毕业论文：井用潜水泵毕业设计

1、摘要潜水泵是一种重要的流体机械，主要用于农田灌溉及高山区人畜用水，亦可供中央空调冷却、热泵机组、冷泵机组、城市、工厂、铁路、矿山、工地排水使用。传统的潜水泵设计以纸质的二维工程图的形式来表现，比较单调，缺乏直观性。所以此次设计的创新点即在于利用pro/engineer这一软件平台，将传统的工程图以三维实体的形式表现出来，从而对其能有一个形象直观的认识。同时，利用该软件的仿真模块对其进行运动学的仿真，使潜水泵的基本工作方式能有一个生动的体现。基于以上考虑，论文首先对泵的基本知识进行了简要的介绍。然后，又简单概述了pro/engineer软件建模的基本功能、特点以及各个功能模块。接着，论文转入本次

2、设计的主题基于pro/engineer的潜水泵设计。文章依次按照实体建模、总体装配、运动学仿真和工程图绘制的顺序进行编排，以更好的体现这一过程。 关键词：潜水泵 ， pro/e ， 建模 ， 仿真 abstractsubmersible pump is an important fluid machinery, mainly for irrigation and livestock water use of high mountains, but also for drainage use of central air conditioning cooling, heat pump, cool

3、ing pump units, cities, factories, railways, mines and site. the traditional design of submersible pumps to two-dimensional paper drawings in the form of performance, rather monotonous, lack of intuitive. the innovation of the design so that is to use the software platform of pro / engineer translat

4、e the traditional engineering drawings to 3d entity forms, and thus can have an image of their intuitive knowledge. at the same time, using the simulation module of the software simulation of its kinematics, so that the basic work of the submersible pump can have a vivid manifestation.based on these

5、 considerations, the paper first gives a brief introduction of the basic knowledge of the pump. then to a brief overview of pro / engineer software modeling of the basic functions, characteristics and function modules. then, the paper switch to the theme - the submersible pump design based on pro /

6、engineer. paper arrange in turn in accordance with the modeling, the general assembly, kinematics simulation and engineering drawing to better reflect this process.key words: submersible pump ， pro / e ， modeling ， simulation目录摘要iabstractii第1章 泵概述11.1 泵在国民经济中的地位与作用11.2 泵的主要参数11.3 泵的分类21.4 叶片泵工作原理31.

7、5离心泵的结构形式及主要部件31.6泵的启动、运行和维护5第2章 pro/e软件概述62.1 pro/e软件系统简介62.2 pro/engineer wildfire概述62.3 pro/engineer系统的特点72.4 pro/engineer软件模块介绍8第3章 200qj5032井用潜水泵的机械结构建模133.1 200qj32/50井用潜水泵简介133.2 零部件建模133.2.1上导流壳建模143.2.2进水节建模213.2.3联轴器建模213.2.4泵轴建模213.2.5导流壳建模213.2.6逆止阀体建模223.2.7阀盖建模223.2.8叶轮建模223.2.9其余零部件的建

8、模23第4章 200qj32/50井用潜水泵装配234.1逆止阀体部件装配244.2上导流壳部件装配264.3导流壳部件装配274.4进水节部件装配274.5泵轴部件装配274.6 200qj32/50井用潜水泵总装28第5章200qj32/50井用潜水泵的运动学仿真30第6章200qj32/50井用潜水泵工程图绘制376.1 pro/engineer绘制工程图376.2利用autocad绘制工程图39第7章 结论42参考文献44附录 零件图45致谢47第1章 泵概述1.1 泵在国民经济中的地位与作用泵是一种流体机械。它是将原动机的机械能转变为输送流体、给予流体能量的机械。它是国民经济各部门必

9、不可少的机械设备，得到了广泛的应用：在人们的日常生活中，需要水泵向人们供应生活用水。冬季采暖系统的热水循环、卫生设施的热水供应，也需要热水泵不间断地工作。城市下水道的排水、输送污水等亦都亦离不开泵。在农业生产中，农田的灌溉与排涝，从江河湖泊中取水的抽水站，将长江水引入北方的“南水北调”工程，均需要泵作为输送水的动力设备。在工业生产中，泵亦起着十分重要的作用。航空航天工程需要泵输送润滑油、冷却水、推进剂；航海工程需要输油泵、润滑油泵及输水泵等。泵在火力发电厂中的应用极为广泛，起着极其重要的作用。从经济角度看，泵是电厂的耗电大户，特别是给水泵素有“电老虎”之称。所以，提高泵的技术指标，节约能耗，对

10、加速四化建设具有重要意义。1.2 泵的主要参数泵的基本性能参数包括流量、扬程、轴功率、效率、比转速、允许汽蚀余量npsh等，它们从不同角度表示了泵的工作性能，现分述如下：1. 流量泵的流量是指泵在单位时间内所输送的液体量。通常用体积流量表示，单位是、l/s、，这些单位可以互相换算。对于非常温水或其它液体也可用质量流量，单位是、t/h。2. 扬程泵的扬程，又称能头（也有用全压表示的，如给水泵），是指单位重力液体在泵内所获得的能量，称为扬程。扬程用符号h表示，其单位为nm/n=m，习惯上称为米液柱高。3. 功率和效率（1）轴功率。作为泵的性能参数，轴功率通常是指泵的输入功率，也就是原动机传到泵轴上

11、的功率，用（2）有效功率。通过泵的液体在单位时间内从泵中获得的能量称为泵的有效功率。由于这部分能量被流出泵的液体所携带，故又称为输出功率，用表示。（3）内功率。液体通过泵是要引起一系列损失，我们把实际消耗于液体的功率称为泵的内功率，用表示。（4）效率。轴功率和有效功率之差是泵内产生的损失功率，其大小用泵的效率来衡量。有效功率和轴功率之比称为泵的效率，用表示。（5）内效率。泵的有效功率与内功率之比称为泵的内效率，用表示。（6）原动机功率。一般指原动机的输出功率。（7）配套功率。在选择原动机时，考虑到过载的可能，通常在原动机功率的基础上考虑一定的安全系数，以计算出原动机的配套功率。4. 转速泵的转

12、速是指泵轴每分钟的转速，用n表示，单位为r/min。它是影响泵性能的一个重要因素，当转速变化时，泵的流量、扬程、功率等都将发生变化。5. 汽蚀余量泵的汽蚀余量是指单位重量的液体从泵吸入口流至叶轮进口压力最低处的压力降落量，又称必需汽蚀余量（国外称此为净正吸入水头），记为。汽蚀余量是表示泵抗汽蚀性能的一个重要参数。6. 比转速它是这样一个综合特征参数：既能反映泵的几何形状，又能用已知的设计参数、h（p）和n计算出来，这样就可以根据计算出来的比转速去挑选满足需要的模型。比转速在泵的理论研究和选择、设计中具有重要的意义。1.3 泵的分类泵应用广泛，所以种类繁多。按工作时的压力大小可分为：l 低压泵：

13、压强小于2mpa；l 中压泵：压强为26mpa；l 高压泵：压强大于6mpa；按工作原理的不同，可大致分为三类：1.叶片式泵。工作叶轮旋转时叶轮上的叶片将能量连续的传给流体，从而将流体输送到高压、高位处。例如：离心式、轴流式、混流式等。2.容积式泵。通过工作室容积周期性变化而实现输送流体的泵。根据机械运动方式的不同还可分为往复式和回转式。3.其它类型的泵。这类泵的主要特点是利用具有较高能量工作流体来输送能量较低的流体。例如，液环泵、射流泵等。1.4 叶片泵工作原理以上三种类型的泵中，用途最广泛的是叶片式泵。这里仅对叶片式泵工作原理做一简要介绍。叶片泵又称动力式泵，都有带有叶片的叶轮，泵吸入室和

14、压出室等三个过流部件。泵在工作时，原动机带动叶轮在泵腔内的液体旋转，靠叶轮对液体的动力作用，把能量连续地传递给液体，使液体的能量增加。流出叶轮后的液体又在通过压出室时，把部分动能转化成压力能。与此同时，叶轮入口附近则成为低压区，吸液池内的液体在吸液池液面和叶轮入口之间的压差的作用下进入泵内。叶轮不断旋转，液体也就连续不断地依次流过泵内吸入室、叶轮和压出室这三个过流部件而获得能量。1.5离心泵的结构形式及主要部件1. 结构形式叶片式泵中应用最广的是离心泵，通常按照以下三种结构特点分类：按工作叶轮的数量分为单级泵和多级泵，按叶轮吸进液体的方式分为单吸泵和双吸泵，按泵轴的方式分为卧式泵和立式泵。离心

15、泵的结构形式，主要是上述三种结构特点的组合，有五种结构形式：单级单吸卧式离心泵、单级双吸卧式离心泵、单级单吸卧式离心泵、多级卧式离心泵、多级立式离心泵。2. 主要部件离心泵的主要部件有叶轮、吸入室、压出室、轴、轴向力平衡装置、密封装置饿等。现分述如下：（1）叶轮叶轮是离心泵的核心部件，其作用是将原动机的机械能传递给流体。其形式有封闭式、半开式及开式三种：l 封闭式叶轮。由前盖板、后盖板、叶片及轮毂组成，可分为单吸式和双吸式两种。l 半开式叶轮。只在叶片的背侧装有后盖板。l 开式叶轮。其叶片两侧均无盖板。半开式叶轮和开式叶轮适合输送含有杂质的液体，如火力发电厂中的灰渣泵等。（2）吸入室吸入法兰接

16、口至叶轮进口前的空间称为吸入室，其作用是引导液体在流动损失最小的情况下平稳地流入叶轮，并使叶轮进口处流速均匀分布。根据泵结构形式的不同，通常采用的吸入室形式有以下三种形式：l 圆锥管吸入室l 圆环形吸入室l 办螺旋形吸入室（3）压出室压出室是指，叶轮出口处与单级泵的出口管接头或多级泵下一级叶轮进口之间的那部分空间。压出室的作用是收集从叶轮中高速流出的液体，使其速度降低，实现部分动能到压能的转化，并把液体在流动损失最小的情况下送入下级叶轮进口或送入排出管路。压出室主要分：l 螺旋形压出室l 环形压出室l 径向式导叶与流道式导叶（4）泵轴轴是传递转矩的主要部件。中小型泵多采用平轴，叶轮滑配在轴上，

17、叶轮件的距离用轴套定位，轴的材料一般采用碳钢。近代大型泵则多采用阶梯式轴，不等孔径的叶轮用热套法装在轴上，并采用渐开线花键代替过去的短键。此种方法，叶轮与轴间无间隙，不至使轴间窜水和冲刷，但拆装较困难。大功率高压泵轴采用40cr钢或特种合金钢。（5）轴向力、径向力及其平衡装置.轴向力及其平衡离心泵运行时，因叶轮两侧的压强不等而产生了一个方向指向泵吸入口、并与泵轴平行的作用力，称为轴向力。这个力往往可以达到数万牛顿，使整个转子压向吸入口，不仅可以引起动静部件碰撞和磨损，还会增加轴承负荷，导致机组振动，对泵的正常运行十分不利。所以在设计和使用时对其平衡问题必须给予足够重视。轴向力产生原因以单级单吸

18、式叶轮为例，由于泄漏的原因叶轮两侧充有液体，但它们的液流压力不等。叶轮右侧的压力与叶轮左侧吸入口以上的压力近似相等，互相抵消。但在吸入口部分，左右两侧的液流压力就不等了，右侧压力大于左侧，它们的压力差乘以面积的积分就是作用在单个面积上的轴向力。轴向力的方向指向吸入口。轴向力的平衡l 采用平衡孔及平衡管平衡轴向力l 采用双吸叶轮平衡轴向力l 采用叶轮对称排列的方式平衡轴向力l 采用背叶片平衡轴向力l 采用平衡盘平衡轴向力l 采用平衡鼓平衡轴向力l 采用平衡鼓与平衡盘联合装置平衡轴向力.径向力及其平衡蜗壳式泵在频繁启动或经常在非设计工况下运行会产生的径向力，它是个交变应力（载荷），易使轴产生疲劳破

19、坏；同时，这个交变应力也会使轴产生定向的挠度，甚至使密封环、级间套和轴套、轴承发生摩擦而损坏。特别是对于尺寸较大、扬程较高的大型蜗壳型压出室。因此，采取径向力平衡措施，具体做法有：l 采用双层压出室平衡径向力l 采用倒置蜗壳型压出室平衡径向力（6）密封机构在泵内，许多两端存在压差的间隙处多需要设置密封件或密封装置，以阻止不应有的泄露。按所密封的部位，这些密封件或密封装置可分为静密封和动密封两类。所谓静密封，是指密封面间无相对运动的密封；动密封是指密封面间有相对运动的密封。按阻漏机理，密封又分为接触型密封和非接触型密封。借密封力使密封面间互相靠紧接触，以减小或消除间隙的各种密封称为接触型密封。而

20、密封面间预留固定的装配间隙，无须密封力压紧的各类密封统称为非接触型密封。泵内的静密封皆属接触型密封，而动密封既有接触型的，也有非接触型的。非接触型密封又有流阻型和动力型之分。流阻型密封包括间隙密封和迷宫密封，是利用流体在间隙内的截流效应限漏的。动力型密封靠动力元件产生的压头抵消密封间隙两侧的压力差来克服泄露。1.6泵的启动、运行和维护1. 启动程序（1）检查。启动前首先对与泵启动和运行有关的事项进行全面认真的检查。（2）泵在启动前的状态。离心泵泵腔和吸水管内充满水，出口阀关闭。（3）合闸启动。待泵转速达到确定转速后，逐渐开启离心泵的出口阀，增加流量，并达到满负荷，而且运行时流量不小于该泵要求的

21、最小流量。2. 正常维护、停泵和事故处理（1）正常运行与维护。泵正常运转后，随时观察和检查泵运行的全面情况，并定时记录各表计的读数。（2）停泵。要注意离心泵要关闭出口阀后再停泵，给水泵还需开启暖泵系统使其慢慢的冷却，带泵转子停转后再停掉润滑油系统。（3）常见事故及其处理方法。第2章 pro/e软件概述2.1 pro/e软件系统简介pro/engineer wildfire 中文版是美国ptc(pvarametric technology corporation，参数技术公司)公司推出的工程设计技术软件，其功能强大，参数化特征造型时期占据的三维设计领域的软件市场份额越来越大，尤其在我国的cad/

22、cam研究所和工厂中得到了广泛应用。pro/engineer经过了r20、2000i、2000i2、2001等版本的不断升级，随着该公司对其他相关技术公司的合并进程，引进了很多新功能，因此，在2003推出了wildfire（野火）版。2.2 pro/engineer wildfire概述美国ptc公司作为参数化技术的提出者，从1988年推出实体参数化设计软件pro/engineer ，在全世界受到人们的广泛接受。自从推出以来，ptc公司又不断进行完善，陆续推出多个版本，目前的最新版本是pro/engineer wildfire。它是基于特征、采取参数化技术、全数据相关、单一集成数据库、支持并行

23、工程操作的最新实体参数化设计软件，更完整地集成了各种模块，完美地为开发者解决了由工业设计至nc加工的全套解决方案，极大地提高料业界的竞争能力。pro/engineer 适用于工业设计自动化方面的大型集成软件，它引入了行为建模功能，可以通过对永固的设计要求和目标进行分析，自动得到最优结果。它所涉及的主要行业包括工业设计、机械、仿真、制造和数据管理、电路设计、汽车、航天、玩具等。pro/engineer wildfire软件的功能比较丰富，包括三维实体建模、三维曲面建模、模型的空间转换、显示控制和观察、零件装配及干涉检验、平面出图、渲染处理、资料炎症、数据交换、文件管理及数据库等功能。该系统采取参

24、数化特征建模技术，既有特征建模、模块化、集成化程度高、可移植性强以及兼容性好等优点。特征建模不仅描述料几何形状信息，而且在更高层次上表达产品的功能信息，其操作不在是原始的线条和体素，而是产品的功能要素，如通孔、键槽、倒角等。通过采取参数化和尺寸驱动技术，可以通过修改模型的约束尺寸来修改模型的大小和形状，而尺寸之间又可以相关，尺寸更改会引起模型的自动变化。同时该软件采取统一数据库进行模型数据管理，这样使得对木一对想做的任何改动都能及时自动地在调用该对象的任何地方得以体现。这位设计开发的同步工作、数据共享及现代并行设计工程提供了很大的便利性。pro/engineer wildfire产品系列软件采

25、取模块化方式，其集成化程度比较高，它不仅提供基本功能模块，还提供了选装模块。pro/engineer 就是其中一个基本的产品建模模块，还有pro/assembly、pro/mechanica、pro/engineer等二十几个可选装模块。该软件具有良好的兼容性，在其中设计好的模型可以通过系统提供的接口输出到其它软件所兼容的格式，如catia、step、giff、iges等，同时也可以将相应格式的模型输入到pro/engineer环境中，如iges、neutral、set、step、catia、engen等。pro/engineer wildfire将pro/engineer 的易学易用性、功能

26、强大性以及互联互通性融为一体，大大提高料用户的工作效率。与pro/engineer 2001相比，野火般的操作更简洁，其界面、风格以及操作方法也发生料较大的变化，更比便于用户学习、掌握，同时野火般引入了极富创造力的连接功能，从而改进了用户获取信息的方法以及与人合作的方式。野火版中，用户可以很方便地通过internet与团队的其他设计人员实现信息沟通。目前，pro/engineer wildfire是pro/engineer 系列中最强大、最完善的版本，它是继承了pro/engineer 中颇受欢迎的各项功能，同时加强了软件以及web的连通性，使pro/engineer 真正成为产品设计的新标准

27、。2.3 pro/engineer系统的特点随着cad/camde研究进程，ptc率先提出参数设计、特征建模、全数据相关和单一集成数据库的设计新思路，使pro/engineer系统成为当前非常优秀的cad/cam设计软件。1. 参数化设计pro/engineer 是第一个引入参数化概念的计算机辅助软件，它带来了业界的一次技术革命。所谓参数化是指特征之间具有一定的关联关系，这种关系可以通过一定的参数来表示，该参数既可以是变量，也可以是关系式。这就决定了个参数是随着外部变量的变化而变化的，带有实时性。也就决定了同某个特征相关联的其他特征也要发生相关变化，而不需要重新绘制。参数化设计通过尺寸驱动来实

28、现，所谓尺寸驱动就是以模型的尺寸来决定模型的形状，一个模型有一组具有一定关联的尺寸进行定义。利用参数化技术，可使设计人员从大量繁重而琐碎的建模工作中解脱出来，可以大大提高设计速度，并减少信息的存储量。在pro/engineer 中定义的参数主要包括几何形状参数和定位尺寸参数两种。2. 基于特征 特征的概念最早出现在1978年美国mit的一片学士论文“cad中基于特征的零件表示”中，随后经过几年的酝酿讨论，至80年代有关特征建模技术得到广泛关注。特征是一种集成对象，是包含丰富的工程语义，因此，它是在更高层次上表达铲平的功能和形状信息。对于不同的设计阶段和应用领域有不同的特征定义，例如功能特征、加

29、工特征、精度特征等。在pro/engineer 中的所有模型都是由多个特征组成的，改变与特征相关的各种数据信息，则可以直接改变模型的外观等。（1）基础特征。每个零件模型都有它的大体形状，如果我们在工程实践中直接选择一个与零件外形相似的铸件等进行加工的话，则可以省去很多麻烦。在pro/engineer 中的基础特征就是这个类似铸件的意思。（2）辅助特征。在建立料基础特征后，需要对其进行加工和处理，这时所涉及到的所有特征就是辅助特征。辅助特征也叫做修饰特征。3. 全数据相关采用全数据相关，在设计中任何一处的修改都将反映到整个设计的其他环节中，例如，如果修改工程途中的剧本数据，三维实体模型也将随之改

30、变，在加工中的数控加工路径也会自动更新。这将给铲平的设计和生成带来很大的方便，大大地减轻了设计人员的重复性工作，提高设计效率。4. 单一集成数据库pro/engineer 系统建立在单一数据库举出之上，这一点不同于大多数建立在多个数据库之上的传统cad系统。所谓单一数据库，就是工程中的所有数据都来自同一个数据库，这样可以使不同部门的设计人员能同时拷发同一个产品，实现协同工作。2.4 pro/engineer软件模块介绍pro/engineer是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。 参数化设计和特征功能pro/e

31、ngineer是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。 单一数据库pro/engineer是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的cad/cam系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，nc（数控）工具路径也会自动

32、更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。 pro/engineer是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。pro/engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（ribs）、槽（slots）、倒角（chamfers）和抽空（shells）等，采用这种

33、手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体 尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持postscript格式的彩色打印机。pro/engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上pro/engineer软件的其它模块或自行利用c语言编程，

34、以增强软件的功能。它在单用户环境下(没有任何附加模块)具有大部分的设计能力，组装能力(人工)和工程制图能力(不包括ansi， iso，din或jis标准)，并且支持符合工业标准的绘图仪(hp，hpgl)和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。 pro/engineer功能如下： 1特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等）。 2参数化（参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等）。3通过零件的特征值之间，载荷/边界条件与特征参数之间（如表面积等）的关系来进行设计。 4支持大型、复杂组合件的设计(规则排列的系列组件，交替排列，proprogram的各种能用零件设计的程序化方法等)。 5贯穿所有应

35、用的完全相关性(任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动)。其它辅助模块将进一步提高扩展proengineer的基本功能。 proassemblypro/assembly是一个参数化组装管理系统，能提供用户自定义手段去生成一组组装系列及可自动地更换零件。pro/assembly是pro/adssembly的一个扩展选项模块，只能在pro/engineer环境下运行，它具有如下功能： 1在组合件内自动零件替换(交替式) 2规则排列的组合(支持组合件子集)。 3组装模式下的零件生成(考虑组件内已存在的零件来产生一个新的零件)。 4pro/assembly里有一个pro/program模块，

36、它提供一个开发工具。使用户能自行编写参数化零件及组装的自动化程序，这种程序可使不是技术性用户也可产生自定义设计，只需要输入一些简单的参数即可。 5组件特征(绘零件与，广组件组成的组件附加特征值如：给两中零件之间加一个焊接特征等）。 procablingpro/cabling提供了一个全面的电缆布线功能，它为在pro/engineer的部件内真正设计三维电缆和导线束提供了一个综合性的电缆铺设功能包。三维电缆的铺设可以在设计和组装机电装置时同时进行，它还允许工程设计者在机械与电缆空间进行优化设计。 pro/cabling功能包括： 1新特征包括：电缆、导线和电线束。 2用于零件与组件的接插件设计。

37、 3在pro/engineer零件和部件上的电缆、导线及电线束铺设。4生成电缆/导线束直线长度及bom信息。 5从所铺设的部件中生成三维电缆束布线图。 6对参数位置的电缆分离和连接。 7空间分布要求的计算，包括干涉检查。 8电缆质量特性，包括体积、质量惯性、长度。 9用于插头和导线的规定符号。 procatprocat是选用性模块，提供proengineer与catia的双向数据交换接口，catia的造型可直接输入proengineer软件内，并可加上proengineer的功能定义和参数工序，而proengineer也可将其造型输出到catia软件里。这种高度准确的数据交换技术令设计者得以在

38、节省时间及设计成本的同时，扩充现有软件系统的投资。 procdtpro/cdt是一个pro/engineer的选件模块，为cadam2d工程图提供professionalcadam与pro/engineer双向数据交换直接接口。cadam工程图的文件可以直接读入pro/engineer，亦可用中性的文件格式，经由professionalcadam输出或读入任何运行pro/engineer的工作站上。pro/cdt避免了一般通过标准文件格式交换信息的问题，并可使新客户在转入pro/engineer后，仍可继续享用原有的cadam数据库。 procmpositepro/composite是一个pr

39、o/engineer的选件模块，需配用pro/engineer及pro/su*ce环境下运行。该模块能用于设计、复合夹层材料的部件。pro/composite在pro/engineer的应用环境里具备完整的关联性，这个自动化工具提供的参 数化、特征技术适用于整个设计工序的每个环节。 prodeveloppro/develop是一个用户开发工具，用户可利用这软件工具将一些自己编写或第三家的应用软件结合并运行在pro/engineer软件环境下。pro/idevelop包括c语言的副程序库,用于支援pro/engineer的交接口，以及直接存取pro/engineer数据库。 prodesignp

40、ro/design可加速设计大型及复杂的顺序组件，这些工具可方便地生成装配图层次等级，二维平面图布置上的非参数化组装概念设计，二维平面布置上的参数化概念分析以及3d部件平面布置。pro/design也能使用2d平面图自动组装零件。它必须在pro/engineer环境下运行。其功能有：13d装配图的连接层次等级设计； 2整体与局部的尺寸、比例和基准的确定； 3情况研究-参数化详细草图（2d解算器、工程记录和计算）绘制； 4组装：允许使用3d图块表示零组件了定位和组装零件位置； 5自动组装。 prodetailpro/engineer提供了一个很宽的生成工程图的能力，包括：自动尺寸标注、参数特征生

41、成，全尺寸修饰，自动生成投影面，辅助面，截面和局部视图，pro/detail扩展了pro/engineer这些基本功能，允许直接从pro/engineer的实体造型产品按ansi/iso/jis/din标准的工程图。pro/detail支持的功能包括： 1支持ansi，iso，jis和din标准； 2全几何公差配合：*特征控制标志*基本尺寸标注*公差基准面和轴；3测量标准*毫米尺寸*公差尺寸*角度尺寸 4字符高剖线*半剖图*多暴露度控制； 5图内可变字符高度； 6用户自定义字体； 7图内多种字体； 8双尺寸标准； 9纵向尺寸标注； 10扩展视图功能：*零组件剖视图*自动画面视图*旋转面剖视图*

42、比例视图（所有视图不同比例）*轴测图(iso标准); 11表面光洁度标记； 12用户自定义绘图格式和绘图格式库； 13图表； 14用于pro/detail设置隐含标准的配置文件； 15用于注释表面光洁度和球星的多引线种类； 16尺寸与尺寸线平行； 17可选择的消隐线显示观察； 18具有输入用于注释的ascii文件能力； 19多层零件图和布置图。 pro/detail也包括2d非参数化制图功能，可用于生成不需要3d模型的产品图。pro/detail提供下列功能： 1具有读其它符合iges40、set和dxf标准的cad系统生成的图形能力。 2具有修改输入图形来影响设计修改或更新能力。 3具有利用

43、pro/project提供图形储存、恢复等功能来管理这些图形的能力。4具有通过iges到ptc支持的绘图仪输出这些图形能力。 5具有将非相关性几何体加到pro/detail图形的能力。 6具有生成用户自定义的符号和符号库的能力。 7具有生成用户自定义的线型能力。第3章 200qj5032井用潜水泵的机械结构建模3.1 200qj32/50井用潜水泵简介此次设计的实体是由郑州水泵厂生产的200qj潜水泵，它是一种井用潜水泵，工作时潜入水下，其吸入口直径为200毫米。这种泵的体积小、重量轻、移动方便，并具有适用于不同井径要求的小尺寸的多级泵机构，尤其适用于深井提水。200qj潜水泵属于上泵式、湿式

44、潜水泵，该潜水泵的装配分解图如图3-1所示。图3-1.200qj潜水泵分解图1进水节；2密封环；3紧固件；4锥形套；5叶轮；6橡胶轴承；7导流壳；8密封环；9锥形套；10叶轮；11橡胶轴承；12护线板；13上导流壳；14密封环；15缓冲垫；16逆止阀体；17阀盖；18阀垫；19阀杆；20泵轴；21键；22联轴器；23紧定螺钉由图可知，该潜水泵为单吸式二级泵，主要由进水节、泵轴、导流壳、上导流壳、逆止阀体、阀杆、阀盖、橡胶轴承、叶轮等零件组成。在下一节，我将简要介绍各个零件的实体建模过程。3.2 零部件建模在pro/engineer中,特征是构成零件的最小单位,也是组成零件的最基本要素。因此,

45、利用pro/engineer进行零件设计及产品造型的过程,实际上就是按照一定的顺序和规则创建一系列特征的过程。特征通过各种几何参数确定其形状，修改参数就能自动变更特征。pro/engineer中最常用的特征包括基础特征、放置特征、基础特征和工程特征。基础特征在零件中处于基础地位，所以一般情况下都是先建立基础特征，然后再根据需要建立放置特征和工程特征等。基础特征包括拉伸特征、旋转特征、扫描特征和混合特征；放置特征包括建立各种孔、壳、筋、拔模、倒圆角和倒角等特征；基准特征包括包括基准点、基准轴、基准轴线、基准平面等特征；而工程特征包括建立管道、修饰特征等。基础特征是指由二维截面草图经过拉伸、旋转、

46、扫描和混合等方式形成的一类实体特征。因为截面是以草图的形式绘制，故也称为草绘特征。在零件建模的过程中，可以使用“加材料”或者“切除材料”的方法建立基础特征。进行零件设计的一般步骤是：（1） 启动pro/engineer，进入零件设计（part）模式；（2） 生成第一个基础特征，即基体特征；（3） 添加或修改特征，完善设计；（4） 满意后存盘退出，否则返回到上一步继续操作。下面简要介绍各个零件的建模：3.2.1上导流壳建模1.进入零件设计模式（1）启动pro/engineer wildfire 5.0。（2）在主菜单中单击文件新建，系统弹出如图3-2所示的新建对话框。图3-2.【新建】对话框（3

47、）在对话框的类型栏中点选零件，在子类型栏中点选实体，在名称文本框中输入新的文件名“shangdaoliuke_09”。（4）不勾选使用缺省模板，单击确定按钮，系统出现如图3-3所示新文件选项对话框。因为我国国家标准是使用公制设计单位，因此，一般应选择“mmns_part_solid”模板。图3-3.【新文件选项】对话框（5）选定了设计模板后，在对话框上单击确定按钮，即进入零件设计模式。2.建立旋转特征(1)选择主菜单插入拉伸项，系统弹出拉伸操控板。(2)打开放置上滑面板，单击其中的 定义按钮，弹出草绘对话框。(3)选择基准平面top为草绘平面，接受缺省的草绘视图方向，指定right为定向参考平

48、面，法线方向向右，单击 草绘按钮，进入草绘环境。(4)绘制如图3-4所示的草绘截面，完成后单击按钮，退出草绘环境。图3-4. 草绘截面(5)在操控板的文本编辑框中指定旋转角度为360度。保持其他选项不变，最后单击按钮，完成旋转特征的建立。3. 添加或修改特征（1）倒圆角。单击绘图工具栏中的，弹出倒圆角控制面板，如图3-5所示。按住ctrl键选择需要倒圆角的边，将圆角半径设置为2毫米，单击按钮，完成倒圆角。图3-5【倒圆角】控制面板（2）建立孔特征。单击孔工具按钮，弹出孔工具控制面板，点击【放置】按钮，选择导流壳的一个平面如图3-6所示，然后按图3-7所示设置参数。图3-6 .选取上导流壳平面

49、图3-7 .确定孔的位置接着点击【形状】按钮，并按图3-8所示设置孔的形状。图3-8.设置孔的形状最后按图3-9所示设置操控板的参数，单击完成孔的定义。图3-9.【孔定义】操控板（3）阵列孔特征单击工具栏中的，弹出阵列特征操控面板。在第一个下拉菜单中选择“轴”选项，阵列4个，输入角度为90度如图3-10所示，完成后单击完成阵列。图3-10.【阵列】操控板（4）按同样的方法完成另一组孔特征的建模。（5）建立筋特征。单击特征工具栏中的筋按钮，将弹出如图3-11所示的筋操控板。图3-11【筋】操控板l 单击“参照”按钮，再单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。选择front面作为草绘平面，接受系统默

50、认的top面作为参照面。l 单击“草绘”按钮，进入草绘环境。绘制筋轮廓线。l 单击“确定”按钮，返回到实体建模环境。l 在操控板中输入8，观察黄色生成箭头。如果指向特征外部，则双击该箭头即可。l 单击“确定”按钮，生成如图3-12所示的筋特征。图3-12.生成筋特征l 按步骤（3）阵列筋特征并倒圆角。（6） 拉伸切除特征l 单击特征工具栏中的拉伸按钮，将弹出如图3-13所示的拉伸操控板。图3-13【拉伸】操控板l 按图3-13所示将去除材料按钮按下，在下拉列表中选择拉伸至与所有截面相交选项，单击，生成拉伸切除特征。（7） m6特征孔的建立l 按步骤（2）建立m6的孔特征。l 单击特征工具栏中的

51、镜像按钮，弹出如图3-14所示的操控板，选择front为镜像平面，单击完成孔特征的建模。图3-14.【镜像】操控板（8）建立导叶特征l 点击主菜单【插入】【造型】命令，窗口变为造型窗口如图3-15所示。图3-15.【造型】窗口l 点击按钮，绘制如图3-16所示的曲线。草绘曲线图3-16.草绘曲线l 点击下落曲线命令，首先选取刚刚绘制的曲线，然后选择导流壳内部的曲面，最后选择参考平面完成后的操控板如图43-17所示。图3-17.【下落曲线】操控板l 使用阵列命令完成导叶的建模。最终实体图如图3-18所示。图3-18.上导流壳实体图3.2.2进水节建模进水节位于潜水泵的底部，用于将泵体与潜水电机固

52、定。其上装有滤水网，可以过滤水中的杂质，防止潜水泵堵塞。在进水节的建模过程中用到了旋转、孔工具、阵列、拉伸、扫描伸出项、扫描切剪、镜像等实体建模命令。最终实体图如图3-19所示。 图3-19.进水节实体图 图3-20联轴器实体图3.2.3联轴器建模联轴器用于把泵轴和电动机轴连接起来实现直接传动。泵用联轴器的结构型式很多，这里属于刚性联轴器中的套筒联轴器。这种联轴器制造容易，径向尺寸小，用于轻载小尺寸轴的连接。在建模过程中用到了旋转、孔工具、拉伸等命令。实体图如图3-20所示。3.2.4泵轴建模该泵轴为平轴，叶轮通过锥形套定位在轴上，轴的材料采用碳钢。在泵轴的建模过程中用到了旋转、拉伸等命令。其

53、实体图如图3-21所示。3.2.5导流壳建模导流壳是重要的过流部件，导流壳的作用就是改变叶轮出口流出液体的流动方向，输送到下一级叶轮进口或泵的出口。流出叶轮的液体，其速度很大，在改变方向的输送过程中会造成较大的能量损失，叶轮进口或泵的出口要求液体速度比较低，我们设计导流壳的任务就是要改变液流方向和降低液体流速，并尽量减小其能量损失。导流壳的实体模型如图3-22所示。 图3-21.泵轴实体图 图3-22.导流壳实体图3.2.6逆止阀体建模逆止阀体的建模过程中用到了拉伸、旋转、筋工具、镜像、阵列等命令。其实体模型如图3-23所示。3.2.7阀盖建模阀盖上面有两个倾斜的孔，当泵停转时，可以有效地防止

54、水倒流入叶轮而使电机逆转造成损坏。阀盖的实体图如图3-24所示。 图3-23 逆止阀体实体图 图3-24阀盖实体图3.2.8叶轮建模叶轮是潜水泵中最重要的过流部件。这里的叶轮为闭式叶轮，由叶片、前盖板、后盖板组成。其作用是将原动机的机械能传输给流体。叶轮的难点在于叶片的实体造型，这里使用了pro/e的高级曲面造型命令。实体图效果如图3-25所示。图3-25.叶轮实体图3.2.9其余零部件的建模除上述八种零件外，还包括密封环、密封垫、铭牌、转向标、护线板、上导流壳、阀杆、阀垫、缓冲垫、橡胶轴承、锥形套等.（以上图片见附录）。第4章 200qj32/50井用潜水泵装配在现实环境中，进行零件装配就是

55、将生产出来的零件通过一定设计关系组装在一起，使装配体能够完成某一项功能。对零件装配起关键作用的是零件之间的设计关系，它将影响整个装配体的结构和功能。现实环境中零件之间的设计关系映射到虚拟环境就是零件之间的装配约束关系。虚拟环境中的装配关系与现实环境中的装配关系是一一对应的。因此，在pro/e中，零件装配是通过定义零件模型之间的装配约束关系来实现的。当用户按照要求定义完零件之间的装配约束关系后，系统就根据定义的约束关系自动进行组装，从而完成零部件的装配模型。下面将详细介绍200qj32/50井用潜水泵的装配过程。4.1逆止阀体部件装配逆止阀体部件装配结构图如图4-1所示。缓冲垫阀盖阀垫阀杆逆止阀体图4-1.逆止阀体部件装配图装配步骤：1.创建零部件装配文件（1）启动启动pro/engineer wildfire 5.0。（2）单击主菜单文件新建命令，系统弹出如图4-2所示的新建对话框。 图4-2.【新建】对话框 图4-3.【新文件选项】对话框（3）在新建对话框的类型选项区中选择组件单选按钮，在 子类型选项区中选择设计单选按钮，然后在 名称文本框中