基于CATIA的离心风机参数化设计系统初步研究
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摘要
本文是以离心风机为研究对象，以目前国内领先的风机设计技术为基础，以三维工程设计软件CATIA(Computer Aided Three Dimensional Interactive Application)为平台，利用其强大的三维造型功能，二、三维模型全相关功能，通过计算机的智能化处理，从而实现快速、准确、方便的离心风机设计。本文详细阐述并总结了风机的相似理论并以其为指导，通过对离心风机的产品特征(压力、流量特征)，几何形状特征，几何约束关系等进行分析，根据模型实验已得出的离心风机的空气动力学略图和无因次特性参数库，应用相似理论进行风机的选型，快速、准确地选出满足设计要求，性能良好，制造简便的风机；进而在CATIA平台上，进行风机零部件的三维造型，利用参数化方法、基于特征的技术提取风机的重要特征参数，利用面向对象的技术、尺寸驱动功能实现风机零件三维设计；在VB(Visum Basic)环境下利用数据库技术、模块化的软件设计技术开发风机设计程序，风机设计人机交互界面等，最后通过本系统可以直接输出所设计风机的工程图纸，实现从维到二维的转化。本文采用选型模块，设计模块，辅助功能模块等来实现离心风机选型、风机零件的参数化设计、风机部件的装配，加速了风机设计的自动化，从而有效降低了风机的设计成本，缩短了离心风机产品的开发周期，对于提高企业市场竞争力有着深远的意义。
The design system of Centrifugal Fans - the research object in this thesis could he realized quickly , expediently and accurately in the environment of CATIA (Computer Aided Three Dimensional Interactive Application) after the intellective calculation of the computer, which is on the base of the technology of the fan design that is on top in our country. CATIA is a three-dimensional engineering software, it can provide the functions of the strong three-dimensional sculpting and the correlativity between the two-dimensional models and the three-dimensional models which were used in the thesis.
In the thesis, the author firstly expounds and summarizes the theory of fan design comparability in detail, then analyzes the fan product character( pressure-quantum curve), the geometrical shape and the geometrical restriction relations of centrifugal fans and the non-unit characteristics parameters table of them which come from the experiments of the fan models. The centrifugal fan style-choosing could be done according to the comparability theory, it can give the well-performanced fan quickly and correctly that satisfied the design requirement and can be manufactured easily. Secondly on the platform of CATIA, the three-dimensional sculpting of the centrifugal fan parts and components can be done, in which parameterization method and character-based technology are used to get the important character parameters of the centrifugal fan from its models; the technology of facing object and the dimension-driving function are used to make it realized. Finally in the developing environment of VB(Visual Basic), database technology and modularization software program are used to develop the system of fan design and the interface between user and computer. The system can output the engineering drawings of the designed fan , which finished the changing from three-dimensional products to two-dimensional drawings.
In me thesis, the centrifugal fan design system includes type-choosing module, design module and accessorial functions module. It can realize centrifugal fan type-choosing , parameterized designing of the parts and assembling of the components. It will accelerate the automatism of fan design , reduce the cost of fan design effectively and shorten the developing cycle of the fan products, which will be significative for enhancing the market competence of the corporations using with it.
The design system of Centrifugal Fans - the research object in this thesis could he realized quickly , expediently and accurately in the environment of CATIA (Computer Aided Three Dimensional Interactive Application) after the intellective calculation of the computer, which is on the base of the technology of the fan design that is on top in our country. CATIA is a three-dimensional engineering software, it can provide the functions of the strong three-dimensional sculpting and the correlativity between the two-dimensional models and the three-dimensional models which were used in the thesis.
In the thesis, the author firstly expounds and summarizes the theory of fan design comparability in detail, then analyzes the fan product character( pressure-quantum curve), the geometrical shape and the geometrical restriction relations of centrifugal fans and the non-unit characteristics parameters table of them which come from the experiments of the fan models. The centrifugal fan style-choosing could be done according to the comparability theory, it can give the well-performanced fan quickly and correctly that satisfied the design requirement and can be manufactured easily. Secondly on the platform of CATIA, the three-dimensional sculpting of the centrifugal fan parts and components can be done, in which parameterization method and character-based technology are used to get the important character parameters of the centrifugal fan from its models; the technology of facing object and the dimension-driving function are used to make it realized. Finally in the developing environment of VB(Visual Basic), database technology and modularization software program are used to develop the system of fan design and the interface between user and computer. The system can output the engineering drawings of the designed fan , which finished the changing from three-dimensional products to two-dimensional drawings.
In me thesis, the centrifugal fan design system includes type-choosing module, design module and accessorial functions module. It can realize centrifugal fan type-choosing , parameterized designing of the parts and assembling of the components. It will accelerate the automatism of fan design , reduce the cost of fan design effectively and shorten the developing cycle of the fan products, which will be significative for enhancing the market competence of the corporations using with it.
引文
1．刘建萍．虚拟制造技术在新型机电产品开发中的应用．机械与金属．2002(12)
2．严家祥、鲍国华、席德科．工业空气动力学．西北工业大学出版社．1995(10)
3．魏生民．机械CAD／CAM．武汉．武汉理工大学出版社．2001(9)
4．万小利、高志．计算机辅助机械设计．北京．机械工业出版社．2003(3)
5．刘文剑等．CAD／CAM集成技术．哈尔滨．哈尔滨工业大学出版社．2000(12)
6．高阳．数据库技术与应用．北京．电子工业出版社．2003
7．刘俊堂．CATIA V5用户编程概论．飞机工程．2001(4)
8．王金风等．CATIA环境下参数化设计编程技术．电脑编程技巧与维护．1999(5)
9．童秉枢等．机械CAD技术基础．北京．清华大学出版社．1996(6)
10．王隆太等．机械CAD／CAM技术．北京．机械工业出版社．2002(9)
11．王贤坤等．机械CAD／CAM技术应用与开发．北京．机械工业出版社．2001(2)
12．杨岳、罗意平．CAD／CAM原理与实践．北京．中国铁道出版社．2002(6)
13．马玉娥．风机参数化设计数据库系统的研制与开发．西安．西北工业大学．2002
14．许涛．离心通风机设计软件系统的开发．风机技术．2000(3)
15．赖惠芬等．风机计算机辅助设计系统．机械设计与制造．1999(3)
16．席德科等．先进翼型与先进翼型风机的设计与实验研究．流体机械．2000(4)
17．高昂等．风机的设计、选型及销售管理软件集成的实现．2000(1)
18．齐从谦、崔琼瑶．基于参数化技术的设计方法研究．机械设计与研究．2002(10)
19．吴睿、刘华明、李刚．基于工程约束的参数化设计技术研究．机械科学与技术．2000(7)
20．王宗彦等．基于约束的参数化设计与建库工具研究．计算机辅助设计与制造．1998(4)
21．阎英．CAD系统集成中产品定义的核心—数化特征造型技术．电子机械工程．2001(2)
22．孙正兴、张福炎、蔡士杰．基于特征参数化设计中的尺寸约束及其表示．机械设计．1998(5)
23．林三宝、黎明、吴林．基于特征和面向对象的焊接结构产品信息模型研究．焊接学报．1999(12)
24．杨德华等．基于CATIA软件对VBA的支持进行飞机翼面的造型设计．航空计算技
术．2002(3)
25．余晶、余淼．基于CAD模型的特征参数化定义的方法．计算机辅助设计与制造．1998(10)
26．潘地林等．离心式通风机叶轮主要几何参数确定方法的研究．风机技术．2000(4)
27．曾伟民、邓勇刚等．Visual Basic 6.0高级实用教程．电子工业出版社．1999(10)
28．《电脑编程技巧与维护》杂志社．Visual Basic编程精选集锦．科学出版社．2003(5)
29．杨流辉、张和明．基于COM组件的CATIA产品信息集成技术研究与实现．计算机工程与应用．2001(24)
30．曹智雄等．CATIA制作范例．北京．中国水利水电出版社．2001(3)
31．杜黎蓉、林博正．CATIA电脑辅助设计与实务应用．北京．中国水利水电出版社．2001(5)
32．尤春风等．CATIA V5机械设计．北京．清华大学出版社．2002(10)
33．杨一平等．Access2000实用技能．北京．清华大学出版社．2000(3)
34．AlisonBalter. Access2000中文版开发指南．北京．人民邮电出版社．2000(5)
35．Byan k. Stephens等．SQL自学通．北京．机械工业出版社．1998(10)
36．Martin Matthews等．Excel for Windows使用与参考大全．北京．清华大学出版社．1996(5)
37．罗志高等．数据库原理与应用教程．北京．人民邮电出版社．2003(6)
38．Roger Jennings. Visual Basic数据库开发指南．北京．电子工业出版社．1997(4)
39．邓耘．Visual Basic的数据库开发应用．重庆．重庆出版社．1997
40．张瑞玲．Visual Basic中面向对象的实现．洛阳工学院学报．2001(9)
41．商景泰．通风机手册．北京．机械工业出版社．1994(8)
42．全国风机标准化委员会．中国机械工业标准汇编．北京．中国标准出版社．2002(12)
43．金凤珍．离心式风机微机选型系统的设计．流体机械．1996(4)
44．李延林等．动叶可调轴流通风机产品选型设计与技术报价系统．风机技术．1997(2)
45．石湘、于定勇．AutoCAD下标准件参数化设计软件的研究．计算机辅助工程．1998(12)
46．王立峰．软件工程理论与实践．北京．清华大学出版社．2003
47．李建军等．叶片类零件的计算机辅助工装设计系统．机械科学与技术．2000(4)
48．谭厚章．电站锅炉离心式风机计算机辅助设计程序包的开发．热力发电．1992(4)
49．杨旭东．用CATIA软件建立模型有关问题的探讨．飞机工程．1997(2)
50．卜昆、曾红、金凤．基于CATIA的三维参数化图形库建库工具设计与开发．机械科学与技术．1999(1)
51．郑朔昉、徐明、倪先平．基于CATIA V5的三维数字化通用零部件／标准件库的创建与使用．2001(6)
52．林岗山、李媛珊．用CATIA设计结构清晰的实体零件．计算机辅助设计与制造．2002(2)
53．何为、秦玉青．冷风机的参数化绘图．渔业现代化．2000(4)
54．桂艳．4-72型离心式风机蜗壳及叶轮的计算机参数化绘图．矿业科学技术．2000(3)
55．李强、王艳平．通风机改造及变型设计．风机技术．2001(5)
56．姜正良．通风机结构参数的优化．航空动力学报．1990(7)
57．刘日良等．轴流式三元叶片的计算机辅助成型研究．风机技术．2000(2)
58．文怀兴等．基于特征的喷射式真空泵零件建模技术．真空．2000(10)
59．刘思宁．基于知识、自上而下的机械CAD系统．机械科学与技术．1999(5)
60．于建明、蔡建国．装配建模及装配顺序分层规划方法研究．机械科学与技术．2000(4)
61．曹哲等．飞机结构件装配顺序规划研究与实现．西北工业大学学报．2001(2)
62．程凯．基于CATIA系统的虚拟装配技术应用研究．计算机辅助设计与制造
63．曹东启．软件工程结构化系统分析和设计．北京．中国铁道出版社．1991(1)
64．柴永生．离心通风机系列产品CAD系统的研究．西北工业大学．2001(2)
65．张戈、钱初均．CAD系统的用户界面设计探讨．机械科学与技术．2001(1)
2．严家祥、鲍国华、席德科．工业空气动力学．西北工业大学出版社．1995(10)
3．魏生民．机械CAD／CAM．武汉．武汉理工大学出版社．2001(9)
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52．林岗山、李媛珊．用CATIA设计结构清晰的实体零件．计算机辅助设计与制造．2002(2)
53．何为、秦玉青．冷风机的参数化绘图．渔业现代化．2000(4)
54．桂艳．4-72型离心式风机蜗壳及叶轮的计算机参数化绘图．矿业科学技术．2000(3)
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57．刘日良等．轴流式三元叶片的计算机辅助成型研究．风机技术．2000(2)
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59．刘思宁．基于知识、自上而下的机械CAD系统．机械科学与技术．1999(5)
60．于建明、蔡建国．装配建模及装配顺序分层规划方法研究．机械科学与技术．2000(4)
61．曹哲等．飞机结构件装配顺序规划研究与实现．西北工业大学学报．2001(2)
62．程凯．基于CATIA系统的虚拟装配技术应用研究．计算机辅助设计与制造
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64．柴永生．离心通风机系列产品CAD系统的研究．西北工业大学．2001(2)
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