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1、成都理工大学工程技术学院毕业论文CPU风扇的三维实体仿真设计作者姓名：*专业名称：机械设计与制造指导教师：* 讲师摘要随着电脑的普及，机械设计也采用了更方便快捷高效的软件制图。计算机技术的运用，正在各方面取代传统的手工设计方式。基于Pro/E实现几何模型的参数化建模方法及其实现原理介绍了设计CPU风扇的全过程，阐明了产品设计研发的发展趋势。 通过对CPU风扇的设计可以发现在产品设计开发过程中，同一产品中有许多相同或相似的特征；或者由于产品系列化的原因，以前的产品中曾有过相同或相似的结构。对于这些特征，可以在Pro/ENGINEER 中快速复制这些特征，从而大大加快及优化产品的设计。基于特征的P
2、ro/E三维造型软件为设计者提供了方便的设计平台，重点在于通过对CPU风扇的设计完成对Pro/E软件基本特征的掌握。关键词：Pro/ENGINEER 机械制造 CPU风扇AbstractAlong with the popularity of computer, mechanical design has also adopted the software drawing of more convenient shortcut efficiency. The technology of computer utilize , is replacing traditional handwork d
3、esign way in each aspect. Based on Pro/E, the parameter that realizes geometry model melts to build mould method and it, realize the principle whole course that has introduced the design parts of CPU Fan, have expounded products plan research and develop develop tendency. Through discovering for the
4、 design of the parts of CPU Fan in the development course of products plan, in a product, have a lot of identical or similar features; Or because of the reason that range of products melts before product in have had identical or similar structure. For these features can duplicate fast in Pro/ENGINEE
5、R these features, so, the design of and optimization product accelerates greatly. Based on the design of feature that the three-dimensional modelling software of Pro/E has offered convenience to design platform, focal point lie in the design completion of passing for CPU Fan for the software basic f
6、eature of Pro/E grasp. Keyword: Pro/ENGINEER, mashine building, The parts of CPU Fan目录摘要IAbstractII目录III前言11 CPU风扇的三维实体仿真设计概述21.1 CPU风扇的工作原理及性能21.2 CPU风扇的结构设计及技术规格32 Pro/ENGINEER软件简介82.1 Pro/ENGINEER的主要特性82.2 Pro/ENGINEER的常用模块92.3 Pro/E软件的建模功能103CPU风扇的部件设计123.1 创建实体特征123.2 创建倒角特征133.3 创建壳特征143.4 在实体
7、底部添加两个拉伸实体特征153.5 在实体特征上创建筋特征183.6 在实体特征上创建一组剪切材料特征213.7 创建旋转曲面特征233.8 创建第1组基准轴线特征253.9创建第1组边界的曲面特征293.10创建第2组边界的曲面特征303.11合并曲面特征323.12在曲面特征上加入倒圆角特征373.13由曲面特征生成实体特征393.14在模型上创建倒圆角特征41总结44致谢45参考文献46- 46 -前言随着全球经济和科技的发展，新的技术革命不断取得新的进展和突破，技术的飞跃发展已经成为推动世界经济增长的重要因素，促使了工业产品在市场上的竞争力日益加强，产品开发周期、生产周期的不断缩短，促
8、使了机械制造行业的飞速发展。传统的手工设计已越来越难以满足市场激烈竞争的需要。计算机技术的运用，正在各方面取代传统的手工设计方式。随着信息化程度日益提高。CAD、PDM、CAPP、RE、CIMS、ERP及其他许多先进制造技术和虚拟网络技术等广泛应用于机械行业。机械制造正在向着应用越来越广泛地位越来越重要的方向发展.Pro/Engineer是一个优秀的三维模型制作软件，系统可以非常方便地生成三维模型，并且可以很容易地根据三维模型生产平面图形。此外，利用Pro/Engineer制作三维模型时，它完全依赖于各种特征，并且用户可以在任何时候对特征进行修改或者删除，从而可在模型设计过程中大大地提供设计效
9、率，并降低设计难度。鉴于以上几点，我选择了设计CPU风扇作为本次毕业设计的课题。 1 CPU风扇的三维实体仿真设计概述我们到底该如何才能为电脑防暑降温呢？一般来说，我们可以采用风冷、水冷、半导体制冷和氟（氮）制冷等多种方法来降温，但由于这些方法实现成本比较高，而且还可能对电脑的安全构成威胁，因此这几种方式在国内并不是十分流行。与这些方法相比，另外一种最实效、最方便、最常用的方法就是使用风扇和散热片。说到CPU的风扇和散热片，其实就是利用它们快速将CPU的热量传导出来并吹到附近的空气中去，降温效果的好坏直接与CPU散热风扇有关。目前CPU风扇主要用的是60、70和80三种型号。这个型号是什么 意
10、义呢？我们知道，CPU风扇的外框形状是正方形，而它的型号就是正方形的边长。比如一个风扇的外框边长为60毫米，则型号为60。此外风扇还有厚型和薄型之分，CPU用的风扇全都是薄型的。同样尺寸的风扇都是可以互换的。比如Tt火山9和Coolermaster HV81的风扇都为80型，你可以把火山9的风扇拆下来装到HV81的散热片上，一点问题都没有。也有些特殊设计的风扇是无法与其他风扇互换的，比如Intel原装散热器的风扇。1.1 CPU风扇的工作原理及性能CPU散热的过程及原理CPU工作产生热量，热量由CPU源源不断的散发出来，由于散热片接触到CPU表面，热量由CPU传到散热片上，再由散热风扇转动所产
11、生的气流将热带走，如此循环，形成整个散热的过程。为保证良好的散热效果，还要用扣具将它们组装起来。散热器组成散热片 散热片的热是经由流动的冷空气带走，跟空气接触的面积越多，散热的速率就越快。 散热风扇送风的部分；其扇叶的数量、形状和倾斜程度都影响着散热效果 。扣具扣具设计是随CPU而定，不同的CPU要选用对应的扣具。 主要性能风扇的主要性能从以下几个方面体现：转速、扇叶形状、扇叶 角度和轴承系统。一般情况下，在散热器的说明书上都标明风扇的转速。一般来说散热器的散热效果有30%要取决于风扇的转速。但风扇并不是转速越高越好。正确的风扇转速应该根据CPU的发热量决定，不同规格的风机转速选择都应该有所区
12、分，基本的原则就是：在产生同等风量的前提下，风机越大转速就应该越低，噪音同样也会较小，一般在3500转至5200转之间的转速是比较合乎常规的。 功率越大，风扇风力越强劲，散热效果也就越好。而风扇的功率与风扇的转速又是有直接联系的，也就是说风扇的转速越高，风扇也就越强劲有力。目前一般电脑市场上出售的风扇都是直流12V的，功率则从0.X W到2.X W不等，那么功率的大小就需要根据您的CPU发热量来选择了。特别提醒大家的是，不能片面的强调大功率，只需要与CPU本身的功率要相匹配就可以了，如果功率过大，不单冷却效果没有多大增强，反而可能会加重计算机的工作负荷，最终缩短CPU和风扇的寿命。因此，在选择
13、CPU功率大小的同时，应该量“热”而行。 较好的散热器，边缘不会出现毛刺现象，散热鳍片无变形、底部光滑无裂痕、外观整洁、造型大方、有质保、有防伪标志或者其他特征的商标等。另外，大家在选择散热器时还要注意的是散热器的底部不能太厚，因为铝的导热性不太好，太厚了会影响热量的传递；另外散热器表面的导流槽应密一些，这样可以确保散热器能与空气有较大的接触面积，从而增强散热效果。1.2 CPU风扇的结构设计及技术规格 叶片形状有镰刀型、梯形和AVC专利的折缘型等。 相对来说，镰刀型扇叶运转时比较安静，但风压也较小；梯形扇叶容易产生较大风压，但噪音相对也较大。折缘型是最优秀的设计，在保持低噪音的同时能产生较大
14、的风压，但目前仅用于AVC自己的产品中。 叶片数量CPU风扇的叶片通常在6片到12片之间。 一般说来，叶片数量较少的容易产生较大的风压，但运转噪音也较大；而叶片数量较多的则恰好相反。 出风的方向分为轴流式和离心式两种。 顾名思义，轴流式的出风方向是沿风扇轴的方向，即垂直于叶片旋转面的方向出风；离心式的出风方向则是沿叶片旋转面的径向往四面八方出风。目前CPU散热器基本上都采用轴流式风扇，采用离心式风扇的仅有Coolermaster的“龙卷风”系列。而从实用效果来看，离心式风扇工作时出的风得不到充分利用，反而会增加工作噪音，所以并不是好的选择。但采用离心式风扇的散热器比较容易做到很薄的形状，所以常
15、在一些显卡散热系统中被采用。 风扇功率风扇功率是影响风扇散热效果的一个很重要的条件，功率越大通常风扇的风力也越强劲，散热的效果也越好。而风扇的功率与风扇的转速又是直接联系在一起的，也就是说风扇的转速越高，风扇也就越强劲有力。目前一般电脑市场上出售的都是直流12V的，功率则从0.X瓦到2.X瓦不等，这其中的功率大小就需要根据你的CPU发热量来选择了，理论上是选择功率略大一些的更好一些，因为这种风扇的转速要高一些。但笔者在这里还要提醒大家的是，不能片面地强调高功率，这需要同计算机本身的功率要相匹配，如果功率过大，不但不能起到很好的冷却效果，反而可能会加重计算机的工作负荷，从而会产生恶循环，最终缩短了CPU风扇的寿命。因此，在选择CPU风扇功率大小的时候，应该遵循够用为原则。 风扇口径该性能参数对风扇的出风量也有直接的影响，它表示在允许的范围之内风扇的口径越大，那么风扇的出风量也就越大，风力效果的作用面也就越大。通常在主机箱内预留位置是安装8cm8cm的轴流风扇，如果不在标准位置安装则没有这个限制，那么这时我们可以选择稍微大一点尺寸的风扇。对于该指标，笔者要说的就是选择的风扇口径一定要与自己计算机中的机箱结构相协调，保证风扇不影响计算机其他设备的正常工作，以及保证计算机机箱中有足够的自由空间来方便拆卸其
