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1、Pro/E设计落地电风扇的设计11级机电一班刘广良2110183104024目 录第1章 绪论3 1.1三维造型设计的现状和发展3 1.2常用三维造型软件介绍3 1.3Pro/E软件的简介 4 1.4本文主要研究的内容4第2章 现代电风扇产品设计与功能的发展 52.1设计的突破52.2功能彰显人性5第3章 Pro/E设计落地电风扇的步骤 6 3.1设计思路6 3.2 实体建模 83.2.1电风扇前盖的设计 83.2.2电风扇叶片的设计 113.2.3电风扇后盖的设计143.2.4电风扇马达的设计153.2.5电风扇底盘的设计18第4章 电风扇的装配设计 20 4.1新建组件文件 20 4.2工
2、件的装配过程 20 4.3生成装配爆炸图 28（一）结束语29（二）致谢29（三）参考文献29第1章 绪论 计算机辅助设计是一种将人和计算机的最佳特性结合起来以辅助进行产品的设计与分析的技术，是综合了计算机与工程设计方法的最新发展成果而形成的一门新兴学科。它的产生和不断发展、对工业生产、工程设计和科学研究等领域的技术进步和发展产生了巨大影响。1.1.三维造型设计的现状和发展进过四十多年的发展，CAD/CAM有了很大的进步而三维CAD的技术到目前为止经过了5次大的技术更新：三维线框系统、曲面造型系统、实体造型系统、参数化技术、变量化技术。 从目前来看以PRO/E为首的参数化设计技术占据着主导地位
3、。其不断的扩展及完善。而PRO/E的地位尤为突出（1）三维线框系统20世纪60年代，新出现的三维CAD系统是简单的线框式系统，只是表达基本的几何信息、而不能有效表达几何数据的拓铺关系。（2）曲面造型系统曲面造型(Surface Modeling)是计算机辅助几何设计 (Computer Aided Geometric Design,CAGD)和计算机图形学(Computer Graphics)的一项重要内容，主要研究在计算机图象系统的环境下对曲面的表示、设计、显示和分析。它起源于汽车、飞机、船舶、叶轮等的外形放样工艺，由Coons、Bezier等大师于二十世纪六十年代奠定其理论基础。如今经过三
4、十多年的发展，曲面造型现在已形成了以有理B样条曲面(Rational B-spline Surface)参数化特征设计和隐式代数曲面(Implicit Algebraic Surface)表示这两类方法为主体，以插值(Interpolation)、拟合(Fitting)、逼近(Approximation)这三种手段为骨架的几何理论体系。（3）实体造型技术实体造型技术(Solid Modeling)是计算机视觉、计算机动画、计算机虚拟现实等领域中建立3D实体模型的关键技术。实体造型技术是指描述几何模型的形状和属性的信息并存于计算机内，由计算机生成具有真实感的可视的三维图形的技术。 任何产品的形态
5、，都可以看作是由三维几何形构成的组合体实体用来描述产品的形状、尺寸大小、位置与结构关系等几何信息的模型称为几何模型。所以，实体造型技术也称为3D几何造型技术。 计算机中对产品机械零件的完整几何描述，在早期的二维交互式CAD系统中是没有的。到了20世纪70年代，人们在三维线框模型和曲面造型研究的基础上，提出了实体造型的理论，即在计算机中用一些基本的体素(Primitives)来构造机械零件的几何模型。一些高校、研究机构对实体造型原型系统进行了深入的开发研究，如：英国剑桥大学的BUILD系统，德国柏林工业大学的COMPAC系统等。其中剑桥大学的BUILD系统经过多次商业运作，最终被美国的麦道公司集
6、成到UGCAD系统中。20世纪90年代初，又被Three Space公司改进设计成ACIS实体造型系统，成为许多CAD系统的核心软件。（4）参数化技术参数化设计是Revit Building的一个重要思想，它分为两个部分：参数化图元和参数化修改引擎。Revit Building中的图元都是以构件的形式出现，这些构件之间的不同，是通过参数的调整反映出来的，参数保存了图元作为数字化建筑构件的所有信息。参数化修改引擎提供的参数更改技术使用户对建筑设计或文档部分作的任何改动都可以自动的在其它相关联的部分反映出来，采用智能建筑构件、视图和注释符号，使每一个构件都通过一个变更传播引擎互相关联。构件的移动、
7、删除和尺寸的改动所引起的参数变化会引起相关构件的参数产生关联的变化，任一视图下所发生的变更都能参数化的、双向的传播到所有视图，以保证所有图纸的一致性，毋须逐一对所有视图进行修改。从而提高了工作效率和工作质量。用CAD方法开发产品时，零件设计模型的建立速度是决定整个产品开发效率的关键。产品开发初期，零件形状和尺寸有一定模糊性，要在装配验证、性能分析和数控编程之后才能确定。这就希望零件模型具有易于修改的柔性。参数化设计方法就是将模型中的定量信息变量化，使之成为任意调整的参数。对于变量化参数赋予不同数值，就可得到不同大小和形状的零件模型。 在CAD中要实现参数化设计，参数化模型的建立是关键。参数化模
8、型表示了零件图形的几何约束和工程约束。几何约束包括结构约束和尺寸约束。结构约束是指几何元素之间的拓扑约束关系，如平行、垂直、相切、对称等；尺寸约束则是通过尺寸标注表示的约束，如距离尺寸、角度尺寸、半径尺寸等。工程约束是指尺寸之间的约束关系，通过定义尺寸变量及它们之间在数值上和逻辑上的关系来表示在参数化设计系统中，设计人员根据工程关系和几何关系来指定设计要求。要满足这些设计要求，不仅需要考虑尺寸或工程参数的初值，而且要在每次改变这些设计参数时来维护这些基本关系，即将参数分为两类：其一为各种尺寸值，称为可变参数；其二为几何元素间的各种连续几何信息，称为不变参数。参数化设计的本质是在可变参数的作用下
9、，系统能够自动维护所有的不变参数。因此，参数化模型中建立的各种约束关系，正是体现了设计人员的设计意图。 参数化设计可以大大提高模型的生成和修改的速度，在产品的系列设计、相似设计及专用CAD系统开发方面都具有较大的应用价值。目前，参数化设计中的参数化建模方法主要有变量几何法和基于结构生成历程的方法，前者主要用于平面模型的建立，而后者更适合于三维实体或曲面模型。（5）变量化技术 变量化VGX的全称为variational Geometry Extended，即超变量化几何，它是由SDRC公司独家推出的一种CAD软件的核心技术，我们在进行机械设计和工艺设计时，总是希望零部件能够让我们随心所欲地构建，
10、可以随意拆卸，能够让我们在平面的显示器上，构造出三维立体的设计作品，而且希望保留每一个中间结果，以备反复设计和优化设计时使用，VGX实现的就是这样一种思想。 VGX技术扩展了变量化产品结构，允许用户对一个完整的三维数字产品从几何造型、设计过程、特征，到设计约束，都可以进行实时直接操作。对于设计人员而言，采用VGX，就象拿捏一个真实的零部件面团一样，可以随意塑造其形状，而且，随着设计的深化，VGX可以保留每一个中间设计过程的产品信息。美国一家著名的专业咨询评估公司D.H.Brown这样评价VGX：“自从10年前第一次运用参数化基于特征的实体建模技术之后，VGX可能是最引人注目的一次革命。”。VG
11、X为用户提出了一种交互操作模型的三维环境，设计人员在零部件上定义关系时，不再关心二维设计信息如何变成三维，从而简化了设计建模的过程。采用VGX的长处在于，原有的参数化基于特征的实体模型,在可编辑性及易编辑性方面得到极大的改善和提高。当用户准备作预期的模型修改时，不必深入理解和查询设计过程。与传统二维变量化技术相比，VGX的技术突破主要表现在以下两个方面。 第一、VGX提供了前所未有的三维变量化控制技术。这一技术可望成为解决长期悬而未决的尺寸标注问题的首选技术。因为传统面向设计的实体建模软件，无论是变量化的、参数化的，还是基于特征的或尺寸驱动的，其尺寸标注方式通常并不是根据实际加工需要而设，往往
12、是根据软件的规则来确定。显然，这在用户主宰技术的时代势必不能令用户满意。采用VGX的三维变量化控制技术，在不必重新生成几何模型的前提下，能够任意改变三维尺寸标注方式，这也为寻求面向制造的设计(DFM)解决方案提供了一条有效的途径。 第二、VGX将两种最佳的造型技术枣直接几何描述和历史树描述结合起来，从而提供了更为易学易用的特性。设计人员可以针对零件上的任意特征直接进行图形化的编辑、修改，这就使得用户对其三维产品的设计更为直观和实时。用户在一个主模型中，就可以实现动态地捕捉设计、分析和制造的意图。1.2常用三维造型软件介绍 三维软件技术经过几十多年的发展，每个时代都有当时流行的软件。现在，工作站
13、的微机平台CAD/CAM软件已经占据主导地位，并且出现了一批比较优秀的商业化软件。（1）Unigraphics(UG)Unigraphics NX软件作为UGS公司提供的产品全生命周期解决方案中面向产品开发领域的旗舰产品，为用户提供了一套集成的、全面的产品开发解决方案，用于产品设计、分析、制造，帮助用户实现产品创新，缩短产品上市时间、降低成本、提高质量。Unigraphics（简称UG）是集CAD/CAE/CAM一体的三维参数化软件，是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件，广泛应用于航空、航天、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域。本章着重介绍UG的特点、功能和安装。使对UG有个初步
14、的了解。UGS公司的产品主要有为机械制造企业提供包括从设计、分析到制造应用的Unigraphics软件、基于Windows的设计与制图产品Solid Edge、集团级产品数据管理系统iMAN、产品可视化技术ProductVision以及被业界广泛使用的高精度边界表示的实体建模核心Parasolid在内的全线产品。在UG中，优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起，这一结合被实践证明是强有力的，并被大多数三维设计软件厂商所采用。（2）SoliddWorksSolidWorks为达索系统（Dassault Systemes S.A）下的子公司，专门负责研发与销售机械设计软件的视窗产品。达索公司是负责系统性的软件供应，并为制造厂商提供具有Internet整合能力的支援服务。该集团提供涵盖整个产品生命周期的系统，包括设计、工程、制造和产品数据管理等各个领域中的最佳软件系统，著名的CATIAV5就出自该公司之手，目前达索的CAD产品市场占有率居世界前列。 SoliddWorks是基于Windows平台的全参数化特征造型软件，它可以十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。图形界面友好，用户上手快。该软件可以应用于以规
