往復式排氣泵的三維建模與裝配

（黑龍江工商學院，黑龍江哈爾濱市，150025）唐 聰

1 引言

排氣泵在我國的工業(yè)生產和實際生活中有著不可代替的作用，這是我們研究的動力及目標。近年來，各個行業(yè)對性能優(yōu)良的泵的數量要求大為增加。供求關系決定了投資力度和對該方面科技的研究力度。因此，排氣泵的市場將會受到各界人士的廣泛注意。在升級相關技術，提升研發(fā)效率方面我們要做的還有很多。在現有的技術支持下，加大創(chuàng)新力度，給我國的排氣泵及相關產業(yè)提供廣闊的發(fā)展根據。

2 國內外研究現狀分析

中國的排氣泵相關產業(yè)起步較晚，由于國家的整體狀況，大部分技術沒有基礎。而從1949年建國開始，我們的排氣泵技術主要借鑒前蘇聯給我們留下的技術，這使得國內自發(fā)研究的技術有所提升。現階段，在國內的市場上供給量遠大于人民的需求量，但是高端氣泵產品的數量還遠遠不夠，大量的高端泵仍需從美、日、德等發(fā)達國家進口。

西方發(fā)達國家的泵工業(yè)開始比較早，經過了數十年的創(chuàng)新，泵的技術指標、性能指標都比國內先進許多。如今，在各種工業(yè)領域如：汽車、航海、電力系統(tǒng)等。對泵的數量和質量要求都比較高，這從某種程度上推動了技術的發(fā)展。現在，各個國家對環(huán)境保護的要求越來越高，泵的環(huán)保性能也得到改善。由于各種高科技問世，發(fā)達國家的排氣泵產業(yè)有極大的提升。隨著新能源，新材料，新的傳輸方式的更新，國外的泵加工企業(yè)已經形成了一套完整的生產、銷售和使用體系。

科技的進步和人們生活水平的提高，對各種生產生活的必要工具的功能和精度要求日益高漲，這就對設計師們提出了更高的要求?，F在，設計過程中面臨著許多問題：零件的復雜程度提升，數量也越來越多，零件之間的相互配合，運動情況也越來越難分析。

在這種大環(huán)境下，傳統(tǒng)的設計方式及二維平面圖紙分析已經難以滿足現狀，單純的從平面圖去思考，也限制了對機構的創(chuàng)新發(fā)展，設計耗時費力、效率低下的同時所設計出的產品質量也差強人意。這時，三維技術應運而生。模擬裝配過程能夠有效的避免傳統(tǒng)設計加工時的裝配問題。經過三維設計的模型，經過必要的后期處理，將產生與數控機床直接相關的代碼，很大程度上提高了生產制造的精度和效率。常用的三維建模軟件有Pro/e、UG及Solidworks等。本次選擇Pro/e軟件進行設計]。

3 Pro/Engineer的簡介

Pro/Engineer軟件由美國的PTC公司研究出品。該軟件已經成為三維建模軟件的領頭羊。PTC的系列軟件包括工業(yè)設計、機械設計等領域的很多功能。還包括：大型裝配體的管理、功能仿真、數據管理等。廣泛的用于高科技工業(yè)生產和日常生活生產。

3.1 Pro/Engineer的主要特性

3.1.1全相關性

Pro/e中各個模塊之間都是相互聯系的。這說明，當操作者在產品設計都某一個階段對模型的某個參數進行修改時，整個設計都將會被影響，同時會自動產生相應的工程文檔及相關數據。這個特征使研究人員可以在任何時候修改模型，不會產生副作用。

3.1.2基于特征的參數化造型

該軟件是使用率極高的建模軟件。開發(fā)者使用熟悉的特征來構成產品的幾何模型。很多并不復雜機械機構成為了特征，可以按照操作前的提前設置來修改模型。

3.1.3數據及裝配管理

Pro/Engineer的基本機構可以讓操作者用一些比較直觀的命令，非常輕松的將多個零件進行裝配，完成設計目標，極大的提升了設計精度和生產效率[14]。

3.2 往復式排氣泵的零件和裝配模型

對排氣泵的三維造型設計方面，大體上將整個過程分為兩個階段。首先，對模型進行構思，作簡單的基礎特征設計。其次，在已有特征的基礎上，對零件的細節(jié)方面進行加工，完成設計細節(jié)特征。

實體及曲面的特征是Pro/E的系統(tǒng)核心，特征分為基本特征和工程特征?；镜奶卣骱w了拉伸、旋轉、混合、掃描等形式。工程特征包含孔、殼、拔模和倒角。在對模型進行設計時，需要先觀察其主要的外部結構特征，結合適當的基本特征和工程特征進行建模，要用盡可能少的步驟完成整個設計。接下來對已構建的模型進行細節(jié)刻畫。

整個試驗臺的建模過程中，將會涉及到一些已經標準化的、能大批量按照結構型號生產的零部件，這時無需進行零件的建模。可以通過已有的標準零件數據庫查詢到所需要零件的模型，進行下載載入。修改具體參數，由于Pro/E的參數化性質，通過改變標準件的相關參數，就會得出自己所需要的零件。這將會大幅度減少建模的時間，提高作業(yè)效率。

當所有的零件都繪制完成以后，則可以創(chuàng)建一個新的組件，在新組建的模塊中，對所設計的零件進行裝配。整個裝配過程分為兩大部分：首先將所繪制零件載入新建立的模塊。其次通過聯接關系進行約束，最終裝配成型。

4 結束語

本文介紹了現代設計中常用的三維建模軟件Pro/E的概況和使用方法，簡要說明該軟件的特征性質和建模時需要注意的內容。繪制了往復式排氣泵的三維模型圖，對其中的復雜部件進行裝配。在實際操作的過程中，對該軟件有了更深層次的掌握，理解了三維建模對當今工業(yè)設計生產的必要性和重要性。本文主要對往復式排氣泵的設計過程，對應泵檢測系統(tǒng)的設計流程進行具體的分析概述，其中，進行強度校核的零件是變速箱的輸入軸，同時，對整個產品也做了相應的經濟、技術分析。于此，裝置的聯軸器、電動機也精準選擇，對于檢測系統(tǒng)和水汽分離箱和聯軸器進行對應設計。最后，對往復式的排氣泵的工作基礎理論做了比較詳細的介紹。有關三維設計方面，應用Pro/Engineer對泵的整體進行描述，并在軟件上對其進行了虛擬裝配。該軟件有比較完備的參數化建模能力。在二維設計方面，選擇應用AuToCAD軟件，繪制泵的零件圖、裝配圖，可最大化設計的效率。