基于PROE的螺旋线设计

sducharles

唐涛

电子科技大学物理电子学院(610054)
摘要：针对螺旋线的设计，本文介绍了基于PROB的设计思路，并结合具体的设计案例，给
出-了交螺距螺旋线的制作过程．本文还重点介绍了异型螺旋线的设计方法，并给出了具体制
作过程．
关键词：PROE螺旋线

l、前言
      在螺旋线行波管的设计和计算过程中，螺旋线的设计和模拟数值计算占有十分重要的地位，目前常用的电磁场模拟计算软件如HFSS、CST等的三维造型能力十分有限，无法实现异型螺旋线的造型。PROE的造型能力十分强大，可以方便地按照用户的需求设计各类螺旋线，还可以实现椭圆螺旋线、方形螺旋线等异型螺旋线的设计。本文介绍了使用PROE设计螺旋线的方法。
2、普通螺旋线的设计方法
       针对普通螺旋线设计，PROE专门提供了一个螺旋扫描功能，可以十分方便地设计出螺旋线。




                      图l
      变螺距螺旋线我们以图1的变螺距螺旋线为例，对普通螺旋线的设计过程加以说明：
(1)进入PROE界面，点选“插入"一“螺旋扫描’’一“输出项’’，在“属性”栏选取“可变螺距”一“草绘截面"和“垂直于原始轨迹"；
(2)选取草绘平面，进入草绘界面，按提示要求，绘制轨迹(注意，需要多少段不同螺距，则应绘制多少段轨迹)，及螺旋线中心线后(原点轨迹与中心线的距离即为螺旋线的半径)，点选“完成"；
(3)输入轨迹起点和终点处的螺距值；
(4)系统显示一个带有初始螺距图的子窗口，通过“增加点”，加入各段并输入螺距值。点选“完成”，结束螺距的定义。
(5)进入截面绘制界面，按图纸要求绘制螺旋线界面；点选“完成”一“确定"，即得到螺旋线。
3、PROE设计异型螺旋线的方法
      在PROE中设计异型螺旋线的总体思路是，首先获得一个标准螺旋曲线，该
螺旋线曲线的螺距应与要设计的螺旋线的螺距相同，然后，通过修改螺旋线曲线
的参数，或向某特定曲面投影，得到与所需螺旋线相同的螺旋曲线，最后使用变
截面扫描，获得所需的螺旋线。
下面我们分别以椭圆螺旋线和方形螺旋线为例加以说明：
3．1椭圆螺旋线的设计



对于一个标准的螺旋曲线，我们可以使用下列杜坐标方程加以描述：


式中：r为圆柱形螺旋线的半径；n为螺旋线的圈数；t为O～1间的变量；h为螺旋线的螺距
我们可以十分方便地将①式变换到笛卡尔坐标系中，如下方程：



我们更改②式中x、Y的r值，使其分别为a、b，即可得到椭圆螺旋线方程。
具体的椭圆螺旋线的设计步骤如下：
(1)进入PROE界面后，点选“插入基准曲线”；
(2)选择“从方程加入"；
(3)选取坐标系，选择“笛卡尔坐标系"；
(4)在弹出的文档中输入方程(1．2)式，按设计要求输入各参数值；保存后退出文档，点选“确定”，得到所需椭圆螺旋曲线。
(5)点选“插入"一“可变截面扫描"，在弹出对话框中点选“扫描为实体”一点选前面生成的螺旋曲线为扫描轨迹；
(6)点选“创建扫描剖面”，进入剖面创建画面，使用绘图工具，绘制所需螺旋线的截面后，退出创建页面，点选“确定"，即可得到所需的螺旋线：
3．2方形螺旋线的设计。


如图3所示的方形螺旋线，获得其螺旋曲线的方程较为复杂，因此我们采用投影的方法来进行设计。具体的步骤如下：
(1)进入PROE界面后，点选“拉伸"，绘制出所需方形螺旋线的外形轮廓曲面：
(2)绘制与所需方形螺旋线螺距相同的螺旋曲线，该螺旋曲线的直径应大于(1)
中轮廓曲面的对角线；
(3)点选螺旋曲线，点选“编辑”一“投影”，按提示，将螺旋曲线投影到方形轮廓曲面，即可得到方形螺旋曲线。
(4)点选“插入”一“可变截面扫描”，在弹出对话框中点选“扫描为实体”一点选前面生成的方形螺旋曲线为扫描轨迹；创建剖面，即可得到方形螺旋线。
图3方形螺旋线
4、总结
PROE的设计造型功能十分强大，同一种设计会有多种不同的造型方法，根据不同的工程实际，可以任意选择，在这里我们只给出了三种较常用的方法。

huchunyu

观摩谢谢楼主

qwerabcd

这就是婆姨参数化的优势。

白馥雅

还是用 包络  方便 啊

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[ 本帖最后由 白馥雅 于 2011-12-3 13:38 编辑 ]

qwerabcd

投影法做的。

aimaa

想看看

laniate

想看看包络的用法哦

kingxx

真是好强呀谢谢

Dear

都是高手啊

huyanlei

谢过楼主