成绩:
《Pro/E软件应用》
大 作 业
课 程: Pro/E软件应用 学 期: 2008~2009学年第一学期 教 师:
时 间: 2008年 1 月 2 日 姓名(学号): 年级、专业: 2005级制信本
电脑风扇的设计
一、电脑风扇的概述
电脑我们并不陌生,而且应该很熟悉,几乎是每天都会用。任何一个机械产品,只有它们做功,那么就会有热能的散发,这是热力学定律不变的事实。目前,像电脑等电子产品的寿命也是根据热能的效果来看的,正是因为这个需要,我们因此有了散热器,也叫风扇,来为电子产品散热,从而提高其使用寿命和使用时间。
最初的电脑风扇,被称为“两只脚走路”,这种两针风扇设计的好处是成本比较节省,所以多用在一些要求不高的场合;缺点是只能实现最简单的功能—让风扇转起来。这类风扇在使用时需要注意,尽管只有两个针脚,但是“正负极”是不能搞反的,否则风扇“倒吹风”会破坏原来的风道设计,散热效果将大打折扣;
“三足鼎立”的形成—转速监控功能的完善。虽然从理论上讲,两根引线已经可以让风扇“转”起来了,但是仍然面临一些很棘手的问题,比方说在某些比较重要的场合—如CPU散热器的风扇,一旦停转或者工作出现异常后果将十分严重,轻则当机/重启,重则导致核心在瞬间“灰飞烟灭”。因此能否及时了解风扇的工作情况就显得十分重要了,于是就有了后来的3针风扇。与两针风扇相比,3针风扇新增加的那只“脚”就是专门用于检测风扇转速的(图2)。加上与之配套的主板接口,主板BIOS就能随时了解风扇的工作情况,这样一旦风扇“罢工”(检测不到转速信号),BIOS会当机立断地采取相应措施(报警、降电压甚至切断对CPU的供电)。
进阶!四只脚“并驾齐驱”—智能风扇的身份象征。尽管3针风扇从技术上说已经算得上“完美”,但是在使用中依然遇到了令人头痛的问题—随着CPU性能的提高,发热量几乎成倍地增长,于是散热片越做越大,风扇也跟着越转越快,3000rpm(转/分)、4000rpm一直到5000rpm;曾经有一段时间,“暴力扇”非常普及,随之而来的就是轰鸣的噪音问题。但很多时候我们并不需要让CPU全速工作,同样的道理,风扇也没有必要一直铆足了劲拼命转,一来噪音让人难以忍受,二来对寿命也没有好处。如果风扇可以跟CPU进行沟通,那么就可以在需要时全速运转,在不需要时减速运行。这就是SMART(智能)风扇最初的设想。在LGA775封装的Pentium 4/Celeron D处理器上英特尔实现了这一目标,他们为处理器专门定制了一个新的搭档—4针温控风扇。
作为一个常用的产品,对其进行CAD的设计无可厚非,作为刚接触的人来讲,做这些已经成熟的产品设计,当然会受益颇多,一边学习,一边对比自己的不足,此为学习的好方法。
二、电脑风扇的使用及其工作原理
电脑风扇主要是要注意其安装,电脑主板插口较多,应选择正确的插口,按照说明,对准针脚和正负极。其工作原理是通过电源线的接入,小型电动机工作,从而带动与其主轴相连的风扇叶轮的旋转,起到散热的效果。除了正负极两根线外,另外两根线一根线控制温度检测,一根线用于转速的检测,采用闭环控制方式,通过电脑的分析而自动调节,这就是现代的智能控制散热器--风扇。 三、电脑风扇的设计分析 (1)风扇叶轮的设计
1、使用拉伸命令,草绘截面如图1所示,拉伸(高度18)后结果如图2所示;
图1 图2 图3 2、使用倒圆角命令,创建倒角R1mm,结果见图3; 3、使用壳工具,并输入厚度0.75,结果见图4; 4、点击草绘工具,绘制草绘截面,如图5所示;
图4 图5
5、选择编辑--投影命令,打开投影特征操作面板,参照中选择草绘截面,并选择图5所示的圆周曲面,定义方向,创建投影曲线如图6所示;
6、点击拉伸工具,选择拉伸曲面,绘制草绘截面见图7,拉伸结果见图8;
图6 图7 图8 7、仿照步骤4,绘制草绘曲线见图9; 8、仿照步骤5,创建投影曲线如图10;
图9 图10 图11
9、插入基准曲线,选取通过点选项,选择前面的两个投影线与top平面的交点;
10、选择基准平面DTM1,设置见图11,结果见图12; 11、在DTM1平面上绘制草图,见图13; 12、选择边界混合,结果见图14;
图12 图13 图14 13、选择加厚命令,厚度为1,结果见图15;各边倒圆角,结果见图16;
14、将步骤12,13中的创建命令做为一个组,选择阵列组,绕轴线阵列,个数7,结果见图17;
图15 图16 图17
15,拉伸实体见图18;仿照步骤14阵列,个数为15,并在里面拉伸一个高度1mm凸台,结果见图19;
图18 图19
至此,风扇叶轮的设计完毕。 (2)风扇底座的设计
1、拉伸创建图20的实体,草绘截面为80的正方形,拉伸高度为25; 2、建立基准轴A4,见图21所示;
3、建立基准平面DTM1,参照设置穿过A4,与FRONT旋转45度,见图22所示;
图20 图21 图22 4、选择旋转命令,草绘制截面见图23,选择去除材料,结果见图24;
图23 图24 图25 5、拉伸实体,结果见图25;阵列拉伸实体,设置界面见图26;
6、选择旋转实体,在DTM1上绘制图27所示截面,选择去除材料旋转,并倒角,结果见图28;
图26 图27 图28 7、建立DTM2基准平面,偏移top12.5mm,见图29;
8、拉伸命令,草绘见图30,结果见图31;阵列拉伸,结果见图33;
图30 图31 图32 9、创建拉伸如图34,图35,图36所示;阵列并拉伸见图37所示;