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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 離心通風(fēng)器的設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 第一部分1</b></p><p><b> 我的工程師之路1</b></p><p> 1我的職業(yè)方向及目標(biāo)1&l
2、t;/p><p> 2機(jī)械行業(yè)的發(fā)展前景和就業(yè)分析1</p><p> 2.1機(jī)械行業(yè)發(fā)展前景1</p><p> 2.2 兩點(diǎn)建議1</p><p> 2.3 就業(yè)前景1</p><p> 3 工程師具備的素質(zhì)2</p><p><b> 4 自我評(píng)估2</
3、b></p><p> 5 就業(yè)實(shí)習(xí)計(jì)劃3</p><p> 6 強(qiáng)化自我能力3</p><p> 6.1 所學(xué)專業(yè)知識(shí)的影響3</p><p> 6.2 專業(yè)實(shí)踐計(jì)劃:3</p><p> 6.3 實(shí)習(xí)計(jì)劃4</p><p> ?。?)積極進(jìn)取的工作態(tài)度4</
4、p><p><b> ?。?)團(tuán)隊(duì)精神4</b></p><p><b> ?。?)基本禮儀4</b></p><p><b> ?。?)為人處事4</b></p><p><b> 7總結(jié)4</b></p><p> 離心
5、通風(fēng)器的設(shè)計(jì)5</p><p><b> 摘 要5</b></p><p> ABSTRACT6</p><p><b> 1 緒論7</b></p><p> 1.1 課題來源及意義7</p><p> 1.2 課題研究領(lǐng)域的發(fā)展和現(xiàn)狀7</p
6、><p> 1.3 計(jì)算機(jī)軟件(CAD和pro/E)的發(fā)展及應(yīng)用7</p><p> 1.3.1 CAD 簡(jiǎn)介7</p><p> 1.3.2 pro/e的簡(jiǎn)介及應(yīng)用8</p><p> 1.5 參數(shù)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介8</p><p> 1.5.1 參數(shù)化設(shè)計(jì)的提出與現(xiàn)狀8</p><p&
7、gt; 1.5.2 參數(shù)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)9</p><p> 1.6 課題研究的主要內(nèi)容9</p><p> 2 離心通風(fēng)器的常規(guī)設(shè)計(jì)9</p><p> 2.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油系統(tǒng)通風(fēng)簡(jiǎn)介9</p><p> 2.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)通風(fēng)器的基本設(shè)計(jì)要求10</p><p> 2.3 離心通風(fēng)器的工作原
8、理10</p><p> 3 離心通風(fēng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算10</p><p> 3.1 轉(zhuǎn)子主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算11</p><p> 3.1.1 油珠的運(yùn)動(dòng)分析11</p><p> 3.1.2 構(gòu)造轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)計(jì)算模型12</p><p> 3.1.3 計(jì)算實(shí)例16</p><p>
9、; 3.2 離心通風(fēng)器消耗功率計(jì)算17</p><p> 3.3 通風(fēng)器的分離能力試驗(yàn)計(jì)算18</p><p> 3.4 離心通風(fēng)器分離能力評(píng)價(jià)計(jì)算19</p><p> 4 離心通風(fēng)器的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)20</p><p> 4.1 基本原理20</p><p> 4.2 參數(shù)的分類20<
10、/p><p> 4.3 主參數(shù)的確定20</p><p> 4.4 零件模型的建立21</p><p> 5 計(jì)算機(jī)輔助軟件CAD與pro/E的對(duì)比22</p><p> 5.1 CAD的優(yōu)缺點(diǎn)22</p><p> 5.1.1 CAD優(yōu)點(diǎn)22</p><p> 5.1.2 C
11、AD缺點(diǎn)23</p><p> 5.2 Pro/E的優(yōu)點(diǎn)25</p><p> 5.2.1Pro/E的主要特性25</p><p> 參 考 文 獻(xiàn)27</p><p><b> 致 謝28</b></p><p> 附錄B 三維模型圖29</p><
12、p><b> 第一部分</b></p><p><b> 我的工程師之路</b></p><p> 1我的職業(yè)方向及目標(biāo)</p><p> 我學(xué)習(xí)的專業(yè)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè),既然選擇了這個(gè)專業(yè)我就要從事它,而就我也比較喜歡這個(gè)專業(yè)。四年的大學(xué)生活即將結(jié)束,我對(duì)自己的未來有一個(gè)目標(biāo),這也是我學(xué)習(xí)的動(dòng)力,我
13、希望在不久的將來通過我的努力我能成為一名工程師。</p><p> 2機(jī)械行業(yè)的發(fā)展前景和就業(yè)分析</p><p> 2.1機(jī)械行業(yè)發(fā)展前景</p><p> 隨著經(jīng)濟(jì)危機(jī)的逐漸淡出人們的視野,每個(gè)行業(yè)都在進(jìn)行著行業(yè)的復(fù)蘇,抓住這個(gè)既是危機(jī)又是機(jī)會(huì)的關(guān)鍵時(shí)刻充分發(fā)揮產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì),便能夠擺脫經(jīng)濟(jì)危機(jī)所帶來的不利影響。</p><p> 機(jī)
14、械產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有利因素有:我國逐漸成為世界制造中心,振興裝備制造業(yè)的政策已為各界接受,將逐步發(fā)生積極影響;國家加大節(jié)能減排的政策力度,將促使相關(guān)行業(yè)技術(shù)改造的深入,這無疑為機(jī)械工業(yè)提供新的發(fā)展機(jī)遇;增加消費(fèi)、增加支農(nóng)力度和加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),也為機(jī)械產(chǎn)品提供可觀的市場(chǎng)空間;不利的因素是:機(jī)械工業(yè)仍將面臨嚴(yán)峻的生產(chǎn)成本壓力和部分原材料短缺的考驗(yàn);根據(jù)有關(guān)部門關(guān)于鼓勵(lì)進(jìn)口先進(jìn)機(jī)械裝備進(jìn)口的政策,部分高檔機(jī)電產(chǎn)品的進(jìn)口會(huì)增加,這將會(huì)擠占部分國內(nèi)市
15、場(chǎng);以大型聯(lián)合收割機(jī)和大中型拖拉機(jī)為代表的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)增長(zhǎng)乏力。</p><p> 綜上,(1)金融危機(jī)對(duì)機(jī)械工業(yè)的影響有滯后性,但預(yù)計(jì)明年全行業(yè)將會(huì)復(fù)蘇;(2)機(jī)械工業(yè)持續(xù)、超高速增長(zhǎng)時(shí)期已經(jīng)過去,轉(zhuǎn)折點(diǎn)已經(jīng)出現(xiàn),需要把握機(jī)遇;(3)絕大多數(shù)企業(yè)都很容易實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)的“普漲”時(shí)期已經(jīng)過去,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)壓力加大,企業(yè)景氣分化加劇,優(yōu)化出口產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)日益緊迫;(4)在國家宏觀經(jīng)濟(jì)政策轉(zhuǎn)向力保經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快增長(zhǎng)的大背景下
16、,仍有望繼續(xù)實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)的增長(zhǎng)。</p><p><b> 2.2 兩點(diǎn)建議</b></p><p> 機(jī)械、鋼鐵行業(yè)的大型企業(yè)加強(qiáng)大宗和關(guān)鍵材料的戰(zhàn)略性長(zhǎng)期合作關(guān)系,相互支持,減小劇烈的市場(chǎng)波動(dòng)對(duì)雙方企業(yè)正常經(jīng)營的不利沖擊,增強(qiáng)長(zhǎng)期發(fā)展的穩(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)互利共贏。</p><p> 加強(qiáng)對(duì)長(zhǎng)期以來國內(nèi)供不應(yīng)求、嚴(yán)重受制于進(jìn)口的優(yōu)質(zhì)、特種鋼材的
17、研制和攻關(guān),減輕機(jī)械行業(yè)對(duì)進(jìn)口的依賴,拓展鋼鐵行業(yè)的發(fā)展空間,提高我國的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。</p><p><b> 2.3 就業(yè)前景</b></p><p> 機(jī)械類專業(yè)主要包括機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、材料成型及控制工程、工業(yè)設(shè)計(jì)、過程裝備與控制工程等。不少同學(xué)對(duì)該類專業(yè)的就業(yè)前景存在著誤解,認(rèn)為該類專業(yè)的對(duì)口工作看起來不太“體面”。其實(shí),他們都忽視了機(jī)械類專業(yè)所具備
18、的廣度適應(yīng)性,比如在設(shè)備維護(hù)、數(shù)控維修、環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的應(yīng)用。同時(shí),機(jī)械類專業(yè)還涉及不少交叉學(xué)科,通過這些知識(shí)的積累,也為跨專業(yè)、跨行業(yè)就業(yè)提供了強(qiáng)有力的保障。該類專業(yè)要求同學(xué)們具備敏銳的感受力和獨(dú)特的創(chuàng)造力,富于想象力,并具備較強(qiáng)的動(dòng)手能力。 </p><p> 它是科研技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品,形成商品,符合需求,有益環(huán)保的核心過程,是技術(shù)創(chuàng)新和知識(shí)創(chuàng)新的著陸點(diǎn),是產(chǎn)品、商品、用品、廢品相互轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)方法。該
19、專業(yè)就是培養(yǎng)具備工業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論、知識(shí)與應(yīng)用能力,能在企事業(yè)單位、專業(yè)設(shè)計(jì)部門、科研單位從事工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)、視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)和教學(xué)、科研工作的應(yīng)用型高級(jí)專門人才。國外有些類似的比方,如美國有這樣一個(gè)說法:企業(yè)里如果投資于技術(shù)設(shè)備更新帶來了效益的話,那工業(yè)設(shè)計(jì)帶來的效益是它的5倍。這樣說來,機(jī)械設(shè)計(jì)師的重要地位也就不言而喻了。</p><p> 3 工程師具備的素質(zhì)</p><p&
20、gt; 一個(gè)優(yōu)秀的工程師應(yīng)具備的素質(zhì):</p><p> (1)本專業(yè)的工作經(jīng)驗(yàn)。有很強(qiáng)的事業(yè)心和責(zé)任心,能熟練應(yīng)用常用的二維及三維繪圖軟件,具備良好的英語聽說讀寫譯能力。</p><p> ?。?)專業(yè)技能扎實(shí),能夠進(jìn)行各種符合生產(chǎn)需求的設(shè)計(jì)</p><p> ?。?)具有較強(qiáng)的分析問題,解決問題的能力,具備較強(qiáng)的臨時(shí)應(yīng)變的能力。</p><
21、;p> (4)熟悉各種公差配合/型位公差/表面處理/機(jī)加工方法的標(biāo)準(zhǔn)要求,能靈活將這些標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用到日常的設(shè)計(jì)中。</p><p> (5)有較強(qiáng)的協(xié)調(diào)能力和溝通能力,能提出并領(lǐng)導(dǎo)一些能提升公司效益的項(xiàng)目并最終實(shí)施,對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和夾具進(jìn)行持續(xù)改善,看待問題具有大局觀。</p><p><b> 4 自我評(píng)估</b></p><p> 在
22、長(zhǎng)時(shí)間的的學(xué)習(xí)和工作中,我不斷的思考:我該干什么,怎樣才能體現(xiàn)自己的價(jià)值,我的一生該怎樣度過之類關(guān)于世界觀、人生觀、價(jià)值觀之類的問題。在大學(xué)四內(nèi),經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)和思考,我終于對(duì)自己有了充分的認(rèn)識(shí),并做出職業(yè)生涯規(guī)劃,以次作為對(duì)人生的一個(gè)指導(dǎo)。</p><p> 我比較喜歡研究機(jī)械,希望把自己對(duì)機(jī)械的理解付諸于現(xiàn)實(shí),喜歡提出新的想法和策略,喜歡從實(shí)際出發(fā)考慮問題,雖然有人認(rèn)為機(jī)械式枯燥的,但我認(rèn)為機(jī)械設(shè)計(jì)也是一
23、種藝術(shù),從中可以得到無窮的樂趣,再簡(jiǎn)單與復(fù)雜的機(jī)械中實(shí)現(xiàn)人生的價(jià)值。</p><p> 我對(duì)機(jī)械的興趣一般,但通過學(xué)習(xí)機(jī)械,我漸漸克服浮躁的毛病,同時(shí)它讓我養(yǎng)成了我的全面的看待問題的好習(xí)慣。機(jī)械知識(shí)廣泛,深深地扎根于生活,機(jī)械而又靈活,他讓我獲得了豐富的知識(shí),培養(yǎng)了我對(duì)生活的,鍛煉了思維。</p><p> 大學(xué)生就業(yè)服務(wù)網(wǎng)上給出職業(yè)能力了定義, 職業(yè)能力是對(duì)從事某一職業(yè)所必備的學(xué)識(shí)、
24、技術(shù)和能力的基本要求。職業(yè)能力包括從業(yè)能力和執(zhí)業(yè)能力。從業(yè)能力是指從事某一專業(yè)(職業(yè))學(xué)識(shí)、技術(shù)和能力的起點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b> 5 就業(yè)實(shí)習(xí)計(jì)劃</b></p><p> 實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一方法。我在學(xué)校內(nèi)學(xué)了很多的專業(yè)理論知識(shí),但是怎樣讓這些理論變得有價(jià)值,只有實(shí)踐。所以我已找到一份工作,鍛煉自己。</p><p> (
25、1)實(shí)習(xí)期間,要努力工作,增加技能,使自己的動(dòng)手能力得到提高,從實(shí)習(xí)中獲得在課本上永遠(yuǎn)學(xué)不到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),并且在實(shí)習(xí)期間,要多運(yùn)用自己的理論知識(shí)去解決實(shí)際問題,是自己在學(xué)校所學(xué)的知識(shí)得到充分的運(yùn)用。</p><p> (2)要學(xué)習(xí)怎樣與同事、領(lǐng)導(dǎo)相處,使自己的社交能力得到提高。</p><p> (3)在實(shí)習(xí)期間,還要學(xué)習(xí)企業(yè)的管理方法,并且注意這個(gè)企業(yè)的企業(yè)文化,為將來更好的發(fā)展
26、積累一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。</p><p> (4)學(xué)習(xí)各類機(jī)床的使用操作方法,為自己擴(kuò)大就業(yè)的機(jī)會(huì)。</p><p><b> 6 強(qiáng)化自我能力</b></p><p> 6.1 所學(xué)專業(yè)知識(shí)的影響</p><p> 在大學(xué)的學(xué)習(xí)生活中,我學(xué)習(xí)很多關(guān)于專業(yè)知識(shí),例如:材料力學(xué),工程材料,機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械制造工藝學(xué),機(jī)械制圖等
27、。這些都是日后工作必不可少的知識(shí),只有現(xiàn)在學(xué)好樂,以后才能熟練運(yùn)用。在這其中我的機(jī)械制圖軟件AutoCAD學(xué)習(xí)不是很好,不能熟練運(yùn)用。而CAD軟件的作用很大,它已成為工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。它對(duì)加速工程和產(chǎn)品的開發(fā)、縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力與創(chuàng)新能力發(fā)揮著重要作用。它的應(yīng)用及發(fā)展正引起一場(chǎng)產(chǎn)品工程設(shè)計(jì)與制造深刻的技術(shù)革命,并對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、企業(yè)結(jié)構(gòu)、管理結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式以及人才知識(shí)結(jié)構(gòu)方面
28、帶來巨大影響。在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的今天,它可以讓公司不會(huì)應(yīng)生產(chǎn)效率低而被淘汰。與此同時(shí),如果能熟練掌握該軟件對(duì)于我日后的就業(yè)也會(huì)有很大的幫助,為我在日后激烈的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中爭(zhēng)得一席之地,在工作中也會(huì)讓順利的完成公司交給而我的任務(wù)。</p><p> 所以現(xiàn)在我要利用好現(xiàn)有的資源,去圖書館借閱關(guān)于AutoCAD方面的書籍,抓緊時(shí)間,認(rèn)真學(xué)習(xí),爭(zhēng)取在畢業(yè)時(shí)可以熟練掌握。</p><p> 6.2
29、專業(yè)實(shí)踐計(jì)劃:</p><p> 在前一階段的課程設(shè)計(jì)中,讓我學(xué)到了很多東西,從知識(shí)的結(jié)構(gòu)到系統(tǒng)的將每門功課聯(lián)系起來。提高了我的綜合運(yùn)用能力,更讓我把學(xué)到的知識(shí)用于了現(xiàn)實(shí)物體的設(shè)計(jì)和研究,從中受益匪淺。</p><p> 在下一階段的計(jì)劃中,我想把畢業(yè)設(shè)計(jì)作為自己的實(shí)踐計(jì)劃的一部分,畢竟這樣更會(huì)讓我在設(shè)計(jì)中學(xué)到更多的知識(shí)和意想不到的收獲。畢業(yè)設(shè)計(jì)會(huì)將我大學(xué)四年的東西全都運(yùn)用到設(shè)計(jì)中,提
30、高我綜合運(yùn)用知識(shí)的能力,為日后的工作打下良好的基礎(chǔ)。</p><p><b> 6.3 實(shí)習(xí)計(jì)劃</b></p><p> 在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的之后,我想找一個(gè)公司實(shí)習(xí),在實(shí)習(xí)中才會(huì)學(xué)到更多的東西。 畢竟工作后不再象在學(xué)校里學(xué)習(xí)那樣,有老師,有作業(yè),有考試,而是一切要自己主動(dòng)去學(xué)去做。只要你想學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)還是很多的。首先應(yīng)具備: </p><p
31、> ?。?)積極進(jìn)取的工作態(tài)度 </p><p> 在工作中,你不只為公司創(chuàng)造了效益,同時(shí)也提高了自己,更需要通過多做事情來積累經(jīng)驗(yàn)。積累的經(jīng)驗(yàn)越多,我們才會(huì)得到的越多。</p><p><b> ?。?)團(tuán)隊(duì)精神 </b></p><p> 工作往往不是一個(gè)人的事情,是一個(gè)團(tuán)隊(duì)在完成一個(gè)項(xiàng)目,在工作的過程中如何去保持和團(tuán)隊(duì)中其他同事
32、的交流和溝通也是相當(dāng)重要的。一位資深人力資源專家曾對(duì)團(tuán)隊(duì)精神的能力要求有這樣的觀點(diǎn):要有與別人溝通、交流的能力以及與人合作的能力。合理的分工可以使大家在工作中各盡所長(zhǎng),團(tuán)結(jié)合作,配合默契,共赴成功。個(gè)人要想成功及獲得好的業(yè)績(jī),必須牢記一個(gè)規(guī)則:我們永遠(yuǎn)不能將個(gè)人利益凌駕于團(tuán)隊(duì)利益之上,在團(tuán)隊(duì)工作中,會(huì)出現(xiàn)在自己的協(xié)助下同時(shí)也從中受益的情況,反過來看,自己本身受益其中,這是保證自己成功的最重要的因素之一。 </p><
33、p><b> ?。?)基本禮儀</b></p><p> 步入社會(huì)就需要了解基本禮儀,而這往往是原來作為學(xué)生不大重視的,無論是著裝還是待人接物,都應(yīng)該合乎禮儀,才不會(huì)影響工作的正常進(jìn)行。這就需要平時(shí)多學(xué)習(xí),比如注意其他人的做法或向?qū)<艺?qǐng)教。 </p><p><b> ?。?)為人處事 </b></p><p>
34、 作為學(xué)生面對(duì)的無非是同學(xué)、老師、家長(zhǎng),而工作后就要面對(duì)更為復(fù)雜的關(guān)系。無論是和領(lǐng)導(dǎo)、同事還是客戶接觸,都要做到妥善處理,要多溝通,并要設(shè)身處地從對(duì)方角度換位思考,而不是只是考慮自己的事。 </p><p> 這些都將是在實(shí)習(xí)中必須做到的和知道的。</p><p><b> 7總結(jié)</b></p><p> 大學(xué)生活即將結(jié)束,我會(huì)按照我的
35、計(jì)劃一步步走下去,雖然這個(gè)計(jì)劃不是很全面,但是我會(huì)在以后生活中慢慢補(bǔ)充,做到盡善盡美。同時(shí)也很感謝在我大學(xué)生活學(xué)習(xí)中幫助過我的老師同學(xué),是你們讓我在大學(xué)學(xué)到了很多受用一生的東西。</p><p><b> 第二部分</b></p><p><b> 離心通風(fēng)器的設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 摘
36、要</b></p><p> 離心通風(fēng)器作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)完整的獨(dú)立附件,其性能好壞影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。系統(tǒng)采用當(dāng)今世界CAD的優(yōu)秀代表Pro/Engineer軟件作為支撐軟件,采用Windows XP作為操作系統(tǒng),以目前廣泛流行的Microsoft Visual C++6.0作為設(shè)計(jì)計(jì)算程序的開發(fā)工具。作者首先對(duì)可獲得的有限資料進(jìn)行仔細(xì)的研究,逐步地歸納總結(jié),最后形成離心通風(fēng)器的常規(guī)設(shè)計(jì)的總
37、體步驟:通過對(duì)離心通風(fēng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算的推導(dǎo),得出可以用于離心通風(fēng)器的計(jì)算公式,并且將設(shè)計(jì)的全過程程序化;綜合考慮離心通風(fēng)器各個(gè)部件的結(jié)構(gòu)和功能確定出各自的參數(shù)化設(shè)計(jì)的主參數(shù);通過Pro/Engineer軟件的強(qiáng)大的參數(shù)化設(shè)計(jì)功能,實(shí)現(xiàn)了零件的參數(shù)化設(shè)計(jì);運(yùn)用Pro/Engineer軟件的具體模塊,實(shí)現(xiàn)離心通風(fēng)器的計(jì)算機(jī)輔助參數(shù)化設(shè)計(jì)功能,建立了離心通風(fēng)器的參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。</p><p> 關(guān)鍵詞 : 離心通風(fēng)
38、器; 設(shè)計(jì)計(jì)算 ;參數(shù)化設(shè)計(jì); Pro/Engineer的應(yīng)用</p><p><b> ABSTRACT</b></p><p> Centrifugal ventilators aircraft engine as a complete independence of the annex to the engine performance is good o
39、r bad impact on the normal work. The system of the outstanding representatives in the world CAD PRO/engineer software as a support software, as the Windows XP operating system, as the widespread Microsoft Visual C 6.0 de
40、sign calculations as tools for development process. The author of the limited information available to the careful study, gradually to summarize, the formation of a </p><p> Keywords: centrifugal ventilatio
41、n; design parameters for design and calculation; Pro / Engineer secondary develop</p><p><b> 1 緒論</b></p><p> 1.1 課題來源及意義</p><p> 我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)及潤滑系統(tǒng)的研制還處于低水平狀態(tài),但已經(jīng)從仿制走
42、向了自行研制的道路,隨著各個(gè)型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的研制的需求和預(yù)先研究有了較大的發(fā)展。沈陽發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所是我國成立最早的航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究單位之一。在2002年7月由該所總設(shè)計(jì)的昆侖發(fā)動(dòng)機(jī),被國家軍工產(chǎn)品定型委員會(huì)正式批準(zhǔn)設(shè)計(jì)定型,是我國第一臺(tái)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軍用發(fā)動(dòng)機(jī)。它的研制成功使我國成為繼美、俄、英、法之后世界上第五個(gè)能夠獨(dú)立研制航空發(fā)動(dòng)機(jī)的國家,標(biāo)志著我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)從只能測(cè)繪仿制、改進(jìn)改型跨入了自行研制的新階段。</p>&
43、lt;p> 風(fēng)險(xiǎn)大、周期長(zhǎng)和投資多的工程。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展雖然已各大部件的技術(shù)進(jìn)步為代表,但也要求傳動(dòng)與潤滑技術(shù)與之相適應(yīng)。先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)高的渦輪進(jìn)口溫度,高的主軸轉(zhuǎn)速及嚴(yán)格的空間限制,要求傳動(dòng)及潤滑系統(tǒng)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)是知識(shí)密集、技術(shù)密集、資金密集的產(chǎn)品,其研制屬于技術(shù)高、高溫、高速、高負(fù)荷、輕質(zhì)量、激烈的狀態(tài)變化、緊湊的空間限制、長(zhǎng)壽命和高可靠性下發(fā)揮其功能。傳動(dòng)及潤滑系統(tǒng)給發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)與研制帶來了大量不同于一般的機(jī)械的技術(shù)難題,是影
44、響發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性、安全性、壽命和效率的重要研究領(lǐng)域,也是制約發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。</p><p> 1.2 課題研究領(lǐng)域的發(fā)展和現(xiàn)狀</p><p> 我國的航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)一直以仿制和改進(jìn)外國的發(fā)動(dòng)機(jī)為主,雖然也曾經(jīng)自行研制過幾種發(fā)動(dòng)機(jī),但都因種種原因中途夭折。由于實(shí)踐范圍不廣,技術(shù)水平也不高,與航空技術(shù)先進(jìn)的國家相比還有很大的差距。在二十一世紀(jì)初,我國自行設(shè)計(jì)、試制、試驗(yàn)、試飛全過程
45、的昆侖發(fā)動(dòng)機(jī)已達(dá)到航空技術(shù)先進(jìn)國家的二十一世紀(jì)九十年代中期的水平,是目前國內(nèi)最先進(jìn)的中等推力級(jí)的軍用渦噴發(fā)動(dòng)機(jī),我國自此也成為能夠真正獨(dú)立研制發(fā)動(dòng)機(jī)的國家之一。</p><p> 目前,世界上真正能夠獨(dú)立研制航空發(fā)動(dòng)機(jī)的國家只有中國、美國、俄羅斯、法國和英國。而美國的惠普發(fā)動(dòng)機(jī)公司、俄羅斯的米格集團(tuán)公司及英國羅-羅航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司等各大航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司研制單位均有了自己專用航空發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油系統(tǒng)通風(fēng)器的CDA軟件,但
46、這些軟件都作為公司的機(jī)密對(duì)外保密。國內(nèi)卻未見有人進(jìn)行對(duì)這方面的研究工作,以往所做的工作主要集中在仿制、該型和維護(hù)等方面。</p><p> 1.3 計(jì)算機(jī)軟件(CAD和pro/E)的發(fā)展及應(yīng)用</p><p> 1.3.1 CAD 簡(jiǎn)介</p><p> CAD(Computer Aided Design)指使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的全過程,包括資料檢索、方按構(gòu)
47、思、零件造型、工程分析、工程制圖和文檔編制等。在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段計(jì)算機(jī)都能發(fā)揮它的輔助作用,因此CAD概念一產(chǎn)生,就成為了一門新興的學(xué)科,引起了工程界的關(guān)注和支持,迅速地得到了發(fā)展并日益完善起來。</p><p> 目前,CAD技術(shù)日益完善,許多發(fā)達(dá)國家相繼推出成熟的CAD/CAE/CAM軟件集成化的商品軟件。在設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)環(huán)境、設(shè)計(jì)工具等各個(gè)方面出現(xiàn)了許多較為成熟的現(xiàn)代化現(xiàn)代化設(shè)計(jì)軟件。現(xiàn)代CAD技
48、術(shù)一方面向標(biāo)準(zhǔn)化、集成化、智能化、并行化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展,另一方面由二維工程圖形軟件向三維實(shí)體圖形軟件轉(zhuǎn)化。三維設(shè)計(jì)已成為今后機(jī)械設(shè)計(jì)的主流方向。</p><p> 1.3.2 pro/e的簡(jiǎn)介及應(yīng)用</p><p> Pro/E[1]是美國PTC(參數(shù)技術(shù)公司)公司開發(fā)的一套機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件系統(tǒng),它是新一代CAD/CAM軟件,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品零件或組件從概念設(shè)計(jì)到制造全過程設(shè)計(jì)的自動(dòng)化
49、,提供了以參數(shù)化為基礎(chǔ),基于特征的實(shí)體造型技術(shù),主要用于汽車及運(yùn)輸機(jī)械,宇航和飛機(jī)制造,電子及計(jì)算機(jī)設(shè)備行業(yè)以及其他行業(yè)。</p><p> Pro/E[5]所采用的造型技術(shù)和加工處理技術(shù)與其它同類型軟件相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。它具有基于特性;全參數(shù);全相關(guān);單一數(shù)據(jù)庫;全自動(dòng)數(shù)控編程,DNC直接數(shù)控加工,多軸的聯(lián)動(dòng)且加工精度高;適合復(fù)雜幾何造型,三維模具設(shè)計(jì);G代碼檢驗(yàn)、仿真、模擬;外接掃描儀、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可實(shí)現(xiàn)
50、反求工程、數(shù)據(jù)光順,在計(jì)算機(jī)上再現(xiàn)被測(cè)零件的外形等特點(diǎn)。宏觀世界是基于特征的實(shí)體造型軟件,“基于特征”的意思是零件模型的構(gòu)造是由各個(gè)特征來生成的零件的設(shè)計(jì)過程就是特征的累積過程,而所謂特征是指可以用參數(shù)驅(qū)動(dòng)的實(shí)體模型,通常特征應(yīng)滿足以下條件:(1) 特征必須是一個(gè)實(shí)體或零件的具體構(gòu)成之一;(2) 特征能對(duì)應(yīng)某一形狀;(3) 特征的性質(zhì)是可以預(yù)料的;模具在擠壓、沖模鑄造過程中,模具設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。而模具型面復(fù)雜、不易加工成形,采用傳統(tǒng)
51、方法很難滿足要求,目前采用 Pro/E對(duì)手機(jī)實(shí)體模具設(shè)計(jì),使得設(shè)計(jì)過程簡(jiǎn)便、快捷、可靠。 </p><p> 1.5 參數(shù)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介</p><p> 1.5.1 參數(shù)化設(shè)計(jì)的提出與現(xiàn)狀</p><p> 當(dāng)今各個(gè)公司都面臨著市場(chǎng)全球化、制造國際化和品種需求多樣化的挑戰(zhàn),他們圍繞著時(shí)間、質(zhì)量和成本的競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈。參數(shù)化技術(shù)是CAD技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中提出的課題。
52、現(xiàn)在參數(shù)化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為CAD技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。利用參數(shù)化設(shè)計(jì)開發(fā)專用產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)可使設(shè)計(jì)人員從大量煩瑣的繪圖工作中解脫出來,大大提高了設(shè)計(jì)速度,并減少了信息的存儲(chǔ)量。自美國的PTC公司于1983年推出參數(shù)化系統(tǒng)Pro/Engineer以來,全球多數(shù)CAD軟件公司均在自己產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)了參數(shù)化設(shè)計(jì)功能,以圖在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)。具有代表性的產(chǎn)品有Pro/Engineer、UG、CATIA及Solid Works等,可以根據(jù)實(shí)際
53、情況進(jìn)行選用。</p><p> 1.5.2 參數(shù)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)</p><p> 參數(shù)化設(shè)計(jì)是由編程者預(yù)先設(shè)置一些幾何圖形約束,供設(shè)計(jì)者在建模時(shí)使用。與一個(gè)幾何圖形相關(guān)聯(lián)的所有尺寸參數(shù)可以用來產(chǎn)生其它幾何圖形。參數(shù)化設(shè)計(jì)的主要技術(shù)特點(diǎn)有:</p><p> ?。?)基于特征。將某些具有代表性的平面幾何形狀定義為特征,并將其所有尺寸存為可調(diào)用參數(shù),進(jìn)而形成實(shí)體,以
54、次為基礎(chǔ)進(jìn)行更為復(fù)雜的幾何模型的構(gòu)造。</p><p> ?。?)全尺寸約束。將形狀和尺寸聯(lián)系起來考慮,通過尺寸約束來實(shí)現(xiàn)對(duì)幾何形狀的控制。建模時(shí)必須以完整的尺寸參數(shù)為出發(fā)點(diǎn),不能漏注尺寸,也不能多注尺寸。</p><p> ?。?)尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。通過編輯尺寸數(shù)值來驅(qū)動(dòng)幾何形狀的改變。</p><p> ?。?)全數(shù)據(jù)相關(guān)。尺寸參數(shù)的修改將導(dǎo)致其他相關(guān)模塊中的相關(guān)尺
55、寸得以全盤更新。</p><p> 1.6 課題研究的主要內(nèi)容</p><p> 以航空發(fā)動(dòng)機(jī)離心通風(fēng)器和油氣分離器設(shè)計(jì)規(guī)范為基礎(chǔ),研究、歸納、整理通風(fēng)器的設(shè)計(jì)、計(jì)算,實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)計(jì)算的程序化,借助VC++的強(qiáng)大開發(fā)功能和優(yōu)秀的Poor/Engineer軟件完成專用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油系統(tǒng)通風(fēng)器設(shè)計(jì)的參數(shù)化CAD系統(tǒng)。具體地包括:</p><p> 完成離心通風(fēng)器
56、的設(shè)計(jì)、計(jì)算歸納、總結(jié),形成一套較為完整的設(shè)計(jì)體系,并將其程序化;</p><p> 完成基于Pro/Engineer的離心通風(fēng)器三維模型建立及參數(shù)化設(shè)計(jì);</p><p> 通過對(duì)Pro/Engineer的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)軟件的本地化、客戶化;</p><p> 利用AutoCAD完成離心通風(fēng)器的零件工程圖及裝配圖。</p><p> 2
57、 離心通風(fēng)器的常規(guī)設(shè)計(jì)</p><p> 2.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油系統(tǒng)通風(fēng)簡(jiǎn)介</p><p> 航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸密封系統(tǒng)是靠一定的壓力進(jìn)行密封。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中,密封空氣返回通過密封裝置進(jìn)入潤滑油系統(tǒng)軸承腔,在軸承腔中空氣與潤滑油參混在一起形成油霧,如果讓油霧直接排出軸承腔將要造成潤滑油的大量消耗。為此,在軸承腔與外界的通氣路上設(shè)置了一通風(fēng)器,把空氣中潤滑油分離出來,以減少潤滑油的
58、消耗量。發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油油腔是用密封裝置與空氣及燃料腔分離開,由于密封裝置的漏氣,潤滑油的揮發(fā),空氣被飛濺的潤滑油及環(huán)境加熱,都可能提高潤滑油的壓力為防止這一點(diǎn),就需要通風(fēng)。設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)要考慮以下幾點(diǎn):</p><p> ?。?)保持腔壓低于密封增壓空氣壓力,特別注意過度態(tài),以保持潤滑油密封增壓空氣的流動(dòng)任何時(shí)候都不反向;</p><p> ?。?)保持腔壓不低于潤滑油泵最小進(jìn)口壓力;<
59、;/p><p> ?。?)為減少潤滑油消耗,通風(fēng)流量要設(shè)計(jì)盡量小些并經(jīng)過離心通風(fēng)器至機(jī)外;</p><p> (4)如果通風(fēng)口位于熱端油腔出口,在系統(tǒng)分析時(shí)候要考慮是否需要加著火消除器。</p><p> 通風(fēng)的方法往往與密封裝置結(jié)構(gòu)和密封增壓系統(tǒng)有關(guān),可由多種方法實(shí)現(xiàn)。</p><p> 2.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)通風(fēng)器的基本設(shè)計(jì)要求</p
60、><p> 航空發(fā)動(dòng)機(jī)的附件有很多,在進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中對(duì)其附件的設(shè)計(jì)提出了一些基本要求,既工作可靠性要高(附件的壽命影響發(fā)動(dòng)機(jī)本身的壽命),附件的可靠性能延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命,重量和外形尺寸要小。為此結(jié)構(gòu)要緊湊,采用輕合金、合成材料和塑料,以及高轉(zhuǎn)速。有結(jié)合連接處要密封(液壓附件的密封是其可靠性的保證),易于在發(fā)動(dòng)機(jī)上固定和與傳動(dòng)裝置連接,易于在發(fā)動(dòng)機(jī)上調(diào)整和進(jìn)行定期工作。離心通風(fēng)器作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油系統(tǒng)的一個(gè)獨(dú)
61、立的完善附件也必須滿足上述各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求。</p><p> 2.3 離心通風(fēng)器的工作原理</p><p> 離心通風(fēng)器是利用離心力平衡原理進(jìn)行油氣中液相油珠分離的。在工作時(shí)候,空氣夾雜著潤滑油小油珠進(jìn)入離心通風(fēng)器。由于轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)使得空氣與小油珠受到一個(gè)向外的徑向力,由于潤滑油密度比空氣密度大,所以作用在小油珠上的離心力比作用在空氣上的離心力大,這樣潤滑油小油珠就被甩到殼體內(nèi)壁上,并
62、在動(dòng)壓作用下通過壁上的小孔流回傳動(dòng)腔。分離后的空氣在壓差的作用下通過軸上的通氣路排除,實(shí)現(xiàn)了軸承腔與外界大氣的通風(fēng)。這樣不但有效地實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)主軸密封系統(tǒng)的封嚴(yán),也確保了避免潤滑油的大量流失。采用離心通風(fēng)器的發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)有WP7、P29-300、10A等。</p><p> 3 離心通風(fēng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p> 本系統(tǒng)的離心通風(fēng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算主要是指轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)計(jì)算。對(duì)轉(zhuǎn)子主要結(jié)構(gòu)尺寸
63、(葉片長(zhǎng)度、葉片外徑和流通部分直徑)的進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算研究。對(duì)于轉(zhuǎn)子其他結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì),一般按經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)即可滿足使用要求。此外,離心通風(fēng)器作為一個(gè)獨(dú)立的附件,需要由專門的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng),因此設(shè)計(jì)時(shí)還需要計(jì)算其所消耗的傳動(dòng)功率。同時(shí)作為一個(gè)新產(chǎn)品,也需要進(jìn)行試驗(yàn),在計(jì)算中的計(jì)算主要是計(jì)算分離效率,在此也一并給出。最后,給出離心通風(fēng)器的工作性能評(píng)價(jià)公式。為了滿足生產(chǎn)加工的需要作者給出了零件及裝配體的工程圖。</p><p&g
64、t; 3.1 轉(zhuǎn)子主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算</p><p> 3.1.1 油珠的運(yùn)動(dòng)分析</p><p> 進(jìn)入殼體內(nèi)腔的空氣實(shí)際上是空氣和潤滑油的兩相混合物,既空氣中含有少量潤滑油的霧狀混合物,由于殼體內(nèi)腔里的轉(zhuǎn)子以極高的轉(zhuǎn)速(11300r/min—14600r/min)旋轉(zhuǎn),在殼體內(nèi)腔中形成離心力場(chǎng),在轉(zhuǎn)子葉片的作用下,油氣混合物在殼體內(nèi)腔的運(yùn)動(dòng)變得十分復(fù)雜,給分析油珠的運(yùn)動(dòng)造成較大的困
65、難,故作如下處理:</p><p> ● 空氣油霧是由液態(tài)的油珠和空氣兩部分組成,故油珠的密度大于空氣的密度;</p><p> ● 由于油珠所占空間體積很小,認(rèn)為流入殼體內(nèi)腔的主要是空氣,油珠則是空氣中的球形“雜質(zhì)”,油珠雜質(zhì)隨空氣一起運(yùn)動(dòng),故可忽略二者的速度差;</p><p> ● 空氣油霧通過殼體和轉(zhuǎn)子時(shí)的流動(dòng)是連續(xù)且穩(wěn)定的;</p>&
66、lt;p> ● 油珠在運(yùn)動(dòng)中其質(zhì)量不變化,沒有任何損失[4];</p><p> ● 空氣密度不發(fā)生改變,即空氣是不可壓縮的流體。</p><p> 根據(jù)上述假設(shè),以油珠為研究對(duì)象,并且設(shè)定油珠處在臨界狀態(tài),即通風(fēng)器所能分離出的油珠直徑為最小時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),也是最壞情形,油珠在被分離前沒有接觸到葉片,或者只是在離開葉片的瞬間接觸到葉片如圖3.1所示的M點(diǎn)。為方便分析、作圖,把M點(diǎn)
67、移至O點(diǎn)進(jìn)行分析。油珠在殼體內(nèi)腔的運(yùn)動(dòng)屬于多重空間運(yùn)動(dòng),一是油珠隨空氣一起向前的軸向運(yùn)動(dòng),一是在葉片作用下隨空氣一起旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及在離心力作用下產(chǎn)生的離心運(yùn)動(dòng)。因?yàn)殡x心力與逃逸力(空氣阻力與向心力的合力)相等,故油珠的離心運(yùn)動(dòng)屬動(dòng)平衡運(yùn)動(dòng)。由此可見油珠的運(yùn)動(dòng)速度有油珠的相對(duì)徑向速度,軸向運(yùn)動(dòng)速度,油珠的圓周方向的切向速度等。參見圖3.1。</p><p> 圖3.1 油珠運(yùn)動(dòng)分析簡(jiǎn)圖</p>
68、<p><b> 程序界面如圖3.2</b></p><p> 圖3.2程序主對(duì)話框</p><p> 3.1.2 構(gòu)造轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)計(jì)算模型</p><p> 由上述運(yùn)動(dòng)分析可知,“雜質(zhì)”油珠的受力情況為:在軸線方向上,油珠與空氣一起以相同的速度運(yùn)動(dòng),故油珠在軸向無阻力;在旋轉(zhuǎn)半徑方向上,油珠雜質(zhì)受到離心力、空氣旋轉(zhuǎn)所施加的向心
69、力以及空氣阻力;油珠所受的重力G。取離心力、向心力、空氣阻力和重力位于同一垂直平面的時(shí)刻進(jìn)行受力分析,如圖3.3所示。</p><p> 圖3.3油珠受力分析簡(jiǎn)圖</p><p><b> (1) 離心力</b></p><p> [15] 式(3-1)</p><p> 式中: ——油珠所受
70、的離心力,N;</p><p> ——油珠的質(zhì)量;kg;</p><p> ——油珠的旋轉(zhuǎn)半徑,m3;</p><p> ——油珠的旋轉(zhuǎn)角速度,red/s;</p><p> ——油珠直徑(可被分離出去的最小直徑),um;</p><p> ——潤滑油密度,kg/m3 ;</p><p&g
71、t; ——油珠的角速度對(duì)轉(zhuǎn)子角速度的滯后系數(shù);</p><p> ——轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角速度,red/s。</p><p><b> (2) 向心力</b></p><p><b> 式(3-2)</b></p><p> 式中: ——油珠所受的向心力,N;</p><p&g
72、t; ——與油珠同體積的空氣的質(zhì)量,kg;</p><p> ——空氣密度,kg/m3。</p><p> 油珠能夠從空氣中飛離出去,就是離心力和向心力的合力的結(jié)果,在此把二者稱為逃逸力p,其方向?yàn)檠匦D(zhuǎn)半徑從圓心指向外,大小為</p><p><b> 式(3-3)</b></p><p> 式中: ——潤滑
73、油密度與空氣密度差,。</p><p><b> (3) 空氣阻力</b></p><p><b> 式 (3-4)</b></p><p> 式中: ——空氣阻力;</p><p> ——阻力系數(shù),為雷諾數(shù)的函數(shù)。</p><p><b> 在斯托克斯區(qū)
74、域內(nèi) </b></p><p> = 式(3-5)</p><p><b> 油珠的雷諾數(shù)為</b></p><p> [13] 式 (3-6)</p><p><b>
75、; 故得到空氣阻力為</b></p><p><b> 式(3-7)</b></p><p> 式中: ——油珠所受空氣阻力,N;</p><p> ——空氣的動(dòng)力粘度,kg/miss;</p><p> ——油珠的相對(duì)徑向速度,m/s;</p><p> ——油珠的直徑,
76、m。</p><p><b> (4) 重力</b></p><p> 可以證明重力相對(duì)于離心力很小,故在此計(jì)算中省略不計(jì)。</p><p> 油珠在運(yùn)動(dòng)中逃逸力與空氣阻力相等,即</p><p><b> 式(3-8)</b></p><p> 將式(3-3)、式
77、(3-7)代入式(3-8)得</p><p> 由此得直徑為的油珠在旋轉(zhuǎn)半徑為R處的瞬時(shí)相對(duì)速度為</p><p><b> 式(3-9)</b></p><p><b> 整理得</b></p><p><b> 兩端積分</b></p><p&g
78、t;<b> 得</b></p><p> 由此可得油珠被拋離到殼體內(nèi)腔上所需的最長(zhǎng)拋離時(shí)間</p><p><b> 式(3-10)</b></p><p> 式中: ——轉(zhuǎn)子葉片外圓半徑,mm;</p><p> ——轉(zhuǎn)子流通部分的半徑,mm。</p><p>
79、 在工程設(shè)計(jì)中,根據(jù)實(shí)際需要及方便計(jì)算,常取流體的平均流速來進(jìn)行計(jì)算,其計(jì)算公式為</p><p><b> 式(3-11)</b></p><p> 如果已知有效截面上的流速分布及有效截面,或已知流量與有效截面,均可求得平均速度,但事實(shí)上流速[11]分布很難確定,所以一般多采用由已知流量與有效截面來求平均流速,既取</p><p>&l
80、t;b> 式(3-12)</b></p><p><b> 根據(jù)假設(shè)</b></p><p><b> 式(3-13)</b></p><p> 故油珠通過殼體內(nèi)腔的最長(zhǎng)通過時(shí)間為</p><p><b> 式(3-14)</b></p>
81、<p> 式中: ——油珠隨空氣流過殼體內(nèi)腔的速度,m/s;</p><p> L——轉(zhuǎn)子葉片的長(zhǎng)度,mm;</p><p> Q——單位時(shí)間內(nèi)通過殼體內(nèi)腔的空氣流量,kg/s;</p><p> A——?dú)んw的通道面積,m2;</p><p> ——因轉(zhuǎn)子葉片而減少殼體的通道面積的系數(shù)。</p><
82、p> 欲使直徑為的油珠被拋離出去,只需油珠的拋離時(shí)間不大于其通過時(shí)間即可,即</p><p> 將式(3-10)、式(3-14)代入得</p><p> 整理得油珠被分離出去時(shí),轉(zhuǎn)子的葉片有效長(zhǎng)度應(yīng)滿足的關(guān)系式。</p><p><b> 式(3-15)</b></p><p><b> 又有經(jīng)
83、驗(yàn)公式</b></p><p><b> 式 (3-16)</b></p><p><b> 式(3-17)</b></p><p> 式中 k——長(zhǎng)徑比例系數(shù);</p><p><b> ——直徑比例系數(shù);</b></p><p>
84、; ——轉(zhuǎn)子葉片外圓直徑, mm;</p><p> ——轉(zhuǎn)子流通部分直徑,mm。</p><p> 把式(3-16)、式(3-17)代入式(3-15)得</p><p><b> 式(3-18)</b></p><p><b> 在實(shí)際計(jì)算中可取</b></p><p
85、><b> 式(3-19)</b></p><p> 綜上,在給定離心通風(fēng)器的空氣流量、空氣密度及黏度、潤滑油的密度、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的情況下,若能確定轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)徑比例系數(shù)及直徑比例系數(shù)、油珠直徑、角速度滯后系數(shù)及流通面積減少系數(shù),就可由式(3-19)、式(3-16)、式(3-17)計(jì)算出轉(zhuǎn)子的有效長(zhǎng)度,轉(zhuǎn)子葉片外圓直徑及轉(zhuǎn)子流通部分的直徑等主要結(jié)構(gòu)尺寸(如圖3.4所示)。據(jù)此可設(shè)計(jì)的離心通
86、風(fēng)器能夠把所有直徑小于的油珠分離出來。</p><p> 圖3.4 離心通風(fēng)器轉(zhuǎn)子主要結(jié)構(gòu)尺寸簡(jiǎn)圖</p><p> 3.1.3 計(jì)算實(shí)例</p><p> 設(shè)取小油珠直徑=1.2694m,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速Q(mào)=0.0495kg/s,空氣動(dòng)力黏度kg/miss,潤滑密度,空氣密度,長(zhǎng)徑比例系數(shù)k=1.18,直徑比例系數(shù)=0.34,角速度滯后系數(shù)=1,流通面積減少系數(shù)=0
87、.9。</p><p> 把上述數(shù)據(jù)代入公式(3-19)得</p><p> 代入式(3-16)、式(3-17)得到轉(zhuǎn)子的外徑和流通部分直徑分別為</p><p><b> 程序界面如圖3.5</b></p><p> 圖3.5轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)對(duì)話框</p><p> 3.2 離心通風(fēng)器消耗功率
88、計(jì)算</p><p> 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)所需驅(qū)動(dòng)功率由轉(zhuǎn)子所消耗的功率、轉(zhuǎn)子對(duì)油霧旋轉(zhuǎn)所消耗的功率及支承軸承的摩擦功率損耗三部分組成,即</p><p><b> 式(3-20)</b></p><p> 式中 ——轉(zhuǎn)子所消耗的總功率,W;</p><p> ——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)所消耗的功率,W;</p><
89、;p> ——轉(zhuǎn)子對(duì)油霧旋轉(zhuǎn)所消耗的功率,W;</p><p> ——支承軸承的摩擦損耗功率,W。</p><p> 下面分別給出這三個(gè)公式的計(jì)算方法。</p><p> (1) 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)所消耗的功率</p><p> 帶動(dòng)轉(zhuǎn)子所需功率是在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或加速過程中,在一定加速時(shí)間內(nèi)所需的帶動(dòng)轉(zhuǎn)子加速的功率。</p>
90、<p><b> 式(3-21)</b></p><p> 式中 ——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,kgm2;</p><p> ——轉(zhuǎn)子的初始角速度,red/s;</p><p> ——轉(zhuǎn)子的最終角速度,red/s;</p><p><b> ——加速時(shí)間,S。</b></p>
91、<p> (2) 轉(zhuǎn)子對(duì)油霧旋轉(zhuǎn)所消耗的功率</p><p><b> 式 (3-22)</b></p><p> 式中 ——折算成標(biāo)準(zhǔn)大氣壓狀態(tài)下的空氣泄露量,m3/s;</p><p> ——轉(zhuǎn)子外半徑,m;</p><p> ——轉(zhuǎn)子角速度,red/s;</p><p&
92、gt; ——空氣密度,kg/m3;</p><p><b> ——壓頭系數(shù)。</b></p><p> ?。?) 支承軸承的摩擦功率損耗</p><p><b> 式 (3-23)</b></p><p> 式中 F——軸承上的徑向載荷,N;</p><p> d
93、——軸承內(nèi)徑,m;</p><p> n——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,r/min;</p><p> f——軸承內(nèi)滾動(dòng)體與跑道的摩擦系數(shù)。</p><p> 功率計(jì)算程序界面如圖3.6</p><p> 圖3.6功率計(jì)算對(duì)話框</p><p> 3.3 通風(fēng)器的分離能力試驗(yàn)計(jì)算</p><p> 通
94、風(fēng)器的分離能力[2]試驗(yàn)是通過試驗(yàn)測(cè)出轉(zhuǎn)子或葉輪的切線速度、空氣流量等對(duì)潤滑油質(zhì)點(diǎn)分離量及分離效率的影響,測(cè)出通風(fēng)器可分離的最小油珠的臨界直徑,從而得到通風(fēng)器的分離性能隨切線速度和氣體流量的變化關(guān)系曲線。通風(fēng)器的分離能力用分離率表示,其計(jì)算公式如下:</p><p><b> 式(3-24)</b></p><p> 式中 Q——潤滑油的分離量,L/min;&l
95、t;/p><p> q——潤滑油的未被分離量,L/min。</p><p> 試驗(yàn)時(shí),測(cè)出通風(fēng)器在不同轉(zhuǎn)速或不同空氣流量下的分離前后的潤滑油量,代入上式即可得到通風(fēng)器的分離效率。</p><p> 3.4 離心通風(fēng)器分離能力評(píng)價(jià)計(jì)算</p><p> 評(píng)價(jià)離心通風(fēng)器的分離能力[7],設(shè)計(jì)時(shí)通過評(píng)價(jià)其可分離最小油珠直徑來說明。實(shí)際計(jì)算時(shí)把理
96、論計(jì)算的臨界油珠直徑乘以一個(gè)修正系數(shù)得到油珠實(shí)際臨界直徑,既</p><p><b> 式(3-25)</b></p><p> 式中 f——修正系數(shù)。</p><p><b> 由式3-15得</b></p><p> 式(3-26) </p><p><
97、b> 代入式3-26得</b></p><p> 式(3-27) 分離能力計(jì)算界面對(duì)話框如圖3.7</p><p> 圖3.7分離能力計(jì)算對(duì)話框</p><p> 4 離心通風(fēng)器的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)</p><p> 當(dāng)今市場(chǎng)上流行的多數(shù)CAD軟件都具有了參數(shù)化功能,可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選用。Pro/E軟件除了提供方便而
98、強(qiáng)大的實(shí)體建模功能外,也提供了完善而先進(jìn)的參數(shù)化設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)選用Pro/E軟件的2.0版本完成了離心通風(fēng)器的參數(shù)化設(shè)計(jì)。</p><p><b> 4.1 基本原理</b></p><p> 本系統(tǒng)采用三維模型與程序控制相結(jié)合的方法。三維模型[13]不是由程序創(chuàng)建,而是利用交互方式產(chǎn)生。在已創(chuàng)建模型基礎(chǔ)上,進(jìn)一步根據(jù)零件的設(shè)計(jì)要求建立一組可以完全控制三維模型形狀和
99、大小的設(shè)計(jì)參數(shù)。參數(shù)化程序針對(duì)該零件的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行編程,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)參數(shù)的檢索、修改和根據(jù)新的參數(shù)值生成新的三維模型的功能,其過程如圖4.1所示</p><p> 圖4.1 基于三維模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程</p><p> 由于這種方式是在已有三維模型的基礎(chǔ)上,通過修改設(shè)計(jì)參數(shù)派生新的三維模型,因此,我們稱之為基于三維模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)。</p><p><b
100、> 4.2 參數(shù)的分類</b></p><p> 離心通風(fēng)器各主要零件的結(jié)構(gòu)都十分復(fù)雜,三維參數(shù)[13]化設(shè)計(jì)所涉及到的參數(shù)比較多,參數(shù)的管理就是個(gè)很重要的內(nèi)容。對(duì)于每個(gè)零件,利用建模時(shí)的標(biāo)注尺寸參數(shù)作為驅(qū)動(dòng)尺寸,當(dāng)某個(gè)驅(qū)動(dòng)尺寸發(fā)生改變時(shí),實(shí)體大小也隨著改變。離心通風(fēng)器的個(gè)零件都有自己的參數(shù)系列,在這里不是把每個(gè)參數(shù)都列入對(duì)話框當(dāng)中,因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)相同而大小不一的零件有些特征的參數(shù)是可以固定不變的
101、。如果對(duì)于那些設(shè)計(jì)過程的不需要改變的參數(shù)也由用戶干預(yù),就會(huì)給開發(fā)系統(tǒng)的后續(xù)使用復(fù)雜化,造成不必要的人力資源浪費(fèi)。為此,將參數(shù)化為不同的等級(jí),把用戶不關(guān)心的尺寸封閉起來,對(duì)用戶表現(xiàn)為不可見,將驅(qū)動(dòng)模型的參數(shù)分為主參數(shù),牽連參數(shù)和常值參數(shù)三類。</p><p> 4.3 主參數(shù)的確定</p><p> 實(shí)現(xiàn)零件的參數(shù)化尺寸驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵在于提取主參數(shù)和尺寸關(guān)聯(lián)的完成,主參數(shù)應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)功能
102、進(jìn)行提取,以滿足用戶需求為本。</p><p> 轉(zhuǎn)子是一帶有葉片的葉輪,葉片數(shù)目影響油珠的旋轉(zhuǎn)角速度,葉片數(shù)目越多,油珠的角速度越接近葉片的角速度。中心是支撐轉(zhuǎn)子的中心軸,軸上開有通氣孔,被分離后的空氣從中心孔排出,實(shí)現(xiàn)軸承腔與外界大氣的通風(fēng)。通氣孔的數(shù)目與葉片數(shù)相同。綜合確定離心通風(fēng)器的主參數(shù)為:轉(zhuǎn)子葉片的外圓半徑、葉片長(zhǎng)度、葉片數(shù)目,流通部分的直徑。</p><p> 把結(jié)構(gòu)尺寸
103、中的除了主參數(shù)的尺寸盡可能的用主參數(shù)加以驅(qū)動(dòng),形成牽連參數(shù)。下面是確定參數(shù)關(guān)系的一段表達(dá)式列表。</p><p><b> p85=葉片數(shù)</b></p><p><b> d18=外徑</b></p><p><b> d65=葉片長(zhǎng)度</b></p><p><
104、b> d170=流通直徑</b></p><p> d82=360/p85</p><p><b> p123=p85</b></p><p><b> d120=d82</b></p><p><b> d31=d82/2</b></p>
105、;<p><b> p34=2*p85</b></p><p><b> d36=d31</b></p><p><b> p39=p34</b></p><p> d151=d65+23.1-15.9728</p><p> d6=d151-69.4&
106、lt;/p><p> d166=(d170/2)+2.5</p><p> 4.4 零件模型的建立</p><p> 轉(zhuǎn)子模型如圖4.1所示,在離心通風(fēng)器中轉(zhuǎn)子是核心組成零件,其設(shè)計(jì)是否合理直接影響通風(fēng)器的性能,設(shè)計(jì)能否成功,因此轉(zhuǎn)子的建模就顯得十分重要。</p><p> 在Pro/E環(huán)境用人機(jī)交互方式建立三維模型樣板。模型樣板的創(chuàng)建方
107、法與一般三維模型相同,但必須注意以下幾點(diǎn):</p><p> 在對(duì)三維模型樣板進(jìn)行特征造型時(shí),對(duì)二維截面輪廓,利用尺寸標(biāo)注和施加相切、固定點(diǎn)、共線、垂直及對(duì)稱等關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)幾何圖形的全約束。</p><p> 正確設(shè)置控制三維模型的設(shè)計(jì)參數(shù)。設(shè)計(jì)參數(shù)可以分為兩種情況:一是與他參數(shù)無關(guān)的獨(dú)立參數(shù);另一種是與其他參數(shù)相關(guān)的非獨(dú)立參數(shù)。前者主要用來控制三維模型的幾何尺寸和拓?fù)潢P(guān)系、后者可以用獨(dú)
108、立參數(shù)為自變量的關(guān)系式表達(dá)。實(shí)際上參數(shù)化設(shè)計(jì)采用程序采用的是第一種情況的設(shè)計(jì)參數(shù),對(duì)于后者可以不設(shè)置參數(shù)而直接用關(guān)系式表示。</p><p> 正確建立設(shè)計(jì)參數(shù)與三維模型尺寸變量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系在Pro/E中創(chuàng)建草圖、加減材料和其他修飾特征時(shí),系統(tǒng)將會(huì)以d0、d1、d2等默認(rèn)符號(hào)給約束參數(shù)命名。系統(tǒng)的約束命名是由Pro/E系統(tǒng)自動(dòng)創(chuàng)建的,其值控制三維模型的幾何尺寸和拓?fù)潢P(guān)系,與用戶建立的參數(shù)無關(guān)。要使用戶建立的設(shè)
109、計(jì)參數(shù)能夠控制三維模型,必須使兩者相關(guān)聯(lián)。主要有兩種方法:</p><p> 需要輸入數(shù)值時(shí),直接輸入?yún)?shù)名。如在草圖中標(biāo)注或修改尺寸值時(shí)用參數(shù)名代替具體數(shù)值。</p><p> 利用Pro/E關(guān)系式功能創(chuàng)建新的關(guān)系式,使Pro/E系統(tǒng)自動(dòng)創(chuàng)建的約束參數(shù)名與設(shè)計(jì)參數(shù)關(guān)聯(lián)。</p><p> 對(duì)于倒角或倒圓特征,必須用第二種方法使約束參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)相關(guān)聯(lián)。要在三
110、維模型中或草圖中顯示參數(shù)名,可以在“信息”菜單中選擇“切換尺寸”菜單項(xiàng)。</p><p> 6個(gè)葉片 原模型 7個(gè)葉片</p><p> 圖4.2通風(fēng)器轉(zhuǎn)子模型</p><p> 5 計(jì)算機(jī)輔助軟件CAD與pro/E的對(duì)比</p><p> 5.1 CAD的優(yōu)缺點(diǎn)
111、</p><p> 5.1.1 CAD優(yōu)點(diǎn)</p><p> ?。?)勞動(dòng)強(qiáng)度降低,圖面清潔</p><p> 手繪繪圖,工作人員常常手里拿著幾只不同粗細(xì)的墨筆,丁字尺、三角板、曲線板等工具不停的在手里更換,而且一旦畫錯(cuò),修改非常費(fèi)事,甚至從頭來過,圖面修修補(bǔ)補(bǔ)顯的臟亂。用CAD繪圖則可以一只鼠標(biāo)做你想做的任何事情。它有統(tǒng)一的線型庫、字體庫,圖面整潔統(tǒng)一。CAD
112、軟件所提供的UNDO功能讓你不必?fù)?dān)心畫錯(cuò),它可以使你返回到你畫錯(cuò)之前的那一步。你更可以在電腦系統(tǒng)后臺(tái)運(yùn)行一些音樂播放軟件,一邊聽音樂一邊工作。</p><p> CAD軟件繪圖真正做到方便、整潔、清潔、輕松。</p><p> ?。?)設(shè)計(jì)工作的高效及設(shè)計(jì)成果的重復(fù)利用</p><p> CAD之所以高效,因其最偉大的功能之一: “COPY”。一些相近、相似的工
113、程設(shè)計(jì),圖紙只要簡(jiǎn)單修改一下就行了,或者直接套用,而你只需按幾下鍵盤、鼠標(biāo)。CAD軟件可以將建筑施工圖直接轉(zhuǎn)成設(shè)備底圖,使水暖、電氣的設(shè)計(jì)師不會(huì)在描繪設(shè)備底圖上浪費(fèi)時(shí)間。而且現(xiàn)在流行的CAD軟件大多提供豐富的分類圖庫、通用詳圖,設(shè)計(jì)師需要時(shí)可以直接調(diào)入。重復(fù)工作越多,這種優(yōu)勢(shì)越明顯。結(jié)構(gòu)計(jì)算的高效,一個(gè)普通的框架結(jié)構(gòu),以往手工計(jì)算需要一個(gè)星期左右時(shí)間,用CAD快的一天就可以完成。</p><p><b>
114、; ?。?)精度提高</b></p><p> 建筑設(shè)計(jì)的精度一般標(biāo)注到毫米,結(jié)構(gòu)計(jì)算的精度也不是很高,施工時(shí)的精度更低,但對(duì)于一些特型或規(guī)模大、復(fù)雜的建筑離開了CAD困難將成倍增長(zhǎng)。CAD在日影分析、室內(nèi)聲場(chǎng)分析、燈光照度分析等方面的計(jì)算精度、速度也是手工計(jì)算無法比擬的。</p><p><b> (4)資料保管方便</b></p>&
115、lt;p> CAD[8]軟件制作的圖形、圖象文件可以直接存儲(chǔ)在軟盤、硬盤上,資料的保管,調(diào)用極為方便。你可以將設(shè)計(jì)項(xiàng)目刻錄成光盤,數(shù)據(jù)至少可以保存50年。你可以將以前的圖紙通過掃描儀,數(shù)字化儀輸入電腦,避免資料因受潮、蟲蛀以及破壞性查閱造成的不必要損失。資料的管理更有科學(xué)性,只要一臺(tái)電腦就可以管理的井井有條,資料室也將告別成排的資料柜,因?yàn)橐粋€(gè)院所從成立到現(xiàn)在所有的資料幾張光盤就裝下了。</p><p>
116、 (5)設(shè)計(jì)理念的改變</p><p> CAD的智能化將部分取代設(shè)計(jì)師的一些設(shè)計(jì)工作,而CAD對(duì)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化起著巨大的推動(dòng)作用。隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,跨地區(qū)合作設(shè)計(jì),異地招投標(biāo)、設(shè)計(jì)評(píng)審也將普及。在第一時(shí)間接受科技信息,與世界同步。通過一根電話線“在家工作”將成為可能。</p><p> 5.1.2 CAD缺點(diǎn)</p><p> ?。?)CA
117、D技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)思想的束縛</p><p> 由于電腦屏幕尺寸的限制,設(shè)計(jì)師關(guān)注的往往是設(shè)計(jì)的局部,對(duì)全局的把握有一定影響,使得整個(gè)建筑物的比例、體量失控。CAD的精確性要求其每一筆都要有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),使得方案設(shè)計(jì)中需要的模糊性、隨機(jī)性被扼殺,設(shè)計(jì)缺乏靈感。另一方面CAD軟件自身功能的局限性以及設(shè)計(jì)師對(duì)CAD軟件掌握的熟練程度,使得建筑師好的靈感、創(chuàng)意不能通過CAD表達(dá)出來,建筑師的思想、思路、靈感被束縛。</
118、p><p> ?。?)CAD技術(shù)扼殺建筑藝術(shù)</p><p> 建筑是一門融科技、藝術(shù)、文化、哲學(xué)于一體的學(xué)科。建筑既是一件商品,也是一件藝術(shù)品。有關(guān)人事認(rèn)為CAD 技術(shù)的濫用會(huì)使建筑設(shè)計(jì)工作從一種藝術(shù)創(chuàng)作變?yōu)橐环N工業(yè)化生產(chǎn),CAD引以為榮的復(fù)制、套用的高效率手段,使得設(shè)計(jì)過程本身就傷害了這一學(xué)科,而CAD的標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化使得建筑作品千篇一律,缺乏靈氣、缺乏個(gè)性和人情味,建筑已經(jīng)變?yōu)榧兇獾纳?/p>
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