基于SolidWorks的离心通风机叶轮参数系列化建模
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基于SolidWorks的离心通风机叶轮参数系列化建模
摘要：叶轮是离心通风机产品的核心部件，结构形状复杂，本文主要通过solidworks对离心通风机叶轮的参数系列化建模进行了探讨，并针对离心通风机各形式叶轮建模过程的特征进行了阐述，从而提升设计质量和效率。
关键词：叶轮；solidworks；参数系列化建模
中图分类号：th43
离心通风机叶轮属于典型的系列化产品，根据叶片的形状类型分为平板型，圆弧型和机翼型，同一类型间不同机号的叶轮虽然尺寸不同，但结构形状基本相似，便于进行参数系列化建模。
目前，风机在实际的设计工作中，采用计算机辅助设计（solidworks）软件对叶轮强度、转动惯量的计算分析起到有利的辅助作用。
由于叶轮的几何形状较为复杂，如果每次都进行三维建模，将是一件十分繁琐的工作。
本文将针对离心通风机各个叶片形式叶轮的三维建模一般步骤、参数化建模分别展开讨论与分析。
1、叶轮的模型建立
叶轮是离心通风机最为复杂和重要的部件，它由前盘1、叶片2、后盘3和轴盘4组成（图1）。
建模采用叶片、前盘、后盘的顺序，轴盘单独进行建模。
对于平板型叶片和圆弧型叶片的叶轮，首先创建叶片，先绘制叶片的型线草图，然后通过拉伸，并切除、加厚成形叶片。
在完成单个叶片的建模后，叶轮中其余叶片由单叶片阵列（圆周），通过给
定叶片数量和角度生成；前盘的建模也比较简单，首先在草图面绘制前盘截面的一半，然后通过旋转命令生成整个前盘实体。
后盘则由一个圆环拉伸即可生成，叶轮实体建模完成。
（单板叶轮实体模型见图2）
2、叶轮的参数系列化建模
叶轮的基准模型建模完成后，叶轮的系列化建模则采用针对不同机号叶轮进行系列化叶轮设计，在叶轮的建模过程中需要标注草图尺寸和特征尺寸，以便叶轮配置的生成。
接下来建立系列化零件设计excel工作表，首先在尺寸 propertymanager 中的主要值下重新命名尺寸模型中的草图尺寸和特征尺寸名称（如叶轮直径，叶轮宽度、叶片宽度、叶轮前盘入口直径等），并在solidworks的模型零件图中插入一个excel系列零件设计表的空白表格，然后在图形区域中双击草图尺寸和特征尺寸的数值，尺寸名称插入到单元格
b2 中，尺寸数值插入到单元格 b3 中。
相邻列标题单元格 c2 自动被激活。
接着按先后顺序在图形区域中单击每个尺寸数值，将剩余的尺寸名称和数值插入到工作表中。
然后命名 11d、12d、13d（单元格 a4：a5）等各个机号叶轮，这些为将生成的新配置的名称，并且在工作表中为11d、12d、13d键入叶轮的各个尺寸的尺寸数值，（见图4），然后在图形区域内工作表以外的任何位置单击，工作表即关闭，一个信息框出现，其中列出系列零件设计表所创建的新配置，然后保存模型零件图。
各机号的叶轮配置就生成了。
如需要进行更改和添加，可用右键单击系列零件设计表，通过编
辑表格命令打开对其进行编辑，然后在图形区域内任何位置单击，保存零件，更改完成。
值得注意的是在建立系列零件设计表之前，必须检查核实叶轮特征中的几何关系，以确保无论叶轮的大小怎么变化，叶轮所有特征的位置都是相互关联的，增加了叶轮建模系列化的整体性和准确性。
3、轴盘参数系列化建模
轴盘的参数系列化建模也是同叶轮的一样，采用针对不同机型系列和机号叶轮的轴盘进行系列化轴盘设计，通过建立轴盘的系列化零件设计excel工作表，生成关于轴盘的配置。
在叶轮建模时，只要选择相应型号的轴盘插入到叶轮模型中即可。
4、总结
叶轮是通风机的心脏，结构形状复杂，进行叶轮强度、转动惯量的计算非常麻烦费时，通过上述的叶轮参数系列化建模，可将各系列的风机叶轮（包括4-73系列、6-31系列、9-26系列以及双吸风机等）分别进行参数系列化建模，在设计过程中，可随时的调用叶轮和轴盘的系列化模型，对叶轮进行叶轮强度、转动惯量的计算，提高了叶轮的设计质量和效率，并为后续的叶轮优化设计、方案比较、流场cfd计算等奠定了基础。
本文主要通过了solidworks软件对离心通风机叶轮的参数系列化建模进行了简单的论述，可广泛应用到实际的设计工作中，操作简单方便，能够有效地提高风机叶轮设计工作周期和质量。
