1、引言UG是Unigraphics的缩写,这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统,它功能强大,是一个可视化的系统,我们通过一系列菜单与UG进行通讯,整个编程过程我们始终与零件的可见模型交互,可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。罗茨鼓风机是一种容积式的气体增压与输送机械,因其结构简单、安装灵活、输送介质不含油、在使用压力范围内排气量几乎不变等优点,已广泛应用于经济建设的各个行业。叶轮是罗茨鼓风机的核心部件,叶轮设计的好坏关系到整机的工作性能(包括耗能、噪声等)和使用寿命。罗茨鼓风机叶轮的曲面是渐开线曲面,由于尺寸较大,设计叶轮参数需要大量复杂的计算,设计周期长,而且很难保证转子的正确啮合和运动的平稳性。应用UG通过输入叶轮不同段的参数方程,自动绘制出复杂的叶轮齿形,并进行三维实体造型,再利用UG软件中建立族表的命令,便可以方便地得到同类型一系列叶轮的三维实体造型,提高了设计效率,对实际工程设计具有积极的参考价值。2、UG参数化设计参数化设计是将原有设计中某些尺寸,如定形、定位或装配尺寸定义为变量,修改这些变量的同时由一些简单公式计算出并变动其他相关尺寸,计算机根据这些新的参数值自动完成产品设计。参数化为产品模型的可变性、可重用性、并行设计等提供了手段,使用户可以利用以前的模型方便的重建模型,并可以在遵循原设计意图的情况下方便地改动模型,生成系列产品,大大提高了生产效率。2.1建立表驱动在UG中可以把叶轮曲面的系列尺寸完整地建立在电子表格中,形成一个叶轮的曲面数据库,这样做对于此数据库的管理、编辑和扩展都很方便。具体地说,可以任意修改表格中的某一个或某些数据、增加一组新的叶轮的曲面数据、增加设计变量等等,最终产生使用同一实体模型的系列叶轮的曲面三维模型,如图1-1。2.2渐开线曲面生成通过参数化设计,添加渐开线参数数据,并设计出渐开线曲线。通过拉深建模生成实体,如图1-2所示。图1-1叶轮的曲面数据库3、UG编程加工加工中心编程软件有很多种,但使用UG编程自有它自身的特点:(1)设计和编程在同一软件内完成,不用图档(资料)转换,省略了很多工序,避免出错;(2)拆电极不但方便快捷,而且十分直观,要加工哪里,加工多少,电极是什么样子,一目了然;(3)单独取出加工,非常方便。刀路实体模拟,让你对刀路看得更清楚,看得更明白,如图1-3所示。后处理生成G代码表示为(截取):%N0010G40G17G90G70N0020G91G28Z0.0:0030T00M06N0040G0G90X.1465Y.1406S0M03N0050G43Z2.5591H00N0060Z2.2835N0070G3X.1465Y.1406Z2.0448I-.0182J-.1406K.038F9.8N0080X-.0134Y0.0Z1.9803I-.0182J-.1406K.038N0090G1Y-2.3756M08N0100X.0134N0110Y2.3756N0120X-.0134N0130Y0.0N0140X-.1709N0150Y-2.5331N0160X.1709……4、结束语基于UG罗茨鼓风机叶轮曲面的参数化设计,通过输入叶轮不同段的参数方程,能自动绘制出复杂的叶轮齿形,并进行三维实体造型,同时改变一些参数就能方便地得到同一类型的系列产品,易实现产品系列化,大大提高了设计效率和设计精度,解决了常规设计方法很难或无法实现的一些问题,并通过UG的数控编程使得设计编程一体化,方便了图1-2渐开线曲线生成实体图1-3加工叶轮走到路线图UG参数化设计加工罗茨
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Registry Domain ID: _DOMAIN_COM-VRSN
Registrar WHOIS Server: whois.hkdns.hk
Registrar URL:
Updated Date: 2021-03-25T08:20:21Z
Creation Date: 2021-03-25T07:02:14Z
Registry Expiry Date: 2020-03-25T07:02:14Z
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Registrar IANA ID: 1915
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Domain Status: ok
Name Server: NS5.MYHOSTADMIN.NET
Name Server: NS6.MYHOSTADMIN.NET
DNSSEC: unsigned
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回答：
CAD三维绘图
首先你要知道，只有你在三维状态才能直观的看出图形是三维的
你可以把视图切换成轴侧图，也可以用动态观察器，还可以导航器
创建面域
REG
创建边界，包括创建闭合多段线和面域
BO，-BO
使用平面和实体、曲面或网格的交集创建面域
SEC
创建实体填充的三角形和四边形
SO
坐标
UCS
坐标设置
UC
拉伸（实体）
EXT
旋转（实体）
REV
圆柱体
CYL
棱锥体
PYR
楔体
WE
圆环（三维）
TOR
创建三维实体网格
3D
创建二维实体面
SO
创建三维面
3F
扫掠
sweep
放样
loft
三维多段线
3P
三维阵列
3A
三维对齐
3AL
三维缩放
3S
三维移动
3M
三维旋转
3R
剖切
SL
将三维对象（例如多边形网格、曲面和实体）转换为网格对象
SMOOTH
降低网格平滑度
LESS
提高网格平滑度
MORE
优化网格
REFINE
分割网格
Split
导航器
shift+w
三维动态观察器
ORBET
3DO
消隐
HI
罗茨风机是一种量大面广的通用机械，被广泛应用于化工、电力、水产养殖、污水处理等领域的各种气体输送，是一种重要的工业装备。罗茨风机结构复杂，形式多样，振动耦合严重，如果转子系统的固有频率和风机箱体的频率一致或相近， 则会引起箱体的共振，从而增锦工机振动噪声，因此罗茨风机的振动、噪声已成为妨碍风机提高工作效率、安全性和稳定性的重要因素[1]。罗茨风机在工作中主要承受转子不平衡力、气体脉动力、气体压力、齿轮啮合力、叶轮啮合冲击力等的作用， 使转子系统既扭转又弯曲，产生严重的疲劳破坏，这对其他零件也会产生很大的影响。因此比较准确地得到应力、应变的大小以及罗茨风机的固有频率和振型对其设计有很大的作用，罗茨风机的有限元模型在一定频率范围内能较好地表征其物理模型的动态特性。有限元法在振动噪声方面已经有了一定的研究，谭青等[2]对离心式鼓风机转子采用集中参数法建模， 利用传递矩阵法编程求解转子不平衡响应，并提出一种基于振型分析的最大值估算法。王加锋等[3] 对旋叶式压缩机转子建立有限元模型，分析了前10?阶的固有频率和振型，分析结果显示转子系统的振动形式主要有平动、转动和弯曲。李俊伟等[4]借助有限元分析软件，对回转平台各离散典型位置进行模态分析，计算出回转平台各典型位置状态下的固有频率和振型，计算结果显示振动程度最大处都在悬臂端。杨晓红等[5]针对异步风力发电机转子及端部风扇进行了建模和动特性有限元分析计算，采用分块兰索斯法对转子和风扇的前4 阶固有频率和振型进行了求解，结果显示风力发电机转子3 阶振型形变为弯扭耦合形变，1 阶、4 阶振型形变沿Y 轴方向，2 阶振型形变沿X 轴方向。张瑞华[6]利用有限元法对鼓风机框架式基础建立模型，采用共振振幅法，计算出结构固有频率、振型以及振动速度幅值，并根据计算结果，调整框架参数设计，从而达到隔振减振的效果。钱网生等
[7]采用低噪声结构设计和振动模态试验技术相结
合的方法，来降低船用空调通风机噪声。钮冬至 [8]利用ANSYS软件对轴流通风机叶轮振动特性进 行分析，建立了轴流通风机叶轮的有限元模型， 计算出叶轮的固有频率和振型。以上研究多是采用有限元方法对风机转子的振动特性进行数值计算，很少有针对风机整体模型进行谐响应分析的。对风机壳体和转子系统进行谐响应分析， 不仅能够确定风机运行状态下的振动特性，还可以得到壳体和转子表面的振动速度以及关键位置处的频率响应曲线，从而为风机振动噪声特性的数值研究打下基础。
采用Pro/E 和ANSYS workbench 有限元分析软件，对罗茨风机进行三维建模和有限元模态分析，获得的主要结论如下：
1）用ANSYS Workbench 对罗茨风机进行模态分析，计算了罗茨风机的前20 阶固有频率和
振型，并给出了具有代表性的非刚体模态前6 阶非零模态的固有模态和振型图；在模态分析的基础上揭示了罗茨风机机体的谐响应特性，并给出了罗茨风机进出口、前油箱、齿轮箱等部位的幅频响应曲线。
2）通过对转子系统和机体的模态分析发现，转子系统的第二阶固有频率和机体的第一、二阶固有频率非常接近，这极有可能引起耦合共振。转子系统振动形式主要表现为两转子的同向及反向摆动，长轴细端、齿轮段的摆动；机体的振动形式主要表现为机体整体的上下、左右摆动，主要变形位置在支撑腿处。机体谐响应分析显示机体在频率为300~500Hz 时振动比较剧烈， 在频率为400Hz 时出口、前油箱、齿轮箱等部位均出现振幅最大值。
3）罗茨风机动态特性分析是罗茨风机性能
分析的重要方法，计算获得的固有频率和固有振型可以用来预测罗茨风机各部件之间相互干涉的可能性，通过谐响应分析给出的发生共振时机体部位振动强度的大小，也为罗茨风机的优化和改进设计提供了重要的理论依据。
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