渦輪分子泵是一種精密高速旋轉機械，在設計過程中對主軸、轉子等關鍵件的設計作科學準確的計算、校核尤為重要。文章闡述了借助PRO/E、PRO/MECHANICA 軟件（試用版）對渦輪分子泵的渦輪葉片進行結構設計、有限元分析（應力分析及位移分析），大大提高了設計的準確率、增強了設計的可靠性及縮短了產品的研發周期。把CAD、CAE 有效地應用于實際的產品結構設計中，將會對產品的研發起很大的作用。

　　渦輪分子泵是一種精密高速旋轉機械系統，主要用來獲得高真空和超高真空。目前國內外飛速發展的半導體電子產業、半導體照明產業、平板顯示產業、太陽能電池產業、光學元器件產業、薄膜產業推動了分子泵的快速發展；與此同時，介于時代及行業的迫切要求，在分子泵的設計過程中，一種“短周期性、高可靠性”的設計理念應運而生，然而分子泵的設計本身就是一個相對比較復雜的過程，要實現“短周期性、高可靠性”的設計理念，單憑傳統的設計方法遠遠做不到，必須借助當今的主流CAD、CAE 軟件協作方可實現。

　　PRO/MECHANICA 是PTC 公司開發的有限元分析軟件，該軟件與該公司的PRO/E 完全無縫集成，即通過PRO/E 構建的3D 幾何模型，可以直接引入PRO/MECHANICA 里做結構或熱力學分析， 而當3D 幾何結構有變更時，PRO/MECHANICA 里所建立的結構或熱力學分析經過簡單的“分析更新”即可方便讓分析結果隨著更新， 完全做到無數據損失， 這樣，PRO/MECHANICA 就能讓結構設計師們將精力集中在設計工作上，在設計初期就能因為結合了分析，實時優化結構，而縮短整個設計周期，從而降低設計成本，這也是其他主流CAE 軟件無法比擬的優點。

　　文章描述了在渦輪分子泵（以本公司研發的FF250- 250/1600 型復合分子泵為例）的設計中，以關重件之一（渦輪轉片）為例，巧妙借助PRO/E、PRO/MECHANICA 軟件對其進行3D 結構設計及分析，很大程度上縮短了研發周期，提高了產品結構設計的可靠性，真正實現了“短周期性、高可靠性”的設計理念。

1、葉片的設計及結構分析

1.1、葉片的3D 結構設計

　　在PRO/E 環境下建立葉片的3D 設計模型，該葉片參數：葉片厚度7 mm、葉片孔徑74 mm、葉齒頂徑257 mm、葉齒根徑134 mm、葉齒傾角40°、葉齒厚度2.5 mm、齒數38 齒、凸緣厚度12 mm、凸緣外徑109 mm、連接孔6-Φ8.4 均布，其3D 結構如圖1 所示。

2、結束語

　　應用無縫集成軟件PRO/E 與PRO/MECHANICA對機械產品的結構進行優化設計及有限元分析，會大大縮短產品研發周期，同時，結構分析數據為產品的設計提供了強有力的技術支撐，使產品的設計更可靠，更準確。一般地，將理論分析數據（如應力、位移數據）乘以一個安全因子S（經驗值）即可作為產品實際相應數據，S 取1.1~1.2。本文提供的渦輪分子泵葉片的結構設計與分析，就是應用PRO/E 與PRO/MECHANICA 設計的一個成功案例。

參考文獻

　　[1] 劉國慶，楊慶東.ANSYS 工程應用教程—機械篇[M].北京：中國鐵道出版社，2002.
　　[2] 二代龍震工作室.PRO/MECHANICA Wildfire 3.0/4/0 結構/ 熱力分析[M].北京：電子工業出版社，2008.
　　[3] 孫江宏，等.Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 中文版企業應用與工程實踐[M].北京：清華大學出版社，2007.
　　[4] 達道安. 真空設計手冊[M]. 北京：國防工業出版社，1991.