solidwork中蜗壳的建模方法

渣浆泵蜗壳的三维建模设计

发表时间：2008-9-16 来源：万方数据

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介绍了三维设计软件Solidworks的主要特点，及如何运用三维设计软件Soilworks对渣浆泵蜗壳进行三维建模。

1 引言

离心式渣浆泵是输送含有固体颗粒介质的主要设备，广泛用于冶金、煤炭、矿山、电力等行业，在其运行过程中受到冲蚀磨损、磨料磨损、表面疲劳磨损及气蚀等诸多因素的影响。蜗壳作为渣浆泵的主要过流件之一，受压力最大，磨损、腐蚀最为严重，其寿命也最短，且蜗壳失效多为设计不合理所致。蜗壳一旦失效，将严重影响整台泵的运行状况。因此，提高产品效率，延长产品的运行寿命，关键在于采用先进的现代化设计方法。近几年来，随着计算机计算能力和流体计算动力学的迅速发展，尤其是三维流动分析的使用，三维数值模拟应用越来越广。这里基于Solidworks的三维建模功能，研究渣浆泵蜗壳的三维建模方法。

2 三维设计软件的特点

Solidworks是基于Windows平台的三维机械设计软件，它提倡三维软件的易用性、高效性并具有强大的功能，主要特点：

(1)全Windows界面，操作简单。Solidworks采用Windows界面，使软件操作简单易懂，让熟悉Windows用户可以迅速掌握。

(2)灵活的草图绘制。将草图经过拉伸、旋转等操作，可以得到想要的三维模型。

(3)参数化特征造型。所有特征都具有参数化修改功能，便于设计中特征的修改。

(4)简单的工程图转化过程。Solidworks可将三维模型自动转化为二维工程图，并可自动添加各种标注。

(5)方便的数据交换。Solidworks可方便的与CAD、PRO/E、ANSYS等软件实现数据交换。

3 渣浆泵蜗壳三维建模

渣浆泵蜗壳几何特性分析及建模策略

设计的渣浆泵蜗壳，在结构上由4段圆弧面、两侧连接凸台、出料口组成，具体结构如图1所示。

其木模图，如图2所示。

由图2可知，渣浆泵蜗壳的I一Ⅶ截面的内端面可以用过同一截面旋转切除而成，Ⅶ-Ⅶ、Ⅷ-Ⅸ、Ⅸ-X截面的内端面均需要两个不同截面通过延特定曲线放样切除生成。

图1 具体结构图

图2 木模图

渣浆泵蜗壳几何造型设计

基体造型设计

蜗壳造型首先要绘制用于切除基体的草图，草图就是大于三维零件的截面轮廓图。完成草图后，使用拉伸凸台，基体命令，即可生成用于切除的基体。其模型，如图3所示。操作步骤为：

图3 出料口模型

(1)选择右视面作为绘制草图的平面；

(2)根据蜗壳圆弧面截面几何尺寸，绘制可容纳其截面圆形；

(3)利用拉伸凸台，基体命令，根据蜗壳的厚度把草图拉伸；

(4)选择前视面作为绘制草图的平面；

(5)根据蜗壳出料截面的几何尺寸，绘制草图；

(6)利用旋转凸台/基体命令，把草图旋转360。生成出料口。其模型，如图4所示。外壳造型设计

外壳造型由外端面扫描切除生成，主要步骤如下：

(1)选择前视面作为绘制草图的平面。

(2)根据蜗壳木模轮廓的几何尺寸，绘制扫描引导线。

(3)选择右视面作为绘制草图的平面。

(4)根据蜗壳截面的几何尺寸，绘制外端面。

(5)利用切除一扫描命令，生成外壳。

内腔造型设计

(1)I-Ⅶ端面内腔造型由内端面扫描切除生成。主要步骤：

①选择前视面作为绘制草图的平面；

②根据蜗壳木模轮廓的几何尺寸，绘制扫描引导线；

③选择右视面作为绘制草图的平面；

④根据蜗壳木模截面的几何尺寸，绘制内端面；

⑤利用切除一扫描命令，生成I-Ⅶ端面内腔。

(2)Ⅶ一X端面内腔造型由内端面放样切除生成主要步骤：

①选择前视面作为绘制草图的平面；

②根据蜗壳木模轮廓的几何尺寸，绘制扫描引导线；

③选择Ⅶ端面作为绘制草图的平面；

④根据蜗壳木模Ⅶ端面截面的几何尺寸，绘制内端面；

⑤选择上视面作为绘制草图的平面；

⑥根据蜗壳木模Ⅷ端面截面的几何尺寸，绘制内端面；

⑦利用切除一放样命令，生成Ⅶ-Ⅷ端面内腔；

⑧同理，利用切除一放样命令可生成Ⅷ-X端面内腔。

图4 内腔模型

4 结语

Solidworks软件为渣浆泵的三维建模带来了极大的方便，同时，可以把所建立的实体转化为iges等格式，可直接用于有限元强度分析，为进一步展开对渣浆泵的研究工作提供了可靠保证。

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