《 计算机辅助工业设计》综合课程设计报告-农用风车.doc

综合课程设计报告 计算机辅助工业设计综合课程设计报告设计题目 农用风车 课程名称 计算机辅助工业设计学生姓名 xxx 学 号 xxx 所在学院 xxxx 教 师 xx 上课地点 上课时间 报告填写日期 xxxx年x月xx日 一、 设计名称：农用风车二、 设计原理：风车是过去农民用过的农具、器具中最精致最复杂的农用器具。它由风箱、摇手、车斗、漏粮斗、出风口等部件组成。有的地方不叫风车而叫风柜。是上世纪末八十年代以前农村整理谷物的主要装置。其工作原理是：谷子或米粒自然下落的过程中，在风力的作用下，依重量的差异，将谷或米分成饱满的颗粒、虚瘪的颗粒及灰渣等，分别经由风车的前口、后口、大口流出。其使用方法：使用者面对风车，右手握住风箱摇把，按顺时针方向转动风叶；左手手执车斗把柄，调节谷物下泄流量。出风口的过道上搁着一个上大下小的喇叭形的车斗，无盖无底。车斗很大，约能容纳一箩谷物。车斗底部的出口是狭长的，由一块长一尺宽三寸的长方形木板托住。这是车斗的活动底板。底板恰如车斗的喉舌，用一根横档通出车架外，套上一根一尺多长的用竹片或木条做的搁条。搁条是用来控制启闭开合车斗活动底板的。车架子左侧竖柱上装有锯齿形的搁档。如把搁条搁在最高档，那车斗底板就紧紧关闭，不使车斗内的谷物漏下。如果把搁条向下放三四档，那车斗底板就向下倾斜开口一两寸，谷物高屋建瓴从开口处哗哗往下滚落。此时“兵分两路”，一路是黄灿灿的饱满壮实的谷物漏到下面的箩筐里；另一路是干瘪轻飘的谷物或糠皮、草屑则被风吹出出风口。这是一种挑选谷物扬场的过程。搁条越往下搁，底板的口开得越大，粮食谷物向下滚落漏得越快。农民在车谷物时，要两手紧密配合一致，左右手的动作要协调，即右手要先摇动风车摇手，让风先扇出来，然后左手把搁条放下几档，让谷物从车斗底板开口处滚落下来。这时风即穿过纷纷漏下的谷物，把秕谷、糠皮和草屑杂碎从出风口飘出，像天女散花一样落在附近。有的农户在车碾轧过的稻谷时，准备好一只麻袋或大塑料袋罩住出风口，把飘出的糠皮接住，不用打扫收集糠皮了。饱满的谷粒、米粒比较重，则从漏斗口垂直滚下，落到接在漏斗口的箩筐里。三、设计目的：1、掌握在三维场景中及三视图中进行各种建模操作，培养一定的空间想象力；2、学习并掌握用计算机及相应软件进行产品造型设计的基本方法。3、培养创新及灵活应用各种建模工具的能力。4、了解工业产品计算机建模设计的基本方法和一般流程。5、在学习实验中培养自己的探索精神以及学习兴趣，开辟课余爱好，丰富生活。四、设计所需器材：计算机，proeWildfire 4.0，Auto CAD 2008，截图软件等。五、设计内容：1、整体骨架基本尺寸：2、风箱基本尺寸：3、摇手与叶轮基本尺寸：4、轴承基本尺寸：5、侧板基本尺寸：6、后盖基本尺寸：7、漏斗基本尺寸：8、车斗基本尺寸：六、设计步骤：1、零组件的设计与建模(1)整体骨架此组件由6个零部件组成，其中每个零部件都是简单的杆件结构，主要是各元件间的尺寸要把握好。A最底下的四根立柱使用拉伸命令创建出实体特征，并以特定尺寸用拉伸和拉伸剪切命令创建出接头和孔特征。如下图所示B四根立柱间的固定连接木abC横梁D风箱支撑立柱(2)风箱此组件由3个零部件组成，前后风箱挡板与上下盖。A 挡板B 上下盖主要利用拉伸剪切与阵列命令创建出表面纹饰特征，同时延伸命令可准确地将曲面延伸至给定位置。a上盖b下盖(3) 摇手与叶轮A摇手主要过程为插入基准点后画出基准曲线作为轨迹并使用管道命令创建出实体特征，并作相应的倒圆修饰特征。B.叶轮旋转出轮轴后使用拉伸及阵列创建实体特征，将特征复制后选择性粘贴，选择条件为：旋转90，最后作倒圆修饰特征。(4)轴承此特征参照GB，根据实际需要修改了相应尺寸。(5)侧板主要使用基准点和基准曲线工具描绘出需要的轮廓，再使用拉伸命令创建出实体特征。(6)后盖命令较为简单，关键是尺寸的把握，以便最后可装配成功。(7)漏斗主要根据已有的组件创建漏斗所需的两个平面，再根据组件轮廓线草绘出所需线框并填充成曲面特征。然后利用两个辅助曲面对特征进行修剪，得到所需的目的曲面特征，再对其加厚处理，从而得到所需的实体特征。(8)车斗基本步骤与第(7)类似。A车斗B 挡料板主要是尺寸上的要求及造型上的实用，特别是把手应让使用者感觉舒适为宜。2、零件的装配对于机构的装配采用逐次装配的方案，即先分别将各个零件组装成不同的功能小部件，最后再将各个部件装配在一起形成整个风车。下面直接用图和注释说明：(1)首先是整体骨架装配图：整体骨架(2)风箱+摇手+叶轮叶轮与摇手以及轴承的内圈固定为一个整体，摇手与风箱采用销钉连接，以便作机构仿真。装配图：风箱+摇手+叶轮(3)车斗+挡料板 (4)整体骨架+风箱+摇手+叶轮(5)最终装配效果(6)对各元件上色最终效果(7)分解视图七、设计结论及心得 本设计无任何参照，虽各个零件造型简单，但数目不少，能够最终成功装配是本次设计的关键所在。尺寸上基本符合实际形体尺寸，由于风车是过去农民所用的车谷物的器具，故材料除摇手和轴承外都是木材料。此设计借助Auto CAD强大的平面设计功能，各主要零件均放到CAD中进行尺寸标注，配合Proe中的三维模型，使零件形态及尺寸清晰明了。零件装配后的功能和效果基本符合实际模型。对于此次课程设计的选题，自己也在网上查了很多资料，本已确定了设计一个商用型的电热豆奶机，并且已设计绘制出基本骨架特征，然而脑海中突然浮现出家中风车的情景，于是果断放弃了电热豆奶机的设计，立即着手画风车。自己学习proe软件已有一些时日，因此从设计初到最终渲染和机构仿真的完成没花太多时间。但也有一点遗憾，由于风车本身的造型特点，本次设计没用到任何曲面造型命令，仿真也过于简单。不过由于整个设计过程无任何特征参照，都是自己靠记忆和想象来完成的，因此最后能够成功装配完成也算是设计的一大亮点。之所以选择农用风车这个题目，是因为自己来自农村，而家里也恰好有个农用风车。从小就看到父母用其车谷物，感到非常好奇，也觉得这个东西非常好玩。因而常常背着父母带伙伴们将其当做玩具来耍，总感觉趣味无穷！而今10多年过去，每次回家却只看到风车静静地倚在墙角，因为有了先进机器的代替，家人已经很少再用其来车谷物。但每每看到她脑海总是会浮现很多童年的情景。设计顺利完成了，但还有很多需要改进的方面，这也是自己对设计所需知识掌握的深度和广度都还不够的直接体现。虽然自己平时能够创建结构和造型更复杂的模型，但尺寸规格均是随意的。本次课程设计让自己发现了自身的许多