基于UGNX的家电电风扇造型设计及动态仿真

XX3.2电风扇的运动仿真3.2.1运动体与运动副的选定在对电动风机进行动态仿真时，重点对电动风机叶片的旋转和驱动机构的移动进行了仿真，并对电动风机的动态特性进行了相应的分析。在进行运动学研究时，滑动副与转动副是构成零件的最基础的部件，它们对机械系统的运行起着至关重要的作用。点击“应用模块—运动—新建仿真”弹出文件命名对话框，这里选择默认文件名。环境选择“动力学”点击确定。首先创建运动体，点击，出现运动体对话框如图3.2所示选中扇叶为BOO1，然后继续创建点击保护罩—前后、前盖板、散热罩、电动机保护罩、电动机（轴除外）确定为BOO2；齿轮1、齿轮2、按动杆为BOO3；齿轮3、转盘为BOO4；传动杆为BOO5；支架为BOO6；电机轴为BOO7。之后对运动副进行创建，点击后，弹出连接类型对话框。选择旋转副，旋转副只释放绕一个轴旋转的自由度。在如图3.3所示运动副对话框中创建，选择“转动副”动作选择BOO1基本对齐运动体选择BOO7。点击“应用”生成JOO1运动副退出。 图3.2运动体对话框图3.3运动副对话框图3.4齿轮耦合副对话框同理分别建立BOO4相对BOO2的相对旋转运动副JOO2，BOO4相对BOO5的相对旋转运动副JOO3，BOO5相对BOO6的相对旋转运动副JOO4，BOO2相对BOO6的相对旋转运动副JOO6，BOO7相对BOO2的相对旋转运动副JOO7，对BOO6建立固定旋转副JOO8。对BOO3相对BOO2建立相对柱面运动副JOO9（释放围绕一个轴的旋转和滑动自由度）。建立蜗轮蜗杆齿轮耦合副，点击，出现如图3.4所示齿轮耦合副对话框。两运动副分别选择JOO7、JOO9，齿轮半径分别填1、38。点击确定。同理，建立齿轮2与齿轮3的齿轮耦合副，两运动副分别选择JOO8、JOO2齿轮半径分别填12、38点击确定。这样电风扇运动体的选择与运动副的给予就完成了。3.2.2运动STEP函数的写入在完成运动体的选择与运动副的指派后，剩下的就是驱动的选择，如果只是单一的赋予多项式给予运动指派这样的运动仿真过于单一死板，所以在驱动方式的选择时插入STEP函数这样可以控制电风扇在不同的时间做不同的运动，所呈现出来的运动仿真动画更加真实。双击运动副JOO1，点击驱动—函数点击进入函数管理器对话框，点击新建进入XY函数编辑器，插入“运动函数”找到“STEP（x,x0,h0,x1,h1）”如图3.5所示。其中第一个x输入“time”，x0表示初始时刻，h0表示初始位移，x1表示终止时刻，h1表示终止位移，以在JOO1中输入的“STEP(time,0,0,10,-360)”为例，意思就是从0开始到10秒风扇转动了120圈。（负号表示旋转的方向）同理在JOO7中输入函数”STEP(time,0,0,10,-360)”；JOO9中的平移输入函数“STEP(time,9.6,0,10,-20)”；JOO8中输入函数“STEP(time,10,0,11,-30)+STEP(time,11.5,0,13.5,50)+STEP(time,14,0,15,-20)”。在输入函数时注意单位。点击右上角解算方案，在对话框输入时间15s，1500步，如图3.6所示，点击确定等待计算机求解完成选择动画命令就能看到电风扇的运动了。如图3.7是运动分析文件。图3.6结算方案对话框 图3.5函数编辑器对话框图3.7机构驱动程序表选择“动画”按钮，可以选择“播放”按钮来观察电扇的动作，也可以选择“播放一次”，“循环播放”，“往返播放”三种不同的操作方式。3.2.3运动干涉的检查在运动仿真时可以清晰看到支架零件与电动机保护罩、散热罩产生了相对运动干涉，接下来就运用运动仿真里的干涉检查对干涉零件进行设计调整。在运动仿真模块点击“分析—干涉”，出现干涉对话框如图3.8。选取“BOO5”为第1组对象，选取“BOO2”为第2组对象，指定参考“相对于两个组”勾选激活点击确定。重新解算方案设置15s、200步（随着运动步数生成实体步数过多计算机求解会慢）。点击确定，再动画对话框中点击“封装选项”勾选“干涉”，点击播放（动画运动到8s左右暂停关闭），这样干涉体就会随着动画的播放而生成。如图3.8。图3.8干涉对话框图3.9干涉体的生成通过点击部件导航器会看到干涉体部件，之后在应用模块下点击建模，回到建模模块，依次对“散热罩”、“电动机保护罩”进行修改。在装配导航器里双击“散热罩”进入散热罩的制图模块，在点击“装配—WAVE几何链接器”3.10。在WAVE几何链接器对话框中找到体，对修改散热罩需要的参考干涉体进行WAVE。有了参考体后就可以对散热罩进行修改。同理对“电动机保护罩”进行修改结果如图3.11。图3.10WAVE几何链接器对话框图3.11修改后的实体图次小结介绍了利用运动仿真组件之间相对运动产生的干涉体去修改原零件的结构，使零件结构更加合理。利用此功能可以让产品设计更快速、更准确，提高产品设计效率、缩短产品开发周期。结论此篇文章主要讲述了基于UGNX的家电电风扇造型设计及动态仿真的过程，本文通过UGNX1847软件系统，提出了基于UGNX1847软件系统的产品虚拟设计方法，并将其与常规的设计方法作了比较，说明了其在产品开发与开发方面的优越性。结果表明，在UG环境下进行产品的虚拟设计具有一定的可行性和可信性。因为UG在各个模块间实现了无缝对接，所以在实现这些功能时，可以避免在各个模块间进行转换时出现的数据损失。结果表明，UG具有很强的实用性和很高的应用价值。这篇文章的最大特点就是提出了一种设计方法。即如何进行产品的虚拟设计，以期有助于提高产品设计的开发能力、缩短开发周期、降低生产成本。UGNX软件虽然可以让人们设计方便，但是装配次序、加工精度、加工等级等与实际生产制造并不完全一样。所以在设计时一定要根据实际生产来进行设计，这样才能使设计过程更流程、更合理！参考文献郑伯学，吴俊海.现代制造环境下的CAD技术[J].煤矿机械，2006，09.林黎明，CAD技术在机械设计中的应用[J].电脑知识与技术，2006，（14）：18-20.胡社教，陈宗海.虚拟现实技术及应用[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2009，24（2）.何蓉芳，华玉文.产品造型设计与计算机方针[J].2006.5.管强等，虚拟环境下面向装配的设计系统的研究[J].计算机辅助设计与图形学学报，2001，1，515-519.王先逵，机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，2019.8.张继春，杨建国.装配设计与运动仿真[M].北京：国防工业出版社，2006，01.王学光，芮执元，杨萍.计算机仿真现状及其在研究制造中的应用[J].机械研究与应用，2000，9（03）：37-39.李云，朱理，虚拟装配系统的技术与实现[J].计算机信息，2006，（3）:101-103.胡小康，徐六飞，UGNX4运动分析培训教程[M].北京：清华大学出版社，2006：29-30，42-50，87-88,109-121谢慧清，虚拟装配技术的研究与8实[D].兰州：兰州理工大学，2007.沈春根，许洪龙.UG曲面造型实例教程[M].北京：化学工业出版社，2007.05周涛.UGNX1847从入门到精通[M].北京：化学工业出版社，2020.濮良贵，纪明刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2016.骆素君，机械设计课程设计实例与禁忌[M].北京：化学工业出版社，2019.白涂思，CAD技术发展历程概览[EB/OL].（2009-12-3）[2023-3-15].https//blog.sciencenet,cn/biog-234554-280935.htmlMichal

P.Introduction

to

computer

simulation.

Proceedings

of

WSC.94:7.14.Locaso,Angela.“ManufacturingCostModelingforProductDesign”[C].TheInternationalJournalofFlexibleManufcturingSy