管已經(jīng)掌握了一定的理論知識，但是還缺乏許多實際經(jīng)驗，難免出現(xiàn)一些錯誤，所以我虛心向老師和同學學習，從他們那里我學到很多。在本設計過程中我也發(fā)現(xiàn)了自身許多不足之處，有些專業(yè)知識不夠扎實，不過經(jīng)過學習，我已經(jīng)彌補了以前的不足，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。設計過程中不斷的搜集整理資料，這使我在綜合運用知識和搜集信息方面的能力有了進一步的提高。通過本設計，我也深深地認識到了作為一名設計人員應具有的基本素質(zhì)，不僅思維要放的開，要有創(chuàng)意，而且要多留意生活，這樣對設計的創(chuàng)造性才會起到一定的作用。在本設計中，要特別感謝我的導師曲偉石老師，沒有他的悉心指導，