三维建模ProE大作业2012
成绩:
Creo
学 期: 2013,2014学年第一学期
教 师: 陶 林
时 间: 2013年 12 月 31 日
姓名(学号): 杨柳(20127737)
年级、专业: 2012级机械城轨本
西南交通大学峨眉校区机械工程系
风扇的
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
1、 风扇的概述
电风扇又称风扇或者电扇,它可以通过扇叶的旋转带动空气流动,从而达到降温的目的,常用于夏天解暑降温,还可用来促进室内的空气流通,驱散热气或潮气等。每年进入5月的时候,天气越来越炎热,尤其到了盛夏,更是酷热难挡,最近几年温度变化无常,且夏天气温较往年更高,持续时间更长,因此,降温避暑显得更加重要。如何才能给人带来清凉的感觉呢? 目前可供选择的“纳凉”工具主要有:空调、普通电风扇、冷风机以及蒲扇、纸扇等等。空调使用方便,且越来越智能化,但它使用费用高,常常给人带来新的疾病———“空调病”;电风扇以其低廉的价格使它的使用极为普遍,人们常常通宵达旦的使用,一旦气温稍有变化,感冒的人数就会急剧增加;冷风机能增强空气的湿度,但使用久了,家里电器会受潮,同时也会让使用者长期裸露在外的关节受到危害;蒲扇和纸扇虽然价格低廉,但由于“不自动”性,目前使用者微乎其微。
电风扇究竟是谁发明的,现在已经很难找到相关的
资料
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了。据说,1882年,美国纽约的克罗卡日卡齐斯发动机厂的主任技师休伊•斯卡茨•霍伊拉,最早发明了商品化的电风扇。第二年,该厂开始批量生产,当时的电扇,是只有两片扇叶的台式电风扇。
1908年,美国的埃克发动机及电气公司,研制成功世界上最早的齿轮驱动左右摇头的电风扇。这种电风扇防止了不必要的三百六十度转头送风,而成为以后销售的主流。
2、 风扇的工作原理
风扇的构造,转子:由磁铁、扇叶及轴组成;定子:由硅钢片、线轴及轴承组成;控制电路:由IC感应磁铁N.S.极经由电路控制其线圈导通而产生内部激磁使转子旋转。
电风扇的主要部件是:交流电动机。其工作原理是:通电线圈在磁场中受力而转动。能量的转化形式是:电能主要转化为机械能,同时由于线圈有电阻,所以不可避免的有一部分电能要转化为内能。
通电线圈在磁场中受力而转动。能量的转化形式是:电能主要转化为机械能,同时由于线圈有电阻,所以不可避免的有一部分电能要转化为内能。电风扇工作时(假设房间与外界没有热传递)室内的温度不仅没有降低,反而会升高。让我们一块来分析一下温度升高的原因:电风扇工作时,由于有电流通过电风扇的线圈,导线是有电阻的,所以会不可避免的产生热量向外放热,故温度会升高。但人们为什么会感觉到凉爽呢,因为人体的体
表
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有大量的汗液,当电风扇工作起来以后,室内的空气会流动起来,所以就能够促进汗液的急速蒸发,结合“蒸发需要吸收大量的热量”,故人们会感觉到凉爽。
当电风扇转动起来以后,扇叶把空气推向下方。即扇叶对其下方的空气有向下的力,根据“物体间力的作用是相互的”可知:空气对扇叶同时也有向上的力,明确这一点以后,再对电风扇进行受力分析,电风扇在竖直方向上受到3个力的作用,即:竖直向下的重力;竖直向上的竖杆对电风扇的拉力和空气对电风扇的向上的力。由此可知:此时竖杆对电风扇的拉力一定要比静止的时候减小。
3、 风扇的设计分析
下面以风扇的一个零件(前壳)为例,进行设计分析,所有的尺寸详见工程图附纸:
1.利用旋转绘制图3-1所示草绘,得到图3-2所示曲面。
图3-1 图3-2
2.进入造型界面,通过曲面创建3条曲线,如图3-3选择来自曲面的曲线,按住shift键可以切换曲线方向,曲线的位置可以通过比例(0.4)来控制,最后得到图3-4三条曲线。
图3-3
图3-4
4.通过上面3-4曲线扫描截面圆半径为2如图3-5,镜像得到图3-6所示图形。
图3-5 图3-5
5.重复上面步骤底面扫描截面半径为4,并且阵列,选轴阵列,阵列6角度30?如图3-6,可以得到图3-7。
图3-6 图3-7
6.隐藏曲面和基准得到最后图形如图3-8。
图3-8
其余的主要零件的绘制
方法
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与步骤,如下图所示:
(1)内部电磁铁定子用图1所示简化图形表示,主要利用拉伸,倒圆角工具完成。
图1 定子
(2)转子部分,与定子配合需要,尺寸严格一致,用旋转和拉伸得到如图2.
图2 转子
(3)如图3,4,5,6,7所示是实现风扇摇头的传动装置,图形都是简单的拉伸,旋转,孔特征,绘制时注意配合尺寸必须一致。
图3
图4 图5
图6 图7
(4)后壳,与情况前壳步骤相同,然后用拉伸,壳,倒角工具得到图8所示的
图8后壳
(5)扇叶的绘制利用旋转,拉伸,投影,阵列等工具可以得到图9所示的扇叶。与前面定子形成配合关系。
图9扇叶
(7)底座,如图10,栓子,如图11,主要步骤见模型树。
图10底座 图11栓子
4、 风扇各组件的装配关系
如图4-1所示为装配好后的图形图4-2为爆炸分解图,图4-3为每个单独的零件进行编号和命名;方便对各个零件装配关系的描述。
图4-1装配图
图4-2分解图
图4-3
图号说明:1后壳 2转子 3定子 4扇叶 5前壳 6,7,8,9,10传动装置11底座12螺栓13螺母
装配主要过程:
(1)稍钉连接,2与3,2与4,3与9,3与6,7与9,7与8,6与8,6与11,11与12都
是稍钉连接,过程相同,举例定子和转子装配过程,第一步选择稍钉连接,选择两实体的轴线如图4-4,第二步,选择两个面用重合或者距离来实现约束,如图4-5所示.
图4-4
图4-5
(2)其它装配用用户定义即可以完成,该命令非常灵活,简单举例扇叶和定子装配,第一步可以选择圆柱面重合如图4-6,第二步选择两面重合如图4-7选择面时可以用右键切换面来选择不好选的面,第三步同样选择两个面重合如图4-8。
图4-6
图4-7 图4-8 (3)装配传动装置时,最后一步要特别注意,完成连接定义后,如图4-9还没有完全连接,放置下面有一个新建集命令,点击后添加一个稍钉约束,即可以完成所有装配。
图4-9
5、 风扇前壳选作的零件工程图
风扇前壳选作的零件工程图参照所附的A3图纸。
6、 结论
通过Creo的设计可以方便的实现设计的过程,设计过程中可以画出每个零件的图形,三维图形与实际看到的图形相同,产品的可见性强,减少设计出错的几率。在零件设计和产品装配中实现虚拟“生产”,在零件设计时可以设计产品的加工工艺,可以在装配过程中实现产品的工程管理设计。通过Creo的设计可以及时发现设计中存在的问
题
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,Creo中参数化和全相关的特点可以方便的对设计进行改进。另外设计后可以做出爆炸图和动画,可以方便的同没有专业知识的客户进行交流,方便产品的营销。
此次通过用Creo对风扇的设计,可以进行运动仿真功能,可以通过运动仿真可以知道设计是否合理,进而可以进一步改进设计。