陳淑玲

（廣東省技師學(xué)院，廣東 惠州 516100）

0 引言

換氣扇由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)葉片輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣流，是室內(nèi)外空氣交換的一種空氣調(diào)節(jié)電器，又稱通風(fēng)扇。葉片輪是換氣扇的重要零件，其設(shè)計(jì)和制造過(guò)程復(fù)雜，為了縮短換氣扇的研制開(kāi)發(fā)周期，節(jié)約設(shè)計(jì)成本，本文利用三維設(shè)計(jì)軟件SolidWorks 2010對(duì)換氣扇進(jìn)行了幾何造型設(shè)計(jì)。

1 換氣扇三維幾何造型設(shè)計(jì)

1.1 換氣扇幾何特征分析及造型策略

本文設(shè)計(jì)的換氣扇結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。其可分為后蓋板（固定架）、葉片輪、扣環(huán)、軸承和摩擦片5部分，如圖2所示。后蓋板為一外方內(nèi)圓框架結(jié)構(gòu)，其造型相對(duì)較復(fù)雜，需完成6次拉伸、1次抽殼、1次圓周陣列、2次切除－拉伸工序。葉片輪有7片葉片，且葉片呈圓周狀相間排列。對(duì)于葉片的造型，可先對(duì)其中的1片進(jìn)行造型設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行圓周陣列即可得到另外6片?？郗h(huán)和摩擦片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，都只需要編輯好草圖后拉伸1次即可。軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需要編輯好草圖后先旋轉(zhuǎn)1次，再切除拉伸1次即可。

圖1 換氣扇結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 換氣扇三維幾何造型設(shè)計(jì)

1.2.1 后蓋板（固定架）造型設(shè)計(jì)

后蓋板造型操作步驟如下：

（1）選擇前視面作為繪制草圖的平面，利用特征生成工具將草圖拉伸，得到如圖3所示的拉伸實(shí)體一。

圖2 換氣扇的結(jié)構(gòu)組成

圖3 拉伸實(shí)體一

（2）選擇拉伸實(shí)體一的后面作為繪制草圖的平面，利用特征生成工具將草圖拉伸，得到如圖4所示的拉伸實(shí)體二。

（3）選擇拉伸實(shí)體二的后面作為繪制草圖的平面，利用特征生成工具將草圖拉伸，得到如圖5所示的拉伸實(shí)體三。

（4）選擇拉伸實(shí)體三的后面作為繪制草圖的平面，利用特征生成工具將草圖拉伸，得到如圖6所示的拉伸實(shí)體四。

（5）利用特征生成工具，將拉伸的實(shí)體四抽殼，得到如圖7所示的抽殼實(shí)體。

圖4 拉伸實(shí)體二

圖5 拉伸實(shí)體三

圖6 拉伸實(shí)體四

圖7 抽殼實(shí)體

（6）選擇抽殼實(shí)體的底面作為繪制草圖的平面，利用特征生成工具將草圖拉伸實(shí)體，得到如圖8所示的拉伸實(shí)體五。

圖8 拉伸實(shí)體五

（7）選擇實(shí)體五的后面作為繪制草圖的平面，利用特征生成工具將草圖拉伸，得到如圖9所示的拉伸實(shí)體六。

（8）利用特征生成工具，將拉伸實(shí)體六圓周陣列，如圖10所示。

圖9 拉伸實(shí)體六

圖10 圓周陣列實(shí)體

（9）選擇圓周陣列實(shí)體前面作為繪制草圖的平面，利用特征生成工具將草圖切除－拉伸，如圖11所示。

圖11 切除－拉伸實(shí)體一

（10）選擇切除－拉伸實(shí)體一的前面作為繪制草圖的平面，利用特征生成工具將草圖切除－拉伸1如圖12所示。至此完成了后蓋板（固定架）的造型設(shè)計(jì)。

圖12 切除－拉伸實(shí)體二

1.2.2 葉片輪造型設(shè)計(jì)

葉片輪造型操作步驟如下：

（1）選擇前視面作為繪制草圖的平面，利用特征生成工具將草圖旋轉(zhuǎn)生成實(shí)體，如圖13所示。

（2）選擇前視面作為繪制草圖的平面，利用特征生成工具把草圖拉伸，得到一個(gè)葉片，如圖14所示。

（3）利用特征生成工具，將拉伸生成實(shí)體圓周陣列，得到另外6個(gè)葉片；并利用特征生成工具將圓柱體上端面倒圓角，如圖15所示。

圖13 旋轉(zhuǎn)生成實(shí)體

圖14 拉伸生成實(shí)體

（4）利用特征生成工具將圓柱體下端面移除抽殼，如圖16所示。

圖15 圓周陣列與倒圓角

圖16 抽殼實(shí)體

（5）利用特征生成工具，選擇抽殼實(shí)體前視面作為繪制草圖的平面將草圖拉伸，如圖17所示。

（6）利用特征生成工具，將拉伸實(shí)體切除－拉伸，如圖18所示。

圖17 拉伸實(shí)體一

圖18 切除－拉伸

（7）利用特征生成工具，選擇拉伸實(shí)體一的頂面作為繪制草圖的平面將草圖拉伸，如圖19所示。

（8）選擇拉伸實(shí)體二前視基準(zhǔn)面作為繪制草圖的平面，利用特征生成工具將草圖旋轉(zhuǎn)，如圖20 所示。至此完成了葉片輪造型設(shè)計(jì)。

2 換氣扇三維幾何造型裝配設(shè)計(jì)

前面已將各組成造型設(shè)計(jì)好，現(xiàn)進(jìn)行裝配，步驟如下：

（1）新建—裝配體—插入—零件—現(xiàn)有零件／裝配體—開(kāi)始裝配體—瀏覽—后蓋板（即為固定零件實(shí)體）。

（2）插入—零件—現(xiàn)有零件／裝配體—開(kāi)始裝配體—瀏覽—葉片輪（即為可移動(dòng)零件實(shí)體）。

（3）插入—零件—現(xiàn)有零件／裝配體—開(kāi)始裝配體—瀏覽—軸承（即為可移動(dòng)零件實(shí)體）。

圖19 拉伸實(shí)體二

圖20 旋轉(zhuǎn)

（4）插入—零件—現(xiàn)有零件／裝配體—開(kāi)始裝配體—瀏覽—扣環(huán)（即為可移動(dòng)零件實(shí)體）。

（5）插入—零件—現(xiàn)有零件／裝配體—開(kāi)始裝配體—瀏覽—摩擦片（即為可移動(dòng)零件實(shí)體）。

（6）選擇葉片輪與軸承同軸心配合。

（7）選擇葉片輪與扣環(huán)同軸心配合。

（8）選擇軸承右端面與扣環(huán)左端面重合配合。

（9）選擇葉片輪與后蓋同軸心配合向后蓋。

裝配好的換氣扇如圖21所示。

圖21 換氣扇

3 結(jié)論

以三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件SolidWorks 2010 為工具，通過(guò)對(duì)換氣扇進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)的實(shí)踐，相比其他設(shè)計(jì)軟件有其優(yōu)勢(shì)，能較容易地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的三維造型設(shè)計(jì)，且效率高、周期短、成本低。

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