КОМПАС-3D V10 на 100%. Максим Иванович Кидрук компас3d v10 на 100 %
 Скачать 13.81 Mb.
|
|
Создайте новый документ КОМПАС-Деталь, установите в нем ориентацию Изометрия XYZ и сохраните этот файл под именем Вал ведомый.m3d. Откройте файл сборочного чертежа редуктора – мы воспользуемся частью его изображения для формирования контура эскиза вала. Любой вал (кроме коленчатых, конечно) – это тело вращения, поэтому очевидно, какую формообразующую операцию мы будем использовать в качестве базовой при моделировании. 1. Выделите в дереве построений плоскость XY и нажмите кнопку Эскиз. Перейдите в окно представления сборочного чертежа и скопируйте половину контура ведомого вала (выделите изображение вала на виде сверху, нажмите сочетание клавиш Ctrl+C и укажите точку привязки – точку начала координат вида). Вернитесь в окно модели и вставьте изображение вала, совместив точку привязки с началом координат эскиза. Поверните вставленное изображение вокруг начала координат на 90° против часовой стрелки. Отредактируйте контур, чтобы в нем не было самопересечений и постройте небольшие скругления (1–1,6 мм) в местах перехода одной ступени в другую. Это делается для того, чтобы позже не применять лишние операции для создания скруглений и фасок на теле модели (рис. 3.62). Не забудьте построить ось вращения, если вы не скопировали ее с чертежа. Рис. 3.62. Эскиз вала (скругления показаны увеличенно) 2. Нажмите кнопку Операция вращения на панели Редактирование детали. Поскольку контур эскиза не замкнут, то операция автоматически будет настроена на создание тонкостенного тела. Чтобы этого избежать, на панели свойств обязательно нажмите кнопку Сфероид, после чего перейдите на вкладку Тонкая стенка и в списке Тип построения тонкой стенки выберите пункт Нет. Нажмите кнопку Создать объект для завершения выполнения операции вращения (рис. 3.63). Рис. 3.63. Начало формирования модели вала 3. В свойствах детали выберите другой цвет вала, а также установите следующие значения оптических свойств: Общий цвет – 80 %; Диффузия – 80 %; Зеркальность – 70 %; Блеск – 10 %; Излучение – 20 %. Осталось создать шпоночные пазы на выходном участке вала и ступени вала под колесо. Размеры шпонок приведены в гл. 2 (глубина паза на выходной ступени – 7, 5 мм, в ступени под колесо – 9 мм), но мы, как обычно, скопируем их изображения в эскиз со сборочного чертежа редуктора. 1. Активируйте панель инструментов Вспомогательная геометрия и в группе команд построения вспомогательных плоскостей нажмите кнопку Смещенная плоскость. В качестве базовой укажите плоскость ZX, щелкнув на ней в окне модели или дереве построения. Выберите прямое направление смещения создаваемой плоскости и введите значение величины смещения, равное половине диаметра ступени вала под колесо (42,5 мм). Нажмите кнопку Создать объект, после чего завершите выполнение команды. 2. Выделите вспомогательную плоскость и создайте на ней эскиз шпоночного паза. Перейдите на панель Редактирование детали и нажмите кнопку Вырезать выдавливанием. Установите прямое направление выдавливания и задайте величину (глубину) вырезания, равную 9 мм (рис. 3.64). Нажмите кнопку Создать объект для завершения построения шпоночного паза. Рис. 3.64. Процесс вырезания шпоночного паза Примечание Если у вас вдруг нет под рукой сборочного чертежа редуктора, вы можете вставить контуры шпоночных пазов из библиотеки, как это было описано в гл. 2, или воспользовавшись командой Эскиз из библиотеки контекстного меню для выделенной плоскости или плоской грани. Эта команда позволяет сформировать в эскизе профиль того или иного конструктивного элемента, в частности и профиль сечения призматического шпоночного паза. 3. Повторите все указанные действия для выходного участка вала (вспомогательную плоскость сместите на 35, 5 мм в прямом направлении, а паз вырежьте на глубину 7, 5 мм). Создайте небольшое скругление (радиус 0,6 мм) на нижних гранях обоих пазов. Отключите видимость вспомогательных плоскостей, чтобы они не портили внешний вид вала. Вот и все, модель ведомого вала редуктора готова (рис. 3.65). Не забудьте сохранить документ перед продолжением работы. Рис. 3.65. 3D-модель ведомого вала редуктора Вы можете изучить полученную деталь, открыв файл Вал ведомый.m3d из папки Examples\Глава 3\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска. Ведущий вал-шестерня Если вы помните, ведущий вал и зубчатая шестерня в нашем редукторе выполняются вместе. Создание этой детали во многом будет напоминать построение двух предыдущих, однако при моделировании вала-шестерни будет описано несколько неочевидных моментов. Во-первых, это положение эскиза выреза между зубьями (оно должно быть таким, чтобы после вставки шестерни в сборку зацепление получилось само собой), а во-вторых, это размещение самой модели в пространстве документа детали. Поскольку в редукторе ось шестерни смещена от оси колеса по горизонтали на величину межосевого расстояния, предлагаю строить модель вала-шестерни не в начале координат, а сместив ее по оси Z на расстояние a ω , что позволит при сборке вставить модель шестерни, привязываясь к точке начала координат, и ничего больше не подгонять. Если при этом будет правильно размещен эскиз выреза между зубьями, то сборка зубчатого зацепления произойдет автоматически и вам не нужно будет накладывать ни одного (!) сопряжения на зубчатую пару. Этот пример очень хорошо продемонстрирует, насколько может упроститься сборка агрегата благодаря разумному построению его отдельных деталей. 1. Нажмите кнопку Смещенная плоскость на панели Вспомогательная геометрия и постройте вспомогательную плоскость, удаленную относительно плоскости XY (базовой) на расстояние 259 мм в обратном направлении (против направления оси Z). Эта вспомогательная плоскость и будет теперь базовой для модели шестерни. 2. Выделите смещенную плоскость и запустите процесс построения эскиза на ней. Сформируйте контур вала-шестерни подобно тому, как мы формировали контур эскиза ведомого вала в предыдущем примере (рис. 3.66). Не забудьте создать скругления в эскизе в местах перехода одной ступени в другую, а также проследите, чтобы в контуре не было разрывов и самопересечений. Рис. 3.66. Эскиз контура ведущего вала-шестерни 3. С помощью Операции вращения создайте основание модели вала-шестерни (вал необходимо выполнить сплошным сфероидом без тонкой стенки). На выходной ступени создайте шпоночный паз (эскиз можно скопировать с чертежа редуктора или построить самостоятельно по известным размерам) точно так же, как и для ведомого вала. Сначала создаем вспомогательную плоскость, а затем вырезаем паз выдавливанием на глубину 5, 5 мм (рис. 3.67). В свойствах детали настройте оптические свойства вала-шестерни по своему усмотрению. Рис. 3.67. Начало формирования модели ведомого вала Далее приступаем к построению зубчатого венца. Порядок его формирования не отличается от создания зубчатого колеса: сначала создаем один вырез, а затем копируем его по концентрической сетке. Сам вырез между зубьями будет сформирован с помощью кинематического вырезания. 1. Выделите правую боковую грань шестерни (правую, если смотреть на вал-шестерню с колеса). Запустите процесс создания эскиза, в котором создайте эскиз выреза между зубьями (рис. 3.68). Рис. 3.68. Эскиз выреза между зубьями шестерни Порядок построения эскиза следующий: 1) создайте вертикальную вспомогательную прямую, смещенную влево от начала координат эскиза на 259 мм; 2) постройте горизонтальную прямую, проходящую через центр начала координат. С помощью команды Вспомогательная прямая панели Геометрия постройте две линии, смещенные между собой на угол γ/8 вниз от горизонтальной прямой и четыре вспомогательных линии с таким же смещением вверх по горизонтали. Все эти линии должны проходить через точку начала координат. Угол γ равняется 360° / z ш (z ш – количество зубьев шестерни). Для нашей шестерни этот угол равен 2,25° (2°15'); 3) создайте три окружности, выполненные стилем линии Вспомогательная, обозначающие делительную окружность, окружность впадин и выступов зубьев; 4) сформируйте изображение эскиза, как показано на рис. 3.68. Вместо эвольвент, как было сказано, постройте дуги по трем точкам. Создайте также небольшие скругления на ножке и головке зубьев. Верхнюю дугу немного выгните вверх, чтобы она прошла выше окружности вершин зубьев – при таком ее размещении вы можете быть уверены в том, что нужный шар материала будет вырезан полностью. Примечание Если вы совместите оба эскиза вырезов между зубьями колеса и шестерни в одной плоскости, то увидите, что вырезаемая пара зубьев соприкасается точно в точке зацепления. Зубья не очень точные, зато само зацепление выдержано достаточно четко. 2. Создадим направляющую для кинематического вырезания. Принцип построения повторяет процесс создания направляющей для вырезания первой пары зубьев колеса (команда Спираль цилиндрическая панели Пространственные кривые), поэтому далее приведены только параметры спирали: способ построения – По числу витков и шагу; количество витков – 0,125 (определяется конструктивно); шаг витков – 1332,4 мм (рассчитывается по формуле, выведенной ранее для угла наклона линии зубьев 15° и диаметра витков 114 мм); направление построения – обратное; направление навивки – левое; начальный угол спирали – 0° (по умолчанию витки должны начинаться непосредственно с эскиза, если вы разместили его, как показано на рис. 3.68); точка привязки – координаты в опорной плоскости спирали (–259;0); диаметр спирали – 114 мм. Для подтверждения построения спирали нажмите кнопку Создать объект. 3. Все готово для кинематического вырезания. Нажмите кнопку Вырезать кинематически на панели инструментов Редактирование детали и укажите в качестве исходных объектов для операции эскиз профиля выреза и спираль-направляющую. Полученный вырез показан на рис. 3.69. Рис. 3.69. Вырезание зубьев на шестерне 4. И наконец, размножим вырезы и сформируем зубчатый венец. С помощью команды Ось конической поверхности создайте конструктивную ось шестерни. Для этого после вызова команды укажите любую цилиндрическую поверхность вала-шестерни. 5. Нажмите кнопку Массив по концентрической сетке на панели Редактирование детали. В качестве оси для копирования укажите только что созданную конструктивную ось, а объектом копирования будет служить операция кинематического вырезания. Задайте количество копий по кругу равное 20 (количество зубьев шестерни) и нажмите кнопку Создать объект. Используйте команду Скрыть контекстного меню, чтобы убрать из модели вспомогательные элементы: две конструктивные плоскости, спираль и ось массива. 3D-модель вала- шестерни готова (рис. 3.70). Рис. 3.70. 3D-модель ведущего вала-шестерни Файл этой модели Ведущий вал-шестерня.m3d находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 3\Редуктор цилиндрический. Корпус редуктора Корпусные детали механизмов (у нас это корпус и крышка редуктора) весьма сложны для моделирования из-за наличия различных конструктивных элементов: опорных лап, фланцев, бобышек, отверстий под крепежные болты и т. п. Более того, любая такая деталь (неважно, это корпус редуктора или самолета) кроме технологических должна отвечать определенным эстетическим требованиям, что еще более усложняет проектирование и моделирование изделия. Известно, что чем сложнее деталь, тем больше способов для ее создания можно придумать. Очевидно, что способ для построения корпуса редуктора, предложенный в этой книге, далеко не единственный и, возможно, не самый лучший. Однако я считаю его самым простым и наиболее подходящим для обучения разработке действительно сложных моделей. Можете быть уверены: если вы самостоятельно и, главное, досконально разберетесь в приведенном примере, вы сможете создать любые другие детали. Начнем, как обычно, с создания документа КОМПАС-Деталь, установки ориентации Изометрия XYZ и сохранения пока еще пустого документа в файл под именем Корпус.m3d. Очень важно для столь больших и сложных моделей правильно выбрать часть детали, которая будет служить основанием в модели. Предлагаю в качестве основания принять фланец корпуса, потому что именно его длина и ширина определяют габариты корпуса, что позволит нам при дальнейшей разработке модели так или иначе от него отталкиваться. 1. Выделите плоскость ZX и запустите процесс создания эскиза на ней. Размеры фланцев корпуса мы проработали при выполнении чертежа редуктора. Можете построить их снова в эскизе (в гл. 2 это было детально описано), а можете скопировать изображение из чертежа (вида сверху). Если вы решили копировать изображение, привязываться нужно к точке начала координат вида (пересечение осей), поскольку мы будем строить корпус, как и другие детали, таким образом, чтобы сразу вставить его в сборку и не спрягать. 2. Перед продолжением работы эскиз нужно немного подправить. Во-первых, следует убрать изображение опорных поверхностей бобышек и мест крепления крышек подшипников – они будут формироваться позже. Во- вторых, следует оставить на фланце все изображения отверстий (отверстий именно во фланцах, а не в бобышках). В-третьих, весь эскиз необходимо повернуть на 90° против часовой стрелки. Полученный эскиз должен выглядеть как на рис. 3.71. Рис. 3.71. Эскиз для формирования фланца корпуса 3. После завершения редактирования эскиза создайте фланец, выдавив эскиз с помощью команды Операция выдавливания в сторону, противоположную нормали, на расстояние 13 мм (толщина фланца корпуса). Лучше в поле Расстояние 2 на панели свойств ввести значение 13, 01, а не ровно 13. Это связано с тем, что в дальнейшем мы будем «приклеивать» к фланцу стенки и другие элементы корпуса, и будет лучше, если они будут немного пересекаться (при «приклеивании» встык позже могут возникнуть ошибки расчета геометрии модели, не зависящие от пользователя). 4. Перейдем к созданию стенок корпуса. Начнем с передней стенки. Выделите нижнюю плоскую грань фланцев и вызовите команду Эскиз. Привязываясь к уже существующей геометрии 3D-модели, постройте эскиз, показанный на рис. 3.72. Расстояние между параллельными линиями контура равно толщине стенки корпуса, то есть 8 мм. Закончите построение эскиза, отжав кнопку Эскиз на панели Текущее состояние. Рис. 3.72. Эскиз профиля передней стенки редуктора 5. Теперь начните создание эскиза в плоскости ZY. Нарисуйте в нем кривую, очерчивающую изгиб передней стенки редуктора (рис. 3.73). Ее также можно скопировать с главного вида чертежа редуктора (так будет даже точнее). При создании этого эскиза необходимо учесть, что система, устанавливая ориентацию по нормали к плоскости эскиза, разворачивает модель вверх дном. Это значит, что изображения всех эскизов, размещенных в плоскости ZY или параллельных ей плоскостях (которые отвечают изображениям главного вида), придется рисовать симметрично относительно горизонтальной оси. Проще говоря, «вверх ногами». Рис. 3.73. Изгиб передней стенки редуктора: кривая на чертеже (а) и ее размещение в эскизе (б) Внимание! Начало траектории должно лежать точно в плоскости эскиза кинематической операции. Из этого следует, что если вы выдавили фланец на 13, 01 мм, то и ордината начала траектории во втором эскизе должна равняться 13, 01 мм. Не больше и не меньше (потому что эскиз лежит в нижней горизонтальной грани фланца). Иначе вы просто не сможете выполнить кинематическую операцию. 6. Создав эти два эскиза, нажмите кнопку Кинематическая операция панели Редактирование детали и постройте переднюю стенку редуктора. В качестве базового эскиза укажите профиль стенки, а в качестве траектории – только что созданную кривую-контур корпуса. В группе кнопок Движение сечения нажмите кнопку Параллельно самому себе. Создайте кинематическую операцию. В результате к фланцу редуктора будет «приклеена» его передняя стенка (рис. 3.74). Рис. 3.74. Добавление передней стенки корпуса редуктора 7. Аналогично создайте и заднюю стенку корпуса редуктора. Эскиз кинематической операции будет иметь ту же форму, что и на рис. 3.72, только разместится на левой стороне фланца (в режиме редактирования эскиза – в нижней части эскиза). Направляющую можно скопировать с главного вида чертежа. Полученная стенка показана на рис. 3.75. Направляющие обеих операций кинематического «приклеивания» больше не будут использоваться, поэтому их можно спрятать. Рис. 3.75. Добавление задней стенки корпуса редуктора 8. Теперь можно перейти к построению боковой стенки. Ее можно выполнить обычным выдавливанием на величину толщины стенок, просто заполнив материалом детали промежуток между задней и передней стенками корпуса. Эскиз операции выдавливания должен повторять контуры краев уже построенных стенок и фланца корпуса (рис. 3.76). Опорная плоскость эскиза – внутренняя торцевая грань фланца (вдоль его длинной стороны). Полагаю, вам будет несложно его построить. Рис. 3.76. Эскиз для выдавливания боковой стенки корпуса редуктора 9. Завершив построение эскиза, выполните операцию выдавливания, установив обратное направление действия операции, а величину выдавливания равной 8 мм (рис. 3.77). Рис. 3.77. Добавление боковой стенки корпуса редуктора Вторую боковую стенку пока не создавайте, мы к ней приступим чуть позже. 10. Следующим шагом в построении модели корпуса будет создание мест крепления крышек подшипников. Вернитесь к чертежу редуктора и определите расстояние от внешней поверхности боковой стенки редуктора до опорной поверхности, на которую ложится торец крышки подшипника. Это расстояние составляет 40 мм. Создайте плоскость, смещенную наружу из корпуса редуктора, удаленную на указанное расстояние от внешней поверхности корпуса (напомню, для этого следует воспользоваться командой Смещенная плоскость). Эту плоскость желательно сразу сделать невидимой. Создайте на этой плоскости эскиз, состоящий из полуокружности радиусом 100 мм (радиус крышки подшипника ведомого вала) с центром в точке начала координат и отрезка, соединяющего концы построенной дуги (рис. 3.78). Завершите создание эскиза. |