毕业设计 - 通风机的三维建模及设计

毕 业 设 计（论 文）

设计（论文）题目：

系别：专业：

通风机的三维建模

及设计

机械工程学院 数控技术

目录

摘要................................................................................................................................ 4 第一章 前言.............................................................................................................. 6

1.1本文研究的内容.............................................................................................. 6 1.2本文研究的意义.............................................................................................. 6 1.3通风机设计参数.............................................................................................. 6 第二章 建模.............................................................................................................. 8

2.1通风机集流器的建模...................................................................................... 8

2.1.1集流器1法兰的建模........................................................................... 8 2.1.2集流器1球壳的建模........................................................................... 8 2.1.3集流器2喇叭口的建模..................................................................... 11 2.2主体筒的建模................................................................................................ 11

2.2.1出气筒的建模..................................................................................... 11 2.2.2电机连接法兰的建模......................................................................... 12 2.2.3主体筒连接板的建模......................................................................... 14 2.2.4主体筒外筒的建模............................................................................. 15 2.2.5基座支撑板的建模............................................................................. 17 2.3中间筒的建模................................................................................................ 17

2.3.1连接套的建模..................................................................................... 17 2.3.2叶片的建模......................................................................................... 18 2.3.3紧固陶的建模..................................................................................... 19 2.4其它零部件的建模........................................................................................ 21

2.4.1基座支撑板的建模............................................................................. 21 2.4.2扩散塔的建模..................................................................................... 22 2.4.3扩散筒球壳的建模............................................................................. 23

第三章 装配............................................................................................................ 24

3.1集流器1的装配............................................................................................ 24 3.2集流器2的装配............................................................................................ 24 3.3主体筒的装配................................................................................................ 25

2

3.4中间筒的装配................................................................................................ 27 3.5扩散筒的装配................................................................................................ 29 3.6扩散塔的装配................................................................................................ 30 3.7通风机总的装配............................................................................................ 30 第四章 典型零件的加工工艺................................................................................ 33

4.1紧固套的加工工艺........................................................................................ 33

4.1.1紧固套的工艺性分析......................................................................... 33

附录.............................................................................................................................. 34 总结.............................................................................................................................. 37 参考文献...................................................................................................................... 38 致谢.............................................................................................................................. 39

3

摘要

通风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的液体机械。它广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却；锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送；风洞风源和气垫船的充气的推进等。通风机的工作原理与透平压缩机基本相同，只是由于气体流速较低，压力变化不大，一般不需要考虑气体比容的变化莫测，即把气体作为不可压缩流体处理。

现在风机行业国内外的发展趋势是：( 1 )大型风机容量继续增大。(2)发展高压小流量压缩机。(3)高效化。(4)高速小型化。(5)低噪声化。(6)计算机集成制造系统在风机中得以广泛应用。

风机分类可以按气体流动的方向，分为离心式、轴流式、斜流式和横流式等类型。

风机按用途分为压入式局部风机和隔爆电动机置于流道外或在流道内，隔爆电动机置于防爆密封腔的抽出式局部风机。

风机根据气流进入叶轮后的流动方向为：轴流式风机、离心式风机、斜流(混流)式风机。

风机广泛地应用于各个工业部位，一般讲，离心式风机适用于小流量、高压力的场所，而轴流式风机则常用于大流量、低压力的情况。 结构简图如下：

4

1集流器 2一级主体筒 3一级中间筒 4二级中间筒 5二级主体筒 6扩散筒 7扩散塔

风机的主要技术参数

（1）流量：风机在单位时间内所输送的体积流量或质量流量。

（2）风压：流体在风机内所增加的能量，即单位质量流量（单位体积流量）经过风机时所获得的能量增加值。 （3）转速：风机每分钟的转速。

（4）功率或效率：单位时间内流体经过风机后所获得的能量（有效功率）与原动机传给风机的功率之比。

未来风机发展将进一步提高风机的气动效率、装置效率和使用效率，以降低电能消耗；用叶动可调的轴流风机代替大型离心风机；降低风机噪声；提高排烟，排尘风机叶轮和机壳的耐磨性；实现变转速调节和自动化调节。

关键词：通风机，solidworks

5

第一章 前言

1.1本文研究的内容

本文研究的主要内容是在solidworks软件中对各个零部件进行参数化处理来实现零部件的参数化设计，从而可以方便地进行修改和形成系列产品。对轴流通风机的零部件进行整体参数化设计并进行装配，生成装配图。利用solidworks的三维模型与二维工程图纸相关联的功能，通过三维模型生成二维工程图纸。这样就将solidworks软件应用到煤矿风机的设计造型中，实现煤矿风机的参数化设计造型，提高了设计效率，保证了设计准确性，具有一定的前言性。

1.2本文研究的意义

风机产品都是根据用户的不同要求进行设计，以满足不同的工艺流程、介质和操作工况。由于通风机的应用领域广泛，绘图工作量大，因而传统的设计方法已难以满足市场经济环境。所以计算机辅助设计技术的优越性，已越来越被人们所认识，它具有计算准确、设计方便、设计效率高等优点。本文利用计算机辅助软件---solidwokrs来对ZTD56no10(2X11-4)型对旋轴流式主通风机的设计与造型，从而可以加快设计、加快制图的速度，减少出现错误的可能，减少资源浪费，缩短产品的生产周期，提高生产效率，提高风机性能。因而，用计算机辅助软件进行轴流式风机的设计与造型具有现实的必要性及可行性。

1.3通风机设计参数

6

项 目 通 风 机 电 动 机 风量 静压 效率 噪声 型号 功率 电压 转速 KW V r/min 单 位 指 标 450-1200 250-1420 ≥75 YBF160M-4 22 380/660 1460 m3/min pa % dB(A)

7

第二章 建模

2.1通风机集流器的建模 2.1.1集流器1法兰的建模

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“单一设计零部件的3D展现”，并单机确定。 3.选择“前视基准面”，点击进入草绘。

4.画出草图，具体尺寸如图2.1，退出“草图绘制”，单击“特征”,点击进行拉伸，再点击

进行拉升切除，生成如图2.2的实体。

图2.1 法兰草图 图2.2法兰实体图

2.1.2集流器1球壳的建模

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“单一设计零部件的3D展现”，并单机确定。 3.选择“前视基准面”，点击进入草绘。

4.草图绘制，画一个半圆，尺寸如图所示2.3，退出“草图绘制”，单击“特征”，点击“旋转

8

”，以直径为旋转轴，旋转90度，生成如图2.4的实体

图2.3球壳草图 图2.4球壳建模图

5.草图绘制，在距离圆心304厘米处，画一个半径为60的圆并生成实体如图2.5所示，然后进行切除，得到如图2.6所示的实体。

图2.5 球壳建模图 图2.6球壳建模 6.单击“线性阵列实体

”，选择“圆周阵列”，个数为“8”，生成如图2.7的

9

图2.7球壳建模图 7.单击“抽壳

”，厚度为10厘米，得到如图2.8所示的实体

图2.8球壳实体图

10

2.1.3集流器2喇叭口的建模

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“单一设计零部件的3D展现”，并单机确定。 3.选择“前视基准面”，点击进入草绘。

4.草图绘制，分别画出长度为650mm、502.5mm、244mm的三条，圆弧的直径为544，如图2.9所示。

图2.9喇叭口草图 图2.10喇叭口实体图 5.单击“特征”,点击“旋转所示。

”，旋转轴为长度244厘米的直线，如图2.10

2.2主体筒的建模 2.2.1出气筒的建模

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“单一设计零部件的3D展现”，并单机确定。 3.选择“前视基准面”，点击进入草绘。

11

4.草图绘制，尺寸如图2.11所示，退出“草图绘制”。

图2.11出气筒草图 5.点击“特征”，单击“拉伸

”，拉伸高度为286.5厘米，如图2.12所示。

图2.12出气筒实体图

2.2.2电机连接法兰的建模

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“单一设计零部件的3D展现”，并单机确定。 3.选择“前视基准面”，点击进入草绘。

4.草图绘制，分别画出直径为560mm，280mm的两个圆，如图2.13所示。

12

图2.13电机法兰草图 5.点击“特征”，单击“拉伸

”，拉伸高度为20mm。如图2.14所示。

图2.14电机法兰建模图

6.草图绘制，画直径为20mm的圆，如图2.15所示，退出“草图绘制”，点击“特征”，选择“拉伸切除

”，生成如图2.16所示的实体。

图2.15电机法兰建模图 图2.16电机法兰建模图 7.点击“特征”，单击“线性阵列

”，选择“圆周阵列”，阵列的个数为4，

13

如图2.17所示。

图2.17电机法兰实体图

2.2.3主体筒连接板的建模

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“单一设计零部件的3D展现”，并单机确定。 3.选择“前视基准面”，点击进入草绘。

4．草图绘制，画一个边长为200mm的正方形，以正方形的中心为圆点，画一个直径为88mm的圆，如图2.18所示。

图2.18连接板草图 图2.19连接板建模图 5.点击“特征”，单击“拉伸

”，拉伸高度为12mm，实体如图2.19所示。

6.草图绘制，画一个直径为20mm的圆，如图2.20所示，退出“草图绘制”。 7.点击“特征”，单击“拉伸切除

14

图2.20连接板建模图 7.点击“特征”，单击“拉伸切除2.21所示，单击“线性阵列体

”，拉伸的轮廓为直径20mm的圆，如图

”，阵列的个数为4，得到如图2.22所示的实

图2.21连接板建模图 图2.22连接板实体图

2.2.4主体筒外筒的建模

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“单一设计零部件的3D展现”，并单机确定。 3.选择“前视基准面”，点击进入草绘。

4.草图绘制，分别画出直径为985mm和1005mm的两个同心圆，如图2.23所示。

15

图2.23外筒草图 5.点击特征，单击“拉伸

”，拉伸的高度为700mm，如图2.24。

图2.24外筒建模图 图2.25外筒草图绘制

6.草图绘制，在前视面上，画出与出气筒相一致的轮廓，如图2.25所示，退出草图绘制。

7.点击“特征”，单击“拉伸切除性阵列

”，形成如图2.26的实体，在单击“线

”，选择圆周阵列，震裂的个数为4 ，得到如图2.27的实体。

图2.26外筒建模图 图2.27外同实体图

16

2.2.5基座支撑板的建模

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“单一设计零部件的3D展现”，并单机确定。 3.选择“前视基准面”，点击进入草绘。

4.草图绘制，具体尺寸如图2.28所示，小圆的直径为20mm，圆弧的直径为1005mm，高度为550mm,退出草图。

图2.28支撑板草图 5点击“特征”，单击“拉伸

”,拉伸的高度为20mm，实体如图2.29。

图2.29支撑板实体图

2.3中间筒的建模 2.3.1连接套的建模

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“单一设计零部件的3D展现”，并单机确定。

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3.选择“前视基准面”，点击进入草绘。

4.草图绘制，具体尺寸如图2.30所示，退出“草图绘制”，点击“特征”。单击“旋转

”，旋转的角度为360度，实体2.31如图。

图2.30连接套草图 图2.31连接套实体图

2.3.2叶片的建模

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“单一设计零部件的3D展现”，并单机确定。 3.选择“前视基准面”，点击进入草绘。

4.草图绘制，绘制如图2.32所示的轮廓，尺寸大小如图2.32，退出“草图绘制”。

图2.32叶片草图 图2.33叶片建模图 5.点击“特征”,单击“旋转360度，实体如图2.33。

6.草图绘制，选择视图为后视图，画长为90mm，宽为7mm的长方形，，如图2.34

18

”，旋转轴为长度37mm的直线，旋转的角度为

所示，退出草图绘制。

图2.34 叶片草图绘制 7.点击“特征”，单击“拉伸

”,拉伸的高度为200mm，实体如图2.35所示。

图2.35叶片实体图

2.3.3紧固陶的建模

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“单一设计零部件的3D展现”，并单机确定。 3.选择“前视基准面”，点击进入草绘。

4.草图绘制，绘制如图2.36的轮廓，尺寸大小如图2.36，退出“草图绘制”。

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图2.36紧固套草图

5.点击“特征”，单击“旋转”，旋转轴为距离15mm的直线，如图2.37所示，旋转所得到的实体如图2.38。

图2.37紧固套草图绘制 图2.38紧固套实体图

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2.4其它零部件的建模 2.4.1基座支撑板的建模

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“单一设计零部件的3D展现”，并单机确定。 3.选择“前视基准面”，点击进入草绘。

4.草图绘制，绘制如图2.39的轮廓，具体尺寸大小如图2.39所示，退出“草图绘制”。

图2.39基座支撑板草图

5.点击“特征”，单击“拉伸

”，拉伸的高度为120mm，实体如图2.40。

图2.40 基座支撑板实体图

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2.4.2扩散塔的建模

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“单一设计零部件的3D展现”，并单机确定。 3.选择“前视基准面”，点击进入草绘。

4.草图绘制，分别画出直径为1200mm和1220mm的两个同心圆，如图2.41所示。

图2.41扩散塔草图绘制 5.点击“特征”，单击“旋转度为80度，如图2.42所示。

”，旋转轴为距离圆心950mm的直线，旋转角

图2.42 扩散塔草图绘制 图2.43扩散塔实体图

22

6.旋转所形成的实体如图2.43所示。

2.4.3扩散筒球壳的建模

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“单一设计零部件的3D展现”，并单机确定。 3.选择“前视基准面”，点击进入草绘。

4.草图绘制，分别绘制半径为130mm和120mm的四分之一的圆弧，如图2.44所示。

图2.44扩散筒球壳草图 图2.45扩散筒球壳实体图

5.根据“旋转”，旋转轴为两弧一端的直线，旋转的角度为360度，形成的实体如图2.45所示。

23

第三章 装配

3.1集流器1的装配

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“装配体”，并单机确定。 3.点击插入零件，分别为以下零件“球壳，法兰”。 4.点击“配合”，在“要配合的实体”的“对话框选择要配合的两个面，如图3.1所示，配合方式为“重合合的两个面，如图3.2所示，配合方式为“相切齐，

”，配合完成后，如图3.3所示。

”中，

”，继续选择要配

”，然后点击“反转配合对

图3.1 配合图 图3.2配合图

图3.3集流器装配图

3.2集流器2的装配

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“装配体”，并单机确定。

3.点击插入零件，分别为以下零件“大法兰，喇叭口，小法兰”。

24

4.点击“配合”， 在“要配合的实体”的“对话框选择要配合的两个面，如图3.4所示，配合方式为面，如图3.5所示，配合方式为“

”中，

，继续选择要配合的两个

”，大法兰与喇叭口的配合已经完成，小

法兰与喇叭口的配合与之相似，配合完成后，如图3.6所示。

图3.4集流器配合图

图3.5配合图 图3.6集流器装配图

3.3主体筒的装配

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“装配体”，并单机确定。

3.点击插入零件，分别为以下零件“电机连接法兰，挂钩，基座支撑板1，基座支撑板2，出气筒，连接板，内筒，外筒，支撑板等”。

4.点击“配合”，外筒与出气筒的配合，要配合的两个面如图3.7所示，

25

图3.7配合图 图3.8配合图 图3.9配合图 配合方式为

，第二组要配合的两个面如图3.8所示，配合方式为

，第三

组要配合的两个面如图3.9所示，配合方式为示。

，配合完成后，如图3.10所

图3.10配合图 图3.11配合图 图3.12配合图 5.内筒的装配，点击“配合”，要配合的两个面如图3.11所示，配合方式为下一组要配合的两个面如图3.12所示，配合的方式为3.13所示。

，

，配合完成后，如图

图3.13配合图 图3.14配合图 图3.15配合图 6.法兰的装配，点击“配合”，要配合的两个面如图3.14所示，配合方式为另一组要配合的两个面如图3.15所示，配合的方式为兰配合与之相同，配合完成后，如图3.16所示。

26

，

，主体筒另一端的法

图3.16 中间筒装配图

3.4中间筒的装配

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“装配体”，并单机确定。

3.点击插入零件，分别为以下零件“也轮毂，紧固套，叶片等”。

4.点击“配合”， 也轮毂与紧固套的装配，要配合的两个面如图3.17所示，配合的方式为

，另一组要配合的两个如图3.18所示，配合的方式为

，

图3.17配合图 图3.18配合图 配合完成如图3.19所示。

图3.19叶轮装配图 图3.20叶轮装配图

5.中间筒内共有十个紧固套需要装配，所有都装配完成的实体如图3.20所示。 6.点击“配合”， 也轮毂与叶片的装配，要配合的两个面如图3.21所示，配合的方式为

，第二组要配合的两个面如图3.22，配合的方式为

，配合完成

27

图3.21叶轮配合图

图3.22叶轮配合图 后。如图3.23所示。

图3.23叶轮装配图

7.点击“配合”，与中间筒的装配，第一组配合的两个面如图3.24所示，配合的方式为

，第二组要配合的两个面如图3.25，配合方式为

，配合完成后，

所形成的实体如图3.26。

图3.24叶轮配合图 图3.25叶轮配合图

28

图3.26中间筒装配图

3.5扩散筒的装配

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“装配体”，并单机确定。

3.点击插入零件，分别为以下零件“内筒，外筒，球壳等”。

4.点击“配合”，球壳与内筒的配合，配合的两个分别如图3.27所示，配合的方式为

，另一组要配合的面是图3.28所示，配合的方式为

，配合完成

后，实体如图3.29.

图3.27内筒配合图 图3.28配合图

29

图3.29内筒装配图

3.6扩散塔的装配

1.打开Solidworks软件，单击“新建”命令，打开新建对话框。 2.在新建类型下选择“装配体”，并单机确定。

3.点击插入零件，分别为以下零件“扩散塔，法兰等 “。

4.扩散的装配与集流器2的装配相似，配合完成后的实体如图3.30.

图3.30扩散塔装配图

3.7通风机总的装配

1.集流器与主体筒的装配，如图3.31，3.32.

图3.31 集流器与主体筒的装配图 图3.32集流器与主体筒的装配图 2.与中间筒的装配，如图3.33，3.34。

30

图3.33与中间筒的装配图 图3.34与中间筒的装配图 3.与扩散筒的装配，如图3-35，3-36。

图3.35与扩散筒的装配图

图3.36与扩散筒的装配图 4.总的装配图，如图3.37，3.38，3.39, 3.40。

31

图3.37总装图

图3.38 图3.39

图3.40

32

第四章 典型零件的加工工艺

4.1紧固套的加工工艺 4.1.1紧固套的工艺性分析

该零件外表面多为圆柱面，内表面由圆柱孔，锥孔组成，该零件对尺寸精度和表面粗糙度的要求较低，内表面的锥孔的尺寸要求较严。该零件尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为45钢。 （1）工件的主要参数

工件的总长保证为29mm，内圆柱孔的直径为30mm，外圆柱直径为60mm。 （2）材料的选择

材料为45号钢，毛胚尺寸为￠70 X 35。 （3）加工顺序 1下料

2.粗精加工左端面 3.粗精加工左端外轮廓 4.粗精加工右端面 5.粗精加工右端外轮廓 6.加工内圆柱孔

7.车锥孔

（3）加工工序卡1张（见附件） （4）工艺过程卡8张（见附件）

33

附录

（1）集流器1

法兰 （2）集流器2

大法兰 小法兰

球壳

喇叭口

集流器

34

（3）主体筒

电机连接法兰 挂钩

基座支撑板 出气筒

连接板 内筒

外筒 主体筒

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fev8.html