基于UG的家电(风扇)三维造型设计及动态仿真

基于UG的家电(风扇)三维造型设计及动态仿真摘要：计算机技术和计算机图形学的不断发展，三维CAD/CAM/CAE集成化软件被广泛使用于制造业。与传统的装配设计相比，虚拟装配技术可以满足并行工程的要求，实现产品可装配的设计，及时发现产品设计中的问题，提高装配质量和装配效果。1课题研究的是在UG软件设计平台上完成风扇的三维造型设计。立式电风扇的外形结构较为复杂，如果用传统的CAD绘图软件设计非常困难，UG可以使轻松解决这个问题，UG软件具有很强大的实体造型、曲面造型、虚拟产品装配仿真、工程图生成等功可以。论文以从实物到模具的逆向设计过程论述了风扇虚拟设计中的关键环节。关键词：三维造型设计，虚拟装配，运动仿真IThreedimensionalmodelinganddynamicsimulationofhomeappliances（fan）basedonUGAbstract：Thecontinuousdevelopmentofcomputertechnology,three-dimensionalCAD/CAM/CAEintegrationsoftwareiswidelyusedinmanufacturing.Comparedwiththetraditionalassemblydesign,virtualassemblytechnologytomeettherequirementsofconcurrentengineering,thedesignoftheirproductscanbeequippedwithtimelydetectionofproblemsinproductdesign,improvetheassemblyqualityandassemblyefficiency.ThisthesisbasedonUGproductdesignplatformforthefancompletedthethree-dimensionaldesign.Theshapestructureofverticalelectricfanisverycomplex,ifusingthetraditionalCADdrawingsoftwaretodesignwillbeverydifficult,UGcaneasilysolvethisproblem,theUGsoftwarehaspowerfulfunctionsofsolidmodeling,surfacemodeling,virtualassemblysimulation,engineeringdrawingandothers.Thispaperdiscussedthekeylinkoffanthatusingreversaldesignprogressfromthephysicaltothemoldinvirtualdesign.Keywords:3Dmodelingdesign,simulationassembly,movementsimulation目录1绪论.11.1三维造型设计的现状和发展前景.11.2常用三维造型软件的了解.11.3UG软件了解的.21.4论文研究的内容和意义.22基于UG的风扇设计.32.1电风扇的发展现状.32.2UG在产品中的设计思路.32.3电风扇的建模设计分析.32.3.1电风扇的虚拟装配了解的.32.4电风扇主要零件的建模绘制.42.4.1电风扇前罩的绘制.42.4.2电风扇后罩的绘制.72.4.3电风扇叶片的绘制.102.4.4电风扇后座的绘制.182.4.5电风扇底盘的绘制.242.4.6电风扇支架模块的绘制.272.4.7电风扇操作面板的绘制.322.4.8电风扇其他零件的绘制.362.5电风扇的装配体建模及爆炸图.372.5.1装配风扇本体.372.5.2电风扇的爆炸图及干涉分析.393动态仿真.403.1关于动态仿真.403.2电风扇的动态仿真.404结论与展望.424.1结论.42I4.2不足之处及展望.42参考文献.43致谢.4401绪论利用三维建模软件进行设计，给许多行业带来了翻天覆地的变化，尤其是制造业。设计人员利用计算机的长处，给产品设计带来了巨大的便利。计算机辅助设计是结合了计算机与产品设计方法的最新发展成果一门最热门的科目。它的产生与持续发展，对制造业、工程设计、科学探索特别是机器制造等这些范围的科学技术前进与发展有着里程碑的意义。1.1三维造型设计的现状和发展前景1、三维软件CAD/CAM技术在模具使用现状。当下我国三维软件行业使用的三维软件CAD/CAM软件可以分为两大类:一是机械行业，之前了解的UG、SOLIDEDGE、AutoCAD、SolidWorks、Pro/E等。二是专门针对三维软件行业开发的三维软件CAD/CAM系统，如:上交三维软件的国家工程中心的开发的冷压冲模CAD系统等。2经过这么多年的发展，国内的各个行业范围中，CAD/CAM技术已经有了广泛的使用。三维建模软件行业也已引进相当数量的国外CAD/CAE系统，并相应的匹配可以快速运行的性可以高的计算机。1.2常用三维造型软件的了解（1）Pro/ENGINEER软件1、全相关性Pro/E全相关性可以使研发人员在开发产品的所有时间对设计进行更改，因此可以使研发后期的一些效果的作用提前显现出来。2、基于特征的参数化造型3、数据管理（2）Solidworks软件SolidWorks公司在93年创办，SolidWorks软件是全球上首例基于Windows研发的三维CAD系统软件，由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，所以SolidWorks至今仍是优秀的、广泛的三维CAD选择方案。11.3UG软件了解的UG特征可以使相对于任何其他特征或对象定位，也可以使被引用复制，以建立特征的相关集。UG工程制图模块是以实体模型自动生成平面工程图，也可以使利用曲线功可以绘制平面工程图。3在模型改变时，工程图将被自动更新。利用装配模块创建的装配信息可以使方便地建立装配图，包括快速地建立装配图剖视、爆炸图等。1.4论文研究的内容和意义1、论文主要内容。我毕业设计使用UG软件对家用电风扇进行三维绘制，并利用软件运动仿真。论文的内容的包括：（1）对风扇的部分零件进行绘制；（2）三维建模、装配约束、干涉检测及系统优化等；（3）对电风扇进行虚拟装配及运动仿真；（4）对虚拟装配理论和关键技术进行研究；2、论文的研究意义学生应通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，深入了解UG在机械设计方案比选、结构刚度分析等方面的设计规范、计算方法及设计思想等内容，为学生在毕业后从事机械技术工作打好基础。22基于UG的风扇设计2.1电风扇的发展现状最近几年来，国内的电风扇产业发展很快，从性可以上考虑，目前大部分电风扇的基本功可以都比较单调，不好实现一个产品多种功可以。产品开发的周期很长，设计不方便，UG可以改变这种现状，4正是考虑到这点，用发展的眼光看待问题，把计算机设计方法与传统风扇产品的设计相联系，从而进行模块化设计、运动仿真的产品设计方面使用。2.2UG在产品中的设计思路在产品设计和生产的过程中，尽管只是实用型的电风扇，可是它真正设计的时候也是非常麻烦的。真正领会哪些是必要的特征，像对齐面，保证产品外形轮廓的特征，什么是结构特征。首先是从结构特征入手。5这样比较清楚主次分明，首先做什么，然后解决什么，那么问题就迎刃而解了。2.3电风扇的建模设计分析2.3.1电风扇的虚拟装配了解的虚拟装配作为一门先进的科学技术，它以可以够装配性变强为根本目标，以可以够具体操作模拟的高度逼真为宗旨。6它可以改变传统装配中的如下不足：（1）传统的装配一定得等所有零件都生茶好之后才可以进行装配；（2）传统的装配不可以实现并行设计产品思想；（3）传统装配一般要不断地修整，并且进行几次城市装配，这就把产品开发周期加长，成本变高，不可以很好的适应当前制造的发展和需要。利用UG装配模块，把电风扇的各个零件装配好，在装配时根据实际操作再修改零件。7装配体建模承接于基础零件建模才可以得到电风扇的三维零件模型，根据设计人员的装配图纸生成装配模型，在UG软件中进行装配设计主要3有由底向上和由顶向下两种主要方法。下面简单了解的一下本文装配所用到的设计方法：由底向上和由顶向下的装配设计方法。产品在设计的过程中是一个复杂的创造性活动，产品的内的质量和生产总成本从根本上来讲由产品的设计决定。由顶向下的设计是一个产品的开发过程。通过该过程设计时确定扇叶直径以后，才可以进行扇罩尺寸的确定，然后按步骤完成设计任务。72.4电风扇主要零件的建模绘制2.4.1电风扇前罩的绘制首先打开UG，单击左上角的“文件”，单击文件下拉中的“新建”命令，给模型取名为“fengshanzhao11”保存路径为D盘中“ugzuopin”文件夹中的“dianfengshan”。新建模型开始绘制风扇前罩。如图2.1,2.2。8图2.1保存路径图2.2新建对话框图2.3新建拉伸命令电风扇前罩的三维绘制主要使用了草绘，拉伸，环形阵列等命令。绘制外圆环。把基准坐标系设置为“显示”，点击草绘命令，选择“ZC-4YC”平面为草绘平面，进入草绘环境，运用圆命令绘制两个圆。直径分别为460mm和448mm。点击拉伸命令，弹出如图2.3方框。运用拉伸命令拉伸厚度2mm的圆环。绘制中间圆环。然后再次选择“ZC-YC”平面做为草绘平面，进入草绘环境中，再次运用圆命令绘制两个圆。直径分别为250mm和438mm。点击拉伸命令，弹出如图2.4方框。运用拉伸命令拉伸厚度2mm的圆环。这次注意设置开始距离为60mm，结束距离为62mm，使其在偏移基准平面“ZC-YC”60mm处，绘制一个圆环。图2.4新建拉伸命令图2.5新建拉伸命令绘制内圆盘。然后再次选择“ZC-YC”平面做为草绘平面，进入草绘环境中，再次运用圆命令绘制一个圆。直径分别为150mm。点击拉伸命令，弹出如图2.5方框。运用拉伸命令拉伸厚度2mm的圆盘。这次注意设置开始距离为40mm，结束距离为42mm，使其在偏移基准平面“ZC-YC”40mm处，绘制一个圆盘。目前绘制的结果如图2.6所示5图2.6圆盘图2.7草绘绘制风扇前罩网条。然后再次选择“ZC-XC”平面做为草绘平面，进入草绘环境中，运用直线命令绘制如图2.7所示的草绘图形。点击拉伸命令，运用拉伸命令对称拉伸厚度4mm的圆环。对称设置如图2.8所示。拉伸结果如图2.9所示。图2.8新建拉伸命令图2.9拉伸结果最后对风扇网条进行阵列。左击插入，点击关联复制中的阵列特征，出现阵列编辑框如图2.10所示。布局选择圆形阵列，间距设定为数量和节距，数量为36节距角为10deg。对其进行圆形阵列。阵列结果如图2.11所示。最后保存文件。6图2.10新建圆形阵列图2.11风扇前罩2.4.2电风扇后罩的绘制单击文件下拉中的“新建”命令，给模型取名为“fengshanzhao222”保存路径为D盘中“ugzuopin”文件夹中的“dianfengshan”。新建模型开始绘制风扇后罩。电风扇后罩的三维绘制主要使用了草绘，拉伸，环形阵列等命令。绘制外圆环。把基准坐标系设置为“显示”，点击草绘命令，选择“ZC-YC”平面为草绘平面，进入草绘环境，运用圆命令绘制两个圆。直径分别为460mm和448mm。点击拉伸命令，弹出如图2.12方框。运用拉伸命令拉伸厚度2mm的圆环。图2.12大圆草绘图2.13拉伸绘制中间圆盘。然后再次选择“ZC-YC”平面做为草绘平面，进入草绘环境中，在草绘中再次运用圆命令绘制两个圆。直径分别为54mm和100mm。点击7拉伸命令，弹出如图2.13方框，开始距离设置为30mm，结束距离设置为32mm。运用拉伸命令拉伸厚度2mm的圆盘。拉伸结果如图2.14所示。使其在偏移基准平面“ZC-YC”30mm处，绘制一个圆盘。图2.14拉伸结果图2.15前罩网条草绘绘制风扇前罩网条。然后选择“ZC-XC”平面做为草绘平面，进入草绘环境中，运用直线命令绘制如图2.15所示的草绘图形。点击拉伸命令，运用拉伸命令对称拉伸厚度4mm的圆环。对称设置如图2.16所示。拉伸结果如图2.17所示。图2.16对称拉伸界面图2.17拉伸结果最后对风扇后罩网条进行阵列。左击插入，点击关联复制中的阵列特征，出现阵列编辑框如图2.18所示。布局选择圆形阵列，间距设定为数量和节距，8数量为36节距角为10deg。对其进行圆形阵列。阵列结果如图2.19所示。最后保存文件。图2.18阵列编辑框图2.19风扇后罩2.4.3电风扇叶片的绘制首先打开UG，单击左上角的“文件”，单击文件下拉中的“新建”命令，给模型取名为“yepian”保存路径为D盘中“ugzuopin”文件夹中的“dianfengshan”。新建模型开始绘制风扇的叶片。选择菜单【首选项】|【背景】，设置背景色为“纯色”，“普通颜色”为“白色”，单击“确定”按钮（）。电风扇叶片的三维绘制主要使用了草绘、拉伸、偏置曲面、投影曲线、曲线长度、曲线组、加厚、边倒角、移动对象、孔等命令，叶片是一个画法较为复杂的模型。点击新建模型界面上方菜单的插入，点击设计特征中的圆柱体，出现“圆柱”对话框，并且设置高度为40，直径为40，其余的参数采用参数默认设置，点击确定，出现如图所示圆柱模型。9图2.20拟合曲线图2.21草绘的曲线点击草绘命令，选择“ZC-YC”平面为草绘平面，点击确定，进入草绘环境，运用拟合曲线命令出现拟合曲线对话框，如图2.20所示，绘制曲线如图2.21所示。点击完成草绘得到曲线。如图2.22所示。图2.22草绘图2.23偏置曲面单击“特征”工具条中的偏置曲面，弹出如图2.23所示的“偏置曲面”对话框，选择上边绘画的圆柱面作为要偏置的面，在“偏置1”文本框中输入偏置距离190，其余参数采用默认设置。单击对话框中的“确定”按钮，生成圆柱面，如图2.24所示。图2.24圆柱面图2.25草绘再次点击草绘命令，选择“ZC-YC”平面为草绘平面，点击确定，进入草绘环境，运用三点画圆命令绘制如图2.25所示的曲线，绘制曲线如图2.68所示。点击完成草绘得到曲线。为了便于下一步绘制，需要调节模型透明度。点击菜单中对象显示，出现“类选择”界面。选择第一步的圆柱面和偏执的圆柱面为对象，单击“确定”按10钮，弹出“编辑对象显示”对话框，将透明度设置为70%，然后确定。结束透明度调试。图2.26投影曲线对话框图2.27投影曲线1绘制叶片的曲线1。点击菜单，点击插入，点击【来自曲线集的曲线】中的【投影】，显现“投影曲线”界面，如图2.26所示。投影方向设定为与两次草绘平面垂直的平面即ZC-YC平面，其余采用默认设置，点击确定，出现如图2.27所示的曲线，完成投影。图2.28投影曲线图2.29曲线绘制叶片的曲线2。点击菜单，点击插入，点击【来自曲线集的曲线】中的【投影】，显现“投影曲线”界面，如图2.28所示。选择第二次草绘的曲线当作要投影的对象，并且选小圆柱体外表面作为要投影的对象，投影方向设定为与两11次草绘平面垂直的平面即ZC-YC平面，其余采用默认设置，点击确定，出现如图2.29所示的曲线，完成投影。把不需要的对象设置为不显示。改变叶片大曲线的长度。点击菜单中的编辑，点击曲线，选择长度选项，显现出“曲线长度”界面。设置长曲线投影后的曲线作为要更改长度的对象，在界面中开始和结束都设置成20mm，是曲线两端都加长20mm，其他参数都采用默认设置，点击确定加长曲线，如图2.30所示。图2.30曲线加长通过曲线延伸风扇叶片。点击插入命令，点击曲面命令，选定通过曲线组命令。出现如图2.31所示的界面，依次选择上面加长的两条曲线作为截面线串1和2。需要注意的是，选择完一条截面线串后，必须使用对话框中的“添加新集”按钮，才可以继续添加其他截面线串，其他的选项都采用默认设置。然后点击界面中的确定，最后得到如图2.32所示的曲面。图2.31通过曲线组图2.32曲面给曲面加厚，厚度为两毫米，点击特征上偏置/缩放名命令，点击加厚选项，显现“加厚”界面，选上边操作生成的叶片曲面作为要加厚的对象，设置厚度参12数，偏置1设置为1，偏置2设置为-1mm。其他的参数设置不做改变，点击确定，生成曲面。给叶片进行倒角。点击“边倒圆”按钮，显现如图2.33所示的“边倒圆”界面，选择加厚叶片远离小圆柱的两个棱进行倒圆角，形状选择圆形，半径1定位40mm，边倒圆结果如图2.35所示。图2.33边倒角图2.34叶片隐藏圆柱体、草绘、曲线长度、加厚片体、偏置曲面。把隐藏的圆柱体退出隐藏，并将其透明度设置为0。绘制另外两个叶片。使用“移动对象”命令绘制另外两个叶片。点击菜单，单击编辑，移动对象，弹出“移动对象”界面。设定叶片作为移动的对象，变换方式设定为“角度”，矢量设定为ZC方向，轴点指定为（0,0,0）点，角度设置为120，其他的参数采用默认设置。点击“确定”，弹出“移动对象”提示对话框，单击“是”按钮，完成另外两个叶片的创建。创建结果如图2.35所示。使叶片成为一个整体。点击求和，出现求和界面如图2.36所示，目标体设定为小圆柱体，剩下的三个叶片为工具体，点击“确定”按钮，完成求和步骤。使其成为一个整体。13图2.35移动对象图2.36风扇绘制叶片中心孔。点击空命令，显现“孔”界面，如图2.37所示。打开捕捉点命令，选圆柱体下表面中心作为孔中心，类型设定为常规，成型设定为简单，直径设置为20mm,深度设定为50mm，顶锥角设置为0，其他的参数不做改变默认。点击确定，完成孔的绘制，绘制结果如图2.38所示。图2.37叶片孔参数图2.38叶片孔给叶片倒圆角。点击边倒圆，显现如图2.38所示的界面，选择小圆柱体的四个边作为要倒角的边，半径设定为3mm。进行倒圆角。单击确定，给叶片边倒圆14操作结果如图2.38所示最后保存叶片模型，保存文件。最后叶片成型如图2.39所示。图2.39绘制完成的叶片2.4.4电风扇后座的绘制首先打开UG，单击左上角的“文件”，单击文件下拉中的“新建”命令，给模型取名为“houzuo”保存路径为D盘中“ugzuopin”文件夹中的“dianfengshan”。新建模型开始绘制风扇后座。如图2.40所示。图2.40保存途径电风扇后座的三维建模绘制主要运用草绘、拉伸、孔和边倒角等命令。绘制后座尾部。把基准坐标系设置为“显示”，点击回转命令，选择“ZC-YC”平面为草绘平面，进入草绘环境，运用直线命令绘制如图2.41所示的梯形图像。尺寸按照图上尺寸。点击完成草绘命令，显现如图2.42方框。开始角度设置为0，结束角度设置为360。运用回转命令回转出如图2.43所示的模型。15图2.41草绘图2.42回转图2.43旋转图2.44草绘绘制后座中间体。然后选择上步中绘画的圆台底面平面做为草绘平面，进入草绘环境中，再次运用圆命令绘制一个圆。如图2.44所示,直径大小与圆台底面相等。点击完成草绘命令。点击拉伸命令，弹出如图2.45方框。运用拉伸命令拉伸厚度140mm的圆柱。这次注意设置开始距离为0，结束距离为62mm，绘制一个圆柱。绘制结果如图2.46所示。首先打开UG，单击左上角的“文件”，单击文件下拉中的“新建”命令，给模型取名为“yepian”保存路径为D盘中“ugzuopin”文件夹中的“dianfengshan”。新建模型开始绘制风扇的叶片。选择菜单【首选项】|【背景】，设置背景色为“纯色”，“普通颜色”为“白色”，单击“确定”按钮（）。电风扇叶片的三维绘制主要使用了草绘、拉伸、偏置曲面、投影曲线、曲线长度、曲线组、加厚、边倒角、移动对象、孔等命令，叶片是一个画法较为复杂的模型。点击新建模型界面上方菜单的插入，点击设计特征中的圆柱体，出现“圆柱”对话框，并且设置高度为40，直径为40，其余的参数采用参数默认16设置，点击确定，出现如图所示圆柱模型。图2.45拉伸图2.46绘制圆柱中间体绘制小凸台，点击拉伸命令，然后选择上步中绘画的圆柱顶面平面做为草绘平面，进入草绘环境中，再次运用圆命令绘制一个圆。如图2.47所示。直径分别为50mm。点击完成草绘命令。设置拉伸厚度为10mm的凸台。完成凸台的绘制。如图2.48所示。图2.47草绘图2.48拉伸绘制后座电机轴，点击拉伸命令，然后选择上步中绘画的圆柱顶面平面做为草绘平面，进入草绘环境中，再次运用圆命令绘制一个圆。如图2.49所示。直径分别为20mm。点击完成草绘命令。设置拉伸厚度为50mm的凸台。完成凸台的绘制。如图2.50所示。17图2.49草绘图2.50拉伸图2.51草绘设置图2.52拉伸确定后座外观。然后选择大圆柱底面作为草绘平面，进入草绘环境中，再次运用圆命令绘制如图所示的两个月牙形。如图2.51所示，单击完成草绘，点击拉伸命令，弹出如图2.52方框。运用拉伸命令拉伸厚度200mm的月牙体。这次注意设置布尔为求差，绘制一个圆环。绘制月牙体如图2.53所示。18图2.53月牙体图2.54拉伸确定后座外观。偏移XC-YC平面30mm，以偏移后的平面作为草绘平面，进入草绘环境中，再次运用圆命令绘制圆。如图2.55所示，单击完成草绘，点击拉伸命令，弹出如图2.54方框。运用拉伸命令拉伸厚度40mm的圆柱体。这次注意设置布尔为求差，绘制一个圆柱。绘制圆柱体如图2.56所示。图2.56圆柱图2.55草绘图2.56草绘图2.57拉伸绘制旋转控制钮。偏移XC-YC平面30mm，以偏移后的平面作为草绘平面，进入草绘环境中，再次运用圆命令绘制圆。直径设定为10mm如图2.56所示，单击完成草绘，点击拉伸命令，运用拉伸命令拉伸厚度20mm的圆柱体。19其他的参数不改变，绘制一个圆柱。绘制圆柱体如图2.56所示。然后以上一步骤中的圆柱底面平面作为草绘平面，进入草绘环境中，再次运用圆命令绘制两个圆。直径设定为10mm和20mm，如图2.57所示，单击完成草绘，点击拉伸命令，运用拉伸命令拉伸厚度10mm的圆柱环。其他的参数不改变，绘制一个圆柱环。绘制圆柱体如图2.57所示。最后修整。点击后座，给其上色和边倒角。给叶片进行倒角。点击“边倒圆”按钮，显现如图2.58所示的“边倒圆”界面，给所有的棱定义合式的半径进行倒圆角，形状选择圆形，然后给零件上色，完成电扇后座的绘制结果如图2.59所示。图2.58倒角图2.59界面2.4.5电风扇底盘的绘制首先打开UG，单击左上角的“文件”，单击文件下拉中的“新建”命令，给模型取名为“dipan”保存路径为D盘中“ugzuopin”文件夹中的“dianfengshan”。新建模型开始绘制风扇底盘。绘制风扇底座。把基准坐标系设置为“显示”，点击回转命令，选择“ZC-YC”平面为草绘平面，进入草绘环境，运用直线命令绘制如图2.60所示的梯形图像。尺寸按照图上尺寸。点击完成草绘命令，显现如图2.61方框。开始角度设置为0，结束角度设置为360。运用回转命令回转出如图2.62所示的模型。20图2.60草绘如图2.61回转如图2.62模型绘制底盘管。然后选择上步中绘画的圆台底面平面做为草绘平面，进入草绘环境中，再次运用圆命令绘制两个同心圆。直径大小分别为50mm和60mm。点击完成草绘命令。点击拉伸命令，弹出如图2.63所示方框。运用拉伸命令拉伸厚度400mm的空心圆柱。这次注意设置开始距离为0，结束距离为62mm，绘制一个圆柱。绘制结果如图2.64所示。图2.63对话框如图2.64模型21绘制控制升降小凸台。偏移基准平面“ZC-YC”沿着x方向偏移50mm，然后选择偏移后的平面做为草绘平面，进入草绘环境中，再次运用圆命令绘制两个圆。直径分别为20mm和10mm，如图2.65所示。点击拉伸命令，弹出如图2.66方框。运用拉伸命令拉伸圆环。这次注意设置开始距离为0mm，结束设置为直至选定，选定圆柱表面微对象，点击确定，绘制一个圆环。如图2.67所示。图2.65草绘图2.66拉伸图2.67空心圆柱使底盘成为一个整体。点击求和，出现求和界面如图2.68所示，目标体设定为中间杆，底座和小小凸台为工具体，点击“确定”按钮，完成求和步骤。使其成为一个整体。22图2.68求和图2.69底盘最后修整底盘。给其上色和边倒角。首先给底盘进行倒角。点击“边倒圆”按钮，显现的“边倒圆”界面，给所有的棱定义合式的半径进行倒圆角，形状选择圆形。然后给零件匹配特征颜色，完成电扇底盘的绘制。结果如图2.69所示。2.4.6电风扇支架模块的绘制（1）支架1“bozi111”的绘制首先打开UG，单击左上角的“文件”，单击文件下拉中的“新建”命令，给模型取名为“bozi111”保存路径为D盘中“ugzuopin”文件夹中的“dianfengshan”。新建模型开始绘制支架1。点击草绘命令，选择“ZC-YC”平面为草绘平面，点击确定，进入的草绘环境，运用圆命令和直线命令绘制如图2.70所示的图形，点击完成草绘得到曲线。点击拉伸命令，运用拉伸命令拉伸厚度40mm的拉伸体。其他的参数不改变，绘制一个拉伸体。绘制拉伸体如图2.71所示。点击确定完成拉伸。23图2.70草绘图2.71拉伸点击草绘的命令，选择上一步骤中模型的一个侧面平面为草绘的平面，点击确定，进入的草绘的环境中，运用圆的命令和直线命令绘制如下图2.72所示的图形，点击，然后完成，草绘的，得到曲线。点击拉伸命令，运用拉伸命令拉伸厚度10mm的拉伸体。其他的参数不改变，绘制一个拉伸体。绘制拉伸体如图2.73所示。点击确定完成拉伸。图2.72草绘图2.73拉伸然后给模型边倒角。给支架1进行倒角。点击“边倒圆”按钮，显现如图2.74所示的“边倒圆”界面，给所有的棱定义合式的半径进行倒圆角，形状选择圆形，然后给零件上色，完成支架1的部分绘制结果如图2.75所示。24图2.74倒角对话框图2.75倒角镜像特征。点击插入，点击关联复制，点击镜像特征，出现如图2.76所示界面，选择父件为工作部件，上一步骤所绘制的模型为选择体，镜像平面为XC-ZC平面，进行镜像复制，点击确定。绘制结果如图2.77所示。图2.76镜像对话框图2.77镜像使叶片成为一个整体。对支架1模型求和。点击求和，出现求和界面，设置目标体和工具体，点击“确定”按钮，完成求和步骤。使其成为一个整体。最后修整支架1，给其上色和边倒角。给支架1进行倒角。点击“边倒圆”按钮，显现出倒边角界面，给所有的棱定义合式的半径进行倒圆角，形状选择圆形，然后给零件上色，完成电扇后座的绘制结果如图2.78所示25图2.78支架1（1）支架2“bozi22”的绘制首先打开UG，单击左上角的“文件”，单击文件下拉中的“新建”命令，给模型取名为“bozi22”保存路径为D盘中“ugzuopin”文件夹中的“dianfengshan”。新建模型开始绘制风扇支架2。点击草绘命令，选择“ZC-YC”平面为草绘平面，点击确定，进入草绘环境，运用圆命令和直线命令绘制如图2.79所示的图形，点击完成草绘得到曲线。点击拉伸命令，运用拉伸命令拉伸厚度10mm的拉伸体。其他的参数不改变，绘制一个拉伸体。绘制拉伸体如图2.80所示。点击确定完成拉伸。26图2.79草绘图2.80拉伸点击草绘命令，选择上一步骤中模型的一个上表面平面为草绘平面，点击确定，进入草绘环境，运用圆命令绘制两个圆,直径分别为20mm和40mm，如图2.81所示的图形，点击完成草绘得到曲线。点击拉伸命令，运用拉伸命令拉伸厚度15mm的拉伸体。其他的参数不改变，绘制一个拉伸体。绘制拉伸体如图2.82所示。点击确定完成拉伸。图2.81草绘图2.82拉伸点击草绘的命令，选择XC-YC平面为草绘的平面，点击确定，进入草绘绘制的环境，运用圆命令和直线命令进行草绘，如下图2.83所示的图形，点击完成的草绘，得到草绘绘制图形。点击的命令，采用对称拉伸命令，拉伸厚度20mm的拉伸体。其他的参数不改变，绘制一个完整的拉伸体。绘制拉伸体的如下图2.84所示。点击确定按钮完成拉伸。27图2.83草绘图2.84拉伸图2.85求和图2.86倒角使叶片成为一个整体。对支架2模型求和。点击求和，出现求和界面，分别设置目标体和工具体，点击“确定”按钮，完成求和步骤。使其成为一个整体。如图2.85所示最后修整支架2，给其上色和边倒角。给支架2进行倒角。点击“边倒圆”按钮，显现出倒边角界面，给所有的棱定义合式的半径进行倒圆角，形状选择圆形，然后给零件上色，完成电扇后座的绘制结果如图2.86所示282.4.7电风扇操作面板的绘制操作面板的绘制主要采用了编辑草绘、指派特征颜色、拉伸、边倒角、偏移平面等命令。首先打开UG，单击左上角的“文件”，单击文件下拉中的“新建”命令，给模型取名为“caozuomianban”保存路径为D盘中“ugzuopin”文件夹中的“dianfengshan”。新建模型开始绘制风扇支架2。点击草绘命令，选择“ZC-YC”平面为草绘平面，点击确定，进入草绘环境，运用直线命令绘制如图2.87所示的图形，点击完成草绘得到曲线。点击拉伸命令，运用拉伸命令对称拉伸，拉伸厚度25mm的拉伸体。其他的参数不改变，绘制一个拉伸体。绘制拉伸体如图2.88所示。点击确定完成拉伸。图2.87草绘图2.88拉伸图2.89边倒角修整“caozuomianban”，给其上色和边倒角。给“caozuomianban”进行倒角。点击“边倒圆”按钮，显现出倒边角界面，给所有的棱定义合式的半径进行倒圆角，形状选择圆形，然后给零件上色，结果如图2.89所示。29图2.90草绘图2.91拉伸点击草绘绘画的命了令，选择模型为草绘的平面，点击确定，进入草绘的环境，运用圆命令绘制如图2.90所示的图形，点击完成草绘得到曲线。点击拉伸命令，运用拉伸命令拉伸厚度50mm的孔。其他的参数不改变，绘制一个拉伸体。绘制拉伸体如图2.91所示。点击确定完成拉伸。图2.92草绘图2.93拉伸图2.94草绘图2.95拉伸点击草绘命令，选择模型为草绘平面，点击确定，进入草绘环境，运用圆命令绘制如图2.92所示的图形，点击完成草绘得到曲线。点击拉伸命令，运用拉伸命令拉伸厚度8mm的圆柱。其他的参数不改变，绘制一个拉伸体。绘制30拉伸体如图2.93所示。点击确定完成拉伸。图2.96草绘点击草绘命令，选择草绘平面，点击确定，进入草绘环境，运用圆命令绘制如图2.96所示的图形，点击完成草绘得到曲线。点击拉伸命令，运用拉伸命令对称拉伸，拉伸厚度8mm的圆柱。其他的参数不改变，绘制一个拉伸体。绘制拉伸体如图2.97所示。点击确定完成拉伸。图2.97拉伸点击孔命令，选择模型顶为草绘平面，点击确定，进入草绘环境，选择模型顶部中心为孔心，如图2.98所示的图形，点击完成草绘得到曲线。设置孔直径为30mm，深度为40mm。其他的参数不改变，绘制一个孔。绘制孔如图2.99所示。点击确定完成孔的绘制。31图2.98孔心图2.99孔最后修整操作面板，给其上色和边倒角。给操作面板进行倒角。点击“边倒圆”按钮，显现出倒边角界面，给所有的棱定义合式的半径进行倒圆角，形状选择圆形，然后给模型添加特征颜色，完成电扇操作面板的绘制结果如图2.100所示图2.100操作面板2.4.8电风扇其他零件的绘制利用UG强大的三维实体造型功可以可完成风扇中其他零件的三维建模工作，各零件具体建模的方法和步骤，在设计装配尺寸得当，保证精度的情况下绘制比较简单。由于时间和篇幅的关系，在此不再赘述。以下是电风扇中其他零件的三维实体造型。32图2.101支架轴图2.102绘制完成的前罩挡板图2.103绘制完成的后座散热孔图2.104绘制完成的锁紧套18图2.105绘制完成的支管图2.106绘制完成的旋钮2.5电风扇的装配体建模及爆炸图任何一台机械，都是由很多零件以及部件组成。我们把零件以及部件组装成一台完整的机械的过程称为装配。虚拟装配实际上是在计算机上进行装配的过程，如何有效地模拟实际装配过程是虚拟装配的目的。对于整体设备而言，33装配的过程是使用多个约束关系对自由度进行限制的过程。装配件中的零件定位关系包含配对、对齐、角度、平行、垂直、中心、距离和相切。在一个装配件中零部件有两种不同的工作方式：工作部件和现实部件。屏幕上可以看到的所有部件都是显示部件，而工作部件只有一个，只有工作部件可以使进行编辑修改工作。电风扇主要元件有扇叶、支架、操作面板和底座组成。装配思路一般有两种：（1）由底向上装配，这是传统的装配方法，先建立好装配用到的所有零件，然后从小到大逐步完成。（2）由顶向下装配，这种方式是先在宏观上建立装配计划，然后按照规划逐步设计装配每一个零件。2.5.1装配风扇本体电风扇的主体装配将分为扇叶部分、支架部分、操作面板部分、底座部分的装配工作，在这些工作完成以后，将其分别作为一个整体继续整机装配，这样的操作比较有序，也不会感觉太复杂。新建文件名为“dianfengshan”的装配文件。第一步选择UGNX新建命令输入文件名称点击确定，选择“装配”“组件”“添加现有组件”命令，出现选择部件对话框。这一部分主要装配的是零件有底盘、支管1、旋钮、操作面板、支管2/支架1、支架2、后座、后罩、叶片、前罩等。点击添加组件，在文件中选择“dipan”，因为是第一个零件所以我们采用通过远点定位。加入“shengjiangniu”。这次我们采用通过约束定位零件，运用对齐和和距离两种约束方式，接触对齐各自的圆柱面，然后再设定各自平面之间合适的距离，把“shengjiangniu”和“dipan”装配在一起。如图2.107a所示。abcd34ef图2.107装配图中零件之间的相对位置加入“model1”。点击添加组件，找到model1文件，采用通过约束定位零件，运用对齐和和距离两种约束方式，接触对齐各自的圆柱面，然后再设定各自平面之间合适的距离，把“model1”和“dipan”装配在一起。如图2.107b所示。加入“caozuomianban”。这次我们采用通过约束定位零件，运用对齐和和距离两种约束方式，接触对齐各自的圆柱面，然后再设定各自平面之间合适的距离，把“caozuomianban”和“model1”装配在一起。如图2.107c所示。添加组件“model2”。点击添加组件，找到model2文件，采用通过约束定位零件，运用对齐和和距离两种约束方式，接触对齐各自的圆柱面，然后再设定各自平面之间合适的距离，把“model1”和“caozuomianban”装配在一起。如图2.107d所示。把其他的零件也装配起来。由于方法同上，在此不再赘述。装配的零件图的相对位置如图2.107所示。最后完成装配图如图2.108所示。352.108装配完成的电风扇注：关闭总装配图，如果所加载的部件不是放在同一个文件夹下，则下次加载时可可以会出现无法加载的问题。此时应当打开“文件”“装配加载选项”。2.5.2电风扇的爆炸图及干涉分析（一）装配爆炸视图其实就是组件的分解视图，建立表达清晰的装配爆炸图，有助于分析产品结构，规划零件以及给生产工艺的指导工作带来方便，本文用爆炸图来辅助说明风扇的组成和装配情况。生成爆炸视图的步骤如下：从菜单栏中选择“装配”“爆炸视图”“创建爆炸视图”，命名为“Explosion1”，打开编辑爆炸图对话框。在编辑爆炸视图对话框中，点“选择对象”，选中需要移动的零部件，然后单击“移动对象”等选项组来调整爆炸图中元件的位置，得到满意位置后，点击“确定”按钮。编辑爆炸视图完成后，得到分解图下的风扇装配爆炸图，效果如图2.45所示。36图2.45电风扇爆炸视图（二）干涉检查干涉检查在产品结构设计中非常重要，运用传统的二维设计方法，检查零件之间是否干涉难度较大，甚至只可以在产品的装配调试过程中才可以发现，之前的的简单干涉可以使对组件进行一对一的干涉检查，并可以创建干涉实体，但是对于整机部件来说，一对一的检查太耗费时间，而且容易错漏，这时候就要用间隙分析这个功可以进行解决。间隙分析是对整个装配组件进行干涉检查，对于我们特别关心需要运动的扇叶这样的组件也可以使进行独立查询。在“装配”“组件”“间隙检查”，弹出对话框后选择所有组件，在干涉检查对话框中分析组件。从菜单栏中选择分析装配间隙，在“间隙浏览器”中可以使直观的看到分析结果。间隙分析不考虑机构的运动，只可以进行静态的干涉检查，而且间隙分析的结果将保存在当前的工作零件中如图2.46所示。3动态仿真3.1关于动态仿真仿真技术，尤其是动态仿真，是CAD虚拟产品开发中的重要使用技术之一。它包含了一系列步骤，从建模和约束、干涉检查到预测在真实情况下的响应。动态仿真是在真实产品的实物造型制造之前，利用此软件在计算机虚拟环境下，设计人员可以使对产品整体的外观效果、设计风格、动态方针进行虚拟化的演示。从而可以使对产品进行合理的运动分