往复式排气泵的三维建模与装配

（黑龙江工商学院，黑龙江哈尔滨市，150025）唐 聪

1 引言

排气泵在我国的工业生产和实际生活中有着不可代替的作用，这是我们研究的动力及目标。近年来，各个行业对性能优良的泵的数量要求大为增加。供求关系决定了投资力度和对该方面科技的研究力度。因此，排气泵的市场将会受到各界人士的广泛注意。在升级相关技术，提升研发效率方面我们要做的还有很多。在现有的技术支持下，加大创新力度，给我国的排气泵及相关产业提供广阔的发展根据。

2 国内外研究现状分析

中国的排气泵相关产业起步较晚，由于国家的整体状况，大部分技术没有基础。而从1949年建国开始，我们的排气泵技术主要借鉴前苏联给我们留下的技术，这使得国内自发研究的技术有所提升。现阶段，在国内的市场上供给量远大于人民的需求量，但是高端气泵产品的数量还远远不够，大量的高端泵仍需从美、日、德等发达国家进口。

西方发达国家的泵工业开始比较早，经过了数十年的创新，泵的技术指标、性能指标都比国内先进许多。如今，在各种工业领域如：汽车、航海、电力系统等。对泵的数量和质量要求都比较高，这从某种程度上推动了技术的发展。现在，各个国家对环境保护的要求越来越高，泵的环保性能也得到改善。由于各种高科技问世，发达国家的排气泵产业有极大的提升。随着新能源，新材料，新的传输方式的更新，国外的泵加工企业已经形成了一套完整的生产、销售和使用体系。

科技的进步和人们生活水平的提高，对各种生产生活的必要工具的功能和精度要求日益高涨，这就对设计师们提出了更高的要求。现在，设计过程中面临着许多问题：零件的复杂程度提升，数量也越来越多，零件之间的相互配合，运动情况也越来越难分析。

在这种大环境下，传统的设计方式及二维平面图纸分析已经难以满足现状，单纯的从平面图去思考，也限制了对机构的创新发展，设计耗时费力、效率低下的同时所设计出的产品质量也差强人意。这时，三维技术应运而生。模拟装配过程能够有效的避免传统设计加工时的装配问题。经过三维设计的模型，经过必要的后期处理，将产生与数控机床直接相关的代码，很大程度上提高了生产制造的精度和效率。常用的三维建模软件有Pro/e、UG及Solidworks等。本次选择Pro/e软件进行设计]。

3 Pro/Engineer的简介

Pro/Engineer软件由美国的PTC公司研究出品。该软件已经成为三维建模软件的领头羊。PTC的系列软件包括工业设计、机械设计等领域的很多功能。还包括：大型装配体的管理、功能仿真、数据管理等。广泛的用于高科技工业生产和日常生活生产。

3.1 Pro/Engineer的主要特性

3.1.1全相关性

Pro/e中各个模块之间都是相互联系的。这说明，当操作者在产品设计都某一个阶段对模型的某个参数进行修改时，整个设计都将会被影响，同时会自动产生相应的工程文档及相关数据。这个特征使研究人员可以在任何时候修改模型，不会产生副作用。

3.1.2基于特征的参数化造型

该软件是使用率极高的建模软件。开发者使用熟悉的特征来构成产品的几何模型。很多并不复杂机械机构成为了特征，可以按照操作前的提前设置来修改模型。

3.1.3数据及装配管理

Pro/Engineer的基本机构可以让操作者用一些比较直观的命令，非常轻松的将多个零件进行装配，完成设计目标，极大的提升了设计精度和生产效率[14]。

3.2 往复式排气泵的零件和装配模型

对排气泵的三维造型设计方面，大体上将整个过程分为两个阶段。首先，对模型进行构思，作简单的基础特征设计。其次，在已有特征的基础上，对零件的细节方面进行加工，完成设计细节特征。

实体及曲面的特征是Pro/E的系统核心，特征分为基本特征和工程特征。基本的特征涵盖了拉伸、旋转、混合、扫描等形式。工程特征包含孔、壳、拔模和倒角。在对模型进行设计时，需要先观察其主要的外部结构特征，结合适当的基本特征和工程特征进行建模，要用尽可能少的步骤完成整个设计。接下来对已构建的模型进行细节刻画。

整个试验台的建模过程中，将会涉及到一些已经标准化的、能大批量按照结构型号生产的零部件，这时无需进行零件的建模。可以通过已有的标准零件数据库查询到所需要零件的模型，进行下载载入。修改具体参数，由于Pro/E的参数化性质，通过改变标准件的相关参数，就会得出自己所需要的零件。这将会大幅度减少建模的时间，提高作业效率。

当所有的零件都绘制完成以后，则可以创建一个新的组件，在新组建的模块中，对所设计的零件进行装配。整个装配过程分为两大部分：首先将所绘制零件载入新建立的模块。其次通过联接关系进行约束，最终装配成型。

4 结束语

本文介绍了现代设计中常用的三维建模软件Pro/E的概况和使用方法，简要说明该软件的特征性质和建模时需要注意的内容。绘制了往复式排气泵的三维模型图，对其中的复杂部件进行装配。在实际操作的过程中，对该软件有了更深层次的掌握，理解了三维建模对当今工业设计生产的必要性和重要性。本文主要对往复式排气泵的设计过程，对应泵检测系统的设计流程进行具体的分析概述，其中，进行强度校核的零件是变速箱的输入轴，同时，对整个产品也做了相应的经济、技术分析。于此，装置的联轴器、电动机也精准选择，对于检测系统和水汽分离箱和联轴器进行对应设计。最后，对往复式的排气泵的工作基础理论做了比较详细的介绍。有关三维设计方面，应用Pro/Engineer对泵的整体进行描述，并在软件上对其进行了虚拟装配。该软件有比较完备的参数化建模能力。在二维设计方面，选择应用AuToCAD软件，绘制泵的零件图、装配图，可最大化设计的效率。